උත්ප්රේරකයේ වෙනස්කම් දෙකක දෘශ්ය, අභ්යන්තරය පෙන්වීමට ඉවත් කරන ලද කවචයේ කොටසක්. සුදු ගෝලය සිලිකා කවචය නියෝජනය කරයි, සිදුරු යනු සිදුරු වේ. දීප්තිමත් හරිත ගෝල මගින් උත්ප්‍රේරක ස්ථාන නියෝජනය කරයි, වම් පස ඇති ඒවා දකුණේ ඒවාට වඩා බෙහෙවින් කුඩා ය. දිගු රතු නූල් බහු අවයවික දාම නියෝජනය කරන අතර කෙටි නූල් උත්ප්රේරණයෙන් පසු නිෂ්පාදන වේ. සියලුම කෙටි නූල් ප්‍රමාණයෙන් සමාන වන අතර, උත්ප්‍රේරක විචල්‍යයන් හරහා ස්ථාවර තේරීමක් නියෝජනය කරයි. මීට අමතරව, ප්‍රතික්‍රියාව වඩා ඉක්මනින් සිදුවන නිසා කුඩා උත්ප්‍රේරක අඩවි මගින් නිපදවන කුඩා දාම වැඩි වේ. ණය: එක්සත් ජනපද බලශක්ති දෙපාර්තමේන්තුවේ ආර්ගොන් ජාතික රසායනාගාරයේ අනුග්‍රහයෙනි
ප්ලාස්ටික් බිඳ දැමීම සඳහා මෑතකදී දියුණු කරන ලද උත්ප්රේරකයක් මගින් ප්ලාස්ටික් උඩුපැදි තාක්ෂණය දියුණු වෙමින් පවතී. Ames රසායනාගාර විද්‍යාඥයින් ප්‍රමුඛ විද්‍යාඥයින් කණ්ඩායමක් විසින් සොයා ගන්නා ලදී පළමු ක්‍රියාවලි අකාබනික උත්ප්රේරකය 2020 දී වඩාත් වටිනා නිෂ්පාදන නිර්මාණය කිරීමට භාවිතා කළ හැකි අණු බවට polyolefin ප්ලාස්ටික් විසංයෝජනය කිරීමට. කණ්ඩායම දැන් අවශ්‍ය නිෂ්පාදන කැප නොකර පරිවර්තනය වේගවත් කිරීම සඳහා උපාය මාර්ගයක් සකස් කර වලංගු කර ඇත.
මෙම උත්ප්රේරකය මුලින්ම නිර්මාණය කර ඇත්තේ Ames රසායනාගාරයේ විද්‍යාඥයෙකු වන Wenyu Huang විසිනි. එය ඝන සිලිකා හරයක් මත ආධාරක වන ප්ලැටිනම් අංශු වලින් සමන්විත වන අතර උත්ප්‍රේරක ස්ථාන වෙත ප්‍රවේශය සපයන ඒකාකාර සිදුරු සහිත සිලිකා කවචයකින් වට වී ඇත. ප්ලැටිනම් අවශ්‍ය මුළු ප්‍රමාණය තරමක් කුඩා වන අතර එය ප්ලැටිනම්වල අධික මිල සහ සීමිත සැපයුම නිසා වැදගත් වේ. විසංයෝජන අත්හදා බැලීම් වලදී, දිගු පොලිමර් දාම සිදුරු තුළට නූල් කර උත්ප්‍රේරක ස්ථාන හා සම්බන්ධ වන අතර, පසුව දම්වැල් තවදුරටත් ප්ලාස්ටික් ද්‍රව්‍ය නොවන කුඩා ප්‍රමාණයේ කැබලිවලට කැඩී යයි (වැඩිදුර විස්තර සඳහා ඉහත රූපය බලන්න).
Ames Lab හි විද්‍යාඥයෙකු සහ අධ්‍යක්ෂවරයෙකු වන Aaron Sadow ට අනුව ප්ලාස්ටික් සමුපකාර උපචක්‍රීකරණ ආයතනය (iCOUP), කණ්ඩායම විසින් උත්ප්රේරකයේ වෙනස්කම් තුනක් නිර්මාණය කරන ලදී. සෑම විචලනයකම සමාන ප්‍රමාණයේ හරයන් සහ සිදුරු සහිත කවච ඇත, නමුත් ප්ලැටිනම් අංශුවල විෂ්කම්භය 1.7 සිට 2.9 සිට 5.0 nm දක්වා වේ.
පර්යේෂකයන් උපකල්පනය කළේ ප්ලැටිනම් අංශු ප්‍රමාණයේ වෙනස්කම් නිෂ්පාදන දාමවල දිගට බලපානු ඇති බැවින් විශාල ප්ලැටිනම් අංශු දිගු දාම සහ කුඩා ඒවා කෙටි දාම සාදනු ඇති බවයි. කෙසේ වෙතත්, නිෂ්පාදන දාමවල දිග උත්ප්‍රේරක තුනටම එකම ප්‍රමාණයේ බව කණ්ඩායම සොයා ගන්නා ලදී.
