Mae gwyddonwyr yn Sefydliad Technoleg Tokyo wedi dangos bod gronynnau copr ocsid ar yr is-nanoscale yn gatalyddion mwy pwerus na'r rhai ar y nanoscale.Gall yr isnanoronynnau hyn hefyd gataleiddio adweithiau ocsideiddio hydrocarbonau aromatig yn llawer mwy effeithiol na chatalyddion a ddefnyddir ar hyn o bryd mewn diwydiant.Mae'r astudiaeth hon yn paratoi'r ffordd ar gyfer defnydd gwell a mwy effeithlon o hydrocarbonau aromatig, sy'n ddeunyddiau pwysig ar gyfer ymchwil a diwydiant.

Mae ocsidiad dethol hydrocarbonau yn bwysig mewn llawer o adweithiau cemegol a phrosesau diwydiannol, ac o'r herwydd, mae gwyddonwyr wedi bod yn chwilio am ffyrdd mwy effeithlon o gyflawni'r ocsidiad hwn.Canfuwyd bod nanoronynnau copr ocsid (CunOx) yn ddefnyddiol fel catalydd ar gyfer prosesu hydrocarbonau aromatig, ond mae'r ymchwil am gyfansoddion hyd yn oed yn fwy effeithiol wedi parhau.

Yn y gorffennol diweddar, cymhwysodd gwyddonwyr gatalyddion metel nobl yn cynnwys gronynnau ar y lefel is-nano.Ar y lefel hon, mae gronynnau'n mesur llai na nanomedr a phan gânt eu gosod ar swbstradau priodol, gallant gynnig arwynebedd hyd yn oed yn uwch na chatalyddion nanoronynnau i hyrwyddo adweithedd.

Yn y duedd hon, ymchwiliodd tîm o wyddonwyr gan gynnwys yr Athro Kimihisa Yamamoto a Dr. Makoto Tanabe o Sefydliad Technoleg Tokyo (Tokyo Tech) i adweithiau cemegol a gataleiddiwyd gan subnanoparticles CunOx (SNPs) i werthuso eu perfformiad yn ocsidiad hydrocarbonau aromatig.Cynhyrchwyd SNPs CunOx o dri maint penodol (gyda 12, 28, a 60 atomau copr) o fewn fframweithiau tebyg i goed o'r enw dendrimers.Gyda chefnogaeth ar swbstrad zirconia, cawsant eu cymhwyso i ocsidiad aerobig cyfansoddyn organig gyda chylch bensen aromatig.

Defnyddiwyd sbectrosgopeg ffotoelectron pelydr-X (XPS) a sbectrosgopeg isgoch (IR) i ddadansoddi strwythurau'r SNPs wedi'u syntheseiddio, a chefnogwyd y canlyniadau gan gyfrifiadau theori ymarferoldeb dwysedd (DFT).

Datgelodd dadansoddiad XPS a chyfrifiadau DFT ïonigedd cynyddol y bondiau copr-ocsigen (Cu-O) wrth i faint SNP leihau.Roedd y polareiddio bond hwn yn fwy na'r hyn a welwyd mewn bondiau Cu-O swmp, a'r polareiddio mwy oedd achos gweithgaredd catalytig gwell SNPs CunOx.

Sylwodd Tanabe ac aelodau'r tîm fod yr SNPs CunOx wedi cyflymu ocsidiad y grwpiau CH3 sydd ynghlwm wrth y cylch aromatig, gan arwain at ffurfio cynhyrchion.Pan na ddefnyddiwyd catalydd SNP CunOx, ni ffurfiwyd unrhyw gynhyrchion.Roedd gan y catalydd gyda'r SNPs CunOx lleiaf, Cu12Ox, y perfformiad catalytig gorau a phrofodd i fod yr un hiraf.

Fel yr eglura Tanabe, “mae gwella ïonigedd y bondiau Cu-O gyda gostyngiad ym maint yr SNPs CunOx yn galluogi eu gweithgaredd catalytig gwell ar gyfer ocsidiadau hydrocarbon aromatig.”

Mae eu hymchwil yn cefnogi’r honiad bod potensial mawr i ddefnyddio SNPs copr ocsid fel catalyddion mewn cymwysiadau diwydiannol.“Byddai perfformiad catalytig a mecanwaith yr SNPs CunOx syntheseiddio hyn a reolir gan faint yn well na rhai catalyddion metel nobl, a ddefnyddir amlaf mewn diwydiant ar hyn o bryd,” meddai Yamamoto, gan awgrymu’r hyn y gall SNPs CunOx ei gyflawni yn y dyfodol.

Darperir y deunyddiau gan Sefydliad Technoleg Tokyo.Nodyn: Gellir golygu'r cynnwys ar gyfer arddull a hyd.

Sicrhewch y newyddion gwyddoniaeth diweddaraf gyda chylchlythyrau e-bost rhad ac am ddim ScienceDaily, sy'n cael eu diweddaru'n ddyddiol ac yn wythnosol.Neu edrychwch ar y newyddion diweddaraf bob awr yn eich darllenydd RSS:

Dywedwch wrthym beth yw eich barn am ScienceDaily - rydym yn croesawu sylwadau cadarnhaol a negyddol.Oes gennych chi unrhyw broblemau wrth ddefnyddio'r wefan?Cwestiynau?