تولید نانوکاتالیست هایی حاوی 19 اتم پلاتین برای تجزیه هیدروکربن ها
گروه هوش مصنوعی: دانشمندان مؤسسه فناوری توکیو ذرات فلزی در اندازه کمتر از یک نانومتر تولید کردند که به عنوان کاتالیست برای اکسیداسیون هیدروکربن ها قابل استفاده بوده و بسیار مؤثر هستند. این کاتالیست ها می توانند تا 50 برابر مؤثرتر از نانوکاتالیست های دو فلزی معروف Au-Pd باشند.
به گزارش گروه هوش مصنوعی به نقل از ایسنا، اکسیداسیون هیدروکربن های آروماتیک برای تولید طیف وسیعی از ترکیبات آلی مفید که در صنایع مختلفی مورد استفاده قرار می گیرند، بسیار اهمیت دارد. فرآیندهای اکسیداسیون برای تولید فرآورده ها، نیاز به استفاده از کاتالیزورها و حلال ها دارند که به طور معمول برای محیط زیست خطرناک هستند. بنابراین، یافتن یک پروسه اکسیداسیون بدون حلال با بهره گیری از ذرات کاتالیزوری با اندازه زیر یک نانومتری توجه زیادی را به خود جلب کرده است.
ذرات کاتالیزوری زیر یک نانومتری (کاتالیست های با کمتر از یک نانو یا SNC) که از فلزات نجیب تشکیل شده اند، حتی بهتر از ذرات نانومتری عمل می کنند؛ برای اینکه سطح بالا رفته و خواص الکترونیکی منحصربه فرد آنها منجر به اثرات مطلوبی برای اکسیداسیون هیدروکربن ها می شود و همین طور از اکسید شدن خود کاتالیست ها جلوگیری می کند. این امر آنها را مقرون به صرفه می کند، برای اینکه مقدار فلز مورد نیاز برای SNC ها نسبت به کاتالیزورهای در اندازه نانومتری، کمتر است.
تیمی در مؤسسه فناوری توکیو (Tokyo Tech) به سرپرستی پروفسور یاماموتو، با بهره گیری از دندریمرها، که ساختاری شبیه به درخت دارند، انواع مختلفی از SNC ها را ایجاد کردند؛ مولکول های کروی شکلی که می توان از آنها به عنوان الگوی حاوی کاتالیزورهای مورد نظر استفاده کرد. یاماموتو می گوید: انتظار می رود دندریمر، نانوفضاهای داخلی را فراهم آورد که می تواند برای تولید کاتالیزور در حضور ذرات فلزی مناسب باشد.
این تیم بسته به فلز نجیب مورد استفاده و تعداد اتم های هر ذره کاتالیزوری، کاتالیزورهای مختلفی با اندازه های مختلف ایجاد کردند. آنها عملکرد خودرا برای یافتن بهترین فلز نجیب برای ساخت SNC مقایسه کردند و سپس اهتمام کردند مکانیسم فعالیت کاتالیزوری بالای آنها را تعیین کنند. SNC های کوچکتر بازده بالاتری از خود نشان دادند در صورتیکه فلزات با تمایل به اکسید شدن کمتر (مانند پلاتین) عملکرد بهتری داشتند. این تیم اثبات کردند که سطح SNC های پلاتین به آسانی اکسید نمی شود و آنها را قابل استفاده مجدد می کند و منجر به بالاترین عملکرد کاتالیستی می شود. به عنوان مثال کاتالیست Pt۱۹ SNC می تواند تا ۵۰ برابر مؤثرتر از نانوکاتالیست های رایج Au-Pd باشد.
به نقل از ستاد نانو، کاربرد چنین کاتالیست هایی می تواند به کاهش آلودگی محیط زیست، کمک شایانی کند و به افزایش استفاده مؤثر ما از منابع فلزی منجر شود.
منبع: گروه هوش مصنوعی
مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب