టోక్యో ఇన్‌స్టిట్యూట్ ఆఫ్ టెక్నాలజీకి చెందిన శాస్త్రవేత్తలు సబ్-నానోస్కేల్‌లోని కాపర్ ఆక్సైడ్ కణాలు నానోస్కేల్‌లోని వాటి కంటే శక్తివంతమైన ఉత్ప్రేరకాలు అని చూపించారు.ఈ సబ్‌నానోపార్టికల్స్ ప్రస్తుతం పరిశ్రమలో ఉపయోగిస్తున్న ఉత్ప్రేరకాల కంటే సుగంధ హైడ్రోకార్బన్‌ల ఆక్సీకరణ ప్రతిచర్యలను చాలా సమర్థవంతంగా ఉత్ప్రేరకపరుస్తాయి.ఈ అధ్యయనం సుగంధ హైడ్రోకార్బన్‌ల యొక్క మెరుగైన మరియు మరింత సమర్థవంతమైన వినియోగానికి మార్గం సుగమం చేస్తుంది, ఇవి పరిశోధన మరియు పరిశ్రమ రెండింటికీ ముఖ్యమైన పదార్థాలు.

అనేక రసాయన ప్రతిచర్యలు మరియు పారిశ్రామిక ప్రక్రియలలో హైడ్రోకార్బన్‌ల ఎంపిక ఆక్సీకరణ ముఖ్యమైనది మరియు ఈ ఆక్సీకరణను మరింత సమర్థవంతమైన మార్గాల కోసం శాస్త్రవేత్తలు వెతుకుతున్నారు.కాపర్ ఆక్సైడ్ (CunOx) నానోపార్టికల్స్ సుగంధ హైడ్రోకార్బన్‌లను ప్రాసెస్ చేయడానికి ఉత్ప్రేరకం వలె ఉపయోగకరంగా ఉన్నట్లు కనుగొనబడింది, అయితే మరింత ప్రభావవంతమైన సమ్మేళనాల అన్వేషణ కొనసాగింది.

ఇటీవలి కాలంలో, శాస్త్రవేత్తలు ఉప-నానో స్థాయిలో కణాలతో కూడిన నోబుల్ మెటల్-ఆధారిత ఉత్ప్రేరకాలు ఉపయోగించారు.ఈ స్థాయిలో, కణాలు నానోమీటర్ కంటే తక్కువగా కొలుస్తాయి మరియు తగిన ఉపరితలాలపై ఉంచినప్పుడు, అవి రియాక్టివిటీని ప్రోత్సహించడానికి నానోపార్టికల్ ఉత్ప్రేరకాల కంటే ఎక్కువ ఉపరితల ప్రాంతాలను అందించగలవు.

ఈ ధోరణిలో, టోక్యో ఇన్స్టిట్యూట్ ఆఫ్ టెక్నాలజీ (టోక్యో టెక్) నుండి ప్రొఫెసర్. కిమిహిసా యమమోటో మరియు డాక్టర్ మకోటో తనబేతో సహా శాస్త్రవేత్తల బృందం CunOx సబ్‌నానోపార్టికల్స్ (SNPలు) ద్వారా ఉత్ప్రేరకమైన రసాయన ప్రతిచర్యలను పరిశోధించి, సుగంధ హైడ్రోకార్బన్‌ల ఆక్సీకరణలో వాటి పనితీరును అంచనా వేసింది.మూడు నిర్దిష్ట పరిమాణాల CunOx SNP లు (12, 28 మరియు 60 రాగి అణువులతో) డెన్డ్రైమర్‌లు అని పిలువబడే చెట్టు లాంటి ఫ్రేమ్‌వర్క్‌లలో ఉత్పత్తి చేయబడ్డాయి.జిర్కోనియా సబ్‌స్ట్రేట్‌పై మద్దతివ్వబడింది, అవి సుగంధ బెంజీన్ రింగ్‌తో సేంద్రీయ సమ్మేళనం యొక్క ఏరోబిక్ ఆక్సీకరణకు వర్తించబడ్డాయి.

