據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)28日報道,美國研究人員發(fā)現(xiàn)了一種新技術(shù),可將化學(xué)反應(yīng)的催化速度提高到現(xiàn)有催化速度極限的10000倍,有望大大提高數(shù)千種化學(xué)過程的速度,并顯著降低成本,讓肥料、食品、燃料、塑料等產(chǎn)業(yè)受益。
科學(xué)家使用催化劑(如金屬)來加速化學(xué)反應(yīng),但催化速度只能達到薩巴蒂爾原理所允許的限度。自從這一準則在1960年定量建立后,薩巴蒂爾最大值一直是催化速度的極限。
由美國能源部資助的催化能源創(chuàng)新中心的研究人員發(fā)現(xiàn),他們可以通過朝催化劑施加波,制造出振蕩催化劑來打破這一速度限制。波擁有波峰和波谷,當(dāng)施加波時,波允許化學(xué)反應(yīng)的兩個部分以不同的速度獨自進行。當(dāng)施加到催化劑表面的波與化學(xué)反應(yīng)的固有頻率相匹配時,所謂的“共振”機制會導(dǎo)致催化速率顯著上升。
作者之一、明尼蘇達大學(xué)化學(xué)工程和材料科學(xué)教授保羅·多恩豪爾說:“我們很早就意識到催化劑需要隨著時間的推移而改變,事實證明,千赫茲到兆赫茲頻率會顯著加快催化速度?!?/span>
研究人員稱,提高化學(xué)反應(yīng)速度會讓開發(fā)肥料、食品、燃料、塑料等的數(shù)千種化學(xué)和材料技術(shù)大大受益,可顯著減少制造這些材料所需的設(shè)備數(shù)量,并降低許多日常材料的總體成本。
催化能源創(chuàng)新中心主任多尼希斯·維拉科斯教授說:“這有可能徹底改變我們制造幾乎所有最基本化學(xué)品、材料和燃料的方式,從常規(guī)催化劑到動態(tài)催化劑的轉(zhuǎn)變,將與從直流電到交流電的轉(zhuǎn)變一樣大?!?/span>
來源:科技日報