Novatoriškas fotokatalizatorius Rh/InGaN1-xOx, kuris naudoja saulės energiją šiltnamio efektą sukeliančioms dujoms paversti vertingomis cheminėmis medžiagomis, yra didelis šuolis tvarioje cheminių medžiagų gamyboje. Šią nanostruktūrą sudaro rodžio nanodalelės ant indžio galio nitrido nanolaidelių, kurios padidina sauso metano reformavimo naudojant anglies dioksidą efektyvumą. Kreditas: SciTechDaily.com
Šanchajaus Jiao Tong universiteto sukurtas naujas fotokatalizatorius siūlo ekologišką ir veiksmingą būdą šiltnamio efektą sukeliančias dujas paversti chemikalais naudojant saulės energiją, o tai reiškia didelę pažangą tvarioje cheminių medžiagų gamyboje.
Naujasis fotokatalizatorius, vadinamas Rh / InGaN1-SEis, yra nanostruktūra, susidedanti iš rodžio nanodalelių, imobilizuotų ant deguonimi modifikuotų indžio galio nitrido nanolaidelių, auginamų ant silicio substratų. Esant koncentruotam saulės apšvietimui, ši kompozitinė medžiaga pasižymi puikiomis savybėmis sausuoju metano (DRM) perdirbimu anglies dioksidu.2pasiekus 180,9 mmol g sintetinių dujų išsiskyrimo greitįkatė-1 H-1 Su 96,3% selektyvumu. Tai yra reikšmingas patobulinimas, palyginti su įprastomis katalizinėmis sistemomis, kurioms dažnai reikia daug energijos ir kurios greitai išsijungia.
„Mūsų darbas yra didelis žingsnis į priekį sprendžiant dvigubus iššūkius – šiltnamio efektą sukeliančių dujų emisiją ir tvarią energijos gamybą“, – sakė profesorius Baoyin Zhou, Šanchajaus Jiao Tong universiteto vadovaujantis tyrėjas. „Panaudodami saulės energijos galią ir racionaliai suprojektuotą nanoinžineriją, parodėme ekologišką ir efektyvų būdą išmetamąsias dujas paversti vertingais cheminiais ištekliais.
t/engan1-SEis Buvo ištirti nanolaidai, leidžiantys lengvai pakeisti sausą metaną su anglies dioksidu į sintezės dujas (CH4 + įmonė2 + Šviesa = 2CO + 2H2). Siūloma, kad dalinis N pakeitimas InGaN O gali žymiai pagerinti katalizatoriaus aktyvumą ir stabilumą šviesoje be papildomo šildymo. Kreditas: China Science Press
Sinerginiai efektai ir mechaninės įžvalgos
Mokslininkai išskirtinį savo fotokatalizatoriaus veikimą priskiria sinergetiniams efektams, atsirandantiems dėl fotoaktyvių InGaN nanolaidų, deguonies modifikuoto paviršiaus ir kataliziškai aktyvių rodžio nanodalelių derinio. Mechanistiniai tyrimai atskleidė, kad deguonies atomai vaidina lemiamą vaidmenį didinant CO2 kiekį2 Aktyvinimas, anglies dioksido susidarymo palengvinimas ir katalizatoriaus dezaktyvavimo slopinimas nusodinant koksą.
Šio tyrimo rezultatai, paskelbti prestižiniame žurnale „Science Bulletin“, atveria kelią pažangių fotokatalizinių sistemų, skirtų tvariai kuro ir cheminių medžiagų gamybai iš atsinaujinančių išteklių, kūrimui. Grupė mano, kad jų požiūris gali būti išplėstas į kitas svarbias chemines reakcijas, suteikiant naujų galimybių ekologiškai chemijos pramonei.
„Džiaugiamės šios technologijos perspektyvomis“, – sakė profesorius Baoyin Zhou. „Toliau tobulindami katalizatoriaus dizainą ir reaktoriaus konfigūraciją, siekiame išplėsti procesą ir parodyti, kad jis gali būti pritaikytas praktiškai.
Nuoroda: Yixin Li, Jinglin Li, Tianqi Yu, Liang Qiu, Syed M. Najeeb Hassan, Lin Yao, Hu Pan, Shams Al-Arfin, „Rh/InGaN1−xOx nanostruktūra fotovaroma metano reformavimui su CO2 link sintetinių dujų“, Šerifas. Muhammadas Sadafas, Li Zhou ir Baoyin Zhou, 2024 m. vasario 12 d. Mokslo biuletenis.
doi: 10.1016/j.scib.2024.02.020
„Analitikas. Kūrėjas. Zombių fanatikas. Aistringas kelionių narkomanas. Popkultūros ekspertas. Alkoholio gerbėjas”.
