به گزارش ثریا - از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو، در مقالهای که توسط Science China Press منتشر شده است، پژوهشگران موفق به توسعه راهکاری نوین برای حل یکی از اساسیترین چالشهای کاتالیستهای فلزی پایهدار شدهاند و آن دستیابی همزمان به فعالیت بالا و پایداری طولانیمدت در واکنشهای شیمیایی پیچیده مانند هیدروژناسیون انتخابی است.
کاتالیستهای فلزی پایهدار کلاسیک معمولاً از گونههای فلزی فعال تشکیل شدهاند که روی سطح تکیهگاههایی با سطح ویژه بالا مانند کربن، زئولیت، اکسیدهای فلزی یا سیلیکا پراکنده شدهاند. اگرچه این نوع کاتالیستها بهدلیل سطح در معرض بالای فلزات فعال از نظر عملکرد کاتالیستی بسیار مؤثر هستند، اما پایداری آنها بهویژه تحت شرایط سخت واکنشی، محدود است.
دلیل این مساله انرژی سطحی بالای نانوذرات یا اتمهای منفرد فلزی و همچنین ضعف در برهمکنش بین فلز و تکیهگاه است. این کاتالیستها همچنین در معرض تغییرات ساختاری مانند تغییر اندازه و شکل در طول واکنش هستند که میتواند انتخابپذیری آنها را نیز بهطور قابلتوجهی تحت تأثیر قرار دهد.
برای حل این مشکل، محققان در سالهای اخیر به روش کپسولهسازی فلزات در مواد مقاومی مانند اکسیدهای غیرآلی، کربن یا چارچوبهای فلزی-آلی (MOF) روی آوردهاند. این روش با محصورکردن ذرات فلزی در نانوپوششها، از تجمیع و مهاجرت آنها جلوگیری کرده و موجب افزایش پایداری میشود. اما این ساختارها نیز معایب خاص خود را دارند:
کاهش فعالیت کاتالیستی بهدلیل ضخامت لایه پوششی؛
حساسیت نسبت به آب یا اسید در برخی واکنشها؛
دشواری در تولید انبوه با هزینهی پایین و کنترل ساختاری دقیق.
در این مطالعه، پژوهشگران روشی چهار مرحلهای با عنوان پوششدهی - آغشتهسازی - پیرولیز - اچ را بهکار گرفتند تا کاتالیستی جدید با نام Ru-Al₂O₃@CN-A توسعه دهند. این کاتالیست از ترکیبی از اتمهای منفرد روتنیوم (Ru) و نانوذرات پخششدهی Ru تشکیل شدهاست که درون یک لایه نیتروژندار از کربن تعبیه شدهاند.
آنچه این ساختار را منحصربهفرد میکند، اثر همافزایی میان اتمهای منفرد و نانوذرات است:
اتمهای منفرد Ru مسئول جذب و شکستن مولکولهای هیدروژن هستند.
نانوذرات Ru به فعالسازی مولکول کوینولین (Quinoline) میپردازند.
اتمهای H آزاد شده میتوانند مستقیماً واکنش داده یا بهسمت نانوذرات مهاجرت کنند تا فرآیند هیدروژناسیون تکمیل شود.
این اثر همافزایی در کنار ساختار نیمهمدفون کاتالیست، به آن امکان میدهد تا عملکردی چشمگیر در واکنش هیدروژناسیون انتخابی کوینولین داشته باشد.
نتایج تجربی، تحلیلهای ساختاری و محاسبات نظری مبتنی بر نظریه تابعی چگالی (DFT) همگی نشان میدهند که این ساختار ترکیبی میتواند همزمان به فعالیت بالا و پایداری شیمیایی قابلتوجه دست یابد.
پژوهشگران تأکید دارند که این دستاورد میتواند الگویی نو برای طراحی کاتالیستهایی باشد که محدودیتهای ساختارهای کلاسیک را پشت سر گذاشتهاند. در حوزههایی نظیر سنتز شیمیایی، تبدیل انرژی و حفاظت از محیطزیست، بهرهگیری از این رویکرد میتواند موجب افزایش بازده، کاهش مصرف انرژی و افزایش طول عمر فرآیندهای کاتالیستی شود.
