الباحثون المشاركون

د. وائل الزعبي - Stefano Leoni - د. باسم عصفور - أ. د. عبد الوهاب علاف - Jee-Hyun Kang - Young Gun Ko

منشور في

InfoMat, early view (online version of record before inclusion in an issue) e12617, 09 September 2024.

الملخص

تُعد جسيمات النانو السبائكية متعددة العناصر المدعومة بأكسيد المعدن واعدة للغاية كحفازات فعالة من حيث التكلفة مع مساحة تركيبية شبه لا نهائية. ومع ذلك، فإن التصنيع القابل للضبط لجسيمات النانو السبائكية متعددة العناصر فائقة الصغر (us-MEA-NPs) المدعومة على أكسيدات المعادن المسامية مع توزيع عنصري متجانس وثبات حفزي جيد أثناء التشغيل طويل الأجل أمر بالغ الصعوبة بسبب أكسدتها وعدم قابلية الامتزاج القوية. كدليل على مفهوم أن هذا التصنيع يمكن تحقيقه، يقدم هذا العمل استراتيجية "قاعدية" عامة، تعتمد على المساعدة فوق الصوتية، للأكسدة الكهربائية المتزامنة والاختزال والترسيب لسبك العناصر المختلفة في جسيمات النانو الفردية على دعامة مسامية. إحدى خصائص هذه التقنية هي الخلط المتجانس، والذي ينتج عن التحلل الحراري السريع المتزامن والاختزال مما يؤدي إلى تجمد قطرات السائل متعددة العناصر دون تكتل. تم تحقيق هذه العملية من خلال مزيج تآزري من الظواهر الكهروكيميائية والبلازما- كيميائية المعززة عند واجهة المعدن- الإلكتروليت (طاقة إلكترون من 0.3 إلى -1.38 إلكترون فولت عند درجة حرارة قصوى تبلغ 3000 كلفن تُحقق خلال ثوان بمعدل ~105 كلفن في الثانية) في محلول مائي تحت حقل صوتي (40 كيلوهرتز). وتوضيحاً لفعالية هذا النهج، أظهر الحفاز CuAgNiFeCoRuMn@MgO-P3000 كفاءة حفزية استثنائية في الهدرجة الانتقائية لمركبات النيترو، مع أكثر من 99% انتقائية كيميائية وتحول يقرب من 100% في غضون 60 ثانية وبدون انخفاض في النشاط الحفزي حتى بعد 40 دورة (>98% تحول في 120 ثانية). توفر نتائجنا طريقة فعالة وقابلة للنقل لتصميم الحفازات MEA-NP المدعومة على المستوى الذري وتمهد الطريق لمجموعة واسعة من التفاعلات الحفزية.

الكلمات المفتاحية: أكسدة، إرجاع، جسيمات نانوية معدنية، حفازات، فعالية.

رابط البحث كاملاً

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/inf2.12617