Nature.com ত যোৱাৰ বাবে ধন্যবাদ। আপুনি ব্যৱহাৰ কৰা ব্ৰাউজাৰৰ সংস্কৰণত সীমিত CSS সমৰ্থন আছে। উত্তম ফলাফলৰ বাবে, আমি আপোনাক আপোনাৰ ব্ৰাউজাৰৰ এটা নতুন সংস্কৰণ ব্যৱহাৰ কৰিবলৈ পৰামৰ্শ দিওঁ (বা Internet Explorer ত সুসংগততা ধৰণ নিষ্ক্ৰিয় কৰক)। ইয়াৰ মাজতে, চলি থকা সমৰ্থন নিশ্চিত কৰিবলৈ, আমি ষ্টাইলিং বা জাভাস্ক্রিপ্ট অবিহনে চাইটটো দেখুৱাইছো।
হাইড্ৰজেন প্ৰযুক্তিৰ বিকাশ সেউজ অৰ্থনীতিৰ মূলতে নিহিত হৈ আছে। হাইড্ৰজেন সংৰক্ষণ উপলব্ধি কৰাৰ বাবে পূৰ্বচৰ্ত হিচাপে হাইড্ৰজেনেচন (ডি)হাইড্ৰজেনেচন বিক্ৰিয়াৰ বাবে সক্ৰিয় আৰু সুস্থিৰ অনুঘটকৰ প্ৰয়োজন হয়। এতিয়ালৈকে এই অঞ্চলত ব্যয়বহুল বহুমূলীয়া ধাতুৰ ব্যৱহাৰৰ আধিপত্য আছে। ইয়াত আমি এটা নতুন কম খৰচী কোবাল্ট ভিত্তিক অনুঘটক (Co-SAs/NPs@NC) প্ৰস্তাৱ কৰিছো য'ত অতি বিতৰণ কৰা একক-ধাতুৰ স্থানসমূহক মিহি নেনোকণাসমূহৰ সৈতে সহযোগিতামূলকভাৱে সংযুক্ত কৰি দক্ষ ফৰ্মিক এচিড ডিহাইড্ৰ'জেনেচন লাভ কৰা হয়। পাৰমাণৱিকভাৱে বিক্ষিপ্ত CoN2C2 ইউনিটৰ উত্তম পদাৰ্থ আৰু ৭-৮ এন এম আকাৰৰ এনকেপচুলেটেড নেনোকণা ব্যৱহাৰ কৰি, প্ৰপাইলিন কাৰ্বনেটক দ্রাৱক হিচাপে ব্যৱহাৰ কৰি, ১৪০৩.৮ মিলিলিটাৰ g-1 h-1 ৰ উৎকৃষ্ট গেছ উৎপাদন পোৱা গৈছিল, আৰু ৫ চক্ৰৰ পিছত কোনো ক্ষতি হোৱা নাছিল। কাৰ্য্যকলাপ, যিটো বাণিজ্যিক পিডি/চিতকৈ ১৫ গুণ ভাল। ইন চিটু পৰীক্ষা পৰীক্ষাই দেখুৱাইছে যে, সম্পৰ্কীয় একক ধাতুৰ পৰমাণু আৰু নেনোকণা অনুঘটকৰ তুলনাত, Co-SAs/NPs@NC এ মূল একদন্তযুক্ত মধ্যৱৰ্তী HCOO* ৰ শোষণ আৰু সক্ৰিয়কৰণ বৃদ্ধি কৰে, যাৰ ফলত পৰৱৰ্তী CH বন্ধন বিভাজন বৃদ্ধি পায়। তাত্ত্বিক গণনাই দেখুৱাইছে যে কোবাল্ট নেনোকণাসমূহৰ সংহতিৰ ফলত এটা Co পৰমাণুৰ d-বেণ্ড কেন্দ্ৰক সক্ৰিয় স্থানলৈ ৰূপান্তৰিত হয়, যাৰ ফলত HCOO* মধ্যৱৰ্তী পদাৰ্থৰ কাৰ্বনাইল O আৰু Co কেন্দ্ৰৰ মাজৰ সংযোজন বৃদ্ধি পায়, যাৰ ফলত শক্তিৰ বাধা হ্ৰাস পায়।
হাইড্ৰজেনক বৰ্তমানৰ বিশ্ব শক্তি পৰিৱৰ্তনৰ বাবে এক গুৰুত্বপূৰ্ণ শক্তি বাহক হিচাপে গণ্য কৰা হয় আৰু ই কাৰ্বন নিৰপেক্ষতা লাভৰ এক মূল চালক হ'ব পাৰে1। ইয়াৰ ভৌতিক ধৰ্ম যেনে জ্বলনশীলতা আৰু কম ঘনত্বৰ বাবে হাইড্ৰজেনৰ নিৰাপদ আৰু কাৰ্যক্ষম সংৰক্ষণ আৰু পৰিবহণ হাইড্ৰজেন অৰ্থনীতি বাস্তৱায়িত কৰাৰ মূল বিষয়2,3,4। ৰাসায়নিক বিক্ৰিয়াৰ জৰিয়তে হাইড্ৰজেন সংৰক্ষণ আৰু মুক্ত কৰা তৰল জৈৱিক হাইড্ৰজেন বাহক (LOHC)ক দ্ৰৱ হিচাপে প্ৰস্তাৱ কৰা হৈছে। আণৱিক হাইড্ৰজেনৰ তুলনাত এনে পদাৰ্থ (মিথানল, টলুইন, ডাইবেনজাইল্টলুইন আদি) চম্ভালিবলৈ সহজ আৰু সুবিধাজনক5,6,7। বিভিন্ন পৰম্পৰাগত LOHC ৰ ভিতৰত ফৰ্মিক এচিড (FA)ৰ বিষক্ৰিয়া তুলনামূলকভাৱে কম (LD50: 1.8 g/kg) আৰু H2 ক্ষমতা 53 g/L বা 4.4 wt%। উল্লেখযোগ্য যে FA হৈছে একমাত্ৰ LOHC যিয়ে উপযুক্ত অনুঘটকৰ উপস্থিতিত মৃদু পৰিস্থিতিত হাইড্ৰজেন সংৰক্ষণ আৰু মুক্ত কৰিব পাৰে, যাৰ ফলত বৃহৎ বাহ্যিক শক্তিৰ প্ৰয়োজন নহয়1,8,9। আচলতে ফৰ্মিক এচিডৰ ডিহাইড্ৰ’জেনেচনৰ বাবে বহুতো উন্নত ধাতুৰ অনুঘটক উদ্ভাৱন কৰা হৈছে, উদাহৰণস্বৰূপে, পেলেডিয়াম ভিত্তিক অনুঘটক সস্তা ধাতু অনুঘটকতকৈ ৫০-২০০ গুণ বেছি সক্ৰিয়10,11,12। কিন্তু উদাহৰণস্বৰূপে সক্ৰিয় ধাতুৰ খৰচৰ কথা লক্ষ্য কৰিলে পেলেডিয়াম ১০০০ গুণতকৈও অধিক ব্যয়বহুল।
কোবাল্ট, অতি সক্ৰিয় আৰু সুস্থিৰ বৈষম্যমূলক ভিত্তি ধাতু অনুঘটকৰ সন্ধানে শিক্ষা আৰু উদ্যোগৰ বহু গৱেষকৰ আগ্ৰহ আকৰ্ষণ কৰি আহিছে13,14,15।
যদিও Mo আৰু Co ৰ ওপৰত ভিত্তি কৰি সস্তা অনুঘটকৰ লগতে উন্নত/ভিত্তিক ধাতুৰ মিশ্ৰণৰ পৰা নিৰ্মিত নেনো অনুঘটক,14,16 FA ডিহাইড্ৰ'জেনেচনৰ বাবে বিকশিত কৰা হৈছে, বিক্ৰিয়াৰ সময়ত ইয়াৰ ক্ৰমান্বয়ে নিষ্ক্ৰিয় হোৱাটো অনিবাৰ্য কাৰণ প্ৰ'টনৰ দ্বাৰা ধাতু, CO2 আৰু H2O ৰ সক্ৰিয় স্থান দখল কৰা হয়। বা ফৰ্মেট এনিয়ন (HCOO-), FA দূষণ, কণিকাৰ সংগ্ৰহ আৰু সম্ভাৱ্য CO বিষক্ৰিয়া17,18। শেহতীয়াকৈ আমি আৰু আনসকলে প্ৰমাণ কৰিছো যে সক্ৰিয় স্থান হিচাপে অতি বিক্ষিপ্ত CoIINx স্থান থকা একক-পৰমাণু অনুঘটক (SAC) সমূহে নেনোকণাৰ তুলনাত ফৰ্মিক এচিড ডিহাইড্ৰ'জেনেচনৰ বিক্ৰিয়াশীলতা আৰু এচিড প্ৰতিৰোধ ক্ষমতা উন্নত কৰে17,19,20,21,22,23,24। এই Co-NC পদাৰ্থসমূহত N পৰমাণুৱে কেন্দ্ৰীয় Co পৰমাণুৰ সৈতে সমন্বয়ৰ জৰিয়তে গাঁথনিগত স্থিৰতা বৃদ্ধি কৰাৰ লগতে FA ডিপ্ৰ'টনেচনক প্ৰসাৰিত কৰিবলৈ প্ৰধান স্থান হিচাপে কাম কৰে, আনহাতে Co পৰমাণুৱে H শোষণ স্থান প্ৰদান কৰে আৰু CH22 বিভাজনক প্ৰসাৰিত কৰে, 25,26। দুৰ্ভাগ্যজনকভাৱে, এই অনুঘটকসমূহৰ কাৰ্য্যকলাপ আৰু স্থিৰতা এতিয়াও আধুনিক সমজাতীয় আৰু বৈষম্যপূৰ্ণ উচ্চ ধাতুৰ অনুঘটকৰ পৰা বহু দূৰত (চিত্ৰ 1) 13 .
