00:06 2024-01-31
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ O gură de aer proaspăt în cataliza plasmonică: Aurul negru și renașterea luminii solare
_ O respirație de aer proaspăt în cataliză plasmonică: Aurul negru și renașterea luminii solare
Prof. Grupul lui Polshettiwar de la Institutul Tata de Cercetare Fundamentală (TIFR), Mumbai a dezvoltat un nou „catalizator de reducere plasmonică stabil în aer”, sfidând instabilitatea comună a catalizatorilor de reducere în prezența aerului. Catalizatorul îmbină clustere de ruteniu dopat cu platină, cu „aur negru plasmonic”. Acest aur negru recoltează eficient lumina vizibilă și generează numeroase puncte fierbinți datorită cuplării plasmonice, îmbunătățind performanța sa catalitică.
Echipa își descrie munca într-o lucrare publicată în revista Nature Communications.
Ceea ce diferențiază acest catalizator este performanța sa remarcabilă în semihidrogenarea acetilenei, un proces industrial important. În prezența excesului de etenă și folosind doar iluminare cu lumină vizibilă fără nicio încălzire externă, catalizatorul a atins o viteză de producție de etenă de 320 mmol g-1 h-1 cu o selectivitate de aproximativ 90%. Această eficiență depășește toți catalizatorii plasmonici și termici tradiționali cunoscuți.
În mod surprinzător, acest catalizator își prezintă cele mai bune performanțe numai atunci când aerul este introdus alături de reactanți. Această cerință unică duce la o stabilitate fără precedent pentru cel puțin 100 de ore. Cercetătorii atribuie acest lucru proceselor simultane de reducere și oxidare mediate de plasmoni la locurile active în timpul reacției.
În continuare, îmbunătățirea înțelegerii noastre despre acest catalizator, simulările în domeniul timpului cu diferențe finite (FDTD) au dezvăluit cinci creșterea de ori a câmpului electric în comparație cu DPC curat. Această îmbunătățire a câmpului, datorită cuplării în câmp apropiat dintre nanoparticulele RuPt și DPC, joacă un rol crucial în activarea legăturilor chimice. Eficacitatea catalizatorului este evidentă și în efectul său de izotop cinetic (KIE), care este mai mare la lumină decât în întuneric, la toate temperaturile.
Acest lucru indică rolul semnificativ al efectelor non-termice alături de activarea fototermală a reactanților. . Studiile aprofundate in situ DRIFTS și DFT au oferit perspective asupra mecanismului de reacție pe suprafața oxidului, subliniind în special rolul intermediarilor în selectivitate. Suprafața catalizatorului RuPt parțial oxidată generează acetilenă legată de di-σ, care apoi se transformă prin mai multe etape pentru a produce etenă.
Această cercetare marchează primul raport al unui catalizator extrem de eficient, stabilizat în aer și activat plasmonic. pentru semihidrogenarea acetilenei, cu aplicații potențiale într-o varietate de alte reacții de reducere. Descoperirile oferă contribuții semnificative la înțelegerea catalizei plasmonice și deschid calea pentru dezvoltarea unor sisteme catalitice durabile și eficiente din punct de vedere energetic.
Comentarii:
Adauga Comentariu