Научници са Технолошког института у Токију показали су да су честице оксида бакра на суб-наноскали моћнији катализатори од оних на наноскали.Ове субнаночестице такође могу да катализују реакције оксидације ароматичних угљоводоника далеко ефикасније од катализатора који се тренутно користе у индустрији.Ова студија утире пут ка бољем и ефикаснијем коришћењу ароматичних угљоводоника, који су важни материјали и за истраживање и за индустрију.

Селективна оксидација угљоводоника је важна у многим хемијским реакцијама и индустријским процесима, и као таква, научници су били у потрази за ефикаснијим начинима за спровођење ове оксидације.Наночестице бакарног оксида (ЦунОк) су биле корисне као катализатор за обраду ароматичних угљоводоника, али се потрага за још ефикаснијим једињењима наставља.

У недавној прошлости, научници су применили катализаторе на бази племенитих метала који се састоје од честица на суб-нано нивоу.На овом нивоу, честице мере мање од нанометра и када су постављене на одговарајуће подлоге, могу понудити чак и веће површине од катализатора наночестица за унапређење реактивности.

У овом тренду, тим научника укључујући проф. Кимихиса Јамамота и др Макото Танабеа са Токијског института за технологију (Токио Тецх) истраживао је хемијске реакције катализоване ЦунОк субнаночестицама (СНП) да би проценио њихов учинак у оксидацији ароматичних угљоводоника.ЦунОк СНП-ови три специфичне величине (са 12, 28 и 60 атома бакра) произведени су у оквирима налик стаблу званим дендримери.Положени на цирконијум супстрат, примењени су на аеробну оксидацију органског једињења са ароматичним бензенским прстеном.

Рендген фотоелектронска спектроскопија (КСПС) и инфрацрвена спектроскопија (ИР) коришћене су за анализу синтетизованих СНП структура, а резултати су подржани прорачунима теорије функционалности густине (ДФТ).

КСПС анализа и ДФТ прорачуни су открили повећану јонизацију веза бакар-кисеоник (Цу-О) како се величина СНП смањивала.Ова поларизација везе била је већа од оне која се примећује у масовним Цу-О везама, а већа поларизација је била узрок повећане каталитичке активности ЦунОк СНП-ова.

Танабе и чланови тима су приметили да ЦунОк СНП убрзавају оксидацију ЦХ3 група везаних за ароматични прстен, што доводи до формирања производа.Када се ЦунОк СНП катализатор није користио, нису формирани производи.Катализатор са најмањим ЦунОк СНП-овима, Цу12Ок, имао је најбоље каталитичке перформансе и показао се најдуготрајнијим.

Као што Танабе објашњава, "појачање јонског нивоа Цу-О веза са смањењем величине ЦунОк СНП-а омогућава њихову бољу каталитичку активност за оксидације ароматичних угљоводоника."

Њихово истраживање подржава тврдњу да постоји велики потенцијал за коришћење СНП-ова бакарног оксида као катализатора у индустријским применама.„Каталитичке перформансе и механизам ових синтетизованих ЦунОк СНП-ова са контролом величине били би бољи од оних катализатора племенитих метала, који се тренутно најчешће користе у индустрији“, каже Иамамото, наговештавајући шта ЦунОк СНП-ови могу постићи у будућности.

Материјале обезбедио Токијски институт за технологију.Напомена: Садржај се може уређивати по стилу и дужини.

Добијајте најновије научне вести уз бесплатне билтене е-поште компаније СциенцеДаили, који се ажурирају свакодневно и недељно.Или погледајте сваки сат ажуриране вести у вашем РСС читачу:

Реците нам шта мислите о СциенцеДаили-у — поздрављамо и позитивне и негативне коментаре.Имате ли проблема са коришћењем сајта?Питања?