সৌৰ বা বতাহৰ দৰে নবীকৰণযোগ্য উৎসৰ পৰা অতিৰিক্ত শক্তি পানীৰ বিদ্যুৎ বিশ্লেষণৰ দ্বাৰা উৎপন্ন হ’ব পাৰে। উৎপাদিত হাইড্ৰজেন LOHC ব্যৱহাৰ কৰি সংৰক্ষণ কৰিব পাৰি, যিটো তৰল পদাৰ্থ যাৰ হাইড্ৰজেনেচন আৰু ডিহাইড্ৰজেনেচন উলটিব পৰা যায়। ডিহাইড্ৰ’জেনেচন পদক্ষেপত একমাত্ৰ উৎপাদন হ’ল হাইড্ৰ’জেন, আৰু বাহক তৰল পদাৰ্থটো পুনৰ মূল অৱস্থালৈ ঘূৰাই অনা হয় আৰু পুনৰ হাইড্ৰ’জেনেট কৰা হয়। অৱশেষত গেছ ষ্টেচন, বেটাৰী, উদ্যোগিক ভৱন আদিত হাইড্ৰজেন ব্যৱহাৰ কৰিব পৰা যাব।
শেহতীয়াকৈ ৰিপৰ্ট কৰা হৈছে যে বিভিন্ন ধাতুৰ পৰমাণু বা নেনোকণা (এন পি) বা নেন’ক্লাষ্টাৰ (এন চি) দ্বাৰা প্ৰদান কৰা অতিৰিক্ত ধাতুৰ স্থানৰ উপস্থিতিত নিৰ্দিষ্ট এছ এ চিৰ আভ্যন্তৰীণ কাৰ্য্যকলাপ বৃদ্ধি কৰিব পাৰি।27,28। ইয়াৰ ফলত ছাবষ্ট্ৰেটৰ অধিক শোষণ আৰু সক্ৰিয়কৰণৰ সম্ভাৱনা মুকলি হয়, লগতে মনাটমিক স্থানৰ জ্যামিতি আৰু ইলেক্ট্ৰনিক গঠনৰ মডুলেচনৰ সম্ভাৱনাও মুকলি হয়। গতিকে ছাবষ্ট্ৰেট শোষণ/সক্ৰিয়কৰণক অনুকূল কৰিব পাৰি, যাৰ ফলত সামগ্ৰিকভাৱে অনুঘটকীয় কাৰ্যক্ষমতা উন্নত হয়29,30। ইয়াৰ ফলত হাইব্ৰিড সক্ৰিয় স্থানৰ সৈতে উপযুক্ত অনুঘটকীয় পদাৰ্থ সৃষ্টি কৰাৰ ধাৰণা পোৱা যায়। যদিও উন্নত SAC সমূহে অনুঘটকীয় প্ৰয়োগৰ বিস্তৃত পৰিসৰত যথেষ্ট সম্ভাৱনা দেখুৱাইছে, হাইড্ৰজেন সংৰক্ষণত ইয়াৰ ভূমিকা আমাৰ জ্ঞাত মতে অস্পষ্ট। এই ক্ষেত্ৰত আমি নিৰ্দিষ্ট নেনোকণা আৰু ব্যক্তিগত ধাতু কেন্দ্ৰৰে গঠিত কোবাল্ট ভিত্তিক হাইব্ৰিড অনুঘটক (Co-SAs/NPs@NCs) সংশ্লেষণৰ বাবে এক বহুমুখী আৰু শক্তিশালী কৌশলৰ ৰিপৰ্ট দিছো। অনুকূলিত Co-SAs/NPs@NC সমূহে উৎকৃষ্ট ফৰ্মিক এচিড ডিহাইড্ৰ'জেনেচন কাৰ্য্যক্ষমতা প্ৰদৰ্শন কৰে, যিটো অ-উন্নত নেন'গাঁথনিযুক্ত অনুঘটক (যেনে CoNx, একক কোবাল্ট পৰমাণু, কোবাল্ট@NC আৰু γ-Mo2N) আৰু আনকি উচ্চ ধাতুৰ অনুঘটকতকৈও ভাল। সক্ৰিয় অনুঘটকৰ ইন-চিটু বৈশিষ্ট্য আৰু DFT গণনাই দেখুৱাইছে যে ব্যক্তিগত ধাতুৰ স্থানসমূহে সক্ৰিয় স্থান হিচাপে কাম কৰে, আৰু উপস্থাপিত উদ্ভাৱনৰ নেনোকণাসমূহে Co পৰমাণুৰ d-বেণ্ড কেন্দ্ৰ বৃদ্ধি কৰে, HCOO* ৰ শোষণ আৰু সক্ৰিয়কৰণক প্ৰসাৰিত কৰে, যাৰ ফলত বিক্ৰিয়াৰ শক্তি বাধা হ্ৰাস পায়। .
