هذا العمل أساسا تدعمها ARPA-ﻫ، جزءا من "إدارة الطاقة الأمريكية"، "مينيسوتا البيئة" و "الصندوق الاستئماني للموارد الطبيعية"، كما أوصت "اللجنة" التشريعية-مواطن في "مينيسوتا موارد"، ومندريفي، بمبادرة من جامعة مينيسوتا. وجاء دعم إضافي من "مؤسسة دريفوس".

1-"بدء المصنع التجريبي" مولد <ol><li><ol><li>بدوره من نظام إنتاج النيتروجين في مجفف الهواء، ضاغط هواء، والنيتروجين. تأكد من أنه يوجد على الأقل 800 الجيش الشعبي الكوري للهواء في خزان ضاغط هواء. هذا يبقى إرسال النتروجين إلى خزان المخزن المؤقت حتى يكون هناك ليس أكثر من الأكسجين 0.004% (40 جزء في المليون) في النيتروجين.</li>
		<li>بدوره على النيتروجين غاز الداعم. يبدأ الداعم الغاز لملء الصهاريج إمدادات النتروجين، عند ضغوط عالية كالآلام والكروب الذهنية 17-</li>
	</ol></li> <li>نظام إنتاج الهيدروجين <ol><li>تشغيل المبردات، ووحدة ديونيزيشن المياه، ومحلل كهربي في. لن يتم تشغيل محلل كهربي دون نظام تهوية، نظراً لوجود جهاز استشعار تدفق الذي يقيس الضغط السلبي التنفيس بغية السماح لمحلل كهربي ابدأ. ويتم إنتاج الهيدروجين بمعدل 0.54 كغ/ساعة، وسيكون ضغط التصريف حوالي 1.5 MPa.</li>
		<li>بدوره على الهيدروجين الغاز الداعم. تحقق من أن المبردات التشغيلية ويتدفق سائل التبريد من خلال. سيتم ملء خزانات إمداد الهيدروجين الآلام والكروب الذهنية يصل إلى 17-</li>
	</ol></li> <li>الأمونيا جرافة البدء <ol><li>استخدام الكمبيوتر في غرفة المراقبة للقيام بما يلي: <ol><li>التحقق من مخارج الطوارئ للمبنى-</li>
			<li>تأكد من أن تركيزات الأكسجين والهيدروجين والأمونيا في المبنى هي أقل من 20% و 19 صفحة في الدقيقة 35 جزء في المليون، على التوالي.</li>
			<li>التحقق من أن الدبابات إمدادات الهيدروجين والنيتروجين تحمل الآلام والكروب الذهنية 17-</li>
			<li>تأكد من أن يتم تجاوز العينات الأمونيا وصمامات خزان الوزن.</li>
			<li>الضغط زلق مع النيتروجين عن طريق تعيين جرافة &#39; s النيتروجين مدخل منظم للآلام والكروب الذهنية 2.5. تعيين منظم ضغط النيتروجين إلى 300 رطل/بوصة مربعة ومفتوحة ثم النيتروجين تجاوز صمام لملء زلق مع النيتروجين إلى 300 رطل/بوصة مربعة. قم بإغلاق صمام النيتروجين عندما يتم التوصل إلى تلك الضغوط. تعيين الهيدروجين العادية لهذه المبادرة 1,200 وفتح صمام هيدروجين للسماح بجرافة لملء لهذه المبادرة 1,200. ثم قم بإغلاق صمام هيدروجين الالتفافية.</li>
			<li>فتح صمام مدخل الهيدروجين وتعيين جرافة &#39; s الهيدروجين مدخل منظم للآلام والكروب الذهنية 10-</li>
			<li>تعيين منظم الضغط 3 NH إلى الآلام والكروب الذهنية 1.</li>
			<li>استخدام واجهة المستخدم الرسومية التحكم في البرامج لإغلاق/فتح صمامات تجاوز متعددة جرافة والضاغط، وصمامات الهواء.</li>
			<li>استخدام واجهة المستخدم الرسومية التحكم في البرمجيات لتشغيل اثنين من وحدات تحكم PID لضمان أن يتم تغذية جرافة بنسبة 1:3 ن 2: ح 2-</li>
			<li>من غرفة المراقبة، واستخدام واجهة المستخدم الرسومية الرئيسية التحكم في البرنامج، ابدأ جرافة. الضاغط يبدأ أوافيكم الغاز في زلق، وحقن الأعلاف الطازجة.</li>
			<li>في GUI السيطرة على البرمجيات، وضبط درجة حرارة التفاعل والتكثيف. يتم تعيين في المفاعل ومكثف لدرجات الحرارة في 440 درجة مئوية و-25 درجة مئوية، على التوالي. 
			ملاحظة: يستغرق مدة تصل إلى 4 أيام للمفاعل للحصول على درجة حرارة النقطة المحددة وتحقيق شرط دولة ثابت-</li>
		</ol></li></ol></li></ol> 2. بدء تشغيل الجهاز التجريبي محفز <ol><li>إعداد المفاعل والحد من <ol><li>تزن 3 ز من قبل انخفاض. تقليل حجم الجسيمات جسيمات حفاز لأقل من 1 مم باستخدام مدافع الهاون والمدقة.</li>
		<li>تحميل حافزا إلى 0.25 في الأنابيب، ووضع الصوف مرو على كلا الجانبين.</li>
		<li>استخدام وحدة تحكم معرف المنتج، وزيادة درجة حرارة المفاعل إلى رد فعل درجة الحرارة (400 درجة مئوية) مع سلالم مناسبة، بينما يتدفق الهيدروجين عن طريق المفاعل بمعدل تدفق 500 سنتيمتر مكعب قياسي في الدقيقة (SCCM). استخدام السلالم (الملخصة في الجدول 1). 
		ملاحظة: يجب أن يكون ارتفاع درجة الحرارة سلس جداً من أجل الحصول على نشاط محفز السليم.</li>
		<li>مواصلة عملية خفض حاء 24 ضمان أن يأتي لا الهواء أو شوائب في اتصال مع المحفز. تبقى دائماً المفاعل تحت غطاء نيتروجين.</li>
	</ol></li> <li>امتصاص إعداد <ol><li>تحميل ز 80 كاكل 2 ماصة في العمود الممتص (معرف: 2.3 سم، الطول: 30 سم). وفقا لمختلف الأحجام ماصة، سيتم استخدام امتصاص مختلف التعبئة يدعم على كلا جانبي الجهاز، من أجل شل السرير وجبات.</li>
		<li>لإزالة أي رطوبة، زيادة درجة امتصاص الحرارة إلى 350 درجة مئوية بينما النيتروجين تتدفق مع معدل تدفق 200 SCCM ل 24 h.</li>
	</ol></li> <li>البداية رد فعل الفصل اختبارات <ol><li>زيادة المفاعل وامتصاص درجة الحرارة إلى 400 درجة مئوية و 180 درجة مئوية على التوالي. 
		ملاحظة: استخدام سلالم درجات الحرارة المناسبة لزيادة درجة حرارة المفاعل. استخدام المحولات لجعل التحكم في درجة الحرارة سلاسة. الحفاظ على النظام في وضع الخمول تحت غطاء النيتروجين. قبل البدء في أي اختبار واتهام النظام بالنيتروجين إلى الآلام والكروب الذهنية 5 مرات قليلة، وثم حرر الضغط.</li>
		<li>استخدام واجهة المستخدم الرسومية للتحكم في وحدة تحكم تدفق كتلة الهيدروجين والنيتروجين.</li>
		<li>شحن الجهاز للضغوط المستهدفة مع النيتروجين والهيدروجين بنسبة 1:3.</li>
		<li>حالما يتحقق هدف الضغط، إغلاق الصمامات مدخل وفتح صمام مخرج المفاعل، وتشغيل مضخة تدوير. بسبب رد فعل الطاردة للحرارة والاستيعاب، قد تتطلب حرارة المفاعل وامتصاص التحكم أكثر حذراً في بداية العملية.</li>
		<li>مواصلة اختبار ح 5، حتى هذه النقطة عند بدء تشغيل الجهاز إلى انفراج.</li>
	</ol></li> <li>الامتزاز للأمونيا <ol><li>فتح مداخل ومخارج الصمامات.</li>
		<li>الحد من النظام &#39; s الضغط إلى الضغط الجوي، وزيادة درجة حرارة الجهاز بينما النيتروجين تتدفق بمعدل تدفق SCCM 100 ح 5 تمج الأمونيا من مادة ماصة.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>

