Wiwo ti awọn iyatọ meji ti ayase, pẹlu apa kan ti ikarahun kuro lati fi inu ilohunsoke han. Ayika funfun duro fun ikarahun siliki, awọn ihò jẹ awọn pores. Awọn aaye alawọ ewe didan ṣe aṣoju awọn aaye katalitiki, awọn ti o wa ni apa osi kere pupọ ju awọn ti o wa ni apa ọtun. Awọn okun pupa to gun duro fun awọn ẹwọn polima, ati awọn okun kukuru jẹ awọn ọja lẹhin catalysis. Gbogbo awọn gbolohun ọrọ kukuru jẹ iru ni iwọn, ti o nsoju yiyan ti o ṣe deede kọja awọn iyatọ ayase. Ni afikun, awọn ẹwọn kekere diẹ sii ti a ṣe nipasẹ awọn aaye ayase kekere nitori ifa waye ni iyara diẹ sii. Kirẹditi: Aworan iteriba ti Argonne National Laboratory, US Department of Energy
Awọn imọ-ẹrọ iṣagbega ṣiṣu ti wa ni ilọsiwaju nipasẹ ayase ti o dagbasoke laipẹ fun fifọ awọn pilasitik. A egbe ti sayensi asiwaju nipa Ames Laboratory sayensi awari awọn ayase eleto ilana akọkọ ni 2020 lati deconstruct polyolefin pilasitik sinu moleku ti o le ṣee lo lati ṣẹda diẹ niyelori awọn ọja. Ẹgbẹ naa ti ni idagbasoke ati fọwọsi ilana kan lati yara iyipada laisi rubọ awọn ọja ti o nifẹ si.
Awọn ayase ni akọkọ apẹrẹ nipasẹ Wenyu Huang, onimọ-jinlẹ ni Ames Laboratory. O ni awọn patikulu Pilatnomu ti o ni atilẹyin lori ipilẹ siliki ti o lagbara ati yika nipasẹ ikarahun siliki kan pẹlu awọn pores aṣọ ti o pese iraye si awọn aaye katalitiki. Apapọ iye Pilatnomu ti o nilo jẹ ohun kekere, eyiti o ṣe pataki nitori idiyele giga ti Pilatnomu ati ipese to lopin. Lakoko awọn adanwo isọkuro, okun awọn ẹwọn polima gigun sinu awọn pores ati kan si awọn aaye katalitiki, lẹhinna awọn ẹwọn naa ti fọ si awọn ege kekere ti kii ṣe ohun elo ṣiṣu (wo aworan loke fun awọn alaye diẹ sii).
Gẹgẹbi Aaron Sadow, onimọ-jinlẹ kan ni Ames Lab ati oludari ti Ile-ẹkọ fun Igbesẹ Iṣọkan ti Awọn pilasitik (iCOUP), Ẹgbẹ naa ṣe awọn iyatọ mẹta ti ayase. Iyatọ kọọkan ni awọn ohun kohun ti o ni iwọn kanna ati awọn ibon nlanla, ṣugbọn oriṣiriṣi awọn iwọn ila opin ti awọn patikulu Pilatnomu, lati 1.7 si 2.9 si 5.0 nm.
Awọn oniwadi ṣe akiyesi pe awọn iyatọ ti o wa ninu iwọn patiku patinomu yoo ni ipa lori awọn ipari ti awọn ẹwọn ọja, nitorina awọn patikulu Pilatnomu nla yoo ṣe awọn ẹwọn gigun ati awọn kekere yoo ṣe awọn ẹwọn kukuru. Sibẹsibẹ, ẹgbẹ naa ṣe awari pe awọn ipari ti awọn ẹwọn ọja jẹ iwọn kanna fun gbogbo awọn ayase mẹta.
“Ninu awọn iwe-kikọ naa, yiyan fun awọn aati ifasilẹ didi erogba-erogba nigbagbogbo yatọ pẹlu iwọn ti awọn ẹwẹ titobi Pilatnomu. Nipa gbigbe Pilatnomu si isalẹ ti awọn pores, a rii nkan ti o jẹ alailẹgbẹ, ”Sadow sọ.
Dipo, awọn oṣuwọn ni eyi ti awọn ẹwọn ti wa ni dà sinu kere moleku ti o yatọ si fun awọn mẹta catalysts. Awọn patikulu Pilatnomu ti o tobi julọ fesi pẹlu ẹwọn polima gigun diẹ sii laiyara lakoko ti awọn ti o kere ju fesi ni iyara diẹ sii. Oṣuwọn ti o pọ si le ja lati ipin ti o ga julọ ti eti ati awọn aaye Pilatnomu igun lori awọn aaye ti awọn ẹwẹ titobi ju. Awọn aaye yii n ṣiṣẹ diẹ sii ni fifọ pq polima ju Pilatnomu ti o wa ni awọn oju ti awọn patikulu naa.
Gẹgẹbi Sadow, awọn abajade jẹ pataki nitori wọn fihan pe iṣẹ ṣiṣe le ṣe atunṣe ni ominira lati yiyan ninu awọn aati wọnyi. “Bayi, a ni igboya pe a le ṣe ayase ti nṣiṣe lọwọ diẹ sii ti yoo jẹ ki polima paapaa yiyara, lakoko lilo awọn aye igbekalẹ ayase lati tẹ ni awọn ipari pq ọja kan pato,” o sọ.
Huang salaye pe iru iru ifaseyin moleku nla yii ni awọn ayase la kọja ni gbogbogbo ko ṣe iwadi ni kikun. Nitorinaa, iwadii naa ṣe pataki fun agbọye imọ-jinlẹ ipilẹ bii bii o ṣe n ṣe fun awọn pilasitik gbigbe.
“A nilo gaan lati loye eto naa siwaju nitori a tun nkọ awọn nkan tuntun lojoojumọ. A n ṣawari awọn ayeraye miiran ti a le tune lati mu iwọn iṣelọpọ pọ si ati yi pinpin ọja, ”Huang sọ. “Nitorinaa ọpọlọpọ awọn nkan tuntun wa ninu atokọ wa ti nduro fun wa lati ṣawari.”
Itọkasi: "Awọn ohun elo Nanoparticles ti iṣakoso iwọn ti a fi sii sinu ile-iṣẹ Mesoporous ti o yori si Imudara ati Yiyan Hydrogenolysis ti Polyolefins" nipasẹ Xun Wu, Akalanka Tennakoon, Ryan Yappert, Michaela Esveld, Magali S. Ferrandon, Ryan A. Hackler, Anne M. LaPointe, Andreas Heyden, Massimiliano Delferro, Baron Peters, Aaron D. Sadow ati Wenyu Huang, 23 Kínní 2022, Iwe akosile ti Ilu Amẹrika Kemẹrika.
DOI: 10.1021 / jacs.1c11694
Iwadi naa ni a ṣe nipasẹ Institute for Cooperative Upcycling of Plastics (iCOUP), ti Ames Laboratory ṣe itọsọna. iCOUP jẹ Ile-iṣẹ Iwadi Frontier Agbara ti o ni awọn onimọ-jinlẹ lati Ames Laboratory, Argonne National Laboratory, UC Santa Barbara, University of South Carolina, University of Cornell, Ariwa University, ati University of Illinois Urbana-Champaign.
