اصلاح شیمیایی سطح نانوکاتالیست‌ها

یک تیم تحقیقاتی به بررسی نقش اصلاح سطح نانوکاتالیست‌ها پرداخته است. این گروه سطح نانوذرات کبالت/پلاتین را با آمین‌های نوع اول پوشش داده و نقش نوع لیگندهای آمین‌ها را در انتخاب‌گری کاتالیست مورد بررسی قرار دادند. نتایج این پژوهش می‌تواند هدر رفتن مواد را در فرآیند تولید مواد شیمیایی کاهش دهد.

یک تیم تحقیقاتی به بررسی نقش اصلاح سطح نانوکاتالیست‌ها
پرداخته است. این گروه سطح نانوذرات کبالت/پلاتین را با آمین‌های نوع اول
پوشش داده و نقش نوع لیگندهای آمین‌ها را در انتخاب‌گری کاتالیست مورد
بررسی قرار دادند. نتایج این پژوهش می‌تواند هدر رفتن مواد را در فرآیند
تولید مواد شیمیایی کاهش دهد.

این گروه تحقیقاتی در آزمایشگاه ملی
آرگونه روی اصلاح سطحی کاتالیست‌های نانوذره‌ای در واکنش‌های هیدروژناسیون
آلکین‌ها کار می‌کنند. آنها با استفاده از راهبردهای محاسباتی و آزمایشگاهی
به توضیح تاثیر لیگندهای سطحی بر فعالیت‌ها و انتخاب‌گری پلاتین و نانوذرات
کبالت/پلاتین پرداختند.

filereader.php?p1=main_16083821f26cbb56f

 

تعادل قابل تنظیم میان انرژی‌های جذب آلکن‌ها در
سطح برهنه و سطح محدود ‌شده نانوذرات، انتخاب‌گری نانوکاتالیست‌ها را برای
واکنش هیدروژناسیون آلکین‌ها جهت تولید آلکن‌ها تعیین می‌کند. با افزودن
آلکیل آمین‌های نوع اول به کاتالیست‌های پلاتین و نانوذرات CoPt3 می‌توان
انتخاب‌گری آلکن‌ها از صفر تا ۹۰ درصد افزایش داد. با افزایش آلکیل آمین
پوشش‌داده شده در سطح نانوذرات می‌توان انرژی اتصال میان  اکتن‌ها را
کاهش داد و در نتیجه رقابت میان اکتن و آلکیل آمین نوع اول را برای جذب در
سایت‌ها را تحت تاثیر قرار داد. اگر سطح با مقدار کافی آلکیل آمین نوع اول
پوشش داده شود آنگاه این آلکیل آمین نوع اول است که قالب است با این کار
هیدروژناسیون آلکن‌ها جهت تولید آلکان‌ها تحت تاثیر قرار گرفته و کاهش
می‌یابد.آمین‌های نوع اول با طول‌ زنجیره متفاوت دارای انرژی جذب مشابهی در
سطح کاتالیست‌ها هستند. در نتیجه، اثر مشابه روی انتخاب‌گری دارند. زمانی
که انرژی جذب لیگند پوشش‌دهنده سطح کاتالیست کمتر از  انرژی جذب
آلکن‌ها باشد، آنگاه لیگند تاثیری روی انتخاب‌گری هیدروژناسیون آلکین‌ها
برای تولید آلکن نخواهد داشت. اما اگر لیگندهای پوشش‌دهنده سطح کاتالیست
انرژی بیشتری نسبت به آلکین‌ها داشته باشد فعالیت آنها را کاهش داده و در
نتیجه نرخ تبدیلی الکین‌ها کاهش می‌یابد.

اهمیت این پروژه ان است که اگر
بتوان کاتالیست‌ها را بهبود داد آنگاه انتخاب‌گری را به‌نحوی می‌توان اصلاح
کرد که در فرآیند تولید مواد شیمیایی کمترین دورریز ایجاد شود. هر چند
نتایج این پروژه اطلاعات جالبی درباره نقش لیگندهای پوشش‌دهنده سطح
نانوذرات ارائه می‌کند اما دانش ما درباره واکنش‌های کاتالیستی هنوز بسیار
کم است. این پروژه نقش اصلاح سطح نانوکاتالیست‌ها را در فرآیند
هیدروژناسیون آلکین‌ها مشخص می‌کند.

نتایج این تحقیق در قالب مقاله‌ای
تحت عنوان “Capping Ligands as Selectivity Switches in Hydrogenation
Reactions,” در نشریه Nano Lett به چاپ رسیده است.