به گزارش خبرگزاری ترندونی فلزات گرانبها نقش مهمی در صنایع شیمیایی به عنوان کاتالیزور دارند؛ با کمک نقره پلاتین پالادیوم یا عناصر دیگر واکنش های شیمیایی می توانند انجام شوند که در غیر این صورت واکنش ها پیشرفت نمی کنند یا فقط با سرعت بسیار پایین تری پیشرفت می کنند. این فلزات اغلب به شکل نانوذرات ریز مورد استفاده قرار می گیرند. با این حال نحوه عملکرد آن ها به سطحی که روی آن قرار می گیرند نیز بستگی دارد. به نظر می رسد نانوذرات روی پایه کربن به خوبی کار می کنند دلیل این امر برای مدت طولانی ناشناخته بود.
اکنون برای اولین بار امکان اندازه گیری و توضیح دقیق تعامل بین نانوذرات فلزی و یک بستر کربن به وجود آمده است. اتم های نقره روی یک تکیه گاه کربن دویست برابر فعال تر از اتم های موجود در یک تکه نقره خالص هستند. شبیه سازی های کامپیوتری نشان می دهد که منطقه ای که در آن نقره در تماس مستقیم با کربن است بسیار مهم است. با کمک تبادل ایزوتوپ هیدروژن روشی برای آزمایش سریع تر و آسان تر پشتیبانی کاتالیزور برای اثربخشی آن ها ایجاد شد.
گونتر روپرچتر از مؤسسه شیمی مواد در دانشگاه صنعتی وین گفت: برای مدت طولانی استفاده از کربن به عنوان یک ماده حامل برای کاتالیزور نقش تقریباً جادویی داشت. معلوم شد که منبع کربن مهم است. برای برخی فرآیندها از کربنی استفاده می شود که از پوسته نارگیل الیاف یا چوب های خاص به دست می آید. چنین دستورهایی را می توان حتی در اسناد ثبت اختراع یافت.
این تیم ابتدا نمونه هایی تولید کرد که می توان آن ها را با دقت بسیار مشخص کرد: نانوذرات نقره با اندازه های مشخص روی یک بستر کربن و یک ورق نقره نازک بدون کربن.
سپس هر دو نمونه در یک راکتور شیمیایی مورد بررسی قرار گرفتند: توماس ویچت نویسنده اول این مطالعه توضیح داد: نقره می تواند برای تقسیم مولکول های هیدروژن به اتم های هیدروژن منفرد استفاده شود. از این هیدروژن می توان برای مثال برای واکنش هیدروژناسیون اتن استفاده کرد. به روشی مشابه می توان مولکول های هیدروژن «معمولی» را با مولکول های ساخته شده از هیدروژن سنگین (دوتریوم) مخلوط کرد. سپس هر دو مولکول توسط نقره جدا شده و دوباره ترکیب می شوند. هر چه کاتالیزور فعال تر باشد دو ایزوتوپ هیدروژن بیشتر مبادله می شوند. این اطلاعات بسیار قابل اعتمادی در مورد فعالیت کاتالیست ارائه می دهد.
این بدان معناست که برای اولین بار تفاوت در فعالیت بین اتم های نقره با و بدون پشتیبان کربن را می توان دقیقاً اندازه گیری کرد.
توماس گفت: برای هر اتم نقره زمینه کربن دویست برابر فعالیت بیشتری ایجاد می کند.
برای دستیابی به همان فعالیت فقط به دو صدم فلزات گرانبها نیاز دارید و می توانید این کار را به سادگی با افزودن کربن نسبتاً ارزان انجام دهید.
منطقه مرزی بین ذرات نقره و حامل کربن بسیار مهم است. اثر کاتالیزور دقیقاً در جایی که این دو با هم تماس پیدا می کنند بیشتر است.
الکساندر ژنست گفت: اثر کاتالیزوری شدید زمانی رخ می دهد که یک مولکول واکنش دهنده مستقیماً در سطح مشترک با کربن و اتم نقره تماس پیدا کند. هر چه این ناحیه تماس مستقیم بزرگتر باشد فعالیت بیشتر است.
انتهای پیام/