Ang kahalagahan ng mabubuting kapitbahay sa catalysis

Kapwa kooperasyon para sa catalysis. Una, isang serye ng mga nanoparticle ng tanso ay nakahiwalay sa isang nanotube na puno ng gas. Gumagamit ang mga mananaliksik ng ilaw upang sukatin kung paano sila nakikipag-ugnayan sa isang proseso kung saan ang oxygen at carbon monoxide ay naging carbon dioxide. Ang pangmatagalang layunin ng pagsasaliksik ay upang makahanap ng “pakikipagtulungan sa kapitbahayan” na gumagamit ng mga mapagkukunan nang mahusay, kung saan ang maraming mga maliit na butil hangga’t maaari ay catalytically aktibo nang sabay. Kredito: David Albinsson / Chalmers University of Technology

Naiimpluwensyahan ka ba ng iyong mga kapitbahay? Gayundin, ang mga nanoparticle ay nasa mga catalista. Bagong pananaliksik mula sa Chalmers, na na-publish sa journal Pagsulong ng pang-agham at Kalikasan ng komunikasyonipinapakita kung paano natutukoy ng pinakamalapit na kapitbahay kung gaano kahusay gumana ang nanoparticle sa catalyst.

“Ang pangmatagalang layunin ng pagsasaliksik ay ang kakayahang makilala ang ‘superparticles’ at sa gayon ay mag-ambag sa mas mahusay na mga catalista sa hinaharap. Upang mas mahusay na magamit ang mga mapagkukunan kaysa ngayon, nais din namin ang maraming mga particle hangga’t maaari na maging aktibong kasangkot sa catalytic reaksyon nang sabay, “sabi ni Christoph Langhammer, Pinuno ng Pananaliksik sa Kagawaran ng Physics sa Chalmers University of Technology.

Christoph Langhammer

“Ipinakita na namin ngayon na ang estado ng oksihenasyon ng isang maliit na butil ay maaaring maapektuhan ng mas malapit sa mga pinakamalapit na kapitbahay nito sa panahon ng reaksyon.” Kaya’t inaasahan namin na sa wakas makakatipid kami ng mga mapagkukunan sa pamamagitan ng na-optimize na pakikipagtulungan sa kapitbahayan sa isang catalyst, “sabi ni Christoph Langhammer, isang propesor sa Department of Physics at Chalmers. Kredito: Henrik Sandsjö / Chalmers University of Technology

Pag-isipan ang isang malaking pangkat ng mga kapitbahay na nagtipon upang limasin ang isang karaniwang looban. Nagtakda silang magtrabaho at lahat ay nag-ambag sa pagsisikap ng pangkat. Ang problema lang ay hindi lahat ay pantay na aktibo. Habang ang ilan ay nagtatrabaho nang husto at mahusay, ang iba ay naglalakad, nakikipag-chat at umiinom ng kape. Kung titingnan mo lamang ang resulta, mahirap malaman kung sino ang pinaka nagtrabaho at kung sino ang simpleng nakakarelaks. Upang malaman, kailangan mong subaybayan ang bawat tao sa buong araw. Ang parehong nalalapat sa aktibidad ng metal nanoparticles sa catalyst.

Posibilidad na mapag-aralan kung aling mga maliit na butil ang gumagawa ng ano at kailan

Sa loob ng katalista, maraming mga particle ang nakakaapekto sa kahusayan ng mga reaksyon. Ang ilang mga maliit na butil sa karamihan ng tao ay epektibo, habang ang iba ay hindi aktibo. Gayunpaman, ang mga maliit na butil ay madalas na nakatago sa iba’t ibang mga “pores”, katulad ng isang espongha, at samakatuwid mahirap pag-aralan.

Upang makita kung ano talaga ang nangyayari sa loob ng mga pores ng catalyst, ang mga mananaliksik sa Chalmers University of Technology ay ihiwalay ang isang maliit na maliit na tanso na mga particle sa isang transparent na glass na nanotube. Kapag maraming nakolekta sa isang maliit na tubo ng gas, posible na pag-aralan kung aling mga maliit na butil ang gumagawa kung ano at kailan ginagawa nila sa totoong mga kondisyon.

Sa tubo, ang mga maliit na butil ay nakikipag-ugnay sa isang matalim na gas na pinaghalong oxygen at carbon monoxide. Kapag ang mga sangkap na ito ay tumutugon sa bawat isa sa ibabaw ng mga tansong maliit na butil, nabubuo ang carbon dioxide. Ito ang parehong reaksyon na nangyayari kapag ang mga gas na maubos ay nalinis sa isang car catalytic converter, maliban na sa halip na mabulok na lason na carbon monoxide, ang platinum, palladium at mga rhodium particle ay madalas na ginagamit sa halip na tanso. Ngunit ang mga metal na ito ay mahal at bihira, kaya’t ang mga siyentipiko ay naghahanap ng mas maraming mga kahaliling mahusay sa mapagkukunan.

