Name: ammonia synthesis at low pressure
Uploaded: 2017-08-23T13:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 14 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Ammonia Synthesis at Low Pressure at JoVE.com

Bu eser öncelikle yasama-vatandaş komisyon Minnesota kaynaklardaki ve MNDRIVE, bir girişim tarafından tavsiye edilen şekilde ARPA-E, bize Enerji Bakanlığı'nın, Minnesota çevre ve doğal kaynaklar güven fonu, tarafından bir parçası tarafından desteklenen yapıldı. Minnesota Üniversitesi. Ek destek Dreyfus Vakfı'ndan geldi.

1. pilot tesisi açılış <ol><li>nitrojen üretim sistemi <ol><li>dönüş hava kurutma makinesi, hava kompresörü ve nitrojen jeneratörü. Hava kompresör tankında hava en az 800 kPa olduğundan emin olun. Bundan böyle %0,004 (40 ppm) oksijen azot olana bu arabellek tank azot gönderip duruyor.</li>
		<li>Dönüşte nitrojen gaz güçlendirici. Gaz güçlendirici baskılar 17 MPa yüksek, azot kaynağı tankları doldurmaya başlar.</li>
	</ol></li> <li>Hidrojen üretim sistemi <ol><li>chiller, su Deiyonizasyon ünitesi ve elektroliz açın. Çünkü başlatmak elektroliz izin için havalandırma negatif basınç ölçer bir akış sensoru elektroliz bir havalandırma sistemi olmadan çalışmaz. Hidrojen 0,54 kg/h oranı ile üretilen ve deşarj basıncı 1.5 MPa olacak.</li>
		<li>Dönüşte hidrojen gaz güçlendirici. Chiller çalışır durumda olduğundan ve soğutma sıvı üzerinden akan doğrulayın. Hidrojen kaynağı tankları 17 MPa dolu olacak.</li>
	</ol></li> <li>Amonyak skid başlangıç <ol><li>bilgisayar kontrol odasında aşağıdakileri yapmak için kullanın: <ol><li>bina için Acil çıkışlar doğrulayın.</li>
			<li>Binanın içinde oksijen, hidrojen ve amonyak konsantrasyonu daha az %20, 19 ppm ve 35 ppm, sırasıyla olduğundan emin olun.</li>
			<li>Hidrojen ve azot kaynağı tankları için 17 MPa uygulanır doğrulayın.</li>
			<li>Amonyak örnekleyici ve ağırlık tank vanaları atlanır emin olun.</li>
			<li>Basınç azot ile skid kızak ayarlayarak &#39; s azot giriş regülatör 2.5 MPa için. Azot basıncı regülatörü 300 psi için ayarlayın ve sonra açık azot bypass Vana skid 300 psi için azot ile doldurmak için. Bu basınç ulaşıldığında azot vanayı kapat. Hidrojen 1200 psi için düzenli ayarla ve kızak 1200 psi için doldurmak izin vermek için hidrojen Vanayı aç. Hidrojen Bay-pas valfi kapatmak.</li>
			<li>Hidrojen giriş Vana açıp skid ayarlamak &#39; s hidrojen giriş 10 MPa Regülatöre.</li>
			<li>NH 3 basınç regülatörü için 1 MPa ayarla.</li>
			<li>Kapat / kızak, kompresör ve hava vanaları birden çok bypass vanaları aç için yazılım kontrol GUI kullanın.</li>
			<li>Birkaç skid N 2 1:3 oranında ile beslenen emin olmak için PID denetleyicileri için yazılım kontrol GUI kullanın: H 2.</li>
			<li>Kontrol odası ve yazılım kontrol ana GUI kullanarak, skid başlatma. Skid gaz recirculate ve taze yem enjekte kompresör başlıyor.</li>
			<li>GUI yazılım, kontrol tepki ve yoğuşma sıcaklığı ayarlayın. Reaktör ve kondansatör sıcaklıklar 440 ve -25 ° C sırasıyla ayarlanır. 
			Not: Bu ayar noktası sıcaklığı almak ve kararlı duruma durumu elde etmek reaktör için ilâ 4 yaşam alır.</li>
		</ol></li></ol></li></ol> 2. Deneysel cihazları başlangıç <ol><li>reaktör hazırlık ve azaltma <ol><li>tartmak 3 g ön azaltılmış katalizör. Az 1 mm için bir harç ve havaneli kullanarak katalizör partiküller parçacık boyutunu küçültmek.</li>
		<li>Katalizör 0,25 boru içinde yüklemek ve her iki tarafta yer kuvars yün.</li>
		<li>Bir PID denetleyicisi kullanın ve uygun rampaları ile reaksiyon ısısı (400 ° C) reaktör sıcaklığı artırmak iken bir akış hızı (SCCM) dakikada 500 standart kübik santimetre ile reaktör üzerinden akan hidrojen. (Tablo 1 ' de özetlenen) rampalar kullanın. 
		Not: Sıcaklık artışı uygun katalizör etkinlik elde etmek için çok iyi olması.</li>
		<li>24 h hiçbir hava veya kirlilik katalizör ile temas gelir sağlamak için azaltma işlemine devam edin. Her zaman bir azot battaniyenin altında reaktör devam.</li>
	</ol></li> <li>Emici hazırlık <ol><li>80 g CaCl 2 emici emici sütuna yük (ID: 2.3 cm, uzunluk: 30 cm). Paketlenmiş yatakta hareketsiz için emici, her iki tarafında farklı emici destekler ambalaj kullanılacak farklı emici boyutları göre.</li>
		<li>Herhangi bir nem kaldırmak için 350 ° c emici sıcaklık artışı ise akan azot ile 200 SCCM 24 h için akış hızı</li>
	</ol></li> <li>Başlangıç tepki ayırma testleri <ol><li>sırasıyla 400 ° C ve 180 ° C de reaktör ve emici sıcaklık artışı. 
		Not: uygun sıcaklık rampalar reaktör sıcaklığı artırmak için kullanın. Transformers sıcaklık kontrolü daha düzgün yapmak için kullanın. Azot battaniyenin altında boş modda almak belgili tanımlık sistem. Başlamadan önce herhangi bir test, sistem 5 MPa için azot ile bir kaç kez şarj ve basınç bırakın.</li>
		<li>GUI hidrojen ve azot kitle Akış kontrolcüler denetlemek için kullanın.</li>
		<li>Cihaz hedef baskılar için azot ve 1:3 oranında hidrojen ile şarj edin.</li>
		<li>Bir kez hedef basınç elde edilir, giriş vanaları kapatın, reaktör çıkış vanası açmak ve dolaşım pompa çevirmek. Ekzotermik reaksiyon ve emilimi nedeniyle, reaktör ve emici sıcaklıklar daha dikkatli denetim sürecinin başında gerektirebilir.</li>
		<li>Emici atılım için başladığında nokta kadar 5 h, sınava devam.</li>
	</ol></li> <li>Desorpsiyon amonyak <ol><li>giriş ve çıkış vanaları açın.</li>
		<li>Sistem azaltmak &#39; s-basınç atmosferik basınç ve emici sıcaklık artışı ise akan azot 100 SCCM 5 h için amonyak emici malzeme desorb bir Debi ile.</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>

