研究者は金の触媒力を解明する新しいモデルを開発する

Thorium: An energy solution - THORIUM REMIX 2011 (六月 2019).

Anonim

1985年まで、金は化学的に不活性であると広く考えられていました。 しかし、ナノサイズの金粒子が顕著かつ選択的な触媒として作用することが発見されると、可能性の世界が広がりました。

現在、金は、低温での排気ガスからの一酸化炭素の除去や、PVCプラスチックの製造における水銀系触媒の置き換えなど、多くの工業用触媒プロセスで使用されています。 しかし、金は高価で乏しい。

バージニア工科大学の研究者は、時間のかかる試行錯誤に頼ることなく、粒子のあらゆる原子の力を最大限に引き出すことを目指しています。 この長期的な問題は、バージニア工科大学のエンジニアリング工学部の化学工学科の助教授であるHongliang Xinと、新グループの研究グループ。

Xin and Maは、査読された Physical Review Letters に掲載された新しい研究で、サイズ、形状、組成が異なる様々な金ナノ粒子の反応傾向を合理化できる新しいモデルを提案しています。所与の化学反応に対して所望の結果を達成するための金触媒の適切な式。

Xinによると、このモデルは、局在したd電子のような任意の原子に永久に結合していないs電子が表面原子の反応性を支配することを示している。 これは、触媒活性を説明するために広く使用されている理論である、標準的なdバンドモデルの従来の知恵に挑戦します。

「このモデルは、ボールルームのダンスの類推によって容易に理解できます。あなたに魅力的な多くの友達と踊っていると、見知らぬ人とやりとりする可能性は低くなります。 「触媒原子についても同様であり、多くの魅力的な近隣原子に囲まれていないと、反応物に対してより活性がある」と語った。

Xinの研究グループは、エネルギーソリューションの計算モデリングに焦点を当てています。これは、主にVirginia TechのAdvanced Research Computingによってサポートされています。

「計算モデリングに関しては、触媒プロセスが複雑で、その最小の長さと最速の時間スケールでの情報が実験技術で容易にアクセスできないため、これは非常に重要です」とXin氏は述べています。 "我々の仕事や他の多くの分野では、コンピュータのモデル触媒の構造 - 反応の傾向を理解することによって、より良い触媒を発見して設計するユニークな機能を提供するかもしれません。

この発見は、特に化学工業および再生可能エネルギー技術において、重要な実用的用途を有する。 モデルの一般的性質のために、工業的触媒プロセスで一般的に使用されるニッケル、白金、およびパラジウムなどの他の触媒材料と共に使用するように適合させることができる。

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