Атомная тюнинг на кобальт обеспечивает восьмикратное увеличение Н2О2 производства

Также как мы принимаем душ, чтобы смыть всю грязь и другие частицы, полупроводники также требуют очистки. Однако, его уборка идет в крайность даже следов загрязнений «не оставляющие следов». После того, как все материалы изготовления микросхемы применяются в кремниевой пластины, строгий процесс очистки для удаления остаточных частиц. Если этот высокой чистоты очистки и частиц-удаления шаг пойдет не так, его электрических соединений в чипе, скорее всего, страдают от этого. С тех миниатюрных гаджетов на рынке, чистоту стандартам индустрии электроники достигнет уровня, как найти иголку в пустыне.

Это объясняет, почему перекись водорода (H2O2), крупнейшей электронной химической чистки, является одним из самых ценным химическим сырьем, которое лежит в основе чип-делая индустрии. Несмотря на все возрастающее значение Н2О2, ее промышленность была поручена энергоемких и многоэтапный метод, известный как антрахинон процесс. Это неэкологичный процесс, который включает гидрирование шаг с применением дорогостоящих палладиевых катализаторов. Кроме того, Н2О2 могут быть синтезированы непосредственно из H2 и О2его газа, хотя активность по-прежнему очень тяжелое и требует высокого давления. Еще один экологичный способ является электрохимически снижения кислорода до Н2О2 через 2-электронно путь. Недавно, благородных металлов на основе электрокатализаторов (например, Ас-ПД, Пт-НД и ПД-НД) были продемонстрированы, чтобы показать производительность Н2О2, хотя таких дорогих инвестиций наблюдался низкий доход, что не соответствует масштабируемой продукции.

Исследователя на центре для исследования наночастиц (во главе с директором Taeghwan Хен и заместитель директора Юн Ын Сон) в Институте фундаментальной науки (ИБС) в сотрудничестве с профессором Чен Сук Ю в университете Сеула недавно докладе конечной электрокатализатора, который отвечает на все вопросы, которые волнуют Н2О2 производства. Этот новый катализатор, содержащий оптимальное-Н4 молекул включены в азоте, легированного графена, СО1-НГ(о), демонстрирует рекордно высокую электрокаталитическую активность, производя до 8 раз выше количества Н2О2, которые могут быть созданы из довольно дорогих благородных металлов на основе электрокатализаторов (например, Пт, Ас-ПД, Пт-HG и т. д.). Синтезированные катализаторы полностью охватывать по крайней мере в 2000 раз меньше дорогостоящих элементов (со, Н, С и о), чем обычные палладиевый катализатор, и они исключительно стабильный без потери активности в течение 110 часов Н2О2 производства.

Как правило, с участием различных этапах катализаторы (обычно твердые) и реагентов (газ), гетерогенные катализаторы широко используются во многих важных промышленных процессов. Тем не менее, их каталитические свойства, как считалось, можно регулировать только путем изменения составных элементов. В этом исследовании, исследователи убедились, что они могут вызывать специфическое взаимодействие в гетерогенных катализаторов путем тонкой настройки локальной атомной конфигурации элементов, как видно в ферментных катализаторов. Хен режиссер, автор исследования отмечает: «Это исследование успешно продемонстрирована возможность контроля катализатора собственность по настройке атомной композиций. Эта находка может приблизить нас к открытию фундаментальных свойств каталитической деятельности».

На основе теоретического анализа, было подтверждено, что плотность заряда атома кобальта на азот-допированного графена очень сильно зависит от координационной структуры вокруг атома кобальта. Таким образом, исследователи могли контролировать плотность электронов атомов кобальта путем введения либо электронно-богатый или электронно-бедный видов, таких как кислород и атомы водорода. Когда богатых электронами атомов кислорода соседних, атомов со стать электроноакцепторным. С другой стороны, когда богатых электронами атом водорода находится поблизости, противоположная тенденция встретился (что бы создать богатых электронами атомов Колорадо). Очень интересно, что плотность электронов атомов Co были критическими для электрохимического Н2О2 производства.

Далее исследователи разработали оптимальное строение атома кобальта (СО1-Н4(о)) При наличии всех необходимых условий, таких как точное выделение элемента, температуры синтеза и различных экспериментальных условий. Сочетая теоретическое моделирование и синтез наноматериалов технологиям, исследователям удалось контролировать каталитические свойства в атомарной точности. С электронно-бедные атомы со (СО1-НГ(П)), они были способны производить Н2О2 значительно более высокую активность и стабильность, намного превосходящие государство-оф-искусство благородных металлических катализаторов. И наоборот, богатых электронами атомов Co выставляла высокую реакционную способность по 4-электрон реакции электровосстановления кислорода с образованием Н2О, которые могут оказаться полезными для применения в топливных элементах.

Удивительно, 341.2 кг Н2О2 может быть произведен в течение 1 дня при комнатной температуре и атмосферном давлении, используя 1 кг СО1-НГ(П) катализатора. Такое количество Н2О2 до 8 раз выше количества Н2О2, созданных государством-оф-искусство благородных металлических катализаторов. СО1-Н4(О)) является основным катализатором, который позволяет малозатратной, эффективной и экологически чистой продукции Н2О2. Профессор Сун, автор говорит: «в первый раз, мы обнаружили, что каталитические свойства гетерогенных катализаторов могут быть доработаны в атомарной точности. Этот беспрецедентный результат поможет нам понять предыдущие Неизвестные аспекты электрохимической Н2О2 производства. С этим знанием, мы можем спроектировать масштабируемую катализатором, который полностью состоит из земли-обильные элементы (со, Н, С и о)».

сделать разницу: спонсорские возможности