Токио технологиялық институтының ғалымдары мыс оксидінің бөлшектері наномасштабтағыларға қарағанда қуатты катализаторлар екенін көрсетті.Бұл субнанобөлшектер сонымен қатар қазіргі уақытта өнеркәсіпте қолданылатын катализаторларға қарағанда, хош иісті көмірсутектердің тотығу реакцияларын әлдеқайда тиімді катализдей алады.Бұл зерттеу зерттеулер үшін де, өндіріс үшін де маңызды материалдар болып табылатын хош иісті көмірсутектерді жақсырақ және тиімдірек пайдалануға жол ашады.

Көмірсутектердің селективті тотығуы көптеген химиялық реакциялар мен өнеркәсіптік процестерде маңызды, сондықтан ғалымдар бұл тотығуды жүзеге асырудың тиімді жолдарын іздестіруде.Мыс оксиді (CunOx) нанобөлшектері хош иісті көмірсутектерді өңдеу үшін катализатор ретінде пайдалы деп табылды, бірақ одан да тиімді қосылыстарды іздеу жалғасты.

Жақында ғалымдар субнано деңгейде бөлшектерден тұратын асыл металға негізделген катализаторларды қолданды.Бұл деңгейде бөлшектер нанометрден аз өлшенеді және сәйкес субстраттарға орналастырылған кезде олар реактивтілікті арттыру үшін нанобөлшектердің катализаторларынан да жоғары бет аумақтарын ұсына алады.

Осы тенденцияда Токио технологиялық институтынан (Tokyo Tech) профессор Кимихиса Ямамото мен доктор Макото Танабе бар ғалымдар тобы хош иісті көмірсутектердің тотығуындағы өнімділігін бағалау үшін CunOx субнанобөлшектері (SNPs) катализдейтін химиялық реакцияларды зерттеді.Үш нақты өлшемдегі (12, 28 және 60 мыс атомдары бар) CunOx SNP дендримерлер деп аталатын ағаш тәрізді құрылымдарда өндірілді.Циркониялық субстратқа сүйеніп, олар хош иісті бензол сақинасы бар органикалық қосылыстың аэробты тотығуына қолданылды.

Синтезделген SNP құрылымдарын талдау үшін рентгендік фотоэлектрондық спектроскопия (XPS) және инфрақызыл спектроскопия (IR) пайдаланылды және нәтижелер тығыздық функционалдық теориясы (DFT) есептеулерімен расталды.

XPS талдауы және DFT есептеулері SNP өлшемі азайған сайын мыс-оттегі (Cu-O) байланыстарының иондылығының жоғарылауын анықтады.Бұл байланыс поляризациясы массалық Cu-O байланыстарындағыдан жоғары болды, ал үлкен поляризация CunOx SNPs каталитикалық белсенділігінің жоғарылауының себебі болды.

Танабе және топ мүшелері CunOx SNP хош иісті сақинаға бекітілген CH3 топтарының тотығуын тездететінін, осылайша өнімдердің пайда болуына әкелетінін байқады.CunOx SNP катализаторы пайдаланылмаған кезде өнім түзілмеді.Ең кішкентай CunOx SNP бар катализатор Cu12Ox ең жақсы каталитикалық өнімділікке ие болды және ең ұзақ жұмыс істейтіні дәлелденді.

Танабе түсіндіргендей, «CunOx SNP мөлшерінің төмендеуімен Cu-O байланыстарының иондылығын арттыру олардың хош иісті көмірсутектердің тотығуы үшін жақсы каталитикалық белсенділігін қамтамасыз етеді».

Олардың зерттеулері өнеркәсіптік қолданбаларда катализатор ретінде мыс оксиді SNP пайдаланудың үлкен әлеуеті бар деген пікірді қолдайды.«Өлшемі басқарылатын синтезделген CunOx SNP-лердің каталитикалық өнімділігі мен механизмі қазіргі уақытта өнеркәсіпте жиі қолданылатын асыл металл катализаторларына қарағанда жақсырақ болар еді», - дейді Ямамото, CunOx SNP болашақта қандай нәтижеге қол жеткізе алатынын айтады.

Токио технологиялық институты ұсынған материалдар.Ескертпе: Мазмұн мәнер мен ұзындық бойынша өңделуі мүмкін.

Күн сайын және апта сайын жаңартылатын ScienceDaily тегін электрондық пошта ақпараттық бюллетеньдері арқылы соңғы ғылым жаңалықтарын алыңыз.Немесе RSS оқу құралында сағат сайын жаңартылатын жаңалықтар арналарын қараңыз:

ScienceDaily туралы ойыңызды айтыңыз — біз оң және теріс пікірлерді қабылдаймыз.Сайтты пайдалануда қиындықтар бар ма?Сұрақтар?