Научниците од Технолошкиот институт во Токио покажаа дека честичките од бакар оксид на поднаноскалата се помоќни катализатори од оние на наноскалата.Овие субнаночестички, исто така, можат да ги катализираат реакциите на оксидација на ароматичните јаглеводороди многу поефикасно од катализаторите кои моментално се користат во индустријата.Оваа студија го отвора патот кон подобро и поефикасно искористување на ароматичните јаглеводороди, кои се важни материјали и за истражување и за индустрија.

Селективната оксидација на јаглеводородите е важна во многу хемиски реакции и индустриски процеси, и како таква, научниците биле во потрага по поефикасни начини за спроведување на оваа оксидација.Наночестичките од бакар оксид (CunOx) се пронајдени корисни како катализатор за обработка на ароматични јаглеводороди, но потрагата по уште поефикасни соединенија продолжи.

Во неодамнешното минато, научниците применуваа катализатори на база на благородни метали кои се состојат од честички на субнано ниво.На ова ниво, честичките се помали од нанометар и кога ќе се постават на соодветни подлоги, тие можат да понудат уште повисоки површини од катализаторите на наночестички за да се промовира реактивноста.

Во овој тренд, тим од научници, вклучувајќи ги проф. Кимихиса Јамамото и д-р Макото Танабе од Технолошкиот институт во Токио (Токио Техника) ги истражуваше хемиските реакции катализирани од субнаночестичките (SNPs) CunOx за да ги оценат нивните перформанси во оксидацијата на ароматичните јаглеводороди.CunOx SNP со три специфични големини (со 12, 28 и 60 бакарни атоми) беа произведени во рамки слични на дрво наречени дендримери.Поддржани на супстрат од цирконија, тие беа нанесени за аеробна оксидација на органско соединение со ароматичен бензен прстен.

Рендгенска фотоелектронска спектроскопија (XPS) и инфрацрвена спектроскопија (IR) беа користени за анализа на структурите на синтетизираните SNPs, а резултатите беа поддржани со пресметки на теоријата на функционалност на густина (DFT).

XPS анализата и пресметките на DFT открија зголемена јоност на врските бакар-кислород (Cu-O) како што се намалуваше големината на SNP.Оваа поларизација на врската беше поголема од онаа што се гледа во масовните Cu-O врски, а поголемата поларизација беше причина за зголемената каталитичка активност на CunOx SNPs.

Танабе и членовите на тимот забележале дека CunOx SNPs ја забрзале оксидацијата на CH3 групите прикачени на ароматичниот прстен, што доведува до формирање на производи.Кога не се користеше катализаторот CunOx SNP, не беа формирани производи.Катализаторот со најмали CunOx SNPs, Cu12Ox, имаше најдобри каталитички перформанси и се покажа како најдолготраен.

Како што објаснува Танабе, „зајакнувањето на јоничноста на врските Cu-O со намалувањето на големината на CunOx SNP-ите овозможува нивна подобра каталитичка активност за оксидации на ароматични јаглеводороди“.

Нивното истражување го поддржува тврдењето дека постои голем потенцијал за користење SNP од бакар оксид како катализатори во индустриски апликации.„Каталитичките перформанси и механизмот на овие синтетизирани CunOx SNP со контролирана големина би биле подобри од оние на катализаторите на благородни метали, кои најчесто се користат во индустријата во моментов“, рече Јамамото, навестувајќи што може да постигнат CunOx SNP во иднина.

Материјалите обезбедени од Институтот за технологија во Токио.Забелешка: содржината може да се уредува според стил и должина.

Добијте ги најновите научни вести со бесплатните билтени за е-пошта на ScienceDaily, ажурирани секојдневно и неделно.Или гледајте ажурирани вести на час во вашиот RSS читач:

Кажете ни што мислите за ScienceDaily - ги поздравуваме и позитивните и негативните коментари.Дали имате проблеми со користење на страницата?Прашања?