منبع : صنعت کاتالیست
رقابت سخت منطقهای برای جذب دانشجویان خارجی؛ هشدار دانشگاه امیرکبیر
امضای تفاهمنامه مشترک دانشگاههای صنعتی UT۵ برای تقویت همافزایی
تغییر زمان امتحانات دانشگاهها در ایام تشییع رهبر شهید انقلاب
تأثیر مثبت نمرات پایه یازدهم در کنکور ۱۴۰۵؛ سوابق دوازدهم همچنان ۶۰ درصد
طرح «حامی» برای جبران کاستیهای یادگیری دانشآموزان اجرا میشود
وام ودیعه مسکن دانشجویان علوم پزشکی برای شهر تهران افزایش یافت
شهید لاریجانی؛ الگویی که مصلحت جامعه را بر فرد مقدم میدانست
بحران صندلی خالی در دانشگاهها؛ هشدار درباره آینده نزدیک
رئیس دانشگاه جامع انقلاب اسلامی: روحیه دفاع مقدس را در علم و فناوری بازتولید کنیم
حذف آزمون جامع در راه است؟ برنامه تحول وزارت علوم برای مقاطع کارشناسی تا دکتری
سنت منطقی اسلامی چگونه پشتوانه مواجهه با منطق ریاضی است؟
جهان اسلام به این روحانی فرزانه و اهل ادب میبالد
بانو مجتهده امین نماد توانمندی زنان است
بازیگر معروف: صداپیشگان شایسته دریافت اسکار بازیگری هستند
اختتامیه پویش ملی وطن به روایت من برگزار شد
اهدای نامه سید مجید موسوی و انگشتر یادبود به فرزند شهید سید مصطفی میرغفاری
حرمهای کربلا در آستانه محرم سیاه پوش شدند
زمان تشییع رهبر شهید اعلام شد +جزئیات را اینجا بخوانید
هزینه ثبتنام جهش تحصیلی دانشآموزان اعلام شد
مجموعهکتاب «داستانهای غولی» درباره اهمیت آب به کودکان میآموزد
نگاهی به نقش توییتر در جنگ رسانهای دشمن در کتاب «توئیتری شدن سیاست»
تکرار سنت اهریمنی استکبار در عاشورای ۱۴۰۵ در حمله به یک منابع آب
طراح بازی «نجات دختران اپستین توسط بچههای میناب» از این بازی میگوید
درباره زندگی رازآمیز درختان در این کتاب بخوانید
هکرها پیامرسان دولتی فرانسه را هک کردند
رونمایی آستان مقدس علوی از پروژه نگارش نسخهای نفیس از نهجالبلاغه
اختراع کتی که هوا را به آب آشامیدنی تبدیل میکند
وزیر علوم: اساتید دانشگاه با امید و انگیزه در کلاس درس حاضر شوند
مقابله با موج محتوای غیرقانونی در بحرانها؛ بریتانیا شبکههای اجتماعی را ملزم به سازوکار ویژه کرد
شکایت جدید علیه OpenAI؛ ChatGPT نتوانست جلوی خودکشی کاربر را بگیرد
مأموریت دانشگاهها در برنامه «مهر» برای حل بحران آب، ناترازی انرژی و تورم
بازگشت ۴۵۰۰ دانشجوی دانشگاه شریف از امروز
تأکید رئیس مرکز هیئت امنا و ممیزه بر نقش کلیدی فناوری در دفاع ملی
آگهی/ از خرید کابل برق چه میدانید؟ راهنمایی که پیش از هر بازسازی باید بخوانید
توانمندسازی مدرسان آموزش خانواده با رویکرد جوانی جمعیت
ایلان ماسک نخستین تریلیونر دنیا میشود
افزایش سهمیه بومی در دستیاری دندانپزشکی؛ اعلام آخرین مهلت ثبتنام
تاکید بر ارتقای کیفیت آموزش هُنر در مدارس
اپ ادیتس متا صاحب دستیار هوش مصنوعی می شود
تبدیل شدن آئین تعویض پرچم امام حسین(ع) به رویدادی جهانی
اهمیت هوش مصنوعی در مسیر ارتقای کیفیت آموزشی
جلسه تلاوت و هماندیشی قاریان بینالمللی مزین به نام رهبر شهید
فلسفه در اندیشه حضرت امام، مقدمهای ضروری برای رسیدن به عرفان است
جریان قاتلان حسین (ع) امروز در مقابل امت ایشان قرار گرفتهاند
جدایی متا از شریک چینی جنجالی کلید خورد
احتمال اعمال محدودیت دوباره بر اینترنت بینالملل وجود دارد؟
خدمات ابری گوگل در هند مختل شد
چه چیزی کلید مرگ را در کهکشانها میچرخاند؟
جنجال غیبت زنان در میان فضانوردان آرتمیس ۳
داستان جالب کندترین آزمایش جهان چه بود؟
تاثیر باورنکردنی چای بر سلامتی و افزایش طول عمر
اقدامات حرم حضرت ابوالفضل العباس(ع) برای استقبال از ماه محرم
رویکردی اجتهادی بر جایگاه مردم در حکمرانی از منظر فقه شیعه در کتاب «فقه، مردم و حکمرانی»
واکاوی در مسئله عرفان و سلامت معنوی کودکان در یک نشست
نتیجه نهایی گفتگوی پیامبر با مسیحیان نجران پس از ماجرای مباهله چه شد؟
افتتاح سردخانه دومداره آمونیاکی شهر اهر با حضور حجت الاسلام خاموشی
