Навукоўцы з Такійскага тэхналагічнага інстытута паказалі, што часціцы аксіду медзі на субнаноуровне з'яўляюцца больш магутнымі каталізатарамі, чым на нанаразмеры.Гэтыя субнаначасціцы могуць таксама каталізаваць рэакцыі акіслення араматычных вуглевадародаў значна больш эфектыўна, чым каталізатары, якія зараз выкарыстоўваюцца ў прамысловасці.Гэта даследаванне адкрывае шлях да лепшага і больш эфектыўнага выкарыстання араматычных вуглевадародаў, якія з'яўляюцца важнымі матэрыяламі як для даследаванняў, так і для прамысловасці.

Селектыўнае акісленне вуглевадародаў важна ў многіх хімічных рэакцыях і прамысловых працэсах, і таму навукоўцы шукалі больш эфектыўныя спосабы ажыццяўлення гэтага акіслення.Наначасціцы аксіду медзі (CunOx) былі прызнаны карыснымі ў якасці каталізатара для перапрацоўкі араматычных вуглевадародаў, але пошукі яшчэ больш эфектыўных злучэнняў працягваюцца.

У нядаўнім мінулым навукоўцы ўжылі каталізатары на аснове высакародных металаў, якія складаюцца з часціц на субнана-ўзроўні.На гэтым узроўні памеры часціц меншыя за нанаметр, і калі іх размясціць на адпаведных падкладках, яны могуць прапанаваць нават большую плошчу паверхні, чым каталізатары з наначасціц, для павышэння рэакцыйнай здольнасці.

У гэтай тэндэнцыі група навукоўцаў, уключаючы прафесара Кіміхісу Ямамота і доктара Макота Танабэ з Такійскага тэхналагічнага інстытута (Tokyo Tech), даследавала хімічныя рэакцыі, якія каталізуюцца субнаначасціцамі CunOx (SNP), каб ацаніць іх эфектыўнасць у акісленні араматычных вуглевадародаў.SNPs CunOx трох пэўных памераў (з 12, 28 і 60 атамамі медзі) былі атрыманы ў дрэвападобных структурах, якія называюцца дэндрымерамі.Замацаваныя на падкладцы з дыяксіду цырконія, яны былі ўжытыя для аэробнага акіслення арганічнага злучэння з араматычным бензольным кольцам.

Рэнтгенаўская фотаэлектронная спектраскапія (XPS) і інфрачырвоная спектраскапія (IR) выкарыстоўваліся для аналізу структур сінтэзаваных SNP, і вынікі былі падмацаваны разлікамі тэорыі функцыянальнасці шчыльнасці (DFT).

XPS-аналіз і разлікі DFT выявілі павелічэнне іённасці медна-кіслародных (Cu-O) сувязяў па меры змяншэння памеру SNP.Гэтая палярызацыя сувязяў была большай, чым назіраная ў аб'ёмных сувязях Cu-O, і большая палярызацыя была прычынай узмоцненай каталітычнай актыўнасці SNPs CunOx.

Танабэ і члены каманды заўважылі, што SNP CunOx паскорылі акісленне груп CH3, прымацаваных да араматычнага кольцы, што прывяло да адукацыі прадуктаў.Калі каталізатар CunOx SNP не выкарыстоўваўся, ніякіх прадуктаў не ўтваралася.Каталізатар з найменшымі SNP CunOx, Cu12Ox, меў найлепшыя каталітычныя характарыстыкі і апынуўся самым даўгавечным.

Як тлумачыць Танабэ, «павышэнне іённасці сувязяў Cu-O з памяншэннем памеру SNP CunOx забяспечвае іх лепшую каталітычную актыўнасць для акіслення араматычных вуглевадародаў».

Іх даследаванне пацвярджае сцвярджэнне, што існуе вялікі патэнцыял для выкарыстання SNP аксіду медзі ў якасці каталізатараў у прамысловых прымяненнях.«Каталітычныя характарыстыкі і механізм гэтых сінтэзаваных SNP CunOx з кантраляваным памерам былі б лепшымі, чым у каталізатараў з высакародных металаў, якія найбольш часта выкарыстоўваюцца ў прамысловасці ў цяперашні час», — сказаў Ямамота, намякаючы на ​​тое, чаго SNP CunOx могуць дасягнуць у будучыні.

Матэрыялы прадастаўлены Такійскім тэхналагічным інстытутам.Заўвага: змесціва можна рэдагаваць па стылі і працягласці.

Атрымлівайце апошнія навіны навукі з бясплатнымі інфармацыйнымі бюлетэнямі ScienceDaily, якія абнаўляюцца штодня і штотыдзень.Або праглядайце стужкі навін, якія абнаўляюцца штогадзіны, у счытвальніку RSS:

Раскажыце нам, што вы думаеце пра ScienceDaily — мы вітаем як станоўчыя, так і адмоўныя каментарыі.Узніклі праблемы з выкарыстаннем сайта?Ёсць пытанні?