(Nanowerk HaberleriTokyo Metropolitan Üniversitesi'nden araştırmacılar, katalitik aktivitelerini arttırmak için silika üzerinde desteklenen altın nanopartiküllere tek nano tabaka halinde karışık metal oksit eklemenin bir yolunu geliştirdiler. Karbon monoksiti karbon dioksite dönüştürdüklerinde, reaksiyon için gereken sıcaklığın büyük ölçüde azaldığını ve altın/silis yapılarını kaplamaya yönelik mevcut yöntemlere göre önemli gelişmeler sağladığını buldular. Yöntem, geniş bir yelpazede yeni yüksek performanslı katalizörlerin geliştirilmesinin önünü açıyor. Bulgular şu adreste yayınlandı: ACS Uygulamalı Malzemeler ve Arayüzler (“Altın ve Platin Nanopartikül Katalizörlerinin 1 nm Kalın Metal Oksit Üst Katman ile Dekorasyonu ve CO Oksidasyon Aktivitesine Etkisi”).
Silika üzerinde desteklenen altın nanopartikülleri, tek katmanlı LDH nano tabakaları ile kaplanır ve ultra ince bir karışık metal oksit tabakası üretmek üzere kalsine edilir. Altın ve MMO, gelişmiş katalitik performansı gerçekleştirmek için birlikte çalışır. (ek) MMO üst katmanının transmisyon elektron mikroskobu görüntüsü. (Resim: Tokyo Metropolitan Üniversitesi) Çapı beş nanometreden küçük olan altın nanoparçacıklarının, kimyasal reaksiyonlar, özellikle de zararlı karbon monoksitin karbondioksite dönüştürülmesi gibi oksidasyon reaksiyonları için mükemmel katalizörler olduğu bilinmektedir. Etki, kobalt oksit gibi zıt reaksiyona girme olasılığı daha yüksek olan metalik oksitler üzerine monte edildiklerinde belirgindir; indirgenebilir oksitler
Maalesef tüm metalik oksitler indirgenemez. Örneğin silika gibi indirgenemez oksitlerin üzerine monte edilen nanopartiküller etkili bir katalizör oluşturmaz. Gezegenimizdeki silikanın bolluğu göz önüne alındığında, bu tür malzemelerin performansını artırmanın bir yolu, endüstriyel yayılımı büyük ölçüde artıracaktır.
Bu, bilim adamlarını, performanslarını artırmak için desteklenen katalizörleri değiştirebilecekleri yollar aramaya yöneltti. Şimdi, Tokyo Metropolitan Üniversitesi'nden Doçent Tamao Ishida liderliğindeki bir ekip, katmanlı çift hidroksitler (LDH'ler) kullanarak karışık metal oksitlerin (MMO'lar) tekli nano tabakalarını biriktirmek için bir yöntem buldu.
LDH'ler, bazı metal iyonlarının daha yüksek yüklü metal iyonları ile değiştirildiği metal hidroksit nano tabakalarından oluşur ve tabakanın kendisine net bir pozitif yük verir; tabakalar negatif iyonlarla birbirine bağlanır. Daha da önemlisi, bireysel nano tabakalar pul pul dökülebilir ve ayrı ayrı kullanılabilir.
Bu çalışmada ekip, negatif yüklü bir yapı olan silika üzerinde desteklenen altın nanoparçacıklarını, alüminyum ve bir dizi başka metalden oluşan pozitif yüklü LDH nano tabakalarıyla kapladı ve ardından bunları bir MMO nano katmanı oluşturmak için yüksek sıcaklıklara (kalsinasyon) maruz bıraktı.
Yeni katalizörlerini transmisyon elektron mikroskobu kullanarak gözlemleyerek nanopartiküllerin kalınlığının bir nanometreden daha az bir katmanla kaplandığını buldular. Ekip, performanslarını test etmek için bunları karbon monoksiti karbondioksite dönüştürmek için kullandı.
Silika üzerindeki altın nanopartiküller 20 santigrat derecede bile yalnızca %300 civarında bir dönüşüm oranına sahipken, yeni katalizörleri yalnızca 50 derecede %50 dönüşüm oranı gösterdi; bu da 250 dereceden fazla bir azalmaydı. Ayrıca MMO kaplama için popüler "emprenye" yöntemlerinden daha iyi performans gösterdiği de görüldü.
İlginç bir şekilde, daha kalın MMO katmanlarının daha kötü performansa yol açtığı bulundu: yüksek performans, nanometrenin altında bir kaplamaya sahip olmaktan geliyor. Kobalt alüminyum MMO katmanına daha detaylı bakıldığında, katmanda bol miktarda oksijen kusuru bulundu; Ekip, bu kusurlarla dolu katman ile altın yüzey arasındaki yakın sinerjinin artan aktiviteye yol açtığı sonucuna vardı.
Yeni katalizör, ağırlıkça %0.3'ten daha az olan çok düşük seviyelerde kobalt katılımıyla olağanüstü performans elde etti.
- SEO Destekli İçerik ve Halkla İlişkiler Dağıtımı. Bugün Gücünüzü Artırın.
- PlatoData.Network Dikey Üretken Yapay Zeka. Kendine güç ver. Buradan Erişin.
- PlatoAiStream. Web3 Zekası. Bilgi Genişletildi. Buradan Erişin.
- PlatoESG. karbon, temiz teknoloji, Enerji, Çevre, Güneş, Atık Yönetimi. Buradan Erişin.
- PlatoSağlık. Biyoteknoloji ve Klinik Araştırmalar Zekası. Buradan Erişin.
- Kaynak: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news3/newsid=64770.php
