ارائه نانوکاتالیستی با کارایی بالا برای حذف آلودگی‌های دارویی

دانشمندان نانوذرات آلیاژی از جنس مس-کبالت ایجاد کردند که می‌تواند واکنش‌های شیمیایی را به طور مؤثر برای تخریب آلاینده‌ها فعال می‌کنند. این کاتالیست‌ها از روش‌های سنتی بهتر عمل می‌کنند و درک تازه‌ای در مورد تعامل در سطح اتمی در کاتالیزورها ارائه می‌دهند.

تحقیقات اخیر بر اثرات ترکیبی خوشه‌های اتمی (ACs) یا نانوذرات (NPs) و اتم‌های منفرد متمرکز شده است. با این حال، مطالعات قبلی که به طور معمول بر تعامل اساسی بین NPهای خالص و اتم‌های منفرد (SAs) متمرکز شده، دیدگاه محدودی را ارائه می‌دهد. آن‌ها به طور کامل بررسی نکرده‌اند که چگونه اصلاحات در نانوذرات یا اتم‌های منفرد می‌تواند فعالیت کلی NPS/ACS@M-N-C را افزایش دهد. در نتیجه، هنوز در مورد ساخت و ساز و کار دقیق و تقویت عملکرد کل ساختار فلزی NPS/ACS@M-N-C چیزهای زیادی برای یادگیری وجود دارد.

در یک مطالعه جدید، آلیاژ نانوذره‌ای مس-کبالت روی ساختار CO-N-C  (CC@CNC) ساخته شد که این کار با استفاده از چارچوب زئولیت (ZIP-۸) انجام شده است. این ساختار کاتالیستی عملکرد قابل توجهی نسبت به Co C@CNC دارد که دلیل این امر کاهش سد انرژی در جذب PMS است. در واقع سد انرژی در فرآیند جذب PMS کاهش یافته و طول پیوند Co-O افزایش می‌یابد. ماحصل این فرآیند کاهش طول پیوند O-O و بهینه شدن برهمکنش میان گروه‌های عاملی است.

نتایج نشان داد که کاتالیست CC@CNC بسیار کارآمد و با عملکرد ۸۰٫۶۷ ٪  توانست ۲۰ میلی‌گرم در لیتر کاربامازپین (CBZ) را در مدت ۵ دقیقه حذف کند، که برتر از همتای خود یعنی C@CNC (۵۸.۹۹ ٪ در ۵ دقیقه) بود. این نتایج نشان داد که واکنش اکسیداسیون PMS در CO SA رخ داده است، که می‌تواند به طور انتخابی O۲ را برای از بین بردن مؤثر CBZ تولید کند. این مطالعه می‌تواند زیرساخت مناسبی برای ارائه راهبردهایی به منظور بهینه‌سازی عملکرد کاتالیست‌ها و همچنین تشخیص مکانیسم اساسی در مونتاژ چند اتم فلزی روی کاتالیزورهای فلزی SAS در سطح مداری اتمی ایجاد کند.