<ol>
	<li>Erisman, J. W., Sutton, M. A., Galloway, J., Klimont, Z., Winiwarter, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=How+a+century+of+ammonia+synthesis+changed+the+world.">How a century of ammonia synthesis changed the world.</a> Nat Geosci. 1 (10), 636-639 (2008).</li><li>Vojvodic, A., Medford, A. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Exploring+the+limits:+A+low-pressure,+low-temperature+Haber-Bosch+process.">Exploring the limits: A low-pressure, low-temperature Haber-Bosch process.</a> Chem Phys Lett. 598, 108-112 (2014).</li><li>Jennings, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Catalytic Ammonia Synthesis. , (1991).</li><li>. Nitrogen (Fixed) - Ammonia Available from: <a target="_blank" href="https://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/nitrogen/mcs-2016-nitro.pdf">https://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/nitrogen/mcs-2016-nitro.pdf</a> (2016)</li><li>Wojcik, A., Middleton, H., Damopoulos, I., Van herle, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ammonia+as+a+fuel+in+solid+oxide+fuel+cells.">Ammonia as a fuel in solid oxide fuel cells.</a> J Power Sources. 118 (1-2), 342-348 (2003).</li><li>Zamfirescu, C., Dincer, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Using+ammonia+as+a+sustainable+fuel.">Using ammonia as a sustainable fuel.</a> J Power Sources. 185 (1), 459-465 (2008).</li><li>Christensen, C. H., Johannessen, T., S&#248;rensen, R. Z., N&#248;rskov, J. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Towards+an+ammonia-mediated+hydrogen+economy?.">Towards an ammonia-mediated hydrogen economy?.</a> Catalysis Today. 111 (1-2), 140-144 (2006).</li><li>Hummelsh&#248;j, J. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=reversible+high-density+hydrogen+storage+in+compact+metal+ammine+salts.">reversible high-density hydrogen storage in compact metal ammine salts.</a> J Am Chem Soc. 130 (27), 8660-8668 (2008).</li><li>Ni, M., Leung, M. K. H., Leung, D. Y. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ammonia-fed+solid+oxide+fuel+cells+for+power+generation-A+review.">Ammonia-fed solid oxide fuel cells for power generation-A review.</a> Int J Energy Res. 33 (11), 943-959 (2009).</li><li>Zamfirescu, C., Dincer, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ammonia+as+a+green+fuel+and+hydrogen+source+for+vehicular+applications.">Ammonia as a green fuel and hydrogen source for vehicular applications.</a> Fuel Process Technol. 90 (5), 729-737 (2009).</li><li>Ertl, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surface+Science+and+Catalysis-Studies+on+the+Mechanism+of+Ammonia+Synthesis:+The+P.+H.+Emmett+Award+Address.">Surface Science and Catalysis-Studies on the Mechanism of Ammonia Synthesis: The P. H. Emmett Award Address.</a> Catal Rev. 21 (2), 201-223 (2006).</li><li>Nielsen, A., Kjaer, J., Bennie, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rate+equation+and+mechanism+of+ammonia+synthesis+at+industrial+conditions.">Rate equation and mechanism of ammonia synthesis at industrial conditions.</a> J Catal. 3 (1), 68-79 (1964).</li><li>. DE-FOA-0001569 Sustainable Ammonia Synthesis Available from: <a target="_blank" href="https://science.energy.gov/~/media/grants/pdf/foas/2016/SC_FOA_0001569.pdf">https://science.energy.gov/~/media/grants/pdf/foas/2016/SC_FOA_0001569.pdf</a> (2016)</li><li>Sustainable Ammonia Synthesis - Exploring the scientific challenges associated with discovering alternative, sustainable processes for ammonia production. DOE Roundtable Report Available from: <a target="_blank" href="https://science.energy.gov/~/media/bes/pdf/reports/2016/SustainableAmmoniaReport.pdf">https://science.energy.gov/~/media/bes/pdf/reports/2016/SustainableAmmoniaReport.pdf</a> (2016)</li><li>Reese, M., Marquart, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Performance+of+a+Small-Scale+Haber+Process.">Performance of a Small-Scale Haber Process.</a> Ind Eng Chem Res. 55 (13), 3742-3750 (2016).</li><li>Schl&#246;gl, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Catalytic+Synthesis+of+Ammonia-A+"Never-Ending+Story".">Catalytic Synthesis of Ammonia-A "Never-Ending Story".</a> Ange Chemie Int Ed. 42 (18), 2004-2008 (2003).</li><li>Dyson, D. C., Simon, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Kinetic+Expression+with+Diffusion+Correction+for+Ammonia+Synthesis+on+Industrial+Catalyst.">Kinetic Expression with Diffusion Correction for Ammonia Synthesis on Industrial Catalyst.</a> Ind Eng Chem Fund. 7 (4), 605-610 (1968).</li><li>Temkin, M., Pyzhev, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Kinetics+of+ammonia+synthesis+on+promoted+catalysts.">Kinetics of ammonia synthesis on promoted catalysts.</a> Acta Physiochim USSR. 12, 327-356 (1940).</li><li>Annable, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Application+of+the+Temkin+kinetic+equation+to+ammonia+synthesis+in+large-scale+reactors.">Application of the Temkin kinetic equation to ammonia synthesis in large-scale reactors.</a> Chem Eng Sci. 1 (4), 145-154 (1952).</li><li>Guacci, U., Traina, F., Ferraris, G. B., Barisone, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On+the+Application+of+the+Temkin+Equation+in+the+Evaluation+of+Catalysts+for+the+Ammonia+Synthesis.">On the Application of the Temkin Equation in the Evaluation of Catalysts for the Ammonia Synthesis.</a> Ind Eng Chem Prod DD. 16 (2), 166-176 (1977).</li><li>Hummelsh&#248;j, J. S., S&#248;rensen, R. Z., Kustova, M. Y., Johannessen, T., N&#248;rskov, J. K., Christensen, C. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Generation+of+nanopores+during+desorption+of+NH3+from+Mg(NH3)6Cl2.">Generation of nanopores during desorption of NH3 from Mg(NH3)6Cl2.</a> J Am Chem Soc. 128 (1), 16-17 (2006).</li><li>Huberty, M. S., Wagner, A. L., McCormick, A., Cussler, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ammonia+absorption+at+haber+process+conditions.">Ammonia absorption at haber process conditions.</a> AIChE Journal. 58 (11), 3526-3532 (2012).</li><li>Himstedt, H. H., Huberty, M. S., McCormick, A. V., Schmidt, L. D., Cussler, E. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ammonia+synthesis+enhanced+by+magnesium+chloride+absorption.">Ammonia synthesis enhanced by magnesium chloride absorption.</a> AIChE Journal. 61 (4), 1364-1371 (2015).</li><li>Malmali, M., Wei, Y., McCormick, A., Cussler, E. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ammonia+Synthesis+at+Reduced+Pressure+via+Reactive+Separation.">Ammonia Synthesis at Reduced Pressure via Reactive Separation.</a> Ind Eng Chem Res. 55 (33), 8922-8932 (2016).</li><li>Wagner, K., Malmali, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Column+absorption+for+reproducible+cyclic+separation+in+small+scale+ammonia+synthesis.">Column absorption for reproducible cyclic separation in small scale ammonia synthesis.</a> AIChE Journal. , (2017).</li></ol>