Yazarlar ifşa gerek yok.

Kritik adımlar tepki-emme deneysel cihazları:
Nitrojen ve hidrojen sistemde hiçbir kirlilik olduğundan emin olun. Emici malzeme her döngüsü sonra değişecek. Çoğu durumda, yüksek sıcaklıkta ve amonyak, huzurunda emici malzeme sigorta ve büyük sağlam beton formu. Her metal halide ve ammine karmaşık termodinamik özelliklerinin göre uygun sıcaklık emme ve desorpsiyon için istihdam edilmelidir. Önce her test basınç düşüşü arasında (emici, reaktör, boru, Vana, bağlant...

Amonyak önemli bir endüstriyel kimyasal bileşiktir. 20inci yüzyılın1,2en önemli yeniliklerden biri olarak bilinen Haber - Bosch sürecinde üretilir. Amonyak sentezi yapılmaktadır yüksek sıcaklıklardaki türdeş olmayan bir katalizör varlığında (&#62; 375 ° C) ve basınç (&#62; 100 bar)3. Yüksek sıcaklık ve basınç gerekleri amonyak sentezi çok enerji - yapmak ve büyüme. Yaklaşık olarak, amonyak 150 milyon ton üretilen dünyanın enerji tüketimi, doğal gaz tüketiminin % %5 1-3 hesapları her yıl4ve İklim değişen gaz emisyon5,6, % 3'e kadar 7.
Amonyak iki büyük potansiyel kullanımı vardır. İlk olarak, amonyak sentetik azot gübre1' dir. Bu gübre geçerli Nüfusun yarısının yeterli gıda erişim olmazdı. İkinci olarak, amonyak bir enerji vektörü, karbon-nötr sıvı yakıt olarak veya dolaylı hidrojen taşıyıcı8,9,10,11olarak hizmet verebilir. Genellikle, yenilenebilir kaynaklar (örneğin Rüzgar) underpopulated kırsal alanlarda, nerede yakalanabilir kullanılabilir; Bu tür izole Rüzgar ve güneş enerjisi "telli" adı verilir. Bu senaryoda, elektrik, ısı enerji yenilenebilir enerji kaynağından enerji-yoğun karbon-nötr Sıvı amonyak dönüştürülür. Üretilen Sıvı amonyak sonra kent merkezleri, nerede amonyak bazlı yakıt hücreleri12 ve içten yanmalı motorları13doğrudan kullanılabilir veya hidrojen çürümüş ve sonra hidrojen yakıt hücreleri içinde kullanılmak için sevk edilebilir veya Hidrojen istasyonları. Sonuç olarak, biz ABD kalabalık kentsel alanlarda için ABD prairies Rüzgar taşıyabilirsiniz
Çoğunlukla gübre kullanımı nedeniyle, amonyak üretimi önemli bir endüstridir. Oda sıcaklığında amonyak sentezi tepki ekzotermik ve dolayısıyla — en azından ilke olarak — tepki ortam koşulları altında elde spontan14, ancak, güçlü azot-azot bağ nedeniyle son derece zor olduğunu 15. bu sorunu aşmak için Fritz Haber ünlü yüksek sıcaklıklarda hızlı Kinetik elde etmek için kullanılan, ancak ters tepki üretimi inhibe bu yüksek sıcaklıklarda anlamına geliyordu. Bu ters tepki çekingenliklerini azaltmak için Haber yüksek basınç dönüşüm iyileştirmek için kullanılır. Hala Ludwigshafen BASF fabrikasında süsleyen bir silah varil içinde büyük ölçekli tepki gerçekleştirmiştir.
Reaksiyon potansiyel olarak çok daha mütevazı şartlar altında çalıştırdığınızda yüksek sıcaklık ve basınç kullanmak için gerekliliği üzerinde bir yüzyıl2için sinirli kimyagerler var. Sonra bile işleminin ticari, Karl Bosch ve BASF, büyük bir grup için daha iyi katalizörler seyir tüm periyodik tablo aracılığıyla churned. Bosch küçük başarı varken arama hala devam ediyor. Hatta geçen yıl başlatılan16,17amaçlayan yeni bir katalizör arayan yeni bir araştırma programı oldu. Amonyak sentezi detaylı kimya şimdi iyi anlaşılan14ve yeni catalyst için arama başarılı olursa, kesinlikle değer çaba olacaktır. Ancak, bize göre geçmiş hataları gelecekteki başarı olasılığını azaltır.