জিঅ'লাইট ইমিডাজ'লেট ফ্ৰেমৱৰ্ক (ZIF) হৈছে সুনিৰ্দিষ্ট ত্ৰিমাত্ৰিক পূৰ্বসূৰী যিয়ে বিভিন্ন ধৰণৰ ধাতু সমৰ্থন কৰিবলৈ নাইট্ৰজেন-ডপড কাৰ্বনযুক্ত পদাৰ্থ (ধাতু-এন চি অনুঘটক)ৰ বাবে অনুঘটক প্ৰদান কৰে37,38। গতিকে Co(NO3)2 আৰু Zn(NO3)2 মিথানলত 2-মিথাইলিমিডাজ’লৰ সৈতে মিলি দ্ৰৱত সংশ্লিষ্ট ধাতুৰ জটিল গঠন কৰে। কেন্দ্ৰচালিত আৰু শুকুৱাই লোৱাৰ পিছত CoZn-ZIFক ৬% H2 আৰু ৯৪% Ar বায়ুমণ্ডলত বিভিন্ন উষ্ণতাত (৭৫০–৯৫০ ডিগ্ৰী চেলছিয়াছ) পাইৰ’লাইজ কৰা হৈছিল। তলৰ চিত্ৰত দেখুওৱাৰ দৰে, ফলস্বৰূপে পোৱা সামগ্ৰীসমূহৰ সক্ৰিয় স্থানৰ বৈশিষ্ট্য বেলেগ বেলেগ আৰু ইয়াৰ নাম Co-SAs/NPs@NC-950, Co-SAs/NPs@NC-850 আৰু Co-SAs/NPs@NC-750 (চিত্ৰ ২a)। ) . সংশ্লেষণ প্ৰক্ৰিয়াৰ কিছুমান মূল পদক্ষেপৰ নিৰ্দিষ্ট পৰীক্ষামূলক পৰ্যবেক্ষণ চিত্ৰ 1 আৰু 2 ত বিতংভাৱে দেখুওৱা হৈছে। C1-C3। অনুঘটকৰ বিৱৰ্তন নিৰীক্ষণ কৰিবলৈ পৰিৱৰ্তনশীল উষ্ণতাৰ গুড়ি এক্স-ৰে বিবৰ্তন (VTXRD) কৰা হৈছিল। পাইৰ'লাইছিছৰ উষ্ণতা ৬৫০ ডিগ্ৰী চেলছিয়াছ পোৱাৰ পিছত জিআইএফৰ ক্ৰমবদ্ধ স্ফটিক গঠনৰ পতনৰ বাবে এক্সআৰডিৰ আৰ্হি যথেষ্ট সলনি হয় (চিত্ৰ S4) 39 । উষ্ণতা আৰু বৃদ্ধি পোৱাৰ লগে লগে ২০–৩০° আৰু ৪০–৫০° ত Co-SAs/NPs@NC-850 আৰু Co-SAs/NPs@NC-750 ৰ XRD আৰ্হিত দুটা বহল শিখৰ দেখা দিয়ে, যিয়ে আকাৰহীন কাৰ্বনৰ শিখৰক প্ৰতিনিধিত্ব কৰে (চিত্ৰ C5)। ৪০) মন কৰিবলগীয়া যে ৪৪.২°, ৫১.৫° আৰু ৭৫.৮°, ধাতুৰ কোবাল্ট (JCPDS #১৫-০৮০৬), আৰু ২৬.২°, গ্ৰেফাইটিক কাৰ্বনৰ অন্তৰ্গত (JCPDS # ৪১-১৪৮৭)ত মাত্ৰ তিনিটা বৈশিষ্ট্যপূৰ্ণ শিখৰহে পৰ্যবেক্ষণ কৰা হৈছিল। Co-SAs/NPs@NC-950 ৰ এক্স-ৰে বৰ্ণালীত অনুঘটকৰ ওপৰত গ্ৰেফাইটৰ দৰে এনকেপচুলেটেড কোবাল্ট নেনোকণাৰ উপস্থিতি দেখা যায়41,42,43,44। ৰমন বৰ্ণালীয়ে দেখুৱাইছে যে Co-SAs/NPs@NC-950 ৰ D আৰু G শিখৰ আন নমুনাতকৈ শক্তিশালী আৰু সংকীৰ্ণ যেন লাগে, যিয়ে অধিক মাত্ৰাৰ গ্ৰেফাইটাইজেচনৰ ইংগিত দিয়ে (চিত্ৰ S6)। ইয়াৰ উপৰিও Co-SAs/NPs@NC-950 এ অন্যান্য নমুনাতকৈ অধিক Brunner-Emmett-Taylor (BET) পৃষ্ঠভাগ আৰু ছিদ্ৰৰ আয়তন (1261 m2 g-1 আৰু 0.37 cm3 g-1) প্ৰদৰ্শন কৰে আৰু বেছিভাগ ZIF NC ডেৰাইভেটিভ। সামগ্ৰী (চিত্ৰ S7 আৰু সূচী S1)। এটমিক এবছৰ্পচন স্পেকট্ৰস্কপি (AAS) ৰ পৰা দেখা গৈছে যে Co-SAs/NPs@NC-950, Co-SAs/NPs@NC-850 আৰু Co-SAs/NPs@ ৰ কোবাল্টৰ পৰিমাণ ২.