.jpg)
העולם עומד בפני מגוון של אתגרים רציניים בהשגת כימי יעיל יותר בר קיימא לייצור אנרגיה. קטליזה כבר משחקת תפקיד מרכזי בפיתוח מערכות כאלה, אבל זרזים רומן זול נדרשים בדחיפות אם אנחנו רוצים לענות על אתגרים גלובליים. מיקרוסקופיית המנהור (STM) היא טכניקה ייחודית אמת שטח של מערכות זרז מודל זה יכול לספק תובנות חדשות על מערכות קטליטיים תעשייתיים בזיהוי האתרים הפעילים, את החשיבות של אתרי פגם, ואת ההשפעות תמיכה. אנחנו מתקרבים לעידן שבו היסוד בקנה מידה אטומי תובנות לתוך מבנה השטח תגובתיות עלול להוביל העיצוב של זרז מעולה ההפעלה החדשה תחת טכנית התנאים הרלוונטיים.
שלב אחר שלב Surface-קטליטי תגובות
הראשון שלנו למשל עוסק בעיצוב של זרז קיטור רפורמה חדשה. בעוד זהב וניקל הם immiscible בתפזורת, פרופ Besenbacher ואת ד"ר Thostrup בבית הבינתחומי הננו מרכז (iNANO ) גילו כי שני לעשות בצורה למעשה סגסוגת פני השטח. יחדיו עם העובדה ניקל, כאשר שימש זרז קיטור רפורמה, היא פסיבציה במהירות על ידי יצירת גרפיט, פרופ Besenbacher ואת ד"ר Thostrup בדקו האם הסגסוגת Au-Ni משטח עמיד יותר.
מתוך תמונות ברזולוציה גבוהה STM נחשף כי האטומים Au alloyed לתוך שכבת פני השטח Ni לטרוד את המבנה האלקטרוני של אטומי ניקל הסמוך, במובן זה אטומי ניקל עם שכנה Au אטום הם צילמו בהירים על ידי STM (ראה איור למטה ). יש לזה אפקט מפתיע של הפחתת הנטייה של פני השטח כדי לאגד גרפיט פחמן הטופס. ממצאים אלה השראה היסוד את הסינתזה של שטח פנים גבוה, MgAl 2 O 4-נתמך Au-Ni קיטור רפורמה זרז.
.jpg)
כדוגמה שנייה, פרופ Besenbacher ואת ד"ר Thostrup נפתר בהצלחה תגובת ביניים hydrodesulphurization (HDS) תהליך, אשר מועסק על כמעט כל המוצרים בעירה נגזר נפט גולמי הוא גורם כה חשוב מאוד פוחת פליטות הגופרית. תמונות שלנו החליט אטומית חשפו עד כה לא ידוע אלקטרוניים המדינה "שוליים" עם אופי מטאלי בקצוות פעיל catalytically MOS 2 nanoclusters. מתברר כי מצב זה מקנה גדותיו מאפיינים כימיים בלתי רגיל על 2 אשכולות MOS.
האיור שלהלן מציג את התגובה ביניים cis-אבל-2-ENE-thiolates (C 4 H 7 S-) מתואמת דרך אטום גופרית הטרמינל עד אפס מקום מתכתי נוצר על הידרוגנציה חלקית של thiophene (C 4 H 4 S). בהתבסס על תובנות שנרכשו המחקרים STM בשילוב עם חישובים תיאורטיים מפורטים DFT, משתפי הפעולה שלנו Haldor Topsoe A / S לאחרונה הצליחו לסנתז סוג חדש של זרזים HDS מעולה, ברים hydrotreating זרזים.
.jpg)