Aşağıdaki metin, küçük ölçekli amonyak sentezi işlemi açıklanmıştır ve alternatif bir işlem araştırmak için motivasyon açıkladı.
Küçük ölçekli süreci:
Rüzgar tarafından oluşturulan amonyak Amonyak, sentezleme için Haber - Bosch işlemi yerel olarak işletilen ancak ihmal edilebilir tutarlar karbon dioksit üreten çok daha küçük, daha basit bir işlem arayan gelişiyordu. Fizibilite Rüzgar gelen yerel amonyak imalatı, Morris, MN, yer ve şekil 118içinde gösterilen bir pilot tesis içinde zaten kanıtlanmıştır. Morris Buffalo sırtı, Minnesota güneybatı köşesinde tepeler haddeleme 60 millik bir oluşumu oturur. Sırtın alışılmadık derecede sabit kuvvetli rüzgar çayır inişli çıkışlı, vardır. Sonuç olarak, Rüzgar tarafından üretilen elektrik için bir Mekke olduğunu.
Bu elektrik ile zaten amonyak Rüzgar, kırk bin kez fosil yakıtlar mevcut ticari işlemlerde daha küçük olan bu bitki kullanarak üretiyoruz. Bazı Rüzgar tarafından üretilen elektrik nitrojen hava basıncı salıncak adsorpsiyon ile örneğin, oksijen zenginleştirilmiş hava ihtiyacı olan amfizem olan hastalar için kullanılan hava ayrılması için kurulan bir yöntem üzerinden yapmak için kullanılır. Ancak, daha fazla elektrik hidrojen yapmak için kullanılan su elektroliz tarafından. Bu gazların işleminin şematik Şekil 2' de gösterilen geleneksel bir katalizör üzerinde birleştirilir. Reaksiyon sonra gaz Sıvı amonyak yoğunlaşmaya soğutma tarafından ayrılır. Unreacted gazlar, hem de uncondensed amonyak geri dönüştürülmektedir.
Pilot tesis ayrıntılarını Bizim pilot tesis, University of Minnesota yenilenebilir hidrojen ve amonyak Pilot tesis, elektrik enerjisi bir eş 1.65 MW rüzgar türbini sağlanır. Pilot tesis, Minnesota Üniversitesi'nde, kullanılan kalan güç ile oluşturulan güç yaklaşık yüzde 10'u kullanır Morris kampüs.
Bir elektroliz, bir güçlendirici kompresör ve termal soğutma hidrojen üretim sistemi kullanır. Bu sistem 0,54 kg hidrojen gaz saatte 2400 psi 24 kullanarak depolanan üretir elektrik kWh. Yerinde bir kuyudan su ters ozmoz ve Deiyonizasyon sistemiyle saf. Su o zaman ilâ 15 L/h azot nitrojen jeneratörü, ön hava kompresörü, bir hava kurutma makinesi ve bir güçlendirici kompresör kullanılarak oluşturulan bir hızda elektroliz için sağlanır. Azot gazı 2400 psi yaklaşık 6 kullanarak depolanır kWh elektrik.
Amonyak sentezi özel bir skid kullanır. Bir kompresör, bir reaktör, soğutma soğutma döngüsü ve 20 kW elektrikli ısıtıcı içerir. Skid yaklaşık 28 kullanır kWh elektrik amonyak sonra 150 PSI depolanan saat başına 2,7 kg üretmek için. Amonyak üretim süreci entegre PLC ve operatör panel sistemleri ile kontrol edilir. Üretilen hidrojen ve azot 18 azot stora sitesinde depolanırGe tankları ve 54 Hidrojen depolama tankları. Amonyak da 3.100-galon gemi içinde saklı otel bünyesinde mevcuttur.