“සාහිත්‍යයේ, කාබන්-කාබන් බන්ධන බෙදීම් ප්‍රතික්‍රියා සඳහා තෝරා ගැනීමේ හැකියාව සාමාන්යයෙන් ප්ලැටිනම් නැනෝ අංශුවල ප්‍රමාණය අනුව වෙනස් වේ. සිදුරු පතුලේ ප්ලැටිනම් තැබීමෙන්, අපි තරමක් අද්විතීය දෙයක් දුටුවෙමු, ”සාඩෝ පැවසීය.
ඒ වෙනුවට, දම්වැල් කුඩා අණු වලට කැඩීමේ වේගය උත්ප්‍රේරක තුන සඳහා වෙනස් විය. විශාල ප්ලැටිනම් අංශු දිගු පොලිමර් දාමය සමඟ ප්‍රතික්‍රියා කළේ වඩා සෙමින් වන අතර කුඩා ඒවා වඩා ඉක්මනින් ප්‍රතික්‍රියා කරයි. මෙම වැඩි වීමේ අනුපාතය කුඩා නැනෝ අංශුවල මතුපිට ඇති දාර සහ කොන ප්ලැටිනම් අඩවිවල වැඩි ප්‍රතිශතයක් නිසා ඇති විය හැක. මෙම ස්ථාන අංශුවල මුහුණුවල පිහිටා ඇති ප්ලැටිනම් වලට වඩා බහු අවයවික දාමය කැඩීමෙහි වඩාත් ක්රියාකාරී වේ.
Sadow ට අනුව, ප්‍රතිඵල වැදගත් වන්නේ මෙම ප්‍රතික්‍රියා වල තෝරා ගැනීමේ හැකියාවෙන් ස්වාධීනව ක්‍රියාකාරකම් සකස් කළ හැකි බව පෙන්නුම් කරන බැවිනි. "දැන්, නිශ්චිත නිෂ්පාදන දාම දිග ඇමතීමට උත්ප්‍රේරක ව්‍යුහාත්මක පරාමිතීන් භාවිතා කරන අතරම, බහු අවයවකය ඊටත් වඩා වේගයෙන් හපන වන වඩාත් ක්රියාකාරී උත්ප්රේරකයක් සෑදිය හැකි බව අපට විශ්වාසයි," ඔහු පැවසීය.
සාමාන්යයෙන් සිදුරු උත්ප්රේරකවල මෙම වර්ගයේ විශාල අණු ප්රතික්රියාශීලීත්වය පුළුල් ලෙස අධ්යයනය නොකරන බව Huang පැහැදිලි කළේය. එබැවින්, මූලික විද්‍යාව අවබෝධ කර ගැනීම සඳහා මෙන්ම ප්ලාස්ටික් ප්‍රතිචක්‍රීකරණය සඳහා එය ක්‍රියා කරන ආකාරය පිළිබඳව පර්යේෂණ වැදගත් වේ.
“අපි තවමත් සෑම දිනකම අලුත් දේවල් ඉගෙන ගන්නා නිසා අපි ඇත්තටම පද්ධතිය තවදුරටත් තේරුම් ගත යුතුයි. නිෂ්පාදන අනුපාතය තවදුරටත් ඉහළ නැංවීමට සහ නිෂ්පාදන බෙදාහැරීම මාරු කිරීමට අපට සුසර කළ හැකි වෙනත් පරාමිතීන් අපි ගවේෂණය කරමින් සිටිමු," Huang පැවසීය. "එබැවින් අපගේ ලැයිස්තුවේ නව දේවල් රාශියක් අප සොයා ගන්නා තෙක් බලා සිටී."
යොමුව: Xun Wu, Akalanka Tennakoon, Ryan Yappert, Michaela Esveld, Magali S. Ferrandon, Lanrea, රයන් ඒ විසින් "Polyolefins හි කාර්යක්ෂම සහ වරණීය හයිඩ්‍රොජනොලිසිස් වෙත යොමු කරන මෙසොපොරස් ගෘහ නිර්මාණ ශිල්පයක තැන්පත් කර ඇති ප්‍රමාණයෙන් පාලනය වන නැනෝ අංශු". Heyden, Massimiliano Delferro, Baron Peters, Aaron D. Sadow සහ Wenyu Huang, 23 පෙබරවාරි 2022, ඇමරිකානු රසායන සංගමය.
DOI: 10.1021/jacs.1c11694
Ames Laboratory විසින් මෙහෙයවන ලද ප්ලාස්ටික් සහයෝගීතා උපචක්‍රීකරණ ආයතනය (iCOUP) විසින් පර්යේෂණය සිදු කරන ලදී. iCOUP යනු Ames රසායනාගාරයේ, Argone ජාතික රසායනාගාරයේ, UC Santa Barbara, දකුණු කැරොලිනා විශ්වවිද්‍යාලය, Cornell විශ්වවිද්‍යාලයේ විද්‍යාඥයින්ගෙන් සමන්විත බලශක්ති මායිම් පර්යේෂණ මධ්‍යස්ථානයකි. වයඹ දිග විශ්ව, සහ ඉලිනොයිස් විශ්ව විද්‍යාලය Urbana-Champaign.
