Fluorocarbon اوراق قرضه هیچ بازی برای نور صفحه nanocatalyst

دانشگاه رایس مهندسان ایجاد یک نور-مجهز به کاتالیزور است که می تواند شکستن قوی پیوندهای شیمیایی در fluorocarbons یک گروه از مواد مصنوعی که شامل مداوم آلاینده های زیست محیطی.

در یک مطالعه منتشر شده در این ماه در طبیعت تجزیهبرنج nanophotonics پیشگام نائومی هالاس و همکاران در دانشگاه کالیفرنیا در سانتا باربارا (UCSB) و دانشگاه پرینستون نشان داد که کوچک حوزه آلومینیوم خال خال با لکه از پالادیوم می تواند کربن-فلوئور (C-F) اوراق قرضه از طریق یک کاتالیزوری فرایند شناخته شده به عنوان hydrodefluorination که در آن یک اتم فلوئور است که به جای اتم هیدروژن است.

قدرت و ثبات C-F اوراق قرضه در پشت برخی از قرن 20th ترین تشخیص مواد شیمیایی مارک های از جمله تفلون فر و Scotchgard. اما قدرت آن اوراق قرضه می تواند مشکل هنگامی که fluorocarbons به خاک و آب. Chlorofluorocarbons یا CFCs برای مثال ممنوع شد توسط پیمان بین المللی در سال 1980 پس از آنها به ترتيب از بین بردن زمین را لایه حفاظتی ازن و دیگر fluorocarbons بودند در لیست “برای همیشه لطفا برای مواد شیمیایی” هدف یک سال 2001 پیمان.

“سخت ترین قسمت در مورد remediating هر یک از فلوئور-حاوی ترکیبات است شکستن C-F bond; آن نیاز به مقدار زیادی از انرژی” گفت: Halas یک مهندس و شیمیدان آزمایشگاه که برای Nanophotonics (LANP) متخصص در ایجاد و مطالعه نانوذرات که ارتباط برقرار کردن با نور است.

بیش از پنج سال گذشته هالاس و همکاران باید پیشگام روش برای ساخت “آنتن-راکتور” کاتالیزور که خار یا سرعت واکنش های شیمیایی. در حالی که کاتالیزور به طور گسترده ای مورد استفاده در صنعت آنها به طور معمول مورد استفاده در انرژی فرآیندهای که نیاز به دما و فشار بالا و یا هر دو. برای مثال یک مش از کاتالیستی مواد وارد شده به بالا-مخازن تحت فشار در یک کارخانه مواد شیمیایی و گاز و یا دیگر سوخت های فسیلی است سوخته به حرارت گاز یا مایع که جریان از طریق مش. LANP آنتن-راکتور به طور چشمگیری بهبود بهره وری انرژی با گرفتن انرژی نور و قرار دادن آن را به طور مستقیم در نقطه ای از واکنش کاتالیزوری.

در طبیعت تجزیه مطالعه انرژی گرفتن آنتن آلومینیومی ذرات کوچکتر از یک سلول زنده و راکتور در حال سلیمان از پالادیوم پراکنده در سراسر سطح آلومینیوم. انرژی-صرفه جویی از ویژگی های آنتن-راکتور کاتالیزور است که شاید به بهترین وجه توسط یکی دیگر از Halas’ موفقیت های قبلی: خورشیدی بخار. در سال 2012 او تیم خود را نشان داد انرژی-برداشت ذرات می تواند فورا تبخیر مولکول های آب در نزدیکی سطح آنها معنی هالاس و همکاران می تواند بخار و بدون آب جوش. به درایو صفحه اصلی نقطه آنها نشان داد که می تواند بخار از یخ و آب سرد است.

آنتن-راکتور کاتالیست طراحی اجازه می دهد تا Halas تیم به ترکیب و مطابقت فلزات است که بهترین راه حل مناسب برای گرفتن نور و تسریع واکنش ها در یک زمینه خاص. این کار بخشی از شیمی سبز حرکت به سمت تمیز کننده تر و کارآمد فرآیندهای شیمیایی و LANP قبلا نشان داده کاتالیزور برای تولید اتیلن و syngas و برای تقسیم آمونیاک برای تولید سوخت هیدروژن است.

مطالعه منجر نویسنده حسین Robatjazi یک بکمن همکار فوق دکترا در UCSB که دکترای خود را از برنج در سال 2019 انجام شده بخش عمده ای از تحقیقات در طول تحصیلات تکمیلی خود را در Halas ” آزمایشگاه. او گفت: این پروژه همچنین نشان می دهد اهمیت همکاری میان رشته ای.

“من به پایان رسید, آزمایش سال گذشته نتایج آزمایشی ما تا به حال برخی از ویژگی های جالب, تغییر در سینتیک واکنش در زیر نور است که مطرح شده مهم است اما سوال جالب: چه نقشی بازی نور برای ترویج C-F شکستن شیمی?” او گفت:.

پاسخ آمد پس از Robatjazi وارد برای فوق دکترا تجربه در UCSB. او وظیفه توسعه microkinetics مدل و ترکیبی از بینش از مدل و از محاسبات تئوری انجام شده توسط همکاران در پرینستون کمک توضیح گیج کننده نتایج.

“با این مدل ما با استفاده از چشم انداز از سطح علم سنتی تجزیه منحصر به فرد به لینک نتایج تجربی به تغییرات به مسیر واکنش و واکنش در زیر نور,” او گفت:.

تظاهرات آزمایش بر روی fluoromethane می تواند فقط آغاز برای C-F شکستن کاتالیزور.

“این واکنش کلی ممکن است مفید باشد برای remediating بسیاری از دیگر انواع مولکول های فلوئوردار,” Halas گفت.

داستان منبع:

مواد ارائه شده توسط دانشگاه رایس. توجه داشته باشید: محتوا ممکن است برای ویرایش سبک و طول.

tinyurlis.gdv.gdv.htclck.ruulvis.netshrtco.de