Rüzgar üretimi pahalı olduğunu Bu işlem için elektrik gelen Rüzgar yapılır ve böylece yakıt amonyak yapmak için herhangi bir fosil yakıt kullanmadan, ücretsizdir. Ancak, bu pilot tesis için sermaye maliyeti yatırımlar için hidrojen üretimi ve amonyak sentezi için hakim. Tarihi operasyonlara küçük ölçekli amonyak yapma maliyetini yaklaşık iki kez geleneksel amonyak fosil yakıtlara bağlı olduğunu göstermektedir. Biz bizim süreci optimize etmek devam ederken, küçük ölçekli Rüzgar oluşturulan amonyak geçerli Doğalgaz fiyatlarla rekabet olmayacaktır inanıyorum. Kitle amonyak yapılan maliyeti daha büyük bir geleneksel sürecinin veya alternatif bir süreç bu şekilde azaltılabilir sermaye bu kağıt bir sonraki nitelendirdi.
Emme işlemi:
Üretim emilimini artırır Amonyak sentezi için kullanılan katalizör sırasında geçen yüzyılın19hemen hemen değişmeden kalmıştır. Sonuç olarak, bu araştırmada farklı bir yaklaşım dışarı taşıdı. Geçerli katalizör ve çalışma sıcaklığı geçerli, ancak en kısa zamanda o mütevazı baskılar, amonyak emmek. Biz herhangi bir unreacted hidrojen ve azot geri dönüşüm. İşleminin şematik şekil 3' te geleneksel işlemine benzer like that ama bir dolu yatak emici ile kondansatör yerine.
İlk tepki Kinetik değişmez Bu sistem3,14,15,20,21 önceki çalışmaların bir çoğu ile tutarlı bir ilk tepki hızı düşük dönüşüm de bu sistemi ile deneyler göster , 22 , şekil 4' te gösterildiği gibi 23. Sol panelde şiddetle sıcaklık ile değişir ilk fiyatlar, gösterir. Bu oranlar da basınç ile değişir, varyasyonlar sağ panelde gösterildiği gibi daha küçük, iken. Bizim yeni süreçte biz aynı catalyst ve benzer çalışma koşulları kullanır, ancak daha düşük basınçta emme kullanarak Amonyak üretimi artırmak için yollar aramak. Biz böylece amonyak sentezi için sermaye maliyeti azaltmak umuyoruz.
Dönüşüm emilimini artırır Çalışmamızda, silindirik bir gemi emici küçük parçacıklar ile dolu dolu bir oda küçük süreçte kondansatör yerine. Öncelikle magnezyum klorür ve Kalsiyum klorür11,24emiciler vurgulamıştık. Böyle ammine emiciler iki etkileri vardır. İlk olarak, onlar amonyak konsantrasyonu sıfır yakınındaki için geri dönüşümlü gazlar içinde mevcut azaltır. İkinci olarak, onlar etkili azaltmak belgili tanımlık zaman sıfır yakınındaki ayrılması için. Bu strateji üretken25,26,27yaşında. Örneğin, şekil 5' te, sistemdeki toplam basıncında düşüş orantılıdır, amonyak yapma oranı emme ile çok daha fazla olduğunu göstereceğiz. Özellikle, 90 Bar, kırmızı daireler tarafından gösterilen tepki daha az daha emici ile reaksiyon tamamlandıktan tarafından mavi üçgen27gösterilen. Reaksiyon emici olmadan bir basınçta neredeyse iki katı bu emme ile reaksiyon gerçekleşir olsa bile bu durum geçerlidir. (Burada gösterilmeyen) önceki deneylerde ayrıca işlemin nihai dönüşüm emici ile % 95'ama emici olmadan yaklaşık % 20 olduğunu gösterdi.
Reaksiyon oranı çok daha az ısı emme ile olmadan daha değişir. Bu tekrar amonyak sentezi toplam basınç karşı saat27olarak rapor şekil 6, gösterilir. Reaksiyon ısısı 60 ° C tarafından değiştirme reaksiyon hızı üzerinde küçük etkisi. Reaksiyon oranı neredeyse bir büyüklük, değişikliği gösteren şekil 4' deki ilk oranları ile karşıttır. Ters tepki etkisini azalttı, kimyasal kinetik artık böylece tek adım için genel oranı sorumlu sonuçları şekil 4 ve şekil 6 farklıdır.

