Quá trình oxy hóa các hydrocacbon thơm rất quan trọng để sản xuất nhiều loại hợp chất hữu cơ hữu có ích. Quá trình này cần sử dụng các chất xúc tác và dung môi thường gây hại cho môi trường. Do vậy, các nhà nghiên cứu đã tìm cách sử dụng các hạt xúc tác nano mà không cần đến dung môi cho quá trình này.
Điều thú vị là các hạt xúc tác gần có kích thước nano (SNC), bao gồm các kim loại quý thậm chí còn hoạt động hiệu quả hơn vì diện tích bề mặt của chúng gia tăng và trạng thái điện tử độc đáo, tạo ra hiệu ứng thuận lợi cho quá trình oxy hóa hydrocacbon. VìĐiều này mang lại cho chúng hiệu quả về mặt chi phí vì khối lượng kim loại cần cho SNC thấp hơn so với chất xúc tác có kích thước nano.
Nhóm nghiên cứu bao gồm TS. Miftakhul Huda, Keigo Minamisawa, TS. Takamasa Tsukamoto và TS. Makoto Tanabe tại Viện Công nghệ Tokyo (Tokyo Tech) do GS. Kimihisa Yamamoto dẫn đầu, đã tạo ra nhiều loại hạt SNC bằng cách sử dụng dendrimer, các phân tử hình cầu giống như cây, có thể được sử dụng làm khuôn mẫu để chứa các chất xúc tác. "Dendrimer sẽ cung cấp các không gian nano bên trong phù hợp cho chuyển đổi xúc tác trong điều kiện có sự xuất hiện của các hạt hạt kim loại", TS.Yamamoto giải thích.
Nhóm nghiên cứu đã tạo ra các chất xúc tác nhiều kích thước phụ thuộc vào kim loại quý được sử dụng và số nguyên tử của mỗi hạt xúc tác. Các nhà khoa học đã so sánh hiệu quả của các chất xúc tác để xác định kim loại quý tốt nhất nhằm tạo ra các hạt SNC và sau đó khám phá cơ chế mang lại hiệu quả xúc tác ở mức cao. Kết quả là các hạt SNC kích thước nhỏ hơn phát huy hiệu quả cao hơn, trong khi kim loại ít oxophilic (như bạch kim) đạt mức cao nhất. Nhóm nghiên cứu cho rằng bề mặt của SNC bạch kim không dễ bị oxy hóa, nên có thể tái sử dụng. SNC Pt19 đã được chứng minh mang lại hiệu quả xúc tác cao gấp 50 lần so với các chất xúc tác nano Au-Pd thông thường. Các nhà khoa học sẽ tiếp tục nghiên cứu để làm sáng tỏ những hiện tượng xúc tác này.
Các ứng dụng của chất xúc tác mới có thể góp phần giảm ô nhiễm và tăng cường sử dụng hiệu quả tài nguyên kim loại trên Trái đất.
Điều thú vị là các hạt xúc tác gần có kích thước nano (SNC), bao gồm các kim loại quý thậm chí còn hoạt động hiệu quả hơn vì diện tích bề mặt của chúng gia tăng và trạng thái điện tử độc đáo, tạo ra hiệu ứng thuận lợi cho quá trình oxy hóa hydrocacbon. VìĐiều này mang lại cho chúng hiệu quả về mặt chi phí vì khối lượng kim loại cần cho SNC thấp hơn so với chất xúc tác có kích thước nano.
Nhóm nghiên cứu bao gồm TS. Miftakhul Huda, Keigo Minamisawa, TS. Takamasa Tsukamoto và TS. Makoto Tanabe tại Viện Công nghệ Tokyo (Tokyo Tech) do GS. Kimihisa Yamamoto dẫn đầu, đã tạo ra nhiều loại hạt SNC bằng cách sử dụng dendrimer, các phân tử hình cầu giống như cây, có thể được sử dụng làm khuôn mẫu để chứa các chất xúc tác. "Dendrimer sẽ cung cấp các không gian nano bên trong phù hợp cho chuyển đổi xúc tác trong điều kiện có sự xuất hiện của các hạt hạt kim loại", TS.Yamamoto giải thích.
Nhóm nghiên cứu đã tạo ra các chất xúc tác nhiều kích thước phụ thuộc vào kim loại quý được sử dụng và số nguyên tử của mỗi hạt xúc tác. Các nhà khoa học đã so sánh hiệu quả của các chất xúc tác để xác định kim loại quý tốt nhất nhằm tạo ra các hạt SNC và sau đó khám phá cơ chế mang lại hiệu quả xúc tác ở mức cao. Kết quả là các hạt SNC kích thước nhỏ hơn phát huy hiệu quả cao hơn, trong khi kim loại ít oxophilic (như bạch kim) đạt mức cao nhất. Nhóm nghiên cứu cho rằng bề mặt của SNC bạch kim không dễ bị oxy hóa, nên có thể tái sử dụng. SNC Pt19 đã được chứng minh mang lại hiệu quả xúc tác cao gấp 50 lần so với các chất xúc tác nano Au-Pd thông thường. Các nhà khoa học sẽ tiếp tục nghiên cứu để làm sáng tỏ những hiện tượng xúc tác này.
Các ứng dụng của chất xúc tác mới có thể góp phần giảm ô nhiễm và tăng cường sử dụng hiệu quả tài nguyên kim loại trên Trái đất.
N.P.D (NASATI), theo https://phys.org/news/2018-11-metallic-nanoparticles-path-eco-friendly-catalysts.html#jCp, 16/11/2018
Về trang trước
Về đầu trang
