روش سبز می تواند فعال بیمارستان برای تولید هیدروژن پراکسید در خانه

یک تیم از محققان توسعه یافته قابل حمل بیشتر روش سازگار با محیط زیست برای تولید هیدروژن پراکسید است. آن می تواند فعال کردن بیمارستان های خود را به عرضه مواد ضد عفونی کننده بر روی تقاضا و در کاهش هزینه ها.

این کار یک همکاری بین دانشگاه کالیفرنیا در سن دیگو دانشگاه کلمبیا آزمایشگاه ملی بروکهیون دانشگاه کلگری و دانشگاه کالیفرنیا در ایروین دقیق است در یک مقاله منتشر شده در طبیعت ارتباطات.

پراکسید هیدروژن به تازگی ساخته شده سرفصل به عنوان محققان و مراکز درمانی سراسر کشور شده اند تست زنده ماندن خود را در decontaminating N95 ماسک برای مقابله با کمبود میان COVID-19 بیماری همه گیر.

در حالی که نتایج تا کنون به قول برخی از محققان نگران آن است که مواد شیمیایی را فقیر عمر می تواند از جمله آلودگی تلاش پر هزینه است.

مشکل اصلی این است که پراکسید هیدروژن پایدار نیست; آن شروع به شکستن به آب و اکسیژن حتی قبل از بطری باز شده است. آن را می شکند و حتی بیشتر به سرعت یک بار آن را در معرض هوا یا نور.

"شما شاید فقط باید فقط یک زن و شوهر از ماه به استفاده از آن قبل از آن منقضی می شود بنابراین شما باید به منظور دسته اغلب به نگه داشتن یک منبع تازه" گفت: UC سن دیگو nanoengineering استاد ژنگ چن. "و از آنجا که تجزیه آن به سرعت حمل و نقل و ذخیره سازی آن را تبدیل به بسیار گران است."

چن و همکاران طراحی و توسعه سریع, ساده و ارزان برای تولید هیدروژن پراکسید در خانه با استفاده از فقط یک فلاسک کوچک, هوا خارج از قفسه-الکترولیت یک کاتالیزور و برق است.

"هدف ما این است که برای ایجاد یک قابل حمل راه اندازی است که می تواند به سادگی وصل به طوری که بیمارستان ها و حتی خانواده ها باید راه را برای تولید هیدروژن پراکسید بر روی تقاضا" چن گفت. "بدون نیاز به کشتی آن را بدون نیاز به آن را ذخیره کنید و هیچ عجله به استفاده از آن همه قبل از آن منقضی می شود. این می تواند صرفه جویی تا 50 تا 70 درصد در هزینه ها."

مزیت دیگر این است که این روش کمتر سمی از فرآیندهای صنعتی است.

این روش بر اساس یک واکنش شیمیایی است که در آن یک مولکول اکسیژن ترکیب با دو الکترون و دو پروتون در یک الکترولیت اسیدی راه حل برای تولید هیدروژن پراکسید است. این نوع از واکنش شناخته شده است به عنوان دو الکترون به اکسیژن کاهش واکنش و آن را کاربر پسند است که دلیل آن می تواند تولید رقیق پراکسید هیدروژن با غلظت مورد نظر بر روی تقاضا. "گام بعدی ما توسعه electrocatalysts مناسب برای دیگر الکترولیت راه حل برای افزایش طیف وسیعی از برنامه های کاربردی آن گفت:" UC سن دیگو فارغ التحصیل رشته مهندسی شیمی دانشجو Qiaowan چانگ.

کلید ساخت این واکنش اتفاق می افتد یک کاتالیزور ویژه ای که تیم توسعه یافته است. آن ساخته شده از نانولولههای کربنی شده اند که بخشی از اکسیده معنی اتم اکسیژن متصل شده به سطح. این اتم های اکسیژن هستند محدود به خوشه های کوچک سه تا چهار پالادیوم اتم. این اوراق قرضه بین پالادیوم خوشه ها و اتم های اکسیژن هستند چه فعال کردن واکنش رخ می دهد با بالا انتخاب و فعالیت با توجه به آن مطلوب اتصال انرژی از کلید میانی در طول واکنش.

دانشگاه کلمبیا مهندسی شیمی استاد Jingguang چن گفت: "هماهنگی بین اکسیژن-اصلاح Pd کلاستر و اکسیژن حاوی گروه های عملکردی بر روی نانولوله های کربنی کلیدی برای افزایش آن کاتالیزوری عملکرد."

این تیم در اصل این روش به باتری بازیافت فرآیندهای سبزتر. پراکسید هیدروژن یکی از مواد شیمیایی استفاده برای استخراج و بازیابی فلزات مانند مس و نیکل و کبالت و منیزیم استفاده از باتری های لیتیوم یون. به طور مشابه, آن همچنین باعث فعال شدن مولکول های هیدروکربن کارآمد تر است که یک گام مهم در بسیاری از صنعتی فرایندهای شیمیایی.

"ما تا به حال مشغول به کار در این پروژه حدود یک و نیم سال است. همانطور که ما از بسته بندی تا چیز های COVID-19 همه گیر ضربه" چن گفت. دیدن گزارش های خبری در مورد استفاده از پراکسید هیدروژن بخار برای ضد عفونی کردن N95 ماسک برای استفاده مجدد از انگیزه این تیم به محوری جهت.

"ما دیدیم که وجود دارد بیشتر به نیاز مبرم به تلاش برای کمک به کارکنان مراقبت های بهداشتی که ممکن است حفاظت کافی در حالی که مراقبت از بیماران مبتلا به کروناویروس جدید," او گفت:.

این کار در proof-of-concept مرحله. حرکت رو به جلو این تیم خواهد کار بر روی بهینه سازی و پوسته پوسته شدن تا روش برای استفاده بالقوه در بیمارستان. مطالعات آینده شامل تغییر روش به طوری که آن را می تواند انجام شود با استفاده از یک خنثی الکترولیت (در واقع یک محلول نمک) به جای اسیدی یکی که بهتر خواهد بود برای خانواده و کاربردهای بالینی چن گفت. بخشی از این ادامه کار در حال حاضر پشتیبانی شده توسط UC سن دیگو پایدار قدرت و انرژی مرکز.

###

عنوان مقاله: "ترویج H2O2 تولید از طریق 2-الکترون به اکسیژن کاهش هماهنگی بخشی از اکسیده Pd با نقص کربن است." نویسندگان شامل Qiaowan چانگ Pu ژانگ و Hongpeng گائو UC سان دیگو; امیر حسن باقرزاده Mostaghimi و سمیرا Siahrostami دانشگاه کلگری; Xueru ژائو Brookhaven National Laboratory; Steven R. دنی, Ji Hoon Lee و Jingguang G. چن, دانشگاه کلمبیا; و یانگ ژانگ مرکزی دانشگاه جنوبی چین است.

این کار حمایت می شد در بخشی از ACS نفت و تحقیقات صندوق (59989-DNI5), U. s. Department of Energy (د-FG02-13ER16381) و UC سن دیگو Jacobs دانشکده فنی و مهندسی.

سلب مسئولیت: AAAS و EurekAlert! مسئول صحت اخبار منتشر شده به EurekAlert! با کمک موسسات و یا برای استفاده از هر گونه اطلاعات از طریق EurekAlert سیستم.