Altın değil, aynı zamanda "parıltı"
İnsanlar sık sık "Her zaman parıldayan altındır" derler ama ya altın değilse?
Son zamanlarda, Çin Bilimler Akademisi Dalian Fizik Enstitüsü'nden Sun Jian'ın araştırma ekibi, değerli metal altın veya gümüşün yerini alabilecek bir bakır katalizör keşfetti.Katalitik hidrojenasyon reaksiyonlarında geleneksel bakır katalizörlerden tamamen farklı bir performans sergiliyor, ancak altın veya gümüşe yakın. İlgili araştırma sonuçları 22 Aralık'ta Science Advances'te yayınlandı.
Resim internetten geliyor
Hemen hemen tüm değerli metaller katalizör olarak kullanılabilir, ancak çok pahalıdırlar
Atomun dış elektronik yapısı genellikle metalin kimyasal özelliklerini belirler.Altın, gümüş, platin grubu metallerin ve diğer elementlerin elektronik yapısı kararlıdır, bu nedenle güçlü kimyasal stabiliteye sahiptir ve normal koşullar altında diğer kimyasal maddelerle kimyasal olarak reaksiyona girmesi kolay değildir. Değerli metaller.
Hemen hemen tüm değerli metaller katalizör olarak kullanılabilir, ancak platin, paladyum, rodyum, gümüş, rutenyum vb. Yaygın olarak kullanılmaktadır; bunların arasında en yaygın olarak kullanılan platin ve rodyumdur. D elektron orbitalleri dolu değildir, yüzey reaktanları adsorbe etmesi kolaydır ve mukavemeti orta düzeydedir, bu da ara "aktif bileşiklerin" oluşumuna elverişlidir, yüksek katalitik aktiviteye sahiptir ve ayrıca yüksek sıcaklık direnci, oksidasyon direnci ve korozyon direnci gibi kapsamlı mükemmel özelliklere sahiptir. , En önemli katalizör malzemesi olun. Değerli metaller iyi katalitik özelliklere sahip olmalarına rağmen, yüksek fiyatları pratik uygulamalarını sınırlar.
Soldaki resim, Cu atomlarının çevresel elektron dizilimini gösterir; Sağdaki resim Au atomlarının dış elektron dizilimini gösterir. (Resim Wikipedia'dan geliyor)
Altın ve gümüş ile karşılaştırıldığında, aynı ailenin asil olmayan metal bakırının periferik elektronlarını kaybetme olasılığı daha yüksektir ve katalitik reaksiyonlarda oksitlenme olasılığı daha yüksektir - metal bakır, oksidasyon veya hidrojenasyon gibi katalitik reaksiyonlarda genellikle bir sıfır ve bir birlikte bakır durumu sergiler. Yani bakır katalizörün kimyasal özellikleri kararlı değildir.
Bakırı "dondurursanız", pahalı değerli metal katalizörlerin yerine geçebilirsiniz
Resim ağdan geliyor
Yüksek enerjili plazma akımının bombardımanının neden olduğu bakır atomları, gelişmiş bir elektron penetrasyon etkisi yarattı ve Auger elektron spektrumunda gelişmiş bir CK geçiş etkisi gösterdi. (Resim kağıttan geliyor)
Bakır, değerli metallerle karşılaştırıldığında daha kolay bulunur ve ucuzdur.Bu nedenle bilimsel araştırma ekibi, bakırın katalitik reaksiyonlarda kullanılabilen değerli metaller altın ve gümüş özelliklerini göstermesi için yüksek enerjili plazma akımlarıyla bombardıman yaparak bakırın dış elektronik yapısını değiştirmeye çalıştı. 0 değerlik durumunu koruyun ve ardından altın ve gümüş katalizörlerin yerini alabilir.
Bakırın elektronik yapısını değiştirmek için plazma akışıyla bombardımana tutulması işlemi, araştırmacılar tarafından bakır katalizörlerinin "donması" ile karşılaştırılmıştır. Bakır metal hedefi yönsel bombardıman etmek için plazmalı argon tarafından üretilen bir yüksek enerjili parçacık akışı boyunca bir elektrik alanı tarafından tahrik edilen bir magnetron püskürtme cihazı kullanır, böylece metal bakır, atomlar şeklinde taşıyıcının yüzeyinde homojen bir şekilde biriktirilir. "Donmuş" yöntemle işlenen bakır katalizör, doğal bir tavuktan, pahalı değerli metal katalizörlerin yerini alabilecek bir anka kuşuna dönüşür.
Deneyler, katalizör olarak "donmuş" bakırın yanlış bir şey olmadığını kanıtladı
Dimetil oksalatın katalitik hidrojenasyonu, sentez gazı yoluyla kömürden etilen glikol ve diğer alkol kimyasallarının üretiminde önemli ara işlemlerden biridir. Bakır katalizörü ile katalize edilen reaksiyon, genellikle metil glikolat üretmek için ilk hidrojenasyon, etilen glikol (170-230oC) üretmek için sürekli hidrojenasyon ve etanol (230-280oC) üretmek için etilen glikolün derin hidrojenasyonu dahil olmak üzere üç aşamaya bölünebilir.
Yukarıdaki iki resim, 240oC ve 280oC reaksiyon koşulları altında DMO hidrojenasyon reaksiyonunda SP ve AE yöntemleriyle hazırlanan bakır katalizörün ürün dağılımını göstermektedir. Aşağıdaki şekil, katalizör stabilite deneylerinin karşılaştırmasını göstermektedir. (Resim kağıttan geliyor)
Araştırmacılar, bakırın başarılı bir şekilde "dönüştürülüp dönüştürülmediğini" test etmek için dimetil oksalatın katalitik hidrojenasyonunda değerli metal katalizörlerini "donmuş" bakır nanopartikül katalizörleriyle değiştirmeye çalışıyorlar. Deneysel sonuçlar, "donmuş" bakır nanopartiküllerin reaksiyon sırasında metal durumda kilitlenebileceğini ve reaksiyon sıcaklığının 230-290oC aralığında olduğunu göstermektedir.Dimetil oksalatın hidrojenasyon reaksiyonunun ana ürünü yüksek katma değerli etanoldur. Metil glikolatın seçiciliği,% 87 kadar yüksek olabilir. Reaksiyon işlemi sırasında, "donmuş" bakır nanopartikül katalizörü, değerli metal altın veya gümüşünkine çok benzer katalitik performans gösterdi.
Bu sonuç, bakır katalizörlerinin etilen glikol ve etanol gibi alkol bileşikleri üretmek için derin hidrojenasyon reaksiyonunda faydalı olduğuna dair geleneksel bilgiyi tersine çevirir ve bakır metalinin bir "anka kuşu" olarak muamele edilebileceğini kanıtlar.
Bu tür değerli metal bakır katalizörü, savaş alanında altın zırh giyen ve düşmanın saldırısına etkin bir şekilde direnebilen bir savaşçıya benzer şekilde, katalitik reaksiyondaki metal durumunda "donar". (Resim yazar tarafından yapılmıştır)