الكتاب ليس لها علاقة بالكشف عن.

خطوات حاسمة امتصاص رد فعل الجهاز التجريبي:
تأكد من أن هناك لا شوائب في النظام النيتروجين والهيدروجين. سيتم تغيير هذه المواد الماصة بعد كل دورة. وفي معظم الحالات، في درجة حرارة عالية وحضور الأمونيا، مواد ماصة الصمامات وشكل ملموس صلبة كبيرة. وفقا لخصائص كل هاليد المعدنية و ammine ?...

الأمونيا مادة كيميائية صناعية رئيسية. أنها تنتج من خلال عملية هابر – بوش، المعروفة بأنها واحدة من أهم الابتكارات من القرنال 201،2. يجري توليف الأمونيا حضور محفز غير متجانسة في درجات الحرارة المرتفعة (&#62; 375 درجة مئوية) والضغوط (&#62; بار 100)3. تجعل هذه المتطلبات عالية درجة الحرارة والضغط الأمونيا توليف جداً الطاقة-وكثافة رأس المال. حوالي 150 مليون طن من الأمونيا تنتج كل سنة4، التي تمثل 1-3 في المائة استهلاك الطاقة في العالم، ونسبة 5% استهلاك الغاز الطبيعي، وتصل إلى 3% من تغيير المناخ الغاز انبعاثات5،6، 7.
وقد الأمونيا اثنين من الاستخدامات المحتملة الرئيسية. أولاً، هو الأمونيا أسمدة النيتروجينية اصطناعية1. دون هذه الأسمدة، نصف عدد السكان الحالي سيكون عدم الحصول على الغذاء الكافي. وثانيا، يمكن أن تكون الأمونيا ناقلات الطاقة، أما كوقود سائل محايد للكربون أو هيدروجين غير مباشرة8،الناقل9،،من1011. عادة، تتوفر الموارد المتجددة (الرياحمثلاً ) في المناطق الريفية شاسعة، حيث أنه يمكن التقاط؛ يسمى هذا النوع من عزلة الرياح والطاقة الشمسية "الذين تقطعت بهم السبل". في هذا السيناريو، يتم تحويل الطاقة الكهربائية والحرارية من مصدر للطاقة المتجددة للطاقة الكثيفة من الأمونيا السائلة محايد للكربون. يمكن ثم يتم شحنها الأمونيا السائلة المنتجة إلى المراكز الحضرية، حيث يمكن استخدامه مباشرة في خلايا الوقود على أساس الأمونيا12 و محركات الاحتراق الداخلي13، أو أنها يمكن أن تتحلل إلى الهيدروجين واستخدامها بعد ذلك في خلايا الوقود الهيدروجينية أو محطات الهيدروجين. كنتيجة لذلك، يمكن أن ننتقل إلى المناطق الحضرية المزدحمة في الولايات المتحدة ريح البراري الأمريكية
معظمها بسبب استخدام الأسمدة وتصنيع الأمونيا صناعة كبرى. في درجة حرارة الغرفة، رد فعل التوليف الأمونيا طارد وبالتالي – على الأقل، من حيث المبدأ – عفوية14، غير أن تحقيق رد الفعل في ظل الظروف المحيطة صعب للغاية بسبب رباط قوي النيتروجين-النتروجين 15. للتغلب على هذا، تستخدم فريتز هابر اشتهر ارتفاع درجات الحرارة لتحقيق حركية سريعة، ولكن هذه ارتفاع درجات الحرارة يعني أن رد فعل عكسي تحول دون الإنتاج. لتقليل الموانع من هذا رد فعل عكسي، تستخدم هابر الضغط العالي لتحسين التحويل. قام رد على نطاق واسع في برميل بندقية، الذي ما زال يزين المصنع شركة BASF في لودفيغسهافن.
ضرورة استخدام درجة حرارة عالية وضغط عندما رد فعل يمكن أن يحتمل أن تشغيل تحت ظروف متواضعة أكثر بكثير على الكيميائيين الإحباط ل قرن2. حتى بعد العملية تم تسويقها، كارل بوش ومجموعة ضخمة في شركة BASF مخضخض من خلال الجدول الدوري كامل وتبحث عن أفضل المواد الحفازة. بينما كان بوش نجاحا يذكر، أن البحث لا تزال مستمرة. حتى العام الماضي، كان برنامج بحوث جديد يهدف إلى إيجاد حافز جديد بدأ16،17. كيمياء مفصلة لتوليف الأمونيا الآن مفهومة جيدا14، وإذا كان البحث عن الحافز الجديد بنجاح، فإنه سيكون بالتأكيد يستحق كل هذا الجهد. ومع ذلك، في رأينا، تقليل إخفاقات الماضي فرصة للنجاح في المستقبل.
في النص التالي، وهو وصف عملية التوليف الأمونيا الصغيرة، ويفسر الدافع للتحقيق في عملية بديلة.
عملية صغيرة الحجم:
الأمونيا المولدة بواسطة الرياح نعمل على تحسين عملية هابر بوش – لتوليف الأمونيا، تسعى عملية أبسط أصغر بكثير، والتي يمكن أن تعمل محلياً ولكنها تنتج كميات ضئيلة من غاز ثاني أكسيد الكربون. وقد ثبت بالفعل إمكانية تصنيع الأمونيا المحلي من الرياح في مصنع تجريبي الموجود في موريس، مينيسوتا، وهو مبين في الشكل 118. موريس يجلس في ريدج الجاموس، وتشكيل من ستين ميلا من التلال في الركن الجنوبي الغربي من ولاية مينيسوتا. ريدج قد الرياح غير عادي مطرد وقوى، والمتداول عبر المرج. نتيجة لذلك فمن مكة المكرمة للكهرباء المولدة بواسطة الرياح.
مع هذا الكهرباء، ونحن تصنيع الفعل الأمونيا من الرياح، واستخدام هذا النبات الذي أصغر من الأربعين ألف مرة من العمليات التجارية الحالية للوقود الأحفوري. ويستخدم بعض الكهرباء المولدة بواسطة الرياح جعل النيتروجين من الهواء بضغط الامتزاز سوينغ، وطريقة ثابتة لفصل الهواء المستخدمة، على سبيل المثال، للمرضى الذين يعانون من انتفاخ الرئة يحتاجون الهواء المخصب الأوكسجين. ومع ذلك، يستخدم المزيد من الكهرباء لجعل الهيدروجين بالتحليل الكهربائي للماء. يتم الجمع بين هذه الغازات على عامل حفاز تقليدية في العملية أظهرت تخطيطياً في الشكل 2. بعد التفاعل، يتم فصل الغازات التي تقشعر لها اﻷبدان لاختصار الأمونيا السائلة. الغازات الممتص، فضلا عن الأمونيا أونكوندينسيد، يتم إعادة تدويرها.
التفاصيل في المصنع التجريبي وترد في محطتنا التجريبية، جامعة مينيسوتا الهيدروجين المتجددة ومصنع الأمونيا التجريبية، الطاقة الكهربائية من توربينات الريحية ميغاواط 1.65 موقع مشترك. المصنع التجريبي يستخدم حوالي 10% الطاقة المولدة بالطاقة المتبقية المستخدمة في جامعة مينيسوتا، موريس الحرم الجامعي.
يستخدم نظام إنتاج الهيدروجين محلل كهربي وضاغط الداعم المبردات حرارية. ينتج هذا النظام 0.54 كجم من غاز الهيدروجين كل ساعة، التي يتم تخزينها في هذه المبادرة 2,400 استخدام 24 كيلووات/ساعة كهرباء. يتم تنقية المياه من بئر في الموقع باستخدام نظام ديونيزيشن والتناضح عكسي. ثم يتم تزويد الماء محلل كهربي بمعدل يصل إلى 15 لتر/حاء النيتروجين يتم إنشاؤها باستخدام مولد نيتروجين وضاغط هواء قبل ومجفف هواء وضاغط الداعم. يتم تخزين غاز النيتروجين في هذه المبادرة 2,400 باستخدام ما يقرب من 6 كيلواط/ساعة كهرباء.
تخليق الأمونيا يستخدم التزلج مخصصة. أنه يشمل ضاغط ومفاعل وحلقة تبريد تبريد وسخان كهربائي 20 كيلو واط. زلق يستخدم حوالي 28 كيلوواط/ساعة كهرباء لإنتاج 2.7 كجم من الأمونيا ساعة ثم يتم تخزينه في 150 رطل/بوصة مربعة. يتم التحكم في عملية إنتاج الأمونيا مع نظم متكاملة HMI والمجلس التشريعي الفلسطيني. إنتاج الهيدروجين والنيتروجين يتم تخزينها في الموقع في 18 النيتروجين ستوراجنرال الكتريك الدبابات وصهاريج تخزين الهيدروجين 54. الأمونيا هو أيضا في الموقع المخزنة داخل سفينة 3,100 غالون.
يتم توليد الرياح غالية الكهرباء لهذه العملية وهي مصنوعة من الرياح، وذلك الوقود لصنع الأمونيا الحرة، دون استخدام أي الوقود الأحفوري. ومع ذلك، التكاليف الرأسمالية لهذا المصنع التجريبي يهيمن عليها استثمارات لإنتاج الهيدروجين والأمونيا التوليف. العمليات حتى الآن تشير إلى أن تكلفة صنع الأمونيا الصغيرة عن ذلك مرتين من الأمونيا التقليدية التي تعتمد على الوقود الأحفوري. بينما نواصل تحسين عملية لدينا، ونحن نعتقد أن الأمونيا الرياح الصغيرة التي تم إنشاؤها لن تكون تنافسية في أسعار الغاز الطبيعي الحالية. ووصف العاصمة كل كتلة الأمونيا التي يمكن تخفيض التكاليف بعملية تقليدية أكبر، أو بواسطة عملية بديلة مثل هذا القادم في هذه الورقة.
عملية الاستيعاب:
يعزز امتصاص الإنتاج العامل الحفاز تستخدم تخليق الأمونيا ظلت دون تغيير تقريبا خلال القرن الماضي19. نتيجة لذلك قمنا باتباع نهج مختلف في هذا البحث. ونحن تطبيق حافز الحالية ودرجة حرارة التشغيل، ولكن امتصاص الأمونيا في ضغوط متواضعة بمجرد تشكيلها. نحن سلة أي الممتص الهيدروجين والنيتروجين. العملية تخطيطياً مثل التي في الشكل 3، مشابهة للعملية التقليدية، لكن مع ممتص سرير معبأة استبدال المكثف.
لا تقم بتغيير حركية رد الفعل الأولى وتظهر التجارب مع هذا النظام في تحويل منخفضة معدل رد فعل أولى الذي يتسق مع العديد من الدراسات السابقة المتعلقة بهذا النظام14،3،15،،من2021 , 22 , 23، كما هو مبين في الشكل 4. اللوحة اليسرى يبين المعدلات الأولية، التي تتباين بشدة مع درجة الحرارة. في حين أن هذه المعدلات تختلف أيضا مع الضغط، الاختلافات أصغر، كما هو مبين في اللوحة اليسرى. في عمليتنا الجديدة، علينا استخدام نفس عامل حفاز وظروف التشغيل مشابهة، ولكن البحث عن سبل لتحسين إنتاج الأمونيا باستخدام الامتصاص عند ضغط أقل. وهكذا نأمل في تخفيض التكاليف الرأسمالية تخليق الأمونيا.
يعزز امتصاص التحويل في عملنا، وقمنا باستبدال المكثف في عملية صغيرة مع سرير معبأة، الذي وعاء أسطواني مملوءة بجزيئات صغيرة من ماصة. وقد أكدنا الماصة المصنوعة أساسا من كلوريد الماغنسيوم وكلوريد الكالسيوم11،24. هذه الماصة ammine آثار اثنين. أولاً، أنها تقلل من تركيز الأمونيا في الغازات المعاد تدويرها إلى قرابة الصفر. ثانيا، أنها تقلل من فعالية وقت الفاصل القرب من الصفر. وهذه الاستراتيجية هي الإنتاجية25،،من2627. على سبيل المثال، في الشكل 5، نظهر أن معدل صنع الأمونيا، ويتناسب مع الانخفاض في الضغط الكلي في النظام، أكبر بكثير مع الاستيعاب من دون. على وجه الخصوص، رد فعل على شريط 90، سيظهر بدوائر حمراء، أقل اكتمالا من رد فعل مع ماصة، يتبين من المثلثات الزرقاء27. وهذا صحيح على الرغم من أن رد فعل دون ماصة تأخذ مكان عند ضغط مرتين تقريبا من رد فعل مع الاستيعاب. في تجارب سابقة (لا يظهر هنا)، كما أظهرت أن يتم التحويل في نهاية المطاف عملية حوالي 20% دون ماصة لكن أكثر من 95% مع ماصة.
ويختلف معدل رد الفعل أقل بكثير مع درجة الحرارة مع الاستيعاب من دون. وهذا يظهر في الشكل 6الذي مرة أخرى تقارير توليف الأمونيا كالضغط الإجمالي مقابل الوقت27. تغيير درجة الحرارة رد فعل من 60 درجة مئوية له تأثير ضئيل على معدل رد الفعل. وهذا يتناقض مع المعدلات الأولية في الشكل 4، مما يدل على تغيير معدل تقريبا أمر من حجم رد الفعل. النتائج في الشكل 4 و الشكل 6 مختلفة لأنه تم خفض تأثير رد فعل عكسي، حتى الحركية لم تعد الخطوة الوحيدة المسؤولة عن المعدل العام.