<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

Amonyak düşük basınçta bir amonyak seçici emici kullanımı ile sentez. İşlem, Rüzgar enerjisi, yerel olarak amonyak için sentetik gübre gerektiren alanlarda kullanılabilir ile kurulabilir. Sadece uzak yerleşim merkezleri nerede doğrudan kullanılabilir kullanılabilir çünkü böyle rüzgar enerjisi genellikle "telli," adı verilir.
Önerilen düşük basınçlı proses azot basıncı salıncak emme kullanarak havadan yapılır ve hidrojen su elektroliz tarafından üretilir. Bu gazların yaklaşık 400 ° c yükseltilen bir geleneksel katalizör varlığında tepki verebilir süre dönüşüm kez bu reaksiyon yüksek basınçlarında tek mümkün kılan ters tepki ile sınırlıdır. Bu sınırlama bir ammine benzeri kalsiyum veya magnezyum klorür üzerinde emme tarafından kaldırılabilir. Böyle alkali metal halojenürlerden etkili amonyak, böylece tepki denge kısıtları baskılayarak kaldırabilirsiniz. Önerilen emme gelişmiş amonyak sentezi süreçte, reaksiyon hızı sonra kimyasal kinetik ne de emme oranları tarafından değil ama unreacted gazlar geri dönüşüm oranı tarafından kontrol edilebilir. Olumlu bir geleneksel küçük ölçekli Haber - Bosch işlem yapılan amonyak ile karşılaştırılması.

Morris, MN bir pilot tesis için yerel Amonyak üretimi18, Rüzgar kullanarak fizibilite şekil 1' de gösterildiği gibi göstermiştir. Rüzgar nitrojen ve hidrojen basınç salıncak emme hava ve su, elektroliz sırasıyla yapmak için kullanılan elektrik üretir. Bir reaktör geleneksel bir katalizör amonyak yapma nitrojen ve hidrojen gazları birleştirmek için kullanır. Amonyak sonra bir kondansatör kullanılarak ayrılır.<...

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

Ammonia Synthesis at Low Pressure

Amonyak düşük basınçta geleneksel bir katalizör ve amonyak seçici emici kullanarak sentez.

