ടോക്കിയോ ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ട് ഓഫ് ടെക്‌നോളജിയിലെ ശാസ്ത്രജ്ഞർ, നാനോ സ്‌കെയിലിലുള്ളതിനേക്കാൾ ശക്തമായ ഉൽപ്രേരകങ്ങളാണ് സബ്-നാനോ സ്‌കെയിലിലുള്ള കോപ്പർ ഓക്‌സൈഡ് കണങ്ങൾ എന്ന് തെളിയിച്ചിട്ടുണ്ട്.വ്യവസായത്തിൽ നിലവിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന കാറ്റലിസ്റ്റുകളേക്കാൾ വളരെ ഫലപ്രദമായി ആരോമാറ്റിക് ഹൈഡ്രോകാർബണുകളുടെ ഓക്സിഡേഷൻ പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങളെ ഉത്തേജിപ്പിക്കാനും ഈ ഉപനാനോകണങ്ങൾക്ക് കഴിയും.ഗവേഷണത്തിനും വ്യവസായത്തിനും ഒരുപോലെ പ്രധാനപ്പെട്ട വസ്തുക്കളായ ആരോമാറ്റിക് ഹൈഡ്രോകാർബണുകളുടെ മികച്ചതും കാര്യക്ഷമവുമായ ഉപയോഗത്തിന് ഈ പഠനം വഴിയൊരുക്കുന്നു.

പല രാസപ്രവർത്തനങ്ങളിലും വ്യാവസായിക പ്രക്രിയകളിലും ഹൈഡ്രോകാർബണുകളുടെ തിരഞ്ഞെടുത്ത ഓക്‌സിഡേഷൻ പ്രധാനമാണ്, അതിനാൽ, ഈ ഓക്‌സിഡേഷൻ നടപ്പിലാക്കുന്നതിനുള്ള കൂടുതൽ കാര്യക്ഷമമായ വഴികൾക്കായി ശാസ്ത്രജ്ഞർ അന്വേഷിക്കുന്നു.കോപ്പർ ഓക്സൈഡ് (CunOx) നാനോകണങ്ങൾ ആരോമാറ്റിക് ഹൈഡ്രോകാർബണുകൾ പ്രോസസ്സ് ചെയ്യുന്നതിനുള്ള ഒരു ഉത്തേജകമായി ഉപയോഗപ്രദമാണെന്ന് കണ്ടെത്തിയിട്ടുണ്ട്, എന്നാൽ കൂടുതൽ ഫലപ്രദമായ സംയുക്തങ്ങളുടെ അന്വേഷണം തുടർന്നു.

സമീപകാലത്ത്, ശാസ്ത്രജ്ഞർ ഉപ-നാനോ തലത്തിൽ കണികകൾ അടങ്ങുന്ന നോബിൾ മെറ്റൽ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള കാറ്റലിസ്റ്റുകൾ പ്രയോഗിച്ചു.ഈ തലത്തിൽ, കണങ്ങൾ ഒരു നാനോമീറ്ററിൽ താഴെയാണ് അളക്കുന്നത്, ഉചിതമായ അടിവസ്ത്രങ്ങളിൽ സ്ഥാപിക്കുമ്പോൾ, പ്രതിപ്രവർത്തനം പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കുന്നതിന് നാനോപാർട്ടിക്കിൾ കാറ്റലിസ്റ്റുകളേക്കാൾ ഉയർന്ന ഉപരിതല പ്രദേശങ്ങൾ നൽകാൻ അവയ്ക്ക് കഴിയും.

ഈ പ്രവണതയിൽ, ടോക്കിയോ ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ട് ഓഫ് ടെക്നോളജിയിലെ (ടോക്കിയോ ടെക്) പ്രൊഫ. കിമിഹിസ യമമോട്ടോയും ഡോ. ​​മക്കോട്ടോ തനാബെയും ഉൾപ്പെടുന്ന ഒരു സംഘം ശാസ്ത്രജ്ഞർ, ആരോമാറ്റിക് ഹൈഡ്രോകാർബണുകളുടെ ഓക്സീകരണത്തിൽ അവയുടെ പ്രകടനം വിലയിരുത്തുന്നതിനായി CunOx subnanoparticles (SNPs) ഉത്തേജിപ്പിക്കുന്ന രാസപ്രവർത്തനങ്ങളെക്കുറിച്ച് അന്വേഷിച്ചു.മൂന്ന് പ്രത്യേക വലുപ്പത്തിലുള്ള (12, 28, 60 ചെമ്പ് ആറ്റങ്ങളുള്ള) CunOx SNP-കൾ ഡെൻഡ്രിമർ എന്ന് വിളിക്കപ്പെടുന്ന മരങ്ങൾ പോലെയുള്ള ചട്ടക്കൂടുകൾക്കുള്ളിൽ നിർമ്മിക്കപ്പെട്ടു.ഒരു സിർക്കോണിയ സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റിൽ പിന്തുണയ്ക്കുന്ന, ആരോമാറ്റിക് ബെൻസീൻ വളയമുള്ള ഒരു ഓർഗാനിക് സംയുക്തത്തിന്റെ എയറോബിക് ഓക്‌സിഡേഷനിൽ അവ പ്രയോഗിച്ചു.