<table><tbody><tr><td>&lt;strong&gt;Experimental Apparatus&lt;/strong&gt;</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Magnesium Chloride</td><td>Sigma Aldrich</td><td>7786-30-3</td><td>St. Louis, MO</td></tr><tr><td>Calcium Chloride</td><td>Sigma Aldrich</td><td>10043-52-4</td><td>St. Louis, MO</td></tr><tr><td>Ultra Pure Hydrogen</td><td>Matheson</td><td>SG PHYF30050</td><td>New Brighton, MN</td></tr><tr><td>Ultra Pure Nitrogen</td><td>Matheson</td><td>SG G1881112</td><td>New Brighton, MN</td></tr><tr><td>Iron Based Catalyst</td><td>Clariant/Sud Chemie</td><td>-</td><td>Charlotte, NC</td></tr><tr><td>Variable Piston Pump</td><td>PumpWorks Inc.</td><td>PW2070N</td><td>Minneapolis, MN</td></tr><tr><td>Omega Ceramic Heater</td><td>Omega</td><td>CRFC-36/115-A</td><td>Stamford, CT</td></tr><tr><td>PID Controller</td><td>Omega</td><td>CN96211TR</td><td>Stamford, CT</td></tr><tr><td>Signal Conditioner</td><td>Omega</td><td>DRG-SC-TC</td><td>Stamford, CT</td></tr><tr><td>Pressure Transducer</td><td>WIKA</td><td>50426877</td><td>Lawrenceville, Georgia</td></tr><tr><td>Mass Flow Controller</td><td>Brooks Instruments</td><td>SLA5850</td><td>Hatefield, PA</td></tr><tr><td>&lt;strong&gt;Name&lt;/strong&gt;</td><td>&lt;strong&gt;Company&lt;/strong&gt;</td><td>&lt;strong&gt;Catalog Number&lt;/strong&gt;</td><td>&lt;strong&gt;Comments&lt;/strong&gt;</td></tr><tr><td>&lt;strong&gt;Pilot Plant&lt;/strong&gt;</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Electrolyzer</td><td>Proton OnSite</td><td>H6 Series</td><td>Wallingford, CT</td></tr><tr><td>Gas Booster</td><td>PDC Machine</td><td>3 2500&amp;nbsp;</td><td>Warminster, PA</td></tr><tr><td>Wind Turbine</td><td>Vestas</td><td>V82</td><td>Portland, OR</td></tr><tr><td>Chiller</td><td>Thermal Care</td><td>SQ Series</td><td>Niles, IL</td></tr><tr><td>Water Purifier</td><td>Elga Pure Lab</td><td>S-15</td><td></td></tr><tr><td>Nitrogen Generator</td><td>Innovative Gas System</td><td>NS-10</td><td>Huoston, TX</td></tr><tr><td>Air Compressor</td><td>Hydrovane</td><td>HV05</td><td></td></tr></tbody></table>

ammonia synthesis at low pressure

يمكن توليفها الأمونيا في الضغط المنخفض باستخدام ماصة الانتقائي الأمونيا. العملية يمكن أن تكون مدفوعة بالطاقة الريحية، المتاحة محلياً في المجالات التي تتطلب الأمونيا للأسمدة الاصطناعية. غالباً ما تسمى هذه الطاقة الريحية "الذين تقطعت بهم السبل"، نظراً لأنها الوحيدة المتاحة بعيداً عن المراكز السكانية حيث أنه يمكن يمكن استخدامها مباشرة.
في عملية ضغط منخفض المقترحة، يرصد النيتروجين من الهواء باستخدام ضغط الامتصاص سوينغ، ويتم إنتاج الهيدروجين بالتحليل الكهربائي للماء. بينما يمكن أن تتفاعل هذه الغازات في حوالي 400 درجة مئوية حضور محفز تقليدية ترقيتها، كثيرا ما يقتصر التحويل برد فعل عكسي، الأمر الذي يجعل هذا الرد الوحيد الممكن في الضغوط العالية. يمكن إزالة هذا التقييد بالاستيعاب على كلوريد الكالسيوم أو المغنسيوم مثل أمميني. يمكن إزالة هذه هاليدات المعادن القلوية فعالية الأمونيا، وبالتالي كبت القيود التوازن من رد فعل. في عملية التوليف المقترحة تعزيز امتصاص الأمونيا، ثم يمكن التحكم بمعدل رد الفعل لا الحركية ولا معدلات الاستيعاب، ولكن بمعدل إعادة تدوير الغازات الممتص. النتائج إيجابية مقارنة مع الأمونيا من نطاق صغير تقليدية – هابر بوش العملية.

مصنع رائد في موريس، مينيسوتا أثبتت جدوى استخدام الرياح ل تصنيع الأمونيا المحلي18، كما هو مبين في الشكل 1. الرياح تولد الكهرباء، والذي يستخدم لجعل النيتروجين والهيدروجين عن طريق استيعاب سوينغ ضغط الهواء، ومن خلال التحليل الكهربائي للماء، على ...

