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
تصویری از کلاهک خیبرشکن و فتاح سوار بر بوستر حاج قاسم
درخواست برای تفکیک زمان پذیرش رشتههای بدون آزمون
زائران با سامانه هوشمند «هم موکب» دغدغه اسکان ندارند
راهاندازی «بازوی طریق» سامانه هوشمند خدمات به زائران اربعین
مطالبه بزرگ امت اسلام در اربعین امسال خونخواهی قائد شهید است
مفاهیم نهجالبلاغه را در پیادهروی اربعین ترویج کنیم
چه افرادی بدون آنکه به کربلا بروند زائر اباعبدالله هستند؟
مایک لی بازنشسته میشود؛ بیماری نمیگذارد فیلم بسازم
خنیاگران خیام با «مهرگان» آمدند؛ شنیدن ظرافتهای موسیقی خراسان
«خورشید اربعین» در رادیو ورزش؛ همراهی با زائران در حماسه استقامت
آییننامه جامع حمایت از دانشجویان توانخواه نهایی شد
سهم دانشجو از نرخ غذای دانشجویی مشخص شد
پیش ثبتنام ۸۱۰ هزار دانشآموز پایه هفتم
آموزش و پرورش با ۱۰۰ موکب، آماده خدمترسانی به زائران اربعین است
روایت زائرانی که اربعین را از شرق ایران آغاز میکنند در کتاب «شاه است حسین»
پرچمهایی در پیاده روی اربعین که هنوز خون را به یاد دارند
تصویر کمتر دیده شده از آیتالله سیدمجتبی خامنهای در نماز جمعه نصر
چالشهای عکاسی طبیعت چیست؟ سید صابر امامی پاسخ میدهد
جزئیات شرکت در آزمون های دانشنامه و گواهینامه فوق تخصصی پزشکی تعیین شد
اصغر خلیلی مدیریت مجموعه تئاتر شهر را بر عهده گرفت
آلبوم جدید خواننده پاپ در راه است
اودیسه نولان در ایکس لو رفت؛ ایلان ماسک در برابر نولان
جزئیات آزمونهای دانشنامه و گواهینامه تخصصی پزشکی را اینجا بخوانید
اجرای نزدیک به ۱۵ پروژه ملی در وزارت علوم پس از جنگ
۱۳۰ هزار فعالیت انجمنهای علمی دانشجویی در کشور ثبت شدند
دانشجویان دانشگاه صنعتی امیرکبیر مسیر شغلی خود را طراحی میکنند
مدیر ارشد اوپن ای آی به این شبکه اجتماعی معتاد شده بود
متا تحقیق درباره خطرات اینستاگرام برای نوجوانان را نادیده گرفت
پرتاب ۵ هزار ماهواره آمازون برای بهبود کیفیت اینترنت در جهان
تسهیلات ویژه دانشگاه آزاد برای اربعین امسال/ استقرار مواکب در ۵ مرز کشور
ثبت نام جذب دانشآموختگان دکتری در دانشگاهها آغاز شد؛ ۲ شرط اصلی برای ورود
مشاور شورای آموزش پزشکی: ۲ متخلف آزمون دستیاری به مقامات قضایی تحویل داده شدند
«مردم نمایی» روایتی دیگر از ماجرای نیما تکیدو
حاج حسین ملک داراییهای فناپذیر را به میراثی تمدنی تبدیل کرد
پناهیان: بزرگترین تشییعهای تاریخ مربوط به امامین انقلاب است
جستجوی حقیقت در مهآلودگی ابطالپذیری پوپر/سطحینگری در علوم انسانی
جزئیات برگزاری مصاحبه مجازی متأخرین دکتری ۱۴۰۵ دانشگاه آزاد اعلام شد
قیمت سامسونگ گلکسی و زد فولد گران می شود
خبر مصوبه شورای عالی فضای مجازی برای برخورد با بلاگرها تکذیب شد
رشد استقبال از آزمون دستیاری در سالهای اخیر
تصویری از تابوت استاد مرحوم اکبر عبدی
پارادوکس در وقف، سودجویی ناشر و موزّع
فانتزی که به شاهنامه تکیه زده است/ احیای حماسه در ادبیات فانتزی ایران
رمان دینی باید افراد معاند و خاکستری را هم پای کتاب بنشاند
بعد از انفجار پیجرها، زندگی چگونه ادامه پیدا کرد؟
حافظه مکتوب ایران چگونه زنده میماند؟
بزرگداشت شیخ صفیالدین اردبیلی در فضای مجازی
صفحه رسمی سفارت آلمان در تهران شایعات تخلیه کارکنان این نمایندگی دیپلماتیک را تکذیب کرد
تصویری از برخاستن ستون دود در اربیل عراق
رهبر شهید بیش از حوزویان با نخبگان دانشگاهی دیدار داشتند
ترامپ انتقام جریمه گوگل را از اروپا می گیرد
خونخواهی رهبر شهید ادامه یک مطالبه تاریخی است؛ انتقام با بیشترین ضربه
اعلام دستمزد طراحان صحنه و لباس تئاتر در سال ۱۴۰۵
