최근에 발표 된 연구 고급 과학 그것은 기계적 변형을 사용하여 전기 분극을 유도하고 화학 반응을 시작하는 Flexocalalis로 알려진 새로운 촉매 접근법을 도입합니다.
이 연구는 중심 상징적 인 깃털 산화물 인 나노 스칼 스트론튬 티탄 (shrtio₃ 또는 백)에 중점을두고 초음파 진동 하에서 수소의 생성 및 유기 오염 물질의 분해를 촉진시키는 이중 능력을 보여준다. 결과는 순수한 에너지 생산과 환경 청소를위한 새롭고 녹색 전략을 지적합니다.
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배경
이 논문은 스트레스 구배를받을 때 전기 재료에서 전기 분극을 생성하는 Flexelectric 효과에 중점을 둡니다. 일반적으로 그룹 재료에서는 약하지만,이 효과는 작은 구조에서 달성 될 수있는 높은 응력 구조로 인해 Nanocation에 훨씬 더 두드러집니다.
Piezocaalis의 이전 연구는 Bati₃ 또는 Sweat와 같은 비 혈관 소체 물질의 pyzoelectric 특성에 의존하는 이전의 연구는 기계적 에너지가 촉매 활성으로 전환 될 수 있음을 보여 주었다. 그러나, piezocatalysis는 고유 한 압전성을 필요로하며, 유용한 재료를 특정 대칭 특성을 가진 사람들에게 제한한다.
대조적으로 Flexocatalysis는 대칭 제한과 관련이없는 Flexelectric 효과를 통해 작용합니다. 이것은 Shrtio와 같은 중심 측정 물질을 포함하도록 지속 가능한 촉매의 범위를 확장시킵니다. 내부 전기장에서 내부 압전 전기의 부족에도 불구하고 물 분할 또는 유기 분해와 같은 반응을 유발할만큼 강한 내부 전기장을 생성 할 수 있습니다.
현재 연구
연구원들은 나노 srtio₃의 음성 소성 잠재력을 평가하기 위해 포괄적 인 실험적 접근 방식을 취했습니다. 100 개의 고급 분말 (99.5 %)을 1000 ℃에서 3 및 24 시간 동안 열 처리하여 입자 크기를 변형시킨다.
구조적 무결성 및 위상 조성은 X -Ray (XRD) 및 rietveldld의 훈련에 의해 확인되는 반면, 휴대용 전자 현미경 (TEM)과 HRTEM (High Resolution) 주제 (HRTEM)는 형태 및 입자 크기의 상세한 이미지를 제공했습니다.
표면 특성은 Brunauer-Emmett-Teller (BET), Raman의 분광법 및 X- 선 광전자 분광법 (XPS)의 표면 표면의 측정에 의해 평가되었다. 자외선 분광법 (UPS) 및 UV-Vis 분광법은 재료의 재료 특성 및 재료의 공허함을 결정하는 데 사용되었습니다.
촉매 효과는 초음파 진동의 사용에 의해 테스트되었으며, 나노 신경의 응력 구배를 유도한다. 물에 분산 된 수소의 생산을 위해, 수소의 진화는 표준 가스 정량화 기술을 적용함으로써 실시간으로 측정되었다. 유기 분해의 경우, Rodamin B (RHB)는 동일한 초음파 조건에서 색상의 붕괴를 모니터링하기위한 모델의 오염 물질이었다.
기본 메커니즘을 더 잘 이해하기 위해 COMSOL 다중 지위 시뮬레이션은 적용된 력이 나노 지에 융통성 전기 분극을 생성한다는 모델을 모델링했습니다.
결과 및 토론
수소 진화를 이용한 실험에서, 초음파 진동 하에서 4 시간 후에 1289.53 µmol/g/h의 인상적인 속도로 적어도 입자 백 (미처리 백)이 수소를 생성 하였다.
촉매 및 구조적 안정성의 재활용과 결합 된이 강력한 출구는 음성 국제적 접근의 실질적인 잠재력을 나타냅니다. 입자 크기가 117 nm에서 35nm로 감소하면 3.32 배의 수소 생산이 증가하여 입자 크기가 감소함에 따라 굴곡 효과가 강화된다는 이론적 예측과 직접 정렬되었습니다.
유기적 인 고장의 경우, 그는 3 시간 내에 RHB의 약 94 %가 저하되어 더 크거나 열적으로 처리 된 샘플을 능가했습니다. 이 효율은 하이드 록실 라디칼 (∙ OH) 및 수퍼 옥사이드 이온 (∙ OT)과 같은 반응성 산소 유형 (DEW)의 형성과 관련이 있으며, 이는 전하의 유연성 분극으로의 분리에 의해 생성된다.
포함 된 화학 경로는 연구에 제공된 반응 방정식을 통해 자세히 설명되어 있으며,이 과정은 오염 물질에 의해 파괴된다고 설명합니다.
XD 반응 후 분석은 SOD의 최소한의 구조적 변화를 보여 주었으며, 이는 우수한 내구성과 분해에 대한 저항을 시사한다. 회절 팁에서 온화한 교대가 관찰되었으며, 아마도 반응 동안 피상적 상호 작용으로부터의 이완의 화격자로 인해 촉매의 전체 안정성을 위험에 빠뜨리지 않았다.
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결론
이 연구는 음소 촉매가 수소 생산 및 유기 오염 물질의 분해를위한 실용적이고 환경 적으로 의식적인 방법이 될 수 있으며, 통제되지 않는 재료에 의존하는 종래의 pyzocatalic 시스템에 대한 대안을 제공한다는 것을 보여준다.
Nano Shrtio의 일관된 성능 및 구조적 안정성은 반복 된주기 후에도 에너지 및 환경 관리와 관련된 촉매 응용 분야에서 잠재적 사용에 적합성을 강조합니다.
중심 측정 물질에서 약물 효과를 사용하여, 작업은 기계적으로 유도 된 촉매를 고려할 수있는 재료의 범위를 확장합니다. 또한 Nanocular에서 전자 기계적 행동에 대한 깊은 이해에 기여하여 적응성 및 효과적인 촉매 시스템에 대한 추가 연구를 지원합니다.
잡지 참조
Mondal, S., Das, RC, Du, Y., Hou, Z., Konstantinov, K., Cheng, Z. (2025). 유기 물질의 수소 생성 및 유기 물질의 분해 나노 shrtio ₃. 고급 과학,, 2025, doi : 10.1002/adv.202500034,
