Shkencëtarët në Institutin e Teknologjisë në Tokio kanë treguar se grimcat e oksidit të bakrit në nën-nanoshkallë janë katalizatorë më të fuqishëm se ato në shkallë nano.Këto subnanogrimca gjithashtu mund të katalizojnë reaksionet e oksidimit të hidrokarbureve aromatike në mënyrë shumë më efektive sesa katalizatorët që përdoren aktualisht në industri.Ky studim hap rrugën drejt shfrytëzimit më të mirë dhe më efikas të hidrokarbureve aromatike, të cilat janë materiale të rëndësishme si për kërkimin shkencor, ashtu edhe për industrinë.

Oksidimi selektiv i hidrokarbureve është i rëndësishëm në shumë reaksione kimike dhe procese industriale, dhe si i tillë, shkencëtarët kanë qenë në kërkim të mënyrave më efikase për të kryer këtë oksidim.Nanogrimcat e oksidit të bakrit (CunOx) janë gjetur të dobishme si një katalizator për përpunimin e hidrokarbureve aromatike, por kërkimi i komponimeve edhe më efektive ka vazhduar.

Në të kaluarën e afërt, shkencëtarët aplikuan katalizatorë me bazë metali fisnik të përbërë nga grimca në nivel nën-nano.Në këtë nivel, grimcat janë më pak se një nanometër dhe kur vendosen në nënshtresa të përshtatshme, ato mund të ofrojnë sipërfaqe edhe më të larta se katalizatorët e nanogrimcave për të nxitur reaktivitetin.

Në këtë prirje, një ekip shkencëtarësh duke përfshirë Prof. Kimihisa Yamamoto dhe Dr. Makoto Tanabe nga Instituti i Teknologjisë në Tokio (Tokyo Tech) hetuan reaksionet kimike të katalizuara nga subnanogrimcat CunOx (SNPs) për të vlerësuar performancën e tyre në oksidimin e hidrokarbureve aromatike.SNP-të CunOx të tre madhësive specifike (me 12, 28 dhe 60 atome bakri) u prodhuan brenda kornizave të ngjashme me pemët të quajtura dendrimerë.Mbështetur në një substrat zirkoni, ato u aplikuan në oksidimin aerobik të një përbërjeje organike me një unazë aromatike benzeni.

Spektroskopia fotoelektronike me rreze X (XPS) dhe spektroskopia infra të kuqe (IR) u përdorën për të analizuar strukturat e SNP-ve të sintetizuara dhe rezultatet u mbështetën nga llogaritjet e teorisë së funksionalitetit të densitetit (DFT).

Analiza XPS dhe llogaritjet e DFT zbuluan jonitetin në rritje të lidhjeve bakër-oksigjen (Cu-O) ndërsa madhësia e SNP zvogëlohej.Ky polarizim i lidhjes ishte më i madh se ai i parë në lidhjet me shumicë Cu-O, dhe polarizimi më i madh ishte shkaku i aktivitetit katalitik të zgjeruar të SNP-ve CunOx.

Tanabe dhe anëtarët e ekipit vunë re se SNP-të CunOx përshpejtuan oksidimin e grupeve CH3 të lidhura me unazën aromatike, duke çuar kështu në formimin e produkteve.Kur nuk u përdor katalizatori CunOx SNP, nuk u formuan produkte.Katalizatori me SNP-të më të vogla CunOx, Cu12Ox, kishte performancën më të mirë katalitike dhe rezultoi të ishte më jetëgjatësia.

Siç shpjegon Tanabe, "rritja e jonitetit të lidhjeve Cu-O me zvogëlimin e madhësisë së SNP-ve CunOx mundëson aktivitetin e tyre më të mirë katalitik për oksidimet e hidrokarbureve aromatike".

Hulumtimi i tyre mbështet pretendimin se ekziston një potencial i madh për përdorimin e SNP të oksidit të bakrit si katalizatorë në aplikimet industriale."Performanca dhe mekanizmi katalitik i këtyre SNP-ve CunOx të sintetizuara të kontrolluara nga madhësia do të ishin më të mira se ato të katalizatorëve të metaleve fisnike, të cilët përdoren më së shpeshti në industri aktualisht," thotë Yamamoto, duke lënë të kuptohet se çfarë mund të arrijnë CunOx SNP-të në të ardhmen.

Materialet e siguruara nga Instituti i Teknologjisë së Tokios.Shënim: Përmbajtja mund të modifikohet për stil dhe gjatësi.

Merrni lajmet më të fundit shkencore me buletinet falas të emailit të ScienceDaily, të përditësuara çdo ditë dhe javore.Ose shikoni burimet e lajmeve të përditësuara çdo orë në lexuesin tuaj RSS:

Na tregoni se çfarë mendoni për ScienceDaily - ne mirëpresim komente pozitive dhe negative.Keni ndonjë problem me përdorimin e faqes?Pyetje?