خالق فیلم معروف «ماسک» از دنیا رفت؛ جیم کری از همکاری با وی تشکر کرد
خداحافظ آقای عبدی؛ دلمان برایتان تنگ میشود
اعزام ۴۷۴ معلم برگزیده به مدارس خارج از کشور
وزیر آموزش و پرورش: کنکور به موقع برگزار میشود
کشف آنزیمی که میتواند پیری را معکوس کند
چت جی پی تی در سراسر جهان مختل شد
ثبت نام دانش آموختگان خارج از کشور در آزمون پیش کارورزی پزشکی آغاز شد
کلید اولیه آزمون دستیاری پزشکی امروز منتشر میشود
اتحادیه اروپا گوگل را ۸۹۰ میلیون یورو جریمه کرد
سیزدهمین پرتاب استارشیپ موفقیت آمیز بود
رویداد «معماری نوین حکمرانی علم و فناوری کشور» آغاز بکار کرد
آغاز همکاری مشترک برای تدوین سند ملی صلاحیت حرفهای ICT
۳۵۰ پرونده دانشگاه پیامنور در دیوان عدالت اداری بررسی شد
ضرورت تدوین استانداردهای تازه برای خدمات پزشکی پیشرفته
تصمیمگیری درباره حضوری شدن دوره کارشناسی با شورای عالی امنیت ملی است
عزای عمومی برای مردی که خاطره مشترک میلیونها ایرانی بود
مرحله غیرمتمرکز المپیاد علمی دانشجویی کشور برگزار شد
آغاز حضوری سال تحصیلی جدید/آمادگی دانشگاهها برای سناریوهای مختلف
معیارهای جدید همترازی رشتههای دانشگاهی برای استخدام ابلاغ شد
پشتیبانی دکترتو تهران چگونه است؟
رقابت ۱۷ هزار داوطلب در پنجاه و سومین دوره آزمون دستیاری پزشکی آغاز شد
تصویری از ابابیل ۳ در آسمان کویت
امنیت ایران با صلح تحمیلی معامله پذیر نیست
فروش بدون کارمزد خودرو در استانهای درگیر جنگ
کشف یک مولکول ناشناخته روی قمر زحل و پلوتو که دانشمندان توضیحی برای آن ندارند
جزئیات ترم تابستانی دانشگاه خوارزمی اعلام شد
دانشگاه صنعتی امیرکبیر در جایگاه سوم رتبه بندی بنیاد ملی نخبگان
رشد استقبال از آزمون دستیاری در سالهای اخیر
رهبر شهید بیش از حوزویان با نخبگان دانشگاهی دیدار داشتند
کلید اولیه آزمون دستیاری پزشکی امروز منتشر میشود
جزئیات برگزاری مصاحبه مجازی متأخرین دکتری ۱۴۰۵ دانشگاه آزاد اعلام شد
ثبت نام دانش آموختگان خارج از کشور در آزمون پیش کارورزی پزشکی آغاز شد
تصویری از برخاستن ستون دود در اربیل عراق
فانتزی که به شاهنامه تکیه زده است/ احیای حماسه در ادبیات فانتزی ایران
اعزام ۴۷۴ معلم برگزیده به مدارس خارج از کشور
صفحه رسمی سفارت آلمان در تهران شایعات تخلیه کارکنان این نمایندگی دیپلماتیک را تکذیب کرد
بعد از انفجار پیجرها، زندگی چگونه ادامه پیدا کرد؟
قیمت سامسونگ گلکسی و زد فولد گران می شود
کشف آنزیمی که میتواند پیری را معکوس کند
حافظه مکتوب ایران چگونه زنده میماند؟
پارادوکس در وقف، سودجویی ناشر و موزّع
ثبت نام جذب دانشآموختگان دکتری در دانشگاهها آغاز شد؛ ۲ شرط اصلی برای ورود
رمان دینی باید افراد معاند و خاکستری را هم پای کتاب بنشاند
اعلام دستمزد طراحان صحنه و لباس تئاتر در سال ۱۴۰۵
خبر مصوبه شورای عالی فضای مجازی برای برخورد با بلاگرها تکذیب شد
رویداد «معماری نوین حکمرانی علم و فناوری کشور» آغاز بکار کرد
ترامپ انتقام جریمه گوگل را از اروپا می گیرد
آییننامه جامع حمایت از دانشجویان توانخواه نهایی شد
بزرگداشت شیخ صفیالدین اردبیلی در فضای مجازی
مشاور شورای آموزش پزشکی: ۲ متخلف آزمون دستیاری به مقامات قضایی تحویل داده شدند
چت جی پی تی در سراسر جهان مختل شد
اصغر خلیلی مدیریت مجموعه تئاتر شهر را بر عهده گرفت
وزیر آموزش و پرورش: کنکور به موقع برگزار میشود
خداحافظ آقای عبدی؛ دلمان برایتان تنگ میشود
تسهیلات ویژه دانشگاه آزاد برای اربعین امسال/ استقرار مواکب در ۵ مرز کشور
خالق فیلم معروف «ماسک» از دنیا رفت؛ جیم کری از همکاری با وی تشکر کرد
اجرای نزدیک به ۱۵ پروژه ملی در وزارت علوم پس از جنگ
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.