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Neue Methode erlaubt billige Entfernung von Stickstoff-Verbindungen aus Diesel
Wissenschaftler der University of Michigan in Ann Arbor haben eine neue Methode gefunden, um Stickstoff-Verbindungen aus Treibstoffen zu entfernen. Mit Hilfe von kristallinen, porösen Silikaten mit käfigartigen Poren, so genannten Zeolithen, die mit positiv geladenen Kupferionen beladen werden, gelang eine Senkung des Stickstoffgehalts von 83 ppm auf unter 0,1 ppm (0,1 Millionstel Gramm pro Gramm Diesel).
In Treibstoffen enthaltene Schwefel- und Stickstoff-Verbindungen setzen bei der Verbrennung Schwefel- und Stickoxide frei, die die Umwelt belasten. Daher wird immer größerer Wert darauf gelegt, dass Benzin, Diesel und Kerosin möglichst frei von diesen Stoffen sind. Bei der gängigen Methode wird die Entfernung der Stickstoffverbindungen gemeinsam mit der Entschwefelung durch katalytische Umsetzung mit Wasserstoff bei hohen Drücken und Temperaturen durchgeführt. Die Forscher Ralph Yang und Arturo Hernandez-Maldonado haben aber nach einer adsorptiven Methode gesucht, um diese störenden Stickstoffverbindungen selektiv zu entfernen.
Das Problem bei den Stickstoff-Verbindungen im Rohöl ist, dass es zwei Klassen davon gibt: Ringförmige Kohlenwasserstoffe mit einem Stickstoffatom im Ring, so genannte Heterozyklen, und Nicht-Heterozyklen-Verbindungen. "Während man die Nicht-Heterozyklen per Hydrierung recht gut entfernen kann, reagieren die Stickstoff-Heterozyklen zu langsam, um effektiv aus dem Rohöl entfernt zu werden", berichten die Wissenschaftler im Fachmagazin Angewandte Chemie. Durch ein Screening fanden die Forscher den Kupfer-Zeolithen. Gelangen aromatische Stickstoffverbindungen in die Poren des Zeolithen, bilden sie Komplexverbindungen mit den Kupferionen. Diese binden stickstoffhaltige Aromaten besser als andere Aromaten. "Ein weiterer Vorteil ist, dass die Absorption bei Raumtemperatur und Atmosphärendruck läuft. Das Adsorbens ist vollständig regenerierbar und bietet damit gute Voraussetzungen für eine großtechnische Anwendung", erklärt Yang.
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