华盛顿州立大学蒂娜·希尔丁 学分:ACS催化 华盛顿州立大学的研究人员在经济地将植物材料转化为燃料方面迈出了关键的第一步:防止铁生锈
研究人员已经确定了如何在将植物材料转化为燃料所需的重要化学反应中防止铁生锈，这意味着这种廉价且容易获得的元素可以用于具有成本效益的生物燃料转化
由王勇，福兰大学基因和琳达·福兰化学工程和生物工程学院的杰出教授，以及来自厦门大学固体表面物理化学国家重点实验室的王帅带领，研究人员在七月号的美国化学学会催化杂志的封面上报道了他们的工作
研究人员一直在试图找到更有效的方法，从可再生的植物资源(如藻类、作物废料或森林残留物)中制造燃料和化学品
但是，这些生物燃料往往比化石燃料更贵，能量密度更低
使用基于植物的原料作为燃料的一大障碍是，氧气在使用前必须被去除
“你想用最便宜的催化剂来去除氧气，”该论文的合著者、基因和琳达·沃伊兰化学工程和生物工程学院的副教授让-萨宾·麦克尤恩说
“铁是一个很好的选择，因为它非常丰富
" 铁基催化剂在去除氧气方面显示出巨大的潜力，但是因为植物材料也含有氧气，所以在反应过程中，铁氧化或生锈，然后反应停止工作
诀窍是让铁去除植物中的氧气，但不要吸收太多氧气以至于反应停止
在他们的工作中，研究人员将他们的铁催化剂锚定在一个碳结构上，该碳结构被修饰以结合氮
这种结构改变了铁的性质，使它在继续完成从植物材料中去除氧气的工作时，与氧气的相互作用减少
研究人员用氮作为一种控制盘来调节铁与氧的相互作用
在最近发表在《化学科学》上的另一篇论文中，由基因和琳达·沃伊兰化学工程和生物工程学院的研究助理教授和·孙领导，研究人员发现了一种耐用的铁基催化剂，其周围有一层薄的碳石墨烯
石墨烯层保护了铁，而铯离子使研究人员能够为所需的反应定制其电子特性
“我们把氧气反应拨下来，”孙说
“通过保护铁并调整其性质，这些工作为使用地球上丰富且具有成本效益的铁作为生物质转化的催化剂提供了科学依据
" 研究人员现在正在努力更好地理解反应的化学性质，这样他们就可以进一步提高铁催化剂的反应性
他们还需要用真实的原料而不是研究中使用的模型化合物来尝试他们的催化剂
从农田中收集的原料成分更加复杂，含有大量杂质，研究人员还必须将催化剂整合到转化过程中使用的一系列步骤中
“我们正努力使转换尽可能经济，”王说
“关键是试图找到基于低成本、富含地球元素的坚固催化剂
这是朝着这个方向迈出的第一步
"
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