Watch this Scientific Journal Video about Ammonia Synthesis at Low Pressure at JoVE.com

Ammonia Synthesis at Low Pressure

يمكن توليفها الأمونيا في الضغط المنخفض باستخدام عامل حفاز تقليدية وماصة انتقائي الأمونيا.

توليف الأمونيا في الضغط المنخفض

Ammonia can be synthesized at low pressure by the use of an ammonia selective absorbent. The process can be driven with wind energy, available locally in ...

Research

JoVE Journal

Bioengineering

26.4K Views.  University of Minnesota – Twin Cities. يمكن توليفها الأمونيا في الضغط المنخفض باستخدام عامل حفاز تقليدية وماصة انتقائي الأمونيا.

Video: Ammonia Synthesis at Low Pressure

Preparation of Hydrophobic Metal-Organic Frameworks via Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition of Perfluoroalkanes for the Removal of Ammonia

Plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) of perfluoroalkanes has long been studied for tuning the wetting properties of surfaces. For high surface area microporous materials, such as metal-organic frameworks (MOFs), unique challenges present themselves for PECVD treatments. Herein the protocol for development of a MOF that was previously unstable to humid conditions is presented. The protocol describes the synthesis of Cu-BTC (also known as HKUST-1), the treatment of Cu-BTC with PECVD of perfluoroalkanes, the aging of materials under humid conditions, and the subsequent ammonia microbreakthrough experiments on milligram quantities of microporous materials. Cu-BTC has an extremely high surface area (~1,800 m2/g) when compared to most materials or surfaces that have been previously treated by PECVD methods. Parameters such as chamber pressure and treatment time are extremely important to ensure the perfluoroalkane plasma penetrates to and reacts with the inner MOF surfaces. Furthermore, the protocol for ammonia microbreakthrough experiments set forth here can be utilized for a variety of test gases and microporous materials.

Herein the procedures for plasma enhanced chemical vapor deposition of perfluoroalkanes on microporous materials such as metal-organic frameworks to enhance their stability and hydrophobicity are described. Furthermore, breakthrough testing of milligram quantities of samples is described in detail.

إعداد أطر مسعور المعدنية العضوية عبر البلازما المحسن ترسيب الأبخرة الكيميائية من Perfluoroalkanes لإزالة الأمونيا

Plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) of perfluoroalkanes has long been studied for tuning the wetting properties of surfaces. For high ...

Chemistry

Calibrated Passive Sampling - Multi-plot Field Measurements of NH3 Emissions with a Combination of Dynamic Tube Method and Passive Samplers

Agricultural ammonia (NH3) emissions (90% of total EU emissions) are responsible for about 45% airborne eutrophication, 31% soil acidification and 12% fine dust formation within the EU15. But NH3 emissions also mean a considerable loss of nutrients. Many studies on NH3 emission from organic and mineral fertilizer application have been performed in recent decades. Nevertheless, research related to NH3 emissions after application fertilizers is still limited in particular with respect to relationships to emissions, fertilizer type, site conditions and crop growth. Due to the variable response of crops to treatments, effects can only be validated in experimental designs including field replication for statistical testing. The dominating ammonia loss methods yielding quantitative emissions require large field areas, expensive equipment or current supply, which restricts their application in replicated field trials. This protocol describes a new methodology for the measurement of NH3 emissions on many plots linking a simple semi-quantitative measuring method used in all plots, with a quantitative method by simultaneous measurements using both methods on selected plots. As a semi-quantitative measurement method passive samplers are used. The second method is a dynamic chamber method (Dynamic Tube Method) to obtain a transfer quotient, which converts the semi-quantitative losses of the passive sampler to quantitative losses (kg nitrogen ha-1). The principle underlying this approach is that passive samplers placed in a homogeneous experimental field have the same NH3 absorption behavior under identical environmental conditions. Therefore, a transfer co-efficient obtained from single passive samplers can be used to scale the values of all passive samplers used in the same field trial. The method proved valid under a wide range of experimental conditions and is recommended to be used under conditions with bare soil or small canopies (&#60;0.3 m). Results obtained from experiments with taller plants should be treated more carefully.

Calibrated Passive Sampling - Multi-plot Field Measurements of NH3 Emissions with a Combination of Dynamic Tube Method and Passive Samplers

Ammonia emissions are a major threat to the environment by eutrophication, soil acidification and fine particle formation and stem mainly from agricultural sources. This method allows ammonia loss measurements in replicated field trials enabling statistical analysis of emissions and of relationships between crop development and emissions.

السلبي أخذ العينات معايرة - متعدد مؤامرة القياسات الميدانية NH<sub&gt; 3</sub&gt; الانبعاثات مع مزيج من أسلوب أنبوب الديناميكية وأخذ العينات سلبية

Agricultural ammonia (NH3) emissions (90% of total EU emissions) are responsible for about 45% airborne eutrophication, 31% soil acidification and 12% ...

Environment

Ammonia Fiber Expansion (AFEX) Pretreatment of Lignocellulosic Biomass

Lignocellulosic materials are plant-derived feedstocks, such as crop residues (e.g., corn stover, rice straw, and sugar cane bagasse) and purpose-grown energy crops (e.g., miscanthus, and switchgrass) that are available in large quantities to produce biofuels, biochemicals, and animal feed. Plant polysaccharides (i.e., cellulose, hemicellulose, and pectin) embedded within cell walls are highly recalcitrant towards conversion into useful products. Ammonia fiber expansion (AFEX) is a thermochemical pretreatment that increases accessibility of polysaccharides to enzymes for hydrolysis into fermentable sugars. These released sugars can be converted into fuels and chemicals in a biorefinery. Here, we describe a laboratory-scale batch AFEX process to produce pretreated biomass on the gram-scale without any ammonia recycling. The laboratory-scale process can be used to identify optimal pretreatment conditions (e.g., ammonia loading, water loading, biomass loading, temperature, pressure, residence time, etc.) and generates sufficient quantities of pretreated samples for detailed physicochemical characterization and enzymatic/microbial analysis. The yield of fermentable sugars from enzymatic hydrolysis of corn stover pretreated using the laboratory-scale AFEX process is comparable to pilot-scale AFEX process under similar pretreatment conditions. This paper is intended to provide a detailed standard operating procedure for the safe and consistent operation of laboratory-scale reactors for performing AFEX pretreatment of lignocellulosic biomass.

Ammonia Fiber Expansion AFEX Pretreatment of Lignocellulosic Biomass

Ammonia fiber expansion (AFEX) is a thermochemical pretreatment technology that can convert lignocellulosic biomass (e.g., corn stover, rice straw, and sugarcane bagasse) into a highly digestible feedstock for both biofuels and animal feed applications. Here, we describe a laboratory-scale method for conducting AFEX pretreatment on lignocellulosic biomass.

