ສາຍຕາຂອງສອງການປ່ຽນແປງຂອງ catalyst, ມີສ່ວນຂອງແກະເອົາອອກເພື່ອສະແດງໃຫ້ເຫັນພາຍໃນ. ເສັ້ນຜ່າສູນກາງສີຂາວເປັນຕົວແທນຂອງແກະຊິລິກາ, ຮູຂຸມຂົນແມ່ນຮູຂຸມຂົນ. ຮູບຊົງສີຂຽວສົດໃສເປັນຕົວແທນຂອງສະຖານທີ່ catalytic, ທີ່ຢູ່ເບື້ອງຊ້າຍແມ່ນນ້ອຍກວ່າຫຼາຍຢູ່ເບື້ອງຂວາ. ສາຍສີແດງທີ່ຍາວກວ່າເປັນຕົວແທນຂອງຕ່ອງໂສ້ໂພລີເມີ, ແລະສາຍທີ່ສັ້ນກວ່າແມ່ນຜະລິດຕະພັນຫຼັງຈາກ catalysis. ສາຍທີ່ສັ້ນກວ່າທັງໝົດມີຂະໜາດຄ້າຍຄືກັນ, ເຊິ່ງສະແດງເຖິງການເລືອກທີ່ສອດຄ່ອງກັນໃນທົ່ວການປ່ຽນແປງຂອງຕົວເລັ່ງ. ນອກຈາກນັ້ນ, ມີຕ່ອງໂສ້ຂະຫນາດນ້ອຍກວ່າທີ່ຜະລິດໂດຍສະຖານທີ່ catalyst ຂະຫນາດນ້ອຍກວ່າເພາະວ່າປະຕິກິລິຍາເກີດຂື້ນໄວກວ່າ. ສິນເຊື່ອ: ຮູບພາບມາລະຍາດຂອງ Argonne National Laboratory, US Department of Energy
ເທັກໂນໂລຢີການຖີບລົດພລາສຕິກແມ່ນມີຄວາມກ້າວໜ້າໂດຍຕົວກະຕຸ້ນທີ່ພັດທະນາເມື່ອບໍ່ດົນມານີ້ເພື່ອທຳລາຍພລາສຕິກ. ທີມງານຂອງວິທະຍາສາດນໍາພາໂດຍ Ames Laboratory ວິທະຍາສາດຄົ້ນພົບ catalyst ອະນົງຄະທາດປຸງແຕ່ງທໍາອິດ ໃນປີ 2020 ເພື່ອທຳລາຍພລາສຕິກ polyolefin ໃຫ້ເປັນໂມເລກຸນທີ່ສາມາດນຳໃຊ້ເພື່ອສ້າງຜະລິດຕະພັນທີ່ມີຄຸນຄ່າຫຼາຍກວ່າເກົ່າ. ໃນປັດຈຸບັນທີມງານໄດ້ພັດທະນາແລະກວດສອບຍຸດທະສາດເພື່ອເລັ່ງການຫັນປ່ຽນໂດຍບໍ່ມີການເສຍສະລະຜະລິດຕະພັນທີ່ຕ້ອງການ.
ຕົວເລັ່ງໄດ້ຖືກອອກແບບໃນເບື້ອງຕົ້ນໂດຍ Wenyu Huang, ນັກວິທະຍາສາດຢູ່ຫ້ອງທົດລອງ Ames. ມັນປະກອບດ້ວຍອະນຸພາກ platinum ສະຫນັບສະຫນູນຢູ່ໃນແກນ silica ແຂງແລະອ້ອມຮອບດ້ວຍແກະ silica ທີ່ມີຮູຂຸມຂົນເປັນເອກະພາບທີ່ສະຫນອງການເຂົ້າເຖິງສະຖານທີ່ catalytic. ຈໍານວນທັງຫມົດຂອງ platinum ທີ່ຈໍາເປັນແມ່ນຂ້ອນຂ້າງຫນ້ອຍ, ເຊິ່ງເປັນສິ່ງສໍາຄັນເນື່ອງຈາກຄ່າໃຊ້ຈ່າຍສູງຂອງ platinum ແລະການສະຫນອງຈໍາກັດ. ໃນລະຫວ່າງການທົດລອງ deconstruction, ສາຍຕ່ອງໂສ້ໂພລີເມີທີ່ມີຄວາມຍາວເຂົ້າໄປໃນຮູຂຸມຂົນແລະຕິດຕໍ່ກັບສະຖານທີ່ catalytic, ແລະຫຼັງຈາກນັ້ນລະບົບຕ່ອງໂສ້ໄດ້ຖືກແຍກອອກເປັນຕ່ອນຂະຫນາດນ້ອຍກວ່າທີ່ບໍ່ແມ່ນວັດສະດຸພາດສະຕິກ (ເບິ່ງຮູບພາບຂ້າງເທິງສໍາລັບລາຍລະອຽດເພີ່ມເຕີມ).
