Wetenschappers van het Nagoya Institute of Technology (NITech) in Japan hebben een duurzame methode ontwikkeld om koolmonoxide te neutraliseren, het geurloze gif geproduceerd door auto's en thuisboilers. Hun resultaten stonden op de omslag van het septembernummer van het tijdschrift Nanomaterialen .

traditioneel, koolmonoxide heeft een edelmetaal nodig - een zeldzaam en duur ingrediënt - om in kooldioxide om te zetten en gemakkelijk in de atmosfeer te verdwijnen. Hoewel het edelmetaal zorgt voor structurele stabiliteit bij verschillende temperaturen, het is een onbetaalbare en eindige hulpbron en onderzoekers wilden graag een alternatief vinden.

Nutsvoorzieningen, een team onder leiding van Dr. Teruaki Fuchigami van het NITech heeft een framboosvormig nanodeeltje ontwikkeld dat in staat is tot hetzelfde oxidatieproces dat ervoor zorgt dat koolmonoxide een extra zuurstofatoom krijgt en zijn meest krachtige toxiciteit verliest.

"We ontdekten dat de framboosvormige deeltjes zowel een hoge structurele stabiliteit als een hoge reactiviteit bereiken, zelfs in een enkele oppervlaktestructuur op nanoschaal, " zei dr. Fuchigami, een assistent-professor bij de afdeling Life Science and Applied Chemistry aan de NITech en eerste auteur op het papier.

De sleutel, volgens Dr. Fuchigami, zorgt ervoor dat de deeltjes zeer complex maar georganiseerd zijn. Een, eenvoudig deeltje kan koolmonoxide oxideren, maar het zal natuurlijk samengaan met andere eenvoudige deeltjes. Die eenvoudige deeltjes verdichten zich en verliezen hun oxidatievermogen, vooral als de temperatuur in een motor of ketel stijgt.

Katalytische nanodeeltjes met enkele nanoschaal en complexe driedimensionale (3-D) structuren kunnen zowel een hoge structurele stabiliteit als een hoge katalytische activiteit bereiken, echter, dergelijke nanodeeltjes zijn moeilijk te produceren met conventionele methoden. Dr. Fuchigami en zijn team probeerden niet alleen de grootte van de deeltjes te controleren, maar ook hoe ze bij elkaar kwamen. Ze gebruikten kobaltoxide nanodeeltjes, een edelmetaalalternatief dat goed kan oxideren maar uiteindelijk samendrukt en inactief wordt.

De onderzoekers pasten sulfaationen toe op het vormingsproces van het kobaltoxidedeeltje. De sulfaationen grijpen de deeltjes vast, het creëren van een chemisch gebonden brug. Een ligand genoemd, deze brug houdt de nanodeeltjes bij elkaar en remt ook de klontvorming die zou leiden tot een verlies van katalytische activiteit.

Het resulterende deeltje zag eruit als een framboos:kleine cellen die samengebonden waren tot iets dat groter was dan de som der delen.

"Het fenomeen van het verknopen van twee stoffen is geformuleerd op het gebied van metaal-organisch raamwerkonderzoek, maar, voor zover we kunnen nagaan, dit is het eerste rapport over oxide-nanodeeltjes. De effecten van overbruggende liganden op de vorming van oxide-nanodeeltjes, die nuttig zal zijn om een ​​synthesetheorie voor complexe 3D-nanostructuren vast te stellen, " Dr. Fuchigami zei over de framboosvormige nanostructuur.

De unieke oppervlakte-nanostructuur van de framboosvormige deeltjes bleef stabiel, zelfs onder het harde katalytische reactieproces, verbetering van de CO-oxidatie-activiteit bij lage temperatuur.

Dr. Fuchigami en zijn team zullen doorgaan met het bestuderen van de overbruggende liganden met als doel het ontwerpaspect van nanomaterialen nauwkeurig te beheersen, zoals de grootte en morfologie.

uiteindelijk, ze zijn van plan de meest stabiele en actieve configuratie voor chemische katalyse en andere toepassingen te ontdekken.