৬৯ wt%, ২.৭৪ % wt। আৰু ২.৭৩% ওজন। ক্ৰমে এন চি-৭৫০ (তালিকা S2)। Co-SAs/NPs@NC-950, Co-SAs/NPs@NC-850 আৰু Co-SAs/NPs@NC-750 ৰ Zn ৰ পৰিমাণ ক্ৰমান্বয়ে বৃদ্ধি পায়, যাৰ কাৰণ Zn এককসমূহৰ হ্ৰাস আৰু বাষ্পীভৱন বৃদ্ধি পোৱা। পাইৰ’লাইছিছৰ উষ্ণতা বৃদ্ধি (Zn, উতলাংক = ৯০৭ °C) ৪৫.৪৬। মৌলিক বিশ্লেষণে (EA) দেখুৱাইছে যে পাইৰ’লাইছিছৰ উষ্ণতা বৃদ্ধিৰ লগে লগে N ৰ শতকৰা হাৰ হ্ৰাস পায়, আৰু বায়ুৰ সংস্পৰ্শলৈ অহাৰ পৰা আণৱিক O2 শোষণৰ বাবে O ৰ অধিক পৰিমাণ হ’ব পাৰে। (তালিকা S3)। এটা নিৰ্দিষ্ট কোবাল্টৰ পৰিমাণত নেনোকণা আৰু পৃথক সহাপৰমাণু সহাৱস্থান কৰে, যাৰ ফলত অনুঘটকৰ কাৰ্য্যকলাপ যথেষ্ট বৃদ্ধি পায়, যিটো তলত আলোচনা কৰা হৈছে।
Co-SA/NPs@NC-T সংশ্লেষণৰ আৰ্হি চিত্ৰ, য’ত T হৈছে পাইৰ’লাইছিছৰ উষ্ণতা (°C)। b TEM ছবি। c Co-SAs/NPs@NC-950 AC-HAADF-STEM ৰ ছবি। ব্যক্তিগত Co পৰমাণুবোৰক ৰঙা বৃত্তৰে চিহ্নিত কৰা হয়। d ইডিএছ টেমপ্লেট কো-এছএ/এনপিএছ@এনচি-৯৫০।
উল্লেখযোগ্য যে ট্ৰেন্সমিছন ইলেক্ট্ৰন মাইক্ৰস্কোপি (TEM)-এ কেৱল Co-SA/NPs@NC-950 ত গড় আকাৰৰ 7.5 ± 1.7 nm ৰ বিভিন্ন কোবাল্ট নেনোকণা (NPs)ৰ উপস্থিতি প্ৰদৰ্শন কৰিছিল (চিত্ৰ 2 b আৰু S8)। এই নেনোকণাবোৰ নাইট্ৰজেন ডপ কৰা গ্ৰেফাইটৰ দৰে কাৰ্বনৰ সৈতে কেপচুলেট কৰা হয়। 0.361 আৰু 0.201 nm ৰ জালি ফ্ৰিঞ্জৰ ব্যৱধান ক্ৰমে গ্ৰেফাইটিক কাৰ্বন (002) আৰু মেটালিক Co (111) কণিকাৰ সৈতে মিল খায়। তদুপৰি, উচ্চ কোণৰ বিচ্যুতি-সংশোধিত আনুলাৰ ডাৰ্ক-ফিল্ড স্কেনিং ট্ৰেন্সমিছন ইলেক্ট্ৰন মাইক্ৰস্কোপি (AC-HAADF-STEM) য়ে প্ৰকাশ কৰে যে Co-SAs/NPs@NC-950 ত Co NPs প্ৰচুৰ পৰিমাণে পৰমাণু কোবাল্টেৰে আগুৰি আছিল (চিত্ৰ 2c)। কিন্তু বাকী দুটা নমুনাৰ সমৰ্থনত কেৱল পাৰমাণৱিকভাৱে বিক্ষিপ্ত কোবাল্ট পৰমাণুহে দেখা গৈছিল (চিত্ৰ S9)। শক্তি বিক্ষিপ্ত বৰ্ণালীবিজ্ঞান (EDS) HAADF-STEM ছবি Co-SAs/NPs@NC-950 (চিত্ৰ. 2d) C, N, Co আৰু পৃথক Co NPs একে বিতৰণ দেখুৱায়. এই সকলোবোৰ ফলাফলে দেখুৱাইছে যে পাৰমাণৱিকভাৱে বিক্ষিপ্ত Co কেন্দ্ৰ আৰু N-ডপ কৰা গ্ৰেফাইটৰ দৰে কাৰ্বনত আবদ্ধ নেনোকণাবোৰ Co-SAs/NPs@NC-950 ত NC ছাবষ্ট্ৰেটৰ সৈতে সফলতাৰে সংযুক্ত হয়, আনহাতে কেৱল পৃথক ধাতুৰ কেন্দ্ৰত।