X-రే ఫోటోఎలెక్ట్రాన్ స్పెక్ట్రోస్కోపీ (XPS) మరియు ఇన్‌ఫ్రారెడ్ స్పెక్ట్రోస్కోపీ (IR) సంశ్లేషణ చేయబడిన SNPల నిర్మాణాలను విశ్లేషించడానికి ఉపయోగించబడ్డాయి మరియు ఫలితాలు డెన్సిటీ ఫంక్షనాలిటీ థియరీ (DFT) లెక్కల ద్వారా మద్దతు ఇవ్వబడ్డాయి.

XPS విశ్లేషణ మరియు DFT గణనలు SNP పరిమాణం తగ్గినందున రాగి-ఆక్సిజన్ (Cu-O) బంధాల అయానిసిటీని పెంచుతున్నట్లు వెల్లడించింది.ఈ బాండ్ పోలరైజేషన్ బల్క్ Cu-O బాండ్లలో కనిపించే దానికంటే ఎక్కువగా ఉంది మరియు CunOx SNPల యొక్క మెరుగైన ఉత్ప్రేరక చర్యకు ఎక్కువ ధ్రువణత కారణం.

తనబే మరియు బృంద సభ్యులు CunOx SNPలు సుగంధ రింగ్‌కు అనుసంధానించబడిన CH3 సమూహాల ఆక్సీకరణను వేగవంతం చేశాయని, తద్వారా ఉత్పత్తుల ఏర్పాటుకు దారితీస్తుందని గమనించారు.CunOx SNP ఉత్ప్రేరకం ఉపయోగించనప్పుడు, ఏ ఉత్పత్తులు ఏర్పడలేదు.అతిచిన్న CunOx SNPలతో కూడిన ఉత్ప్రేరకం, Cu12Ox, ఉత్తమ ఉత్ప్రేరక పనితీరును కలిగి ఉంది మరియు ఎక్కువ కాలం ఉండేదని నిరూపించబడింది.

తనబే వివరించినట్లుగా, "CunOx SNPల పరిమాణంలో తగ్గుదలతో Cu-O బంధాల అయానిసిటీని మెరుగుపరచడం సుగంధ హైడ్రోకార్బన్ ఆక్సీకరణల కోసం వారి మెరుగైన ఉత్ప్రేరక చర్యను అనుమతిస్తుంది."

పారిశ్రామిక అనువర్తనాల్లో కాపర్ ఆక్సైడ్ SNPలను ఉత్ప్రేరకాలుగా ఉపయోగించడం కోసం గొప్ప సంభావ్యత ఉందనే వాదనకు వారి పరిశోధన మద్దతు ఇస్తుంది."ఈ పరిమాణం-నియంత్రిత సంశ్లేషణ CunOx SNPల యొక్క ఉత్ప్రేరక పనితీరు మరియు మెకానిజం ప్రస్తుతం పరిశ్రమలో సాధారణంగా ఉపయోగించే నోబుల్ మెటల్ ఉత్ప్రేరకాల కంటే మెరుగ్గా ఉంటుంది," అని యమమోటో చెప్పారు, భవిష్యత్తులో CunOx SNPలు ఏమి సాధించవచ్చో సూచిస్తున్నాయి.

టోక్యో ఇన్స్టిట్యూట్ ఆఫ్ టెక్నాలజీ అందించిన మెటీరియల్స్.గమనిక: శైలి మరియు పొడవు కోసం కంటెంట్ సవరించబడవచ్చు.

ScienceDaily యొక్క ఉచిత ఇమెయిల్ వార్తాలేఖలతో తాజా సైన్స్ వార్తలను పొందండి, ప్రతిరోజూ మరియు వారానికొకసారి నవీకరించబడుతుంది.లేదా మీ RSS రీడర్‌లో ప్రతి గంటకు నవీకరించబడిన న్యూస్‌ఫీడ్‌లను వీక్షించండి:

ScienceDaily గురించి మీరు ఏమనుకుంటున్నారో మాకు చెప్పండి — మేము సానుకూల మరియు ప్రతికూల వ్యాఖ్యలను స్వాగతిస్తాము.సైట్‌ని ఉపయోగించడంలో ఏవైనా సమస్యలు ఉన్నాయా?ప్రశ్నలు?