टोकियो इन्स्टिच्युट अफ टेक्नोलोजीका वैज्ञानिकहरूले उप-नानोस्केलमा रहेको तामाको अक्साइड कणहरू नानोस्केलमा भएका कणहरू भन्दा बढी शक्तिशाली उत्प्रेरक भएको देखाएको छ।यी सबनानोकणहरूले हाल उद्योगमा प्रयोग हुने उत्प्रेरकहरू भन्दा धेरै प्रभावकारी रूपमा सुगन्धित हाइड्रोकार्बनको अक्सीकरण प्रतिक्रियाहरूलाई उत्प्रेरित गर्न सक्छन्।यस अध्ययनले अनुसन्धान र उद्योग दुवैका लागि महत्त्वपूर्ण सामग्री भएका सुगन्धित हाइड्रोकार्बनको राम्रो र प्रभावकारी उपयोगको लागि मार्ग प्रशस्त गर्दछ।

धेरै रासायनिक प्रतिक्रियाहरू र औद्योगिक प्रक्रियाहरूमा हाइड्रोकार्बनको चयनात्मक ओक्सीकरण महत्त्वपूर्ण छ, र जस्तै, वैज्ञानिकहरू यो ओक्सीकरण पूरा गर्न थप प्रभावकारी तरिकाहरू खोजिरहेका छन्।कपर अक्साइड (CunOx) न्यानोकणहरू सुगन्धित हाइड्रोकार्बनहरू प्रशोधन गर्न उत्प्रेरकको रूपमा उपयोगी पाइन्छ, तर अझ प्रभावकारी यौगिकहरूको खोज जारी छ।

हालैको विगतमा, वैज्ञानिकहरूले उप-नानो स्तरमा कणहरू समावेश गरी नोबल धातु-आधारित उत्प्रेरकहरू लागू गरे।यस स्तरमा, कणहरू नानोमिटर भन्दा कम मापन गर्छन् र उपयुक्त सब्सट्रेटहरूमा राख्दा, तिनीहरू प्रतिक्रियाशीलतालाई बढावा दिन न्यानोपार्टिकल उत्प्रेरकहरू भन्दा पनि उच्च सतह क्षेत्रहरू प्रस्ताव गर्न सक्छन्।

यस प्रवृतिमा, टोकियो इन्स्टिच्युट अफ टेक्नोलोजी (टोकियो टेक) का प्रो. किमिहिसा यामामोटो र डा. माकोटो तानाबे सहित वैज्ञानिकहरूको टोलीले सुगन्धित हाइड्रोकार्बनको अक्सिडेशनमा उनीहरूको कार्यसम्पादन मूल्याङ्कन गर्न CunOx subnanoparticles (SNPs) द्वारा उत्प्रेरित रासायनिक प्रतिक्रियाहरूको अनुसन्धान गरे।तीन विशिष्ट आकारका CunOx SNPs (12, 28, र 60 तामा परमाणुहरू सहित) लाई डेन्ड्रिमर भनिने रूख-जस्तै फ्रेमवर्क भित्र उत्पादन गरिएको थियो।एक zirconia सब्सट्रेट मा समर्थित, तिनीहरू एक सुगन्धित बेन्जिन रिंग संग एक जैविक यौगिक को एरोबिक ओक्सीकरण मा लागू गरियो।

एक्स-रे फोटोइलेक्ट्रोन स्पेक्ट्रोस्कोपी (XPS) र इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोस्कोपी (IR) संश्लेषित SNPs संरचनाहरू विश्लेषण गर्न प्रयोग गरियो, र परिणामहरू घनत्व कार्यक्षमता सिद्धान्त (DFT) गणना द्वारा समर्थित थिए।

XPS विश्लेषण र DFT गणनाहरूले तामा-अक्सिजन (Cu-O) बन्डहरूको बढ्दो ionicity प्रकट गरेको छ किनकि SNP आकार घट्यो।यो बन्ड ध्रुवीकरण बल्क Cu-O बन्डहरूमा देखाइएको भन्दा ठूलो थियो, र ठूलो ध्रुवीकरण CunOx SNPs को परिष्कृत उत्प्रेरक गतिविधिको कारण थियो।

तानाबे र टोलीका सदस्यहरूले देखे कि CunOx SNPs ले सुगन्धित औंठीसँग जोडिएको CH3 समूहहरूको अक्सीकरणलाई गति दिन्छ, जसले गर्दा उत्पादनहरूको गठन हुन्छ।जब CunOx SNP उत्प्रेरक प्रयोग गरिएन, कुनै उत्पादनहरू गठन भएनन्।सबैभन्दा सानो CunOx SNPs संग उत्प्रेरक, Cu12Ox, उत्कृष्ट उत्प्रेरक प्रदर्शन थियो र सबैभन्दा लामो समयसम्म चल्ने साबित भयो।

तानाबेले व्याख्या गरेझैं, "CunOx SNPs को आकारमा कमीको साथ Cu-O बन्डहरूको आयनिसिटीको बृद्धिले सुगन्धित हाइड्रोकार्बन अक्सिडेशनको लागि तिनीहरूको राम्रो उत्प्रेरक गतिविधिलाई सक्षम बनाउँछ।"

तिनीहरूको अनुसन्धानले औद्योगिक अनुप्रयोगहरूमा उत्प्रेरकको रूपमा कपर अक्साइड SNPs प्रयोग गर्ने ठूलो सम्भावना रहेको तर्कलाई समर्थन गर्दछ।"यी साइज-नियन्त्रित संश्लेषित CunOx SNPs को उत्प्रेरक प्रदर्शन र संयन्त्र नोबल मेटल उत्प्रेरकहरू भन्दा राम्रो हुनेछ, जुन हाल उद्योगमा प्राय: प्रयोग गरिन्छ," यामामोटो भन्छन्, भविष्यमा CunOx SNPs ले के हासिल गर्न सक्छ भनेर संकेत गर्दै।

टोकियो इन्स्टिच्युट अफ टेक्नोलोजी द्वारा प्रदान गरिएको सामग्री।नोट: सामग्री शैली र लम्बाइको लागि सम्पादन गर्न सकिन्छ।

ScienceDaily को नि: शुल्क इमेल न्यूजलेटर, दैनिक र साप्ताहिक अद्यावधिक संग नवीनतम विज्ञान समाचार प्राप्त गर्नुहोस्।वा तपाईंको RSS रिडरमा प्रति घण्टा अद्यावधिक गरिएको न्यूजफिडहरू हेर्नुहोस्:

हामीलाई भन्नुहोस् कि तपाई ScienceDaily को बारेमा के सोच्नुहुन्छ - हामी दुबै सकारात्मक र नकारात्मक टिप्पणीहरूलाई स्वागत गर्दछौं।साइट प्रयोग गर्न कुनै समस्या छ?प्रश्नहरू?