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    Les interactions interdisciplinaires inspirent de nouvelles découvertes

    Takayuki Kojima avec le système de mesure catalytique. Crédit :Université du Tohoku

    Suivant une approche interdisciplinaire, des chercheurs au Japon ont trouvé de nouveaux catalyseurs utilisant des alliages Heusler uniques. La plupart des études sur les catalyseurs ont été menées par des chercheurs en chimie. Cependant, les catalyseurs concernent également d'autres domaines de recherche. Par exemple, la science des matériaux, dont la métallurgie, implique également la fabrication et l'analyse de catalyseurs, et la physique du solide est nécessaire pour comprendre les structures électroniques ayant des propriétés catalytiques. Par conséquent, l'expertise de différents domaines est essentielle pour les études catalytiques.

    Alliages Heusler (formule :X 2 YZ) sont très populaires comme magnétiques (spintronique), thermoélectrique, et les matériaux à mémoire de forme. Bien qu'ils soient presque inconnus comme catalyseurs, ils ont de grandes caractéristiques :(1) de nombreux ensembles possibles de X, Oui, et Z permettent la découverte de nouveaux catalyseurs; et (2) la possibilité de substitution élémentaire (par exemple X 2 YZ 1- X Z' X ) permet le réglage fin des propriétés catalytiques.

    Takayuki Kojima de l'Université du Tohoku, dont le doctorat impliqué la recherche de matériaux magnétiques, conçu l'utilisation des alliages Heusler comme catalyseurs, et a mené les recherches avec le groupe de recherche An Pang Tsai qui étudie les catalyseurs du point de vue de la métallurgie. Ils ont trouvé de bons catalyseurs, Co 2 (Mn ou Fe) Ge, pour l'hydrogénation sélective d'alcyne, basé sur la caractéristique 1. Ils ont également démontré le contrôle précis de la catalyse basé sur la caractéristique 2.

    Les nouveaux catalyseurs n'incluent pas les métaux nobles précieux, contrairement aux catalyseurs industriels à base de Pd. Ils peuvent remplacer les catalyseurs au Pd si la surface est suffisamment agrandie, par exemple, en fabriquant des nanoparticules.

    En outre, le réglage de la catalyse par substitution élémentaire est difficile à faire dans les alliages ordinaires. Cette découverte a non seulement des avantages pratiques, mais sera également utile pour étudier les mécanismes de catalyse sur des alliages qui ne sont pas encore totalement révélés.

    L'équipe vise désormais à développer des catalyseurs pratiques à grandes surfaces et à révéler en profondeur les mécanismes de bonnes performances. "Nous pensons que cette étude inspirera de nombreux chercheurs dans tous les domaines connexes à essayer de trouver de bons catalyseurs Heusler pour divers processus de réaction, " a déclaré Kojima.


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