最新研究成果木载催化剂可延长水果保鲜期

乙烯是一种多功能的植物激素,具有调节植物生长、成熟等功能。例如,储存在苹果旁边的香蕉会很快成熟,因为苹果会释放乙烯,而乙烯又会被触发释放更多的乙烯。

研究背景

  • 为了抵消加速成熟的过程,乙烯必须远离水果和蔬菜。
  • 为此,瑞士联邦材料科学与技术实验室和苏黎世联邦理工学院正在开发一种新型催化剂,可以将水果和蔬菜释放的乙烯降解为水和二氧化碳。
  • 这一概念的基础是由脱木素木材制成的催化剂载体,然后用分散在原子水平上的铂催化剂富集催化剂载体。

研究过程

  • 木材由三种基本物质组成:纤维素、半纤维素和木质素。
  • 研究人员使用了苏黎世联邦理工学院和Empa的木材材料科学教授制定的方案,在酸性溶液的帮助下溶解了木质素(木材的结合物质)和部分半纤维素。
  • 这使得剩余的纤维素结构极多孔,具有非常大的比表面积——这一特性使得脱木素木材成为催化剂的理想天然支架。
  • 然后将脱木质素的木材放入两种不同的溶液中:第一种是创建一个铈掺杂的TiO2粉底,作为木材细胞壁上铂颗粒的支撑;第二种含有铂颗粒,然后进入木质结构。

研究结果

  • Empa团队证明,该催化剂在室温下几乎分解了所有释放的乙烯。
  • 然而,如果温度下降到0°C,作为反应产物之一的水就不能再蒸发,粘附在催化剂上,阻止任何进一步的化学反应。
  • Lukovic说,为了将催化剂从凝结水层中除去,使其重新工作,每两个小时就需要使整个结构升温几分钟。
  • 催化降解乙烯以延长水果货架期的概念并不新鲜,因为日立自2015年以来一直在生产配有铂催化剂的冰箱。然而,Empa的研究人员已经改进了这一概念,他们使用一种以木材为基础的载体来代替二氧化硅,并更有效地利用铂催化剂。

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