এক্স-ৰে ফটোইলেক্ট্ৰন স্পেকট্ৰস্কপি (XPS) দ্বাৰা প্ৰাপ্ত পদাৰ্থসমূহৰ ভ্যালেন্স অৱস্থা আৰু ৰাসায়নিক গঠন অধ্যয়ন কৰা হৈছিল। তিনিটা অনুঘটকৰ XPS বৰ্ণালীত Co, N, C আৰু O মৌলৰ উপস্থিতি দেখা গৈছিল যদিও Zn কেৱল Co-SAs/NPs@NC-850 আৰু Co-SAs/NPs@NC-750 তহে উপস্থিত আছিল (চিত্ৰ ২)। ). C10). পাইৰ'লাইছিছৰ উষ্ণতা বৃদ্ধিৰ লগে লগে নাইট্ৰজেন প্ৰজাতিসমূহ অস্থিৰ হৈ পৰে আৰু অধিক উষ্ণতাত NH3 আৰু NOx গেছলৈ বিয়পি পৰে (তালিকা S4) 47 । এইদৰে মুঠ কাৰ্বনৰ পৰিমাণ ক্ৰমান্বয়ে Co-SAs/NPs@NC-750 ৰ পৰা Co-SAs/NPs@NC-850 আৰু Co-SAs/NPs@NC-950 লৈ বৃদ্ধি পালে (চিত্ৰ S11 আৰু S12)। অধিক উষ্ণতাত পাইৰ’লাইজ কৰা নমুনাত নাইট্ৰ’জেন পৰমাণুৰ অনুপাত কম, অৰ্থাৎ Co-SAs/NPs@NC-950 ত এন চি বাহকৰ পৰিমাণ আন নমুনাতকৈ কম হ’ব লাগে। ইয়াৰ ফলত কোবাল্টৰ কণিকাৰ শক্তিশালী চিণ্টাৰিং হয়। O 1s বৰ্ণালীত ক্ৰমে দুটা শিখৰ C=O (531.6 eV) আৰু C–O (533.5 eV) দেখা যায় (চিত্ৰ S13) 48 । চিত্ৰ ২a ত দেখুওৱাৰ দৰে N 1s বৰ্ণালীক পাইৰিডিন নাইট্ৰজেন N (398.4 eV), পাইৰ’ল N (401.1 eV), গ্ৰেফাইট N (402.3 eV) আৰু Co-N (399.2 eV)ৰ চাৰিটা বৈশিষ্ট্যপূৰ্ণ শিখৰত সমাধান কৰিব পাৰি। তিনিওটা নমুনাতে Co-N বান্ধনী উপস্থিত থাকে, ইয়াৰ পৰা বুজা যায় যে কিছুমান N পৰমাণু একধাতুৰ স্থানৰ সৈতে সমন্বিত, কিন্তু বৈশিষ্ট্যসমূহৰ মাজত যথেষ্ট পাৰ্থক্য আছে49। অধিক পাইৰ’লাইছিছ উষ্ণতা প্ৰয়োগ কৰিলে Co-SA/NPs@NC-750 ত Co-N প্ৰজাতিৰ পৰিমাণ ৪৩.৭%ৰ পৰা Co-SAs/NPs@NC-850 আৰু Co 17.6%@ NC-950 ত ২৭.০%লৈ যথেষ্ট হ্ৰাস পাব পাৰে। -CA/NPs ত, যিটো C ৰ পৰিমাণ বৃদ্ধিৰ সৈতে মিল খায় (চিত্ৰ 3a), ইয়াৰ পৰা বুজা যায় যে ইহঁতৰ Co-N সমন্বয় সংখ্যা সলনি হ'ব পাৰে আৰু আংশিকভাৱে C50 পৰমাণুৰ দ্বাৰা প্ৰতিস্থাপিত হ'ব পাৰে। Zn 2p বৰ্ণালীয়ে দেখুৱাইছে যে এই মৌলটো প্ৰধানকৈ Zn2+ ৰূপত থাকে। (চিত্ৰ S14) 51. Co 2p ৰ বৰ্ণালীয়ে 780.8 আৰু 796.1 