David Albinsson

“Ang tanso ay maaaring maging isang kawili-wiling kandidato para sa oksihenasyon ng carbon monoxide.” Ang hamon ay ang tanso ay may kaugaliang baguhin ang sarili nito sa panahon ng reaksyon, at dapat nating masusukat ang estado ng oksihenasyon ng mga particle ng tanso kapag sila ay pinaka-aktibo sa loob ng catalyst. Sa pamamagitan ng aming nanoreactor, na gumagaya sa mga pores sa loob ng isang tunay na katalista, posible na ito ngayon, “sabi ni David Albinsson, postdoctoral scientist sa Department of Physics at Chalmers at ang unang may-akda ng dalawang pang-agham na artikulo na inilathala kamakailan sa Science Advances at Nature Communities. Kredito: Helén Rosenfeldt / Chalmers University of Technology

“Ang tanso ay maaaring maging isang kawili-wiling kandidato para sa oksihenasyon ng carbon monoxide.” Ang hamon ay ang tanso ay may kaugaliang baguhin ang sarili nito sa panahon ng reaksyon, at dapat nating masusukat ang estado ng oksihenasyon ng mga particle ng tanso kapag sila ay pinaka-aktibo sa loob ng catalyst. Sa pamamagitan ng aming nanoreactor na gumagaya sa mga pores sa loob ng isang tunay na katalista, posible na ito ngayon, “sabi ni David Albinsson, postdoctoral scientist sa Department of Physics at Chalmers at ang unang may-akda ng dalawang pang-agham na artikulo na inilathala kamakailan sa Science Advances at Nature Communication.

Ang na-optimize na kooperasyon sa kapitbahayan ay maaaring makatipid ng mga mapagkukunan

Ang sinumang nakakita ng isang matandang bubong na tanso o estatwa ay malalaman kung paano ang pula-kayumanggi na metal na metal ay magiging berde kaagad pagkatapos makipag-ugnay sa hangin at mga pollutant. Ang isang katulad na bagay ay nangyayari sa mga tansong maliit na butil sa mga catalista. Samakatuwid ito ay mahalaga upang makuha ang mga ito upang gumana nang epektibo.

“Ipinakita na namin ngayon na ang estado ng oksihenasyon ng isang maliit na butil ay maaaring maapektuhan ng mas malapit sa mga pinakamalapit na kapitbahay nito sa panahon ng reaksyon.” Kaya’t inaasahan namin na sa wakas makakatipid kami ng mga mapagkukunan sa pamamagitan ng na-optimize na pakikipagtulungan sa kapitbahayan sa isang catalyst, “sabi ni Christoph Langhammer, isang propesor sa Department of Physics at Chalmers.

Sanggunian:

“Copper Catalysis Under Operating Conditions – Bridging the Gap Sa pagitan ng Nanoparticle Probing at Catalyst Bed Averaging”, David Albinsson, Astrid Boje, Sara Nilsson, Christopher Tiburski, Anders Hellman, Henrik Ström at Christoph Langhammer, 24 Setyembre 2020, Kalikasan ng komunikasyon.
DOI: 10.1038 / s41467-020-18623-1

“Ang pagtuklas ng mga pagpapatakbo ng dynamics ng aktibidad ng mga indibidwal na nanoparticle sa loob ng pore catalyst material ng modelo”, David Albinsson, Stephan Bartling, Sara Nilsson, Henrik Ström, Joachim Fritzsche at Christoph Langhammer, Hunyo 19, 2020, Pagsulong ng pang-agham.
DOI: 10.1126 / sciadv.aba7678

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Ang pag-iimbak ng nababagong enerhiya sa mga bato sa halip na mga baterya ng lithium

Kapag may labis na kuryente mula sa hangin o solar na enerhiya, sisingilin ang supply ng enerhiya. Ginagawa ito gamit ang isang sistema...

Ang Flat Pasta ay Pinagbuti Na Ang Morphs Sa Hugis Kapag Luto

Pinangunahan ng CMU Lab ang pagbuo ng pasta na humuhubog kapag luto na. Kredito: Carnegie Mellon University Ang mga flat-pack noodle ay lumilikha ng...

Mga debate sa mga Dalubhasa: Na-diagnose ba ang PTSD?

Ang ilang mga klinika ay nag-aalala na post-traumatic stress disorder (PTSD) ang diyagnosis ay nadagdagan sa buong lipunan ng Kanluran mula pa noong huling...

Ang ilaw ng Zap ay nagpapalit ng mga kulay at pattern ng mga bagay

Ang bagong sistema ay gumagamit ng ilaw na UV na inaasahang sa mga bagay na natatakpan ng isang tinain na pinapagana ng ilaw upang...

Oo, Maaari kang Magkaroon ng Higit sa 150 Mga Kaibigan

Ang mga indibidwal ay maaaring mapanatili ang matatag na mga pakikipag-ugnay sa lipunan na may halos 150 katao. Ito ay isang mungkahi na...

Newsletter

Subscribe to stay updated.