Cấu trúc xúc tác mới có hiệu quả cao khác thường

03:42' PM - Thứ hai, 30/05/2016

Theo nghiên cứu của các nhà khoa học tại Đại học Tổng hợp Kansas (Mỹ), các cụm phân tử kim loại cực nhỏ (bao gồm chỉ vài nguyên tử của hai kim loại) có thể xúc tác các phản ứng hóa học với độ chọn lọc cao khác thường nếu chúng được đặt trên nền cứng và giữ tách biệt với nhau.

Để tạo ra các cụm xúc tác như vậy, trước tiên các nhà nghiên cứu đã tổng hợp các thanh nano coban oxit và sử dụng làm nền đỡ cứng. Sau đó, bằng cách sử dụng phương pháp kết tủa, họ cho kết tủa các nguyên tử Rh3+ lên bề mặt của que nano, tiếp theo họ tiến hành các bước oxy hóa và khử. Kết quả chụp ảnh bằng kính hiển vi siêu nét và các phương pháp phân tích khác đã xác nhận rằng quá trình tổng hợp đó tạo thành các cụm RhCO3 phân tán đều trên các que nano.

Sau đó, nhóm nghiên cứu đánh giá khả năng xúc tác của các cụm này đối với phản ứng khử NO khi có mặt CO để tạo thành N2 và CO2. Đây là phản ứng thường được áp dụng trong một số thiết bị xúc tác ở xe ô tô để làm sạch khí thải của xe.

Nhóm nghiên cứu cho biết, kết quả đánh giá của họ cho thấy các cụm RhCO3 có hoạt tính cao và độ chọn lọc đến 100% đối với quá trình chuyển hóa NO thành N2 ở nhiệt độ chỉ khoảng 110oC. Các cụm này cũng có hiệu quả vượt trội so với các hạt nano sắp xếp dày đặc của hợp kim Rh-CO: Tùy theo cách bố trí trên que nano, các hạt nano của hợp kim Rh-CO hoặc là không có hoạt tính xúc tác ở nhiệt độ dưới 250oC hoặc chúng chuyển hóa No thành hỗn hợp N2 và N2O không mong muốn.

Bằng cách sử dụng các phép tính lượng tử, các nhà nghiên cứu đã chỉ ra nguyên nhân của sự khác biệt giữa các cụm Rh-CO đặt tách biệt nhau và các hạt nano Rh-CO bố trí dày đặc: Đó là bản chất cation độc đáo của các cụm này và liên kết mạnh hơn mà chúng tạo ra với các chất trung gian của phản ứng.

Một giáo sư hóa công tại ĐHTH Illinois (Mỹ) nhận xét rằng đây là phát triển đáng chú ý trong lĩnh vực xúc tác trong những năm gần đây, vì các nhà nghiên cứu đã cho thấy các nguyên tử riêng rẽ có thể hoạt động như các tâm xúc tác tích cực. Nhóm nghiên cứu trên đã mở rộng hướng nghiên cứu này từ các nguyên tử đơn lẻ đến các cụm RhCO3 đơn với tính chọn lọc cao khác thường khi xúc tác phản ứng khử NO thành N2.


HS
Theo Chemical & Engineering News, 8/2015

Sponsor links (Provided by VIEPortal.net - The web cloud services for enterprises)
Thiết kế web, Thiết kế website, Thiết kế website công ty, Dịch vụ thiết kế website, Dịch vụ thiết kế web tối ưu, Giải pháp portal cổng thông tin, Xây dựng website doanh nghiệp, Dịch vụ web bán hàng trực tuyến, Giải pháp thương mại điện tử, Phần mềm dịch vụ web, Phần mềm quản trị tác nghiệp nội bộ công ty,