الأمونيا الألياف التوسع (AFEX) المعالجة المسبقة للالكتلة الحيوية Lignocellulosic

Lignocellulosic materials are plant-derived feedstocks, such as crop residues (e.g., corn stover, rice straw, and sugar cane bagasse) and purpose-grown ...

Low Pressure Vapor-assisted Solution Process for Tunable Band Gap Pinhole-free Methylammonium Lead Halide Perovskite Films

Organo-lead halide perovskites have recently attracted great interest for potential applications in thin-film photovoltaics and optoelectronics. Herein, we present a protocol for the fabrication of this material via the low-pressure vapor assisted solution process (LP-VASP) method, which yields ~19% power conversion efficiency in planar heterojunction perovskite solar cells. First, we report the synthesis of methylammonium iodide (CH3NH3I) and methylammonium bromide (CH3NH3Br) from methylamine and the corresponding halide acid (HI or HBr). Then, we describe the fabrication of pinhole-free, continuous methylammonium-lead halide perovskite (CH3NH3PbX3 with X = I, Br, Cl and their mixture) films with the LP-VASP. This process is based on two steps: i) spin-coating of a homogenous layer of lead halide precursor onto a substrate, and ii) conversion of this layer to CH3NH3PbI3-xBrx by exposing the substrate to vapors of a mixture of CH3NH3I and CH3NH3Br at reduced pressure and 120 &#176;C. Through slow diffusion of the methylammonium halide vapor into the lead halide precursor, we achieve slow and controlled growth of a continuous, pinhole-free perovskite film. The LP-VASP allows synthetic access to the full halide composition space in CH3NH3PbI3-xBrx with 0&#160;&#8804; x&#160;&#8804; 3. Depending on the composition of the vapor phase, the bandgap can be tuned between 1.6 eV&#160;&#8804; Eg&#160;&#8804; 2.3 eV. In addition, by varying the composition of the halide precursor and of the vapor phase, we can also obtain CH3NH3PbI3-xClx. Films obtained from the LP-VASP are reproducible, phase pure as confirmed by X-ray diffraction measurements, and show high photoluminescence quantum yield. The process does not require the use of a glovebox.

Here, we present a protocol for the synthesis of CH3NH3I and CH3NH3Br precursors and the subsequent formation of pinhole-free, continuous CH3NH3PbI3-xBrx thin films for the application in high efficiency solar cells and other optoelectronic devices.

عملية الحل المدعوم من بخار الضغط المنخفض للفرقة الانضباطي الفجوة خالية من الثقب الرصاص ميثيلامونيوم هاليد بيروفسكيتي الأفلام

Organo-lead halide perovskites have recently attracted great interest for potential applications in thin-film photovoltaics and optoelectronics. Herein, ...

Measurement of the Potential Rates of Dissimilatory Nitrate Reduction to Ammonium Based on 14NH4+/15NH4+ Analyses via Sequential Conversion to N2O

The importance of understanding the fate of nitrate (NO3&#8722;), which is the dominant N species transferred from terrestrial to aquatic ecosystems, has been increasing because global nitrogen loads have dramatically increased following industrialization. Dissimilatory nitrate reduction to ammonium (DNRA) and denitrification are both microbial processes that use NO3&#8722; for respiration. Compared to denitrification, quantitative determinations of the DNRA activity have been carried out only to a limited extent. This has led to an insufficient understanding of the importance of DNRA in NO3&#8722; transformations and the regulating factors of this process. The objective of this paper is to provide a detailed procedure for the measurement of the potential DNRA rate in environmental samples. In brief, the potential DNRA rate can be calculated from the 15N-labeled ammonium (15NH4+) accumulation rate in 15NO3&#8722; added incubation. The determination of the 14NH4+ and 15NH4+ concentrations described in this paper is comprised of the following steps. First, the NH4+ in the sample is extracted and trapped on an acidified glass filter as ammonium salt. Second, the trapped ammonium is eluted and oxidized to NO3&#8722; via persulfate oxidation. Third, the NO3&#8722; is converted to N2O via an N2O reductase deficient denitrifier. Finally, the converted N2O is analyzed using a previously developed quadrupole gas chromatography&#8211;mass spectrometry system. We applied this method to salt marsh sediments and calculated their potential DNRA rates, demonstrating that the proposed procedures allow a simple and more rapid determination compared to previously described methods.

Measurement of the Potential Rates of Dissimilatory Nitrate Reduction to Ammonium Based on 14NH4+/15NH4+ Analyses via Sequential Conversion to N2O

A series of methods to determine the potential DNRA rate based on 14NH4+/15NH4+ analyses is provided in detail. NH4+ is converted into N2O via several steps and analyzed using quadrupole gas chromatography&#8211;mass spectrometry.

قياس المعدلات المحتملة للحد من نترات الدسيميلي إلى الأمونيوم على أساس 14NH4+/15NH4+ تحليلات عن طريق التحويل المتسلسل إلى N2O

The importance of understanding the fate of nitrate (NO3&#8722;), which is the dominant N species transferred from terrestrial to aquatic ecosystems, has ...

Achieving Moderate Pressures in Sealed Vessels Using Dry Ice As a Solid CO2 Source

Herein is presented a general strategy to perform reactions under mild to moderate CO2 pressures with dry ice. This technique obviates the need for specialized equipment to achieve modest pressures, and can even be used to achieve higher pressures in more specialized equipment and sturdier reaction vessels. At the end of the reaction, the vials can be easily depressurized by opening at room temperature. In the present example CO2 serves as both a putative directing group as well as a way to passivate amine substrates, thereby preventing oxidation during the organometallic reaction. In addition to being easily added, the directing group is also removed under vacuum, obviating the need for extensive purification to remove the directing group. This strategy allows the facile &#947;-C(sp3)-H arylation of aliphatic amines and has the potential to be applied to a variety of other amine-based reactions.

Achieving Moderate Pressures in Sealed Vessels Using Dry Ice As a Solid CO2 Source

Here we present a protocol for performing reactions in simple reaction vessels under low-to-moderate pressures of CO2. The reactions can be performed in a variety of vessels simply by administering the carbon dioxide in the form of dry ice, without the need for costly or elaborate equipment or set-ups.

تحقيق ضغوط معتدلة في سفن مختومة باستخدام الثلج الجاف كمصدر2 CO الصلبة

Herein is presented a general strategy to perform reactions under mild to moderate CO2 pressures with dry ice. This technique obviates the need for ...

Fast and Accurate Exhaled Breath Ammonia Measurement

This exhaled breath ammonia method uses a fast and highly sensitive spectroscopic method known as quartz enhanced photoacoustic spectroscopy (QEPAS) that uses a quantum cascade based laser. The monitor is coupled to a sampler that measures mouth pressure and carbon dioxide. The system is temperature controlled and specifically designed to address the reactivity of this compound. The sampler provides immediate feedback to the subject and the technician on the quality of the breath effort. Together with the quick response time of the monitor, this system is capable of accurately measuring exhaled breath ammonia representative of deep lung systemic levels. 
Because the system is easy to use and produces real time results, it has enabled experiments to identify factors that influence measurements. For example, mouth rinse and oral pH reproducibly and significantly affect results and therefore must be controlled. Temperature and mode of breathing are other examples. As our understanding of these factors evolves, error is reduced, and clinical studies become more meaningful. This system is very reliable and individual measurements are inexpensive. 
The sampler is relatively inexpensive and quite portable, but the monitor is neither. This limits options for some clinical studies and provides rational for future innovations.