eV ত দুটা বিশিষ্ট শিখৰ প্ৰদৰ্শন কৰে, যিবোৰ ক্ৰমে Co 2p3/2 আৰু Co 2p1/2 ৰ বাবে দায়ী (চিত্ৰ 3b)। Co-SAs/NPs@NC-850 আৰু Co-SAs/NPs@NC-750 ৰ সৈতে তুলনা কৰিলে Co-SAs/NPs@NC-950 ত Co-N শিখৰ ধনাত্মক দিশলৈ স্থানান্তৰিত হয়, ইয়াৰ পৰা বুজা যায় যে পৃষ্ঠলৈ এটা Co পৰমাণু -SAs/NPs@NC-950 ৰ ইলেক্ট্ৰন হ্ৰাসৰ মাত্ৰা অধিক হয়, যাৰ ফলত অক্সিডেচন অৱস্থা অধিক হয়। মন কৰিবলগীয়া যে কেৱল Co-SAs/NPs@NC-950 য়েহে ৭৭৮.৫ eV ত শূন্য-ভেলেণ্ট কোবাল্ট (Co0)ৰ দুৰ্বল শিখৰ দেখুৱাইছিল, যিয়ে উচ্চ উষ্ণতাত কোবাল্ট SA ৰ একত্ৰীকৰণৰ ফলত হোৱা নেনোকণাৰ অস্তিত্ব প্ৰমাণ কৰে।
Co-SA/NPs@NC-T ৰ a N 1s আৰু b Co 2p বৰ্ণালী। c XANES আৰু d Co-SAs/NPs@NC-950, Co-SAs/NPs@NC-850 আৰু Co-SAs/NPs@NC-750 ৰ Co-K-edge ৰ FT-EXAFS বৰ্ণালী। e সহ-SAs/NPs@NC-950, Co-SAs/NPs@NC-850, আৰু কো-SAs/NPs@NC-750 ৰ WT-EXAFS কনট্যুৰ প্লট। f Co-SA/NPs@NC-950 ৰ বাবে FT-EXAFS ফিটিং বক্ৰ।
তাৰ পিছত প্ৰস্তুত কৰা নমুনাত থকা Co প্ৰজাতিৰ ইলেক্ট্ৰনিক গঠন আৰু সমন্বয় পৰিৱেশ বিশ্লেষণ কৰিবলৈ টাইম-লকড এক্স-ৰে এবছৰ্পচন স্পেকট্ৰস্কপি (XAS) ব্যৱহাৰ কৰা হৈছিল। Co-SAs/NPs@NC-950, Co-SAs/NPs@NC-850 আৰু Co-SAs/NPs@NC-750 ত কোবাল্ট ভ্যালেন্স অৱস্থা Co-K এজ (XANES) বৰ্ণালীৰ স্বাভাৱিক নিয়াৰ-ফিল্ড এক্স-ৰে শোষণৰ দ্বাৰা প্ৰকাশ পায়। চিত্ৰ ৩c ত দেখুওৱাৰ দৰে তিনিটা নমুনাৰ প্ৰান্তৰ ওচৰত শোষণ Co আৰু CoO ফয়েলৰ মাজত অৱস্থিত, ইয়াৰ পৰা বুজা যায় যে Co প্ৰজাতিৰ ভ্যালেন্স অৱস্থা ০ৰ পৰা +২৫৩ৰ ভিতৰত। ইয়াৰ উপৰিও Co-SAs/NPs@NC-950 ৰ পৰা Co-SAs/NPs@NC-850 আৰু Co-SAs/NPs@NC-750 লৈ কম শক্তিলৈ পৰিৱৰ্তন হোৱা দেখা গৈছিল, ইয়াৰ পৰা বুজা যায় যে Co-SAs/ NPs@NC-750 ৰ অক্সিডেচন অৱস্থা কম। বিপৰীত ক্ৰম। ৰৈখিক সংমিশ্ৰণ ফিটিঙৰ ফলাফল অনুসৰি Co-SAs/NPs@NC-950 ৰ Co ভ্যালেন্স অৱস্থা +০.৬৪২ বুলি অনুমান কৰা হৈছে, যিটো Co-SAs/NPs@NC-850 ৰ Co ভ্যালেন্স অৱস্থাতকৈ কম (+১.৩৭৬)। সহ-এছএ/এনপি @এনচি-৭৫০ (+১.