Tədqiqatçılar suyun çirklənməsinə nəzarət sahəsində kəşf ediblər. Onlar suda çirkləndiricilərin parçalanmasının səmərəliliyini əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdıran Fentona bənzər katalitik sistem daxilində tək atomlu katalizatorlardan (SAC) istifadə edərək yeni texnika işləyib hazırlayıblar. Onların tapıntıları Nature Communications jurnalında dərc olunub . Tədqiqatçılar Çin Elmlər Akademiyasının (CAS) Çin Elm və Texnologiya Universiteti (USTC) və Suzhou Qabaqcıl Araşdırmalar İnstitutundandır.

Tək atomlu katalizatorlar zərərli çirkləndiriciləri parçalayaraq suyun təmizlənməsinə kömək edə bilən kimyəvi reaksiyalarda kiçik, güclü alətlərdir . Bununla belə, onların effektivliyi reaktivlərin katalizatorun səthinə yavaş hərəkəti və lazım olan yüksək miqdarda oksidləşdirici maddələrlə məhdudlaşır. Əvvəlki tədqiqatlar nanoməhdudlaşdırılmış SAC-lərdə səmərəliliyin artırılmasını çirkləndiricilərin və oksidləşdiricilərin səthinin zənginləşdirilməsi ilə əlaqələndirirdi. Ancaq dəqiq mexanizmlər tam başa düşülmədi.

Tədqiqat qrupu aşkar etdi ki, bu katalizatorları silisium hissəciklərindəki kiçik, nanometr ölçülü məsamələrə daxil etməklə onlar reaksiyanı kəskin surətdə sürətləndirə və oksidləşdiricilərdən daha səmərəli istifadə edə bilərlər. Onların təcrübələri göstərdi ki, reaktivlərin yerli zənginləşdirilməsindən başqa, katalitik yolun özü də dəyişdi. Singlet oksigenə (oksigenin reaktiv forması) etibar etmək əvəzinə reaksiya çirkləndiriciləri parçalamaq üçün daha səmərəli olan birbaşa elektron ötürmə prosesinə keçdi.

Bu yeni üsul ənənəvi üsullarla müqayisədə çirkləndiricilərin deqradasiya sürətinin heyrətamiz dərəcədə 34,7 dəfə artması ilə nəticələndi. Oksidləşdiricilərdən istifadənin səmərəliliyi də əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşaraq 61,8%-dən 96,6%-ə yüksəldi. Sistem müxtəlif elektronlarla zəngin fenolik birləşmələrin deqradasiyası, müxtəlif ekoloji şəraitdə möhkəmlik nümayiş etdirməsi və real göl suyu sınaqlarında yüksək performansın qorunmasında yüksək effektiv olduğunu sübut etdi.

Bu tədqiqat nanoməhdud katalizatorların necə işlədiyini daha dərindən başa düşməyi təmin edir və aşağı karbonlu, səmərəli suyun təmizlənməsi texnologiyalarının inkişafı üçün yeni imkanlar açır. Qabaqcıl oksidləşmə proseslərində və ətraf mühit elmində digər tətbiqlərdə gələcək yeniliklər üçün perspektivli istiqamət təklif edir.

Daha çox məlumat: Yan Meng et al, Nanoconfinement oksidləşdirici istifadənin yaxşılaşdırılması üçün tək atomlu fenton kimi katalizdə qeyri-radikal yolun keçidini idarə edir, Nature Communications (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-49605-2

Jurnal məlumatı: Nature Communications 

Çin Elm və Texnologiya Universiteti tərəfindən təmin edilmişdir