Ammonia is an important physiologic metabolite relevant to various disease and wellness states. It is also a difficult molecule to measure in breath, which demands particular precautions be taken to obtain accurate results. Not all factors influencing ammonia are known, but progress can be difficult without accounting for these factors.

بسرعة ودقة مزفور التنفس قياس الأمونيا

This exhaled breath ammonia method uses a fast and highly sensitive spectroscopic method known as quartz enhanced photoacoustic spectroscopy (QEPAS) that ...

Medicine

Synthesis of Metal Nanoparticles Supported on Carbon Nanotube with Doped Co and N Atoms and its Catalytic Applications in Hydrogen Production

A method for facile synthesis of nanostructured catalysts supported on carbon nanotubes with atomically dispersed cobalt and nitrogen dopant is presented herein. The novel strategy is based on a facile one-pot pyrolysis treatment of cobalt (II) acetylacetonate and nitrogen-rich organic precursors under Ar atmosphere at 800 &#176;C, resulting in the formation of Co- and N- co-doped carbon nanotube with earthworm-like morphology. The obtained catalyst was found to have a high density of defect sites, as confirmed by Raman spectroscopy. Here, cobalt (II) nanoparticles were stabilized on the atomically dispersed cobalt- and nitrogen-doped carbon nanotubes. The catalyst was confirmed to be effective in the catalytic hydrolysis of ammonia borane, in which the turnover frequency was 5.87 mol H2&#183;molCo-1&#183;min-1, and the specific hydrogen generation rate was determined to be 2447 mL H2&#183;gCo-1&#183;min-1. A synergistic function between the Co nanoparticle and the doped carbon nanotubes was proposed for the first time in the catalytic hydrolysis of ammonia borane reaction under a mild condition. The resulting hydrogen production with its high energy density and minimal refueling time could be suitable for future development as energy sources for mobile and stationary applications such as road trucks and forklifts in transport and logistics.

Here, we present a protocol to synthesize Co nanoparticles supported on carbon nanotubes with Co- and N- dopants for hydrogen productions.

تخليق الجسيمات النانوية المعدنية المدعومة على أنبوب الكربون النانوي مع ذرات Co و N المنشطة وتطبيقاتها الحفازة في إنتاج الهيدروجين

A method for facile synthesis of nanostructured catalysts supported on carbon nanotubes with atomically dispersed cobalt and nitrogen dopant is presented ...

Le Ch&#226;telier's Principle

Source: Laboratory of Dr. Lynne O&#39;Connell &#8212; Boston College
When the conditions of a system at equilibrium are altered, the system responds in such a way as to maintain the equilibrium. In 1888, Henri-Lewis Le Ch&#226;telier described this phenomenon in a principle that states, &#34;When a change in temperature, pressure, or concentration disturbs a system in chemical equilibrium, the change will be counteracted by an alteration in the equilibrium composition.&#34;
This experiment demonstrates Le Ch&#226;telier&#39;s principle at work in a reversible reaction between iron(III) ion and thiocyanate ion, which produces iron(III) thiocyante ion:
Fe3+(aq) + SCN- (aq) <img alt="Reversibly Equals" src="/files/ftp_upload/10138/reversible.jpg" /> FeSCN2+ (aq)
The concentration of one of the ions is altered either by directly adding a quantity of one ion to the solution or by selectively removing an ion from the solution through formation of an insoluble salt. Observations of color changes indicate whether the equilibrium has shifted to favor formation of the products or the reactants. In addition, the effect of a temperature change on the solution at equilibrium can be observed, which leads to the ability to conclude whether the reaction is exothermic or endothermic.

Le Chatelier&#039;s Principle: Effect of Concentration and Temperature on Chemical Equilibrium

Source: Laboratory of Dr. Lynne O&#39;Connell &#8212; Boston College
When the conditions of a system at equilibrium are altered, the system responds in ...

Education

JoVE Science Education

General Chemistry

Preparation of Amines: Alkylation of Ammonia and Amines

Alkylation is one of the methods used to prepare amines. Direct alkylation of ammonia or a primary amine with an alkyl halide gives polyalkylated amines along with a quaternary ammonium salt through successive SN2 reactions. This process of making the quaternary salt through the direct alkylation method is called exhaustive alkylation.
Each alkylation step makes the nitrogen center more nucleophilic, which triggers successive alkylations until a quaternary ammonium salt is formed. Considering this, specific reaction conditions, such as excess ammonia, must be used to exclusively make primary amines.
Since tertiary halides are more hindered, they are not the substrates of choice for alkylation reactions. Although secondary alkyl halides are far less hindered and can be alkylated, they are also not preferred as substrates due to their tendency to undergo elimination reactions.
Since ammonia is cheaply available, alkylations using ammonia as the substrate are the most common.

تحضير الأمينات: ألكلة الأمونيا والأمينات

Alkylation is one of the methods used to prepare amines. Direct alkylation of ammonia or a primary amine with an alkyl halide gives polyalkylated amines ...

توليف الأمونيا في الضغط المنخفض

Summary

Explore More Videos

Chapters in this video

إعداد أطر مسعور المعدنية العضوية عبر البلازما المحسن ترسيب الأبخرة الكيميائية من Perfluoroalkanes لإزالة الأمونيا

السلبي أخذ العينات معايرة - متعدد مؤامرة القياسات الميدانية NH

الأمونيا الألياف التوسع (AFEX) المعالجة المسبقة للالكتلة الحيوية Lignocellulosic

عملية الحل المدعوم من بخار الضغط المنخفض للفرقة الانضباطي الفجوة خالية من الثقب الرصاص ميثيلامونيوم هاليد بيروفسكيتي الأفلام

قياس المعدلات المحتملة للحد من نترات الدسيميلي إلى الأمونيوم على أساس ¹⁴NH₄⁺/¹⁵NH₄⁺ تحليلات عن طريق التحويل المتسلسل إلى N₂O

تحقيق ضغوط معتدلة في سفن مختومة باستخدام الثلج الجاف كمصدر₂ CO الصلبة

بسرعة ودقة مزفور التنفس قياس الأمونيا

تخليق الجسيمات النانوية المعدنية المدعومة على أنبوب الكربون النانوي مع ذرات Co و N المنشطة وتطبيقاتها الحفازة في إنتاج الهيدروجين

Le Châtelier's Principle

تحضير الأمينات: ألكلة الأمونيا والأمينات