تبادل
لینک هوشمند
کاتاليزورهاي جامد در سطح وسيعي در صنايع شيميايي مورد استفاده قرار گرفته و توليد بسياري از ترکيبات مهم را تسريع مي‌نمايند. اين کاتاليزورها به طور معمول از نانوذرات فلز يا اکسيد فلز تشکيل مي‌شوند که به سطح يک پايه جامد با مساحت سطحي بالا متصل شده‌اند.
به هرحال، کاتاليزورها در حين واکنش دچار تغييرات پيچيده ساختاري و شيميايي مي‌شوند؛ بنابراين نگاه مستقيم به کاتاليزورهاي در حال واکنش مي‌تواند نکات مهمي براي بهبود کارايي آنها در اختيار محققان قرار دهد. اما انجام اين کار در دما و فشار مورد استفاده در صنعت تاکنون بسيار دشوار بوده است.
حال گروهي از محققان به رهبري فرانک دگروت و برت وکهويسن در دانشگاه اوترخت هلند با همکاري آزمايشگاه ملي لورنس برکلي آمريکا با استفاده از يک محفظه واکنش کوچک به اين مهم دست يافته‌اند.بنابر گفته محققان اين براي اولين بار است که کاتاليزورهاي ناهمگن در حال کار در مقياس نانو مورد بررسي قرار مي‌گيرند.
در راکتور طراحي شده توسط اين گروه پژوهشي، واکنش ميان دو پنجره صورت مي‌گيرد که تنها ده نانومتر ضخامت دارند (اين پنجره‌ها به وسيله حکاکي ايجاد شده‌اند). در اين سيستم، اشعه ايکس از درون واکنش عبور کرده و به يک دتکتور مي‌رسد؛ بدين ترتيب تصاوير لحظه‌اي از واکنش در حال انجام حاصل مي‌شود. مقداري از انرژي اشعه ايکس توسط کاتاليزور، واکنشگرها، و محصولات جذب مي‌شود. مقدار دقيق انرژي جذب شده نشان‌دهنده ترکيب شيميايي است. اين گروه تحقيقاتي توانستند سطح کاتاليزور را با تفکيک‌پذيري 40 نانومتر روبش نمايند.
دگروت مي‌گويد: «اين کار شانس بررسي تغييرات شيميايي را که در حين واکنش در سطح کاتاليزور اتفاق مي‌افتد، به ما مي‌دهد». او خاطر نشان مي‌سازد که تفکيک‌پذيري اين روش به حدي است که مي‌توان تک‌تک ذرات کاتاليزور را بررسي کرد.
يکي از واکنش‌هايي که توسط اين گروه بررسي شد، واکنش فيشر-تروپش بود. در اين واکنش از کاتاليزور جامد اکسيد آهن که روي سيليکا تثبيت شده است، براي تبديل مونوکسيد کربن و هيدروژن به هيدروکرين‌هاي مايعي که مي‌توانند به عنوان سوخت مصرف شوند، استفاده مي‌شود.
نظرات شما عزیزان:
