Optymalny rozmiar miedzi do katalizy

Optymalny rozmiar miedzi do katalizy

Nanocząsteczki miedzi są niezwykle ważnym elementem w katalizie niektórych procesów chemicznych. Wymagają one ich ogromnych ilości, więc ważne jest, aby naturalne surowce w jej postaci były wykorzystywane tak efektywnie, jak to tylko możliwe.

Naukowcy z Uniwersytetu w Utrechcie postanowili sprawdzić jak duże powinny być cząstki miedzi, aby kataliza z ich udziałem była optymalna. Po wielu próbach doświadczalnie udało im się określić idealny rozmiar nanocząsteczek, a ich badania znajdziemy w dzisiejszym numerze Nature Communications.

Przez ostatnie dziesięciolecia naukowcy prowadzili spór na temat optymalnego rozmiaru nanocząstek miedzi. Teoretyczne obliczenia wskazywały bowiem na to, że ich wymiary mają bezpośredni wpływ na aktywność katalizatorów miedziowych. Nikt do tej pory jednak nie był w stanie wykazać tego doświadczalnie w warunkach przemysłowych.

Po raz pierwszy udało się to naukowcom z Utrechtu, którzy badali miedź o rozmiarach od dwóch do dziesięciu nanometrów pod ciśnieniem 260 barów i w temperaturze 40 stopni Celsjusza. W ten sposób odkryli, że aktywność katalityczna zmniejszała się w cząstkach mniejszych niż osiem nanometrów.

Mniejsze cząstki są z reguły bardziej aktywne ze względu na stosunkowo wysokie zagęszczenie w strukturze rogów i krawędzi, jednak okazuje się, że nie jest tak w tym przypadku. Z naukowego punktu widzenia, wynik jest więc bardzo interesujący, ponieważ daje głębszy wgląd w optymalną strukturę katalizatorów.

Jednym z potencjalnych zastosowań optymalnych nanocząstek miedzi jest produkcja metanolu. Wzrasta oba bowiem dramatycznie w obrębie całego świata, stanowiąc podstawę przemysłu chemicznego. Spostrzeżenia naukowców mogą również pomóc w projektowaniu aktywnych i stabilnych katalizatorów, które potrzebne są podczas procesu produkcji tego związku chemicznego.

(rr)