沸石是极孔的材料：十克可以具有内表面积，足球场的大小。欧洲杯足球竞彩它们的蛀牙使它们有用于催化化学反应，从而节省能量。现在，国际研究团队现已对这些过程中的水分子作用作出了新的结果。一个重要的应用是将生物质转化为生物燃料。

由生物质制成的燃料被认为是气候中性的，尽管仍然需要能量来生产它：所需的化学反应需要高水平的温度和压力。

“如果我们在未来没有化石能源的情况下，我们也要高效地利用生物量，我们还必须找到减少处理生物质所需的能量的方法，”Johannes Lercher表示，慕尼黑技术大学化学技术教授和华盛顿富豪西北国家实验室综合催化研究所主任。

与国际研究团队合作，Lercher仔细研究水分子在沸石孔内反应中的作用，该孔的尺寸小于一个纳米。

一切都从酸开始

酸的一个特征是它很容易提供质子。因此，当盐酸加入水中时，就会分裂成带负电的氯离子(就像食盐晶体中存在的那样)和带正电的质子(附在水分子上)。这就产生了一个带正电的水合氢离子，它会进一步传递这个质子，例如传递给一个有机分子。

当有机分子“被迫”接受一个质子时，它会试图稳定自己。因此，酒精可以产生双键分子——这是从生物质到生物燃料过程中的一个典型反应步骤。沸石壁稳定在转换过程中发生的过渡状态，从而帮助最小化反应发生所需的能量。

沸石作为酸

沸石的晶体结构中含有氧原子，氧原子已经携带了一个质子。像分子酸一样，它们通过与水的相互作用形成水合氢离子。

然而，当水合氢离子在水中分散时，它们仍然与沸石紧密相连。化学预处理可以改变这些活性中心的数量，从而在沸石的孔中建立一定的水合氢离子密度。

理想的沸石

通过系统地改变孔洞的大小、活性位点的密度和水的量，研究小组能够阐明最能催化选定示例反应的孔洞大小和水的浓度。

“一般来说，可以通过缩小孔隙和提高电荷密度来提高反应速率，”Johannes Lercher解释道。“然而，这种增长有其局限性:当物体过于拥挤，电荷彼此过于接近时，反应速率再次下降。这使我们有可能找到每种反应的最佳条件。”

“沸石通常是适用于所有化学反应的纳米反应器，其反应伴侣适合于孔隙，其中酸用作催化剂，”强调包裹。“我们处于发展的开头，即使在低温下也能增加分子的反应性，从而节省了燃料或化学品生产的相当大量的能量。”

该研究的参与者包括慕尼黑工业大学催化研究中心、美国太平洋西北国家实验室综合催化研究所、瑞士保罗谢勒研究所以及中国的扬州大学和青岛生物能源与生物过程技术研究所。这项研究由慕尼黑工业大学和美国能源部科学办公室资助。欧洲杯线上买球

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