هشدار قالیباف به ترامپ و دیگر رهبران جهان+عکس
حجتالاسلام قمی: زبان در وصف شما مردم مبعوث شده قاصر است
طرح روضههای خانگی سدره به مناسبت ماه محرم آغاز به کار کرد
نیاز داریم که همگی نسبت به معضلات و نیازها احساس مسئولیت کنیم
جزئیات جدید اعمال سوابق تحصیلی در کنکور سراسری ۱۴۰۵ را اینجا بخوانید
به کارگیری هوش مصنوعی جمینای در کروم به غرب آسیا رسید
زیرساخت حقیقی این سرزمین، تمدن کهن، فرهنگ و هنر ماندگارش است
تعیین سقف افزایش شهریه دانشگاههای غیردولتی بر اساس نرخ تورم
از خرید کابل برق چه میدانید؟ راهنمایی که پیش از هر بازسازی باید بخوانید
اقتدار دفاعی ایران، ایدهای نو در بازیهای رومیزی
۳۵ ثانیه، ۷۲۰ هزار گلوله در لامرد/ جنایتی که روایت نشد
آئین اختتامیه روایت علوی برگزار شد
بازیهای تیم ملی فوتبال ایران در سینماها پخش میشود
معرفی چهار آلبوم موسیقی تازه وارد در فضای مجازی
روایت جواد موگویی از یک جنایت جنگی: حادثه لامرد در سایه روایتهای اشتباه رسانهای گم شد
جزئیات برنامههای محرمی اوقاف در قالب طرح سوگواره بصیرت عاشورایی اعلام شد
دقت در نسبت با خاستگاه علوم انسانی بسیار مهم است
پویش «ایران در پناه قرآن» تا پایان خرداد تمدید شد
برگزاری نمایشگاه معماری حرمین شریفین در مکه مکرمه
حمایت آیت الله رشاد از بازسازی و ساخت مجدد کنیسه آسیب دیده در جنگ
آیا در جنگ هرکاری مجاز است؟ نگاهی به اخلاق در میدان نبرد
تأثیر سوابق پایه یازدهم در کنکور ۱۴۰۵ مثبت شد / ۶ درس نهایی برای کنکور
راز حذف زمینههای فلسفی «یوگا» در نسخه مدرن
آذینبندی و شادیهای عمومی باید به عنوان مدخل معرفت باشد
انویدیا با غولهای فناوری کره جنوبی قرارداد بست
تعیین سقف افزایش شهریه دانشگاههای غیردولتی بر اساس نرخ تورم
تأثیر سوابق پایه یازدهم در کنکور ۱۴۰۵ مثبت شد / ۶ درس نهایی برای کنکور
مصوبه افزایش حقوق اعضای هیئت علمی لغو نشده است
فعالیت ۳۷ هزار سفیر سلامت دانشآموزی
آغاز ثبت نام آزمون کاردانی به کارشناسی از ۲۴ خرداد ماه
راز حذف زمینههای فلسفی «یوگا» در نسخه مدرن
دقت در نسبت با خاستگاه علوم انسانی بسیار مهم است
از خرید کابل برق چه میدانید؟ راهنمایی که پیش از هر بازسازی باید بخوانید
مهلت دفاع از پایان نامه دستیاران پزشکی تا پایان آذر ۱۴۰۵ تمدید شد
حمایت آیت الله رشاد از بازسازی و ساخت مجدد کنیسه آسیب دیده در جنگ
ضیافت نور در آسمان خرداد؛ دیدار دو سیاره منظومه شمسی در آسمان ایران
جزئیات جدید اعمال سوابق تحصیلی در کنکور سراسری ۱۴۰۵ را اینجا بخوانید
۷۸ درصد ترافیک اینترنت به حالت قبل و اول دی ماه بازگشت
آذینبندی و شادیهای عمومی باید به عنوان مدخل معرفت باشد
جزئیات برنامههای محرمی اوقاف در قالب طرح سوگواره بصیرت عاشورایی اعلام شد
حضوری شدن برخی امتحانات دانشگاه علم و صنعت در مقطع کارشناسی
ثبتنام خودکار ۸۵ درصد دانشآموزان ابتدایی در استان سمنان
روایت جواد موگویی از یک جنایت جنگی: حادثه لامرد در سایه روایتهای اشتباه رسانهای گم شد
ایران در جمع ۶ کشور دارای توان ساخت تجهیزات پیشرفته کرایوژنیک
افزایش سهمیه بومی در دستیاری دندانپزشکی؛ اعلام آخرین مهلت ثبتنام
هوش مصنوعی زلزله یاب شد
بازیهای تیم ملی فوتبال ایران در سینماها پخش میشود
آئین اختتامیه روایت علوی برگزار شد
واکاوی در مسئله عرفان و سلامت معنوی کودکان در یک نشست
تداوم فعالیت علمی دانشگاه شهید بهشتی با وجود آسیب در جنگ
۳۵ ثانیه، ۷۲۰ هزار گلوله در لامرد/ جنایتی که روایت نشد
افتتاح سردخانه دومداره آمونیاکی شهر اهر با حضور حجت الاسلام خاموشی
رویکردی اجتهادی بر جایگاه مردم در حکمرانی از منظر فقه شیعه در کتاب «فقه، مردم و حکمرانی»
آیا در جنگ هرکاری مجاز است؟ نگاهی به اخلاق در میدان نبرد
نظراتی که حاوی توهین یا افترا به اشخاص ،قومیت ها ،عقاید دیگران باشد و یا با قوانین کشور وآموزه های دینی مغایرت داشته باشد منتشر نخواهد شد - لطفاً نظرات خود را با حروف فارسی تایپ کنید.