എക്സ്-റേ ഫോട്ടോ ഇലക്ട്രോൺ സ്പെക്ട്രോസ്കോപ്പി (എക്സ്പിഎസ്), ഇൻഫ്രാറെഡ് സ്പെക്ട്രോസ്കോപ്പി (ഐആർ) എന്നിവ സിന്തസൈസ് ചെയ്ത എസ്എൻപികളുടെ ഘടനകൾ വിശകലനം ചെയ്യാൻ ഉപയോഗിച്ചു, കൂടാതെ ഡെൻസിറ്റി ഫങ്ഷണാലിറ്റി തിയറി (ഡിഎഫ്ടി) കണക്കുകൂട്ടലുകൾ ഫലങ്ങൾ പിന്തുണയ്ക്കുകയും ചെയ്തു.

XPS വിശകലനവും DFT കണക്കുകൂട്ടലുകളും SNP വലുപ്പം കുറയുന്നതിനാൽ കോപ്പർ-ഓക്സിജൻ (Cu-O) ബോണ്ടുകളുടെ അയോണിസിറ്റി വർദ്ധിക്കുന്നതായി വെളിപ്പെടുത്തി.ഈ ബോണ്ട് ധ്രുവീകരണം ബൾക്ക് Cu-O ബോണ്ടുകളിൽ കാണുന്നതിനേക്കാൾ വലുതായിരുന്നു, കൂടാതെ വലിയ ധ്രുവീകരണം CunOx SNP-കളുടെ ഉത്തേജക പ്രവർത്തനത്തിന് കാരണമായി.

CunOx SNP-കൾ ആരോമാറ്റിക് റിങ്ങിൽ ഘടിപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന CH3 ഗ്രൂപ്പുകളുടെ ഓക്‌സിഡേഷൻ വേഗത്തിലാക്കുകയും അതുവഴി ഉൽപ്പന്നങ്ങളുടെ രൂപീകരണത്തിലേക്ക് നയിക്കുകയും ചെയ്യുന്നതായി തനബെയും ടീം അംഗങ്ങളും നിരീക്ഷിച്ചു.CunOx SNP കാറ്റലിസ്റ്റ് ഉപയോഗിക്കാത്തപ്പോൾ, ഉൽപ്പന്നങ്ങളൊന്നും രൂപപ്പെട്ടില്ല.ഏറ്റവും ചെറിയ CunOx SNP-കളുള്ള Cu12Ox എന്ന ഉൽപ്രേരകത്തിന് ഏറ്റവും മികച്ച ഉൽപ്രേരക പ്രകടനവും ദൈർഘ്യമേറിയതായി തെളിയിക്കപ്പെട്ടതുമാണ്.

Tanabe വിശദീകരിക്കുന്നതുപോലെ, "CunOx SNP-കളുടെ വലിപ്പം കുറയുന്ന Cu-O ബോണ്ടുകളുടെ അയോണിസിറ്റി വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നത് ആരോമാറ്റിക് ഹൈഡ്രോകാർബൺ ഓക്സിഡേഷനുകൾക്കായി അവയുടെ മികച്ച കാറ്റലറ്റിക് പ്രവർത്തനം സാധ്യമാക്കുന്നു."

വ്യാവസായിക ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ കോപ്പർ ഓക്സൈഡ് എസ്എൻപികൾ ഉത്തേജകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നതിന് വലിയ സാധ്യതയുണ്ടെന്ന വാദത്തെ അവരുടെ ഗവേഷണം പിന്തുണയ്ക്കുന്നു."ഈ വലിപ്പം നിയന്ത്രിത സിന്തസൈസ്ഡ് CunOx SNP-കളുടെ ഉൽപ്രേരക പ്രകടനവും മെക്കാനിസവും നിലവിൽ വ്യവസായത്തിൽ ഏറ്റവും സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്ന നോബിൾ മെറ്റൽ കാറ്റലിസ്റ്റുകളേക്കാൾ മികച്ചതായിരിക്കും," ഭാവിയിൽ CunOx SNP-കൾക്ക് എന്ത് നേടാനാകുമെന്ന് യമമോട്ടോ പറയുന്നു.

ടോക്കിയോ ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ട് ഓഫ് ടെക്നോളജി നൽകുന്ന മെറ്റീരിയലുകൾ.ശ്രദ്ധിക്കുക: ശൈലിക്കും ദൈർഘ്യത്തിനും വേണ്ടി ഉള്ളടക്കം എഡിറ്റ് ചെയ്‌തേക്കാം.

സയൻസ് ഡെയ്‌ലിയുടെ സൗജന്യ ഇമെയിൽ വാർത്താക്കുറിപ്പുകൾ ഉപയോഗിച്ച് ഏറ്റവും പുതിയ ശാസ്‌ത്ര വാർത്തകൾ നേടൂ, ദിവസവും ആഴ്‌ചതോറും അപ്‌ഡേറ്റ് ചെയ്യുന്നു.അല്ലെങ്കിൽ നിങ്ങളുടെ RSS റീഡറിൽ മണിക്കൂർ തോറും അപ്ഡേറ്റ് ചെയ്ത വാർത്താ ഫീഡുകൾ കാണുക:

സയൻസ് ഡെയ്‌ലിയെക്കുറിച്ച് നിങ്ങൾ എന്താണ് ചിന്തിക്കുന്നതെന്ന് ഞങ്ങളോട് പറയുക - പോസിറ്റീവും പ്രതികൂലവുമായ അഭിപ്രായങ്ങളെ ഞങ്ങൾ സ്വാഗതം ചെയ്യുന്നു.സൈറ്റ് ഉപയോഗിക്കുന്നതിൽ എന്തെങ്കിലും പ്രശ്നമുണ്ടോ?ചോദ്യങ്ങൾ?