ອີງຕາມການ Aaron Sadow, ນັກວິທະຍາສາດຂອງ Ames Lab ແລະຜູ້ອໍານວຍການຂອງ ສະຖາບັນສໍາລັບການຮ່ວມມື Upcycling ຂອງພາດສະຕິກ (iCOUP), ທີມງານ crafted ສາມການປ່ຽນແປງຂອງ catalyst ໄດ້. ແຕ່ລະຕົວແປມີແກນທີ່ມີຂະໜາດທີ່ຄືກັນ ແລະຫອຍທີ່ມີຮູຂຸມຂົນ, ແຕ່ມີເສັ້ນຜ່າສູນກາງທີ່ແຕກຕ່າງກັນຂອງອະນຸພາກ platinum, ຈາກ 1.7 ຫາ 2.9 ຫາ 5.0 nm.
ນັກຄົ້ນຄວ້າໄດ້ສົມມຸດຕິຖານວ່າຄວາມແຕກຕ່າງຂອງຂະຫນາດອະນຸພາກ platinum ຈະສົ່ງຜົນກະທົບຕໍ່ຄວາມຍາວຂອງຕ່ອງໂສ້ຜະລິດຕະພັນ, ດັ່ງນັ້ນອະນຸພາກ platinum ຂະຫນາດໃຫຍ່ຈະເຮັດໃຫ້ຕ່ອງໂສ້ຍາວກວ່າແລະຂະຫນາດນ້ອຍຈະເຮັດໃຫ້ຕ່ອງໂສ້ສັ້ນກວ່າ. ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ທີມງານຄົ້ນພົບວ່າຄວາມຍາວຂອງຕ່ອງໂສ້ຜະລິດຕະພັນແມ່ນຂະຫນາດດຽວກັນສໍາລັບທັງສາມ catalysts.
"ໃນວັນນະຄະດີ, ການຄັດເລືອກສໍາລັບປະຕິກິລິຍາ cleavage ພັນທະບັດກາກບອນ - ຄາບອນມັກຈະແຕກຕ່າງກັນກັບຂະຫນາດຂອງ nanoparticles platinum. ໂດຍການວາງ platinum ຢູ່ດ້ານລຸ່ມຂອງຮູຂຸມຂົນ, ພວກເຮົາໄດ້ເຫັນບາງສິ່ງບາງຢ່າງທີ່ເປັນເອກະລັກ, "Sadow ເວົ້າ.
ແທນທີ່ຈະ, ອັດຕາທີ່ຕ່ອງໂສ້ຖືກແຍກອອກເປັນໂມເລກຸນຂະຫນາດນ້ອຍແມ່ນແຕກຕ່າງກັນສໍາລັບສາມ catalysts. ອະນຸພາກ platinum ຂະຫນາດໃຫຍ່ມີປະຕິກິລິຍາກັບຕ່ອງໂສ້ໂພລີເມີທີ່ຍາວຊ້າກວ່າໃນຂະນະທີ່ອະນຸພາກຂະຫນາດນ້ອຍມີປະຕິກິລິຍາໄວກວ່າ. ອັດຕາການເພີ່ມຂຶ້ນນີ້ສາມາດເປັນຜົນມາຈາກອັດຕາສ່ວນທີ່ສູງຂຶ້ນຂອງຂອບແລະມຸມ platinum ເທິງຫນ້າດິນຂອງ nanoparticles ຂະຫນາດນ້ອຍກວ່າ. ສະຖານທີ່ເຫຼົ່ານີ້ແມ່ນມີການເຄື່ອນໄຫວຫຼາຍໃນການແຍກຕ່ອງໂສ້ໂພລີເມີຫຼາຍກ່ວາ platinum ທີ່ຕັ້ງຢູ່ໃນໃບຫນ້າຂອງອະນຸພາກ.
