一個(gè)甜美的新過程正在使酸味變得更實(shí)用。萊斯大學(xué)的工程師正在轉(zhuǎn)向一氧化碳直接導(dǎo)入乙酸，讓醋-the廣泛使用的化學(xué)試劑其柄腳-具有連續(xù)催化反應(yīng)器，可以有效地使用可再生電力轉(zhuǎn)出高度純化的產(chǎn)物。

萊斯大學(xué)布朗工程學(xué)院的化學(xué)和生物分子工程師實(shí)驗(yàn)室的電化學(xué)過程解決了以前將一氧化碳(CO)還原為乙酸的嘗試所帶來的問題。這些過程需要額外的步驟來純化產(chǎn)品。

環(huán)保的反應(yīng)器使用納米級(jí)的立方立方銅作為主要催化劑以及獨(dú)特的固態(tài)電解質(zhì)。

在150小時(shí)的連續(xù)實(shí)驗(yàn)室操作中，該設(shè)備產(chǎn)生的水溶液中的乙酸含量最高為2%。酸成分的純度高達(dá)98%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于通過早期嘗試將一氧化碳催化轉(zhuǎn)化為液體燃料所產(chǎn)生的酸成分。

詳細(xì)信息顯示在《科學(xué)院院刊》上。

乙酸與醋和其他食品一起在醫(yī)學(xué)應(yīng)用中用作防腐劑。作為油墨，油漆和涂料的溶劑;在醋酸乙烯酯的生產(chǎn)中，醋酸乙烯酯是普通白膠的前體。

賴斯工藝建立在Wang實(shí)驗(yàn)室的反應(yīng)器上，可從二氧化碳(CO 2)生產(chǎn)甲酸。這項(xiàng)研究為Wang(最近被任命為Packard Fellow)奠定了重要基礎(chǔ)，他獲得了200萬美元的科學(xué)基金會(huì)(NSF)贈(zèng)款，以繼續(xù)探索將溫室氣體轉(zhuǎn)化為液體燃料的方法。

Wang說：“我們正在將產(chǎn)品從一碳化學(xué)物質(zhì)甲酸升級(jí)到兩碳化學(xué)物質(zhì)，這更具挑戰(zhàn)性。” “人們傳統(tǒng)上會(huì)在液體電解質(zhì)中產(chǎn)生乙酸，但它們?nèi)匀淮嬖谛阅艿拖乱约皩a(chǎn)品與電解質(zhì)分離的問題。”

Senftle補(bǔ)充說：“當(dāng)然，通常不會(huì)從CO或CO 2中合成乙酸。” “這就是關(guān)鍵：我們正在吸收想要減少的廢氣，并將其轉(zhuǎn)化為有用的產(chǎn)品。”

在銅催化劑和固體電解質(zhì)之間進(jìn)行了仔細(xì)的偶聯(lián)，固體電解質(zhì)從甲酸反應(yīng)器中轉(zhuǎn)移出來。王說：“有時(shí)銅會(huì)沿著兩種不同的途徑產(chǎn)生化學(xué)物質(zhì)。” “它可以將一氧化碳還原成乙酸和醇。我們設(shè)計(jì)了一個(gè)面可以控制碳-碳耦合的立方體，其邊緣將碳-碳耦合導(dǎo)向乙酸而不是其他產(chǎn)品。”

Senftle及其團(tuán)隊(duì)的計(jì)算模型有助于完善立方體的形狀。他說：“我們能夠顯示出立方體上的邊緣類型，基本上是波紋狀的表面，它們有助于破壞某些CO鍵，從而使產(chǎn)品以一種或另一種方式進(jìn)行操縱。” “擁有更多的邊緣站點(diǎn)有利于在正確的時(shí)間打破正確的紐帶。”

森夫特勒說，該項(xiàng)目很好地展示了理論和實(shí)驗(yàn)應(yīng)該如何銜接。他說：“從反應(yīng)堆中的組件集成一直到原子級(jí)的機(jī)理，這都是許多層次工程的好例子。” “它符合分子納米技術(shù)的主題，展示了我們?nèi)绾螌⑵鋽U(kuò)展到現(xiàn)實(shí)世界的設(shè)備。”

Wang說，可擴(kuò)展系統(tǒng)開發(fā)的下一步是改善系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并進(jìn)一步減少該過程所需的能量。

萊斯大學(xué)的研究生朱Peng，劉春燕和夏傳，J。Evans Attwell-Welch博士后研究員，是該論文的主要負(fù)責(zé)人。