৪০২)। এই ফলাফলসমূহে ইংগিত দিয়ে যে Co-SAs/NPs@NC-950 ত কোবাল্ট কণিকাৰ গড় অক্সিডেচন অৱস্থা যথেষ্ট হ্ৰাস পায়, যিটো XRD আৰু HADF-STEM ফলাফলৰ সৈতে সামঞ্জস্যপূৰ্ণ আৰু ইয়াক কোবাল্ট নেনোকণা আৰু একক কোবাল্টৰ সহাৱস্থানৰ দ্বাৰা ব্যাখ্যা কৰিব পাৰি। . Co পৰমাণু 41. Co K-এজৰ ফুৰিয়েৰ ৰূপান্তৰ এক্স-ৰে শোষণ সুক্ষ্ম গঠন (FT-EXAFS) বৰ্ণালীয়ে দেখুৱাইছে যে 1.32 Å ত মূল শিখৰটো Co-N/Co-C খোলাৰ অন্তৰ্গত, আনহাতে ধাতুৰ Co -Co ৰ বিকিৰণ পথ কেৱল /NPs@NC-950 ত পোৱা Co-SAs Å ত 2.18 ত থাকে (চিত্ৰ 3d)। তদুপৰি, ৱেভলেট ট্ৰেন্সফৰ্ম (WT) কনট্যুৰ প্লটে Co-N/Co-C ৰ বাবে 6.7 Å-1 ত সৰ্বোচ্চ তীব্ৰতা দেখুৱাইছে, আনহাতে কেৱল Co-SAs/NPs@NC-950 য়ে 8.8 ৰ বাবে সৰ্বোচ্চ তীব্ৰতা দেখুৱাইছে। আন এটা তীব্ৰতা সৰ্বোচ্চ Co–Co বন্ধনৰ সৈতে Å−1 ত (চিত্ৰ 3e)। ইয়াৰ উপৰিও লিজাৰে কৰা EXAFS বিশ্লেষণে দেখুৱাইছে যে ৭৫০, ৮৫০ আৰু ৯৫০ ডিগ্ৰী চেলছিয়াছৰ পাইৰ’লাইছিছ উষ্ণতাত Co-N সমন্বয় সংখ্যা ক্ৰমে ৩.৮, ৩.২ আৰু ২.৩ আৰু Co-C সমন্বয় সংখ্যা ০. ০.৯ আৰু ১.৮ (চিত্ৰ ৩f, S15 আৰু সূচী S1)। অধিক নিৰ্দিষ্টভাৱে ক’বলৈ গ’লে, শেহতীয়া ফলাফলসমূহৰ কাৰণ Co-SAs/NPs@NC-950 ত পাৰমাণৱিকভাৱে বিক্ষিপ্ত CoN2C2 একক আৰু নেনোকণাসমূহৰ উপস্থিতি বুলি ক’ব পাৰি। ইয়াৰ বিপৰীতে Co-SAs/NPs@NC-850 আৰু Co-SAs/NPs@NC-750 ত কেৱল CoN3C আৰু CoN4 এককহে উপস্থিত থাকে। এইটো স্পষ্ট যে পাইৰ’লাইছিছৰ উষ্ণতা বৃদ্ধিৰ লগে লগে CoN4 এককত থকা N পৰমাণুৰ ঠাইত ক্ৰমান্বয়ে C পৰমাণু থাকে, আৰু কোবাল্ট CA একত্ৰিত হৈ নেনোকণা গঠন কৰে।
পূৰ্বতে অধ্যয়ন কৰা বিক্ৰিয়াৰ অৱস্থাৰ সহায়ত বিভিন্ন পদাৰ্থৰ ধৰ্মৰ ওপৰত প্ৰস্তুতিৰ অৱস্থাৰ প্ৰভাৱ অধ্যয়ন কৰা হৈছিল (চিত্ৰ S16)17,49। চিত্ৰ ৪ a ত দেখুওৱাৰ দৰে Co-SAs/NPs@NC-950 ৰ কাৰ্য্যকলাপ Co-SAs/NPs@NC-850 আৰু Co-SAs/NPs@NC-750 তকৈ যথেষ্ট বেছি। উল্লেখযোগ্য যে, প্ৰস্তুত কৰা তিনিওটা Co নমুনাই মানক বাণিজ্যিক মূল্যৱান ধাতুৰ অনুঘটক (Pd/C আৰু Pt/C)ৰ তুলনাত উন্নত প্ৰদৰ্শন দেখুৱাইছিল। ইয়াৰ উপৰিও Zn-ZIF-8 আৰু Zn-NC নমুনাবোৰ ফৰ্মিক এচিড ডিহাইড্ৰ’জেনেচনৰ প্ৰতি নিষ্ক্ৰিয় আছিল, ইয়াৰ পৰা বুজা যায় যে Zn কণাবোৰ সক্ৰিয় স্থান নহয়, কিন্তু কাৰ্য্যকলাপৰ ওপৰত ইয়াৰ প্ৰভাৱ নগণ্য। ইয়াৰ উপৰিও Co-SAs/NPs@NC-850 আৰু Co