ອີງຕາມການ Sadow, ຜົນໄດ້ຮັບແມ່ນສໍາຄັນເພາະວ່າພວກເຂົາສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າກິດຈະກໍາສາມາດປັບຕົວໄດ້ຢ່າງເປັນເອກະລາດຈາກການເລືອກໃນປະຕິກິລິຍາເຫຼົ່ານີ້. ທ່ານກ່າວວ່າ "ດຽວນີ້, ພວກເຮົາມີຄວາມ ໝັ້ນ ໃຈວ່າພວກເຮົາສາມາດສ້າງຕົວກະຕຸ້ນທີ່ມີການເຄື່ອນໄຫວຫຼາຍຂື້ນເຊິ່ງຈະເຮັດໃຫ້ການຍ່ອຍສະຫຼາຍຂອງໂພລີເມີໄດ້ໄວຂຶ້ນ, ໃນຂະນະທີ່ໃຊ້ຕົວກໍານົດໂຄງສ້າງຂອງຕົວກະຕຸ້ນເພື່ອໂທຫາໃນຄວາມຍາວຂອງຕ່ອງໂສ້ຜະລິດຕະພັນສະເພາະ," ລາວເວົ້າ.
Huang ອະທິບາຍວ່າປະເພດຂອງປະຕິກິລິຍາໂມເລກຸນຂະຫນາດໃຫຍ່ໃນ catalysts porous ໂດຍທົ່ວໄປບໍ່ໄດ້ຖືກສຶກສາຢ່າງກວ້າງຂວາງ. ດັ່ງນັ້ນ, ການຄົ້ນຄວ້າແມ່ນສໍາຄັນສໍາລັບການເຂົ້າໃຈວິທະຍາສາດພື້ນຖານເຊັ່ນດຽວກັນກັບວິທີການທີ່ມັນປະຕິບັດສໍາລັບການ upcycling plastics.
“ພວກເຮົາຈຳເປັນຕ້ອງເຂົ້າໃຈລະບົບຕື່ມອີກ ເພາະວ່າພວກເຮົາຍັງຮຽນຮູ້ສິ່ງໃໝ່ໆຢູ່ໃນທຸກໆມື້. ພວກເຮົາກໍາລັງຄົ້ນຫາຕົວກໍານົດການອື່ນໆທີ່ພວກເຮົາສາມາດປັບເພີ່ມທະວີການຜະລິດຕະພັນແລະການປ່ຽນແປງການຈໍາຫນ່າຍຜະລິດຕະພັນ,” Huang ເວົ້າວ່າ. "ດັ່ງນັ້ນ, ມີຫຼາຍສິ່ງໃຫມ່ໃນບັນຊີລາຍຊື່ຂອງພວກເຮົາລໍຖ້າໃຫ້ພວກເຮົາຄົ້ນພົບ."
ອ້າງອິງ: “ອະນຸພາກ Nanoparticles ຄວບຄຸມຂະໜາດທີ່ຝັງຢູ່ໃນສະຖາປັດຕະຍະກໍາ Mesoporous ນໍາໄປສູ່ການ Hydrogenolysis ທີ່ມີປະສິດທິພາບ ແລະການຄັດເລືອກຂອງ Polyolefins” ໂດຍ Xun Wu, Akalanka Tennakoon, Ryan Yappert, Michaela Esveld, Magali S. Ferrandon, Ryan A. Hackler, Anne M. LaPointe, Andrea Heyden, Massimiliano Delferro, Baron Peters, Aaron D. Sadow ແລະ Wenyu Huang, 23 ກຸມພາ 2022, ວາລະສານຂອງ American Chemical Society.
DOI: 10.1021/jacs.1c11694
ການຄົ້ນຄວ້າໄດ້ຖືກດໍາເນີນໂດຍສະຖາບັນສໍາລັບການຮ່ວມມື Upcycling ຂອງພາດສະຕິກ (iCOUP), ນໍາໂດຍ Ames Laboratory. iCOUP ເປັນສູນຄົ້ນຄວ້າດ້ານພະລັງງານທີ່ປະກອບດ້ວຍນັກວິທະຍາສາດຈາກຫ້ອງທົດລອງ Ames, ຫ້ອງທົດລອງແຫ່ງຊາດ Argonne, UC Santa Barbara, ມະຫາວິທະຍາໄລ South Carolina, ມະຫາວິທະຍາໄລ Cornell, University ຕາເວັນຕົກສ່ຽງ, ແລະມະຫາວິທະຍາໄລ Illinois Urbana-Champaign.
