डैलियन इंस्टीट्यूट ऑफ केमिकल फिजिक्स (DICP) के चीनी वैज्ञानिकों ने निकल ऑक्साइड पर एक पहले अज्ञात परमाणु संरचना की खोज की है जो मीथेन रूपांतरण को काफी बढ़ाती है। यह खोज बताती है कि क्यों निकल ऑक्साइड, धात्विक निकल के बजाय, प्रतिक्रिया का प्राथमिक चालक है और कम निकल सामग्री वाले उत्प्रेरक बनाने की अनुमति देता है।
यह शोध प्रोफेसर ताओ झांग, आइकिन वांग और लियू शियाओयान के नेतृत्व में DICP से, प्रोफेसर वेई लियू (DICP), ताओ यांग (शियान जियाओटोंग विश्वविद्यालय), और ग्राहम जे. हचिंग्स (कार्डिफ़ विश्वविद्यालय) द्वारा केंद्रित था, आंशिक मीथेन ऑक्सीकरण (POM) पर, एक प्रक्रिया जिसका उपयोग ईंधन और रसायनों के लिए सिंथेटिक गैस बनाने के लिए किया जाता है। वर्षों से, धात्विक निकल (Ni) नैनोपार्टिकल्स को POM में प्रमुख सक्रिय केंद्र माना जाता रहा है। हालाँकि, टीम ने सवाल किया कि क्या प्रतिक्रिया के बाद देखी गई धात्विक Ni वास्तव में उत्प्रेरण के लिए जिम्मेदार है, या केवल प्रक्रिया का एक उपोत्पाद है।
वैज्ञानिकों ने माइक्रोइमल्शन विधि का उपयोग करके केवल 0.8 wt% Ni युक्त एक Ni/Al2O3 उत्प्रेरक बनाया। इस कम-निकल उत्प्रेरक ने उच्च स्तर का प्रदर्शन प्रदर्शित किया, 92% मीथेन को CO और H2 के लिए 87.0% चयनात्मकता के साथ परिवर्तित किया, 2.0 के स्थिर H2/CO मोलर अनुपात को बनाए रखा। उल्लेखनीय रूप से, प्रतिक्रिया के बाद उत्प्रेरक में लगभग कोई धात्विक Ni का पता नहीं चला।
न्यूनतम निकल सामग्री के बावजूद, उत्प्रेरक का प्रदर्शन दस गुना अधिक निकल (8.0 wt% Ni/Al2O3) युक्त उत्प्रेरक के साथ प्रतिस्पर्धा करता है, जो इम्प्रेग्नेशन द्वारा निर्मित होता है। कम-लोडिंग उत्प्रेरक ने समान कम-निकल उत्प्रेरक को भी पीछे छोड़ दिया, जिसे इम्प्रेग्नेशन विधि का उपयोग करके तैयार किया गया था, जिसने प्रभावी POM के बजाय केवल मीथेन दहन का प्रदर्शन किया। यह खोज उत्प्रेरक गतिविधि के परमाणु-स्केल स्रोत को प्रकट करती है और यथार्थवादी परिचालन स्थितियों के तहत उत्प्रेरक का निरीक्षण करने के महत्व पर प्रकाश डालती है।
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