Düşük basınçta amonyak sentezi

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 Görüntüleme.  University of Minnesota – Twin Cities. Amonyak düşük basınçta geleneksel bir katalizör ve amonyak seçici emici kullanarak sentez.

Video: Ammonia Synthesis at Low Pressure

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.

Kalibre Pasif Örnekleme - NH Çok arsa Arazi Ölçümleri<sub&gt; 3</subDinamik Tüp Yöntemi ve Pasif Numune bir kombinasyonu ile&gt; Emisyon

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

Çevre

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.

Amonyya Lif Genleşme (AFEX) Lignoselülozik Biyokütle Ön Arıtma

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.

Alçak basınç buhar destekli çözüm işlemini Tunable Grup Gap iğne deliği-Alerjik Methylammonium kurşun Halide Perovskite filmler için

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

Kimya

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.

14NH4+/15NH4+ Sıralı Dönüşüm Yoluyla N2O'ya Göre Amonyuma Nitrat Azaltma Nın Potansiyel Oranlarının Ölçülmesi

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.

Kuru buz katı CO2 kaynak olarak kullandığını mühürlü damarlarının Orta basınç elde

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.

Hızlı ve Doğru Üfürükle Amonyak Ölçüm

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

Tıp

High-Temperature and High-Pressure In situ Magic Angle Spinning Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy

Nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy represents an important technique to understand the structure and bonding environments of molecules. There exists a drive to characterize materials under conditions relevant to the chemical process of interest. To address this, in situ high-temperature, high-pressure MAS NMR methods have been developed to enable the observation of chemical interactions over a range of pressures (vacuum to several hundred bar) and temperatures (well below 0 &#176;C to 250 &#176;C). Further, the chemical identity of the samples can be comprised of solids, liquids, and gases or mixtures of the three. The method incorporates all-zirconia NMR rotors (sample holder for MAS NMR) which can be sealed using a threaded cap to compress an O-ring. This rotor exhibits great chemical resistance, temperature compatibility, low NMR background, and can withstand high pressures. These combined factors enable it to be utilized in a wide range of system combinations, which in turn permit its use in diverse fields as carbon sequestration, catalysis, material science, geochemistry, and biology. The flexibility of this technique makes it an attractive option for scientists from numerous disciplines.

The molecular structures and dynamics of solids, liquids, gases, and mixtures are of critical interest to diverse scientific fields. High-temperature, high-pressure in situ MAS NMR enables detection of the chemical environment of constituents in mixed phase systems under tightly controlled chemical environments.

Yüksek Sıcaklık ve Yüksek Basınç Yerinde Sihirli Açı Dönen Nükleer Manyetik Rezonans Spektroskopisi

Nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy represents an important technique to understand the structure and bonding environments of molecules. There ...

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.

Karbon Nanotüp Üzerinde Katkılı Co ve N Atomları ile Desteklenen Metal Nanopartiküllerin Sentezi ve Hidrojen Üretiminde Katalitik Uygulamaları

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

Genel Kimya

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.

Aminlerin Hazırlanması: Amonyak ve Aminlerin Alkilasyonu

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 ...

Düşük basınçta amonyak sentezi

Özet

Daha Fazla Video Keşfet

Bu videodaki bölümler

Kalibre Pasif Örnekleme - NH Çok arsa Arazi Ölçümleri

Amonyya Lif Genleşme (AFEX) Lignoselülozik Biyokütle Ön Arıtma

Alçak basınç buhar destekli çözüm işlemini Tunable Grup Gap iğne deliği-Alerjik Methylammonium kurşun Halide Perovskite filmler için

¹⁴NH₄⁺/¹⁵NH₄⁺ Sıralı Dönüşüm Yoluyla N₂O'ya Göre Amonyuma Nitrat Azaltma Nın Potansiyel Oranlarının Ölçülmesi

Kuru buz katı CO₂ kaynak olarak kullandığını mühürlü damarlarının Orta basınç elde

Hızlı ve Doğru Üfürükle Amonyak Ölçüm

Yüksek Sıcaklık ve Yüksek Basınç Yerinde Sihirli Açı Dönen Nükleer Manyetik Rezonans Spektroskopisi

Karbon Nanotüp Üzerinde Katkılı Co ve N Atomları ile Desteklenen Metal Nanopartiküllerin Sentezi ve Hidrojen Üretiminde Katalitik Uygulamaları

Le Châtelier's Principle

Aminlerin Hazırlanması: Amonyak ve Aminlerin Alkilasyonu