Ulsan Milli Elm və Texnologiya İnstitutu tərəfindən

Lisa Lock tərəfindən redaktə edilib , Robert Egan tərəfindən nəzərdən keçirilib

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

Kredit: ACS Kataliz (2025). DOI: 10.1021/acscatal.5c04353

Son tədqiqatlar göstərib ki, optimal, orta ölçülü – nə çox kiçik, nə də çox böyük – rodium (Rh) klasteri hidroformilləşmə reaksiyalarında ən yüksək katalitik aktivliyə malikdir. “Düzgün” tarazlığı tapmaq konsepsiyasına bənzər şəkildə, tədqiqat bu sözdə “Goldilocks ölçüsü”nü katalizator səmərəliliyini maksimum dərəcədə artırmaq üçün vacib hesab edir. Tədqiqat ACS Catalysis jurnalında dərc olunub və üz qabığı hekayəsi kimi təqdim edilib.

UNIST-in Enerji və Kimya Mühəndisliyi Məktəbindən professor Kvanqcin Anın rəhbərliyi ilə Seul Milli Universitetindən professor Ceonq Vu Han ilə əməkdaşlıq çərçivəsində aparılan tədqiqat göstərir ki, Rh təxminən 10 atomdan ibarət bir klaster şəklində mövcud olduqda , reaksiya sürəti və aktivliyi baxımından həm tək atomlu, həm də nanohissəcik formalarından daha yaxşı nəticə göstərir.

Hidroformilləşmə plastik, yuyucu vasitələr və digər kimyəvi maddələr üçün xammal istehsalında istifadə olunan vacib bir sənaye prosesidir. Hal-hazırda bir çox Rh katalizatorları homojendir – mayelərdə həll olunur və bu da ayrılma və təkrar emal prosesini çətinləşdirir. Bu çətinlik, bərpası və təkrar istifadəsi daha asan olan bərk, heterojen Rh katalizatorlarının hazırlanması səylərinə səbəb olmuşdur.

Rh hissəciklərinin ölçüsü uzun müddətdir katalitik performansa təsir edən əsas amil kimi qəbul edilmişdir. Əsas fərziyyə, fərdi rodium atomlarının bərabər şəkildə dağıldığı tək atomlu katalizatorların (SAC) səthdəki aktiv mərkəzlərin sayını maksimum dərəcədə artırdıqları üçün ən təsirli olacağı idi.

Lakin bu tədqiqat bu fərziyyəni şübhə altına alır. Komanda təxminən on atomdan ibarət rodium klasterlərinin yüksək aktivlik və sabitliyin əlamətdar birləşməsini təklif etdiyini aşkar etdi. Alüminium oksidi (Al₂O₃) üzərində dəstəklənən bu klasterlər əhəmiyyətli dərəcədə artan katalitik performans nümayiş etdirdi.

Tədqiqatçılar müxtəlif rodium yüklü katalizatorlar (çəki üzrə 0,05%-dən 5%-ə qədər) hazırlayaraq müxtəlif katalizator növləri — tək atomlar, klasterlər və nanopartiküllər — yaratdılar və laboratoriya təcrübələri və nəzəri hesablamaların kombinasiyası vasitəsilə onların davranışlarını təhlil etdilər.

Nəticələr göstərdi ki, təkmilləşdirilmiş performans bu klasterlərin hidroformilləşmədə əsas reaktiv olan karbonmonoksit (CO) ilə qarşılıqlı təsirindən qaynaqlanır. Sürəti məhdudlaşdıran addım CO-nun aralıq məhsula daxil edilməsini əhatə edir və rodium klasterləri sonrakı reaksiyalara mane olmadan bu mərhələni asanlaşdırmaq üçün CO-nu kifayət qədər güclü şəkildə bağlayaraq optimal nöqtəyə çatır. Bunun əksinə olaraq, tək atomlu katalizatorlar CO-nu çox möhkəm bağlayır və irəliləyişi maneə törədir, nanohissəciklər isə CO-nu çox zəif bağlayır və reaktivliyi məhdudlaşdırır.

Bu tədqiqat katalizator ölçüsünün və elektron xüsusiyyətlərinin reaksiya yollarına necə təsir etdiyinə dair dəyərli məlumatlar təqdim edir. Metal dayaq qarşılıqlı təsirlərini, redoks sabitliyini və klaster bütövlüyünü optimallaşdıran sabit, yüksək performanslı bərk rodium katalizatorlarının dizaynı üçün möhkəm təməl qoyur.

Nəşr detalları

Daewon Oh və digərləri, Gücləndirilmiş Katalitik Aktivliyə malik Rh Klaster Katalizatorları: Olefin Hidroformilasiyası üçün ‘Goldilocks Rh Ölçüsü’, ACS Kataliz (2025). DOI: 10.1021/acscatal.5c04353

Jurnal məlumatı: ACS Kataliz 

Ulsan Milli Elm və Texnologiya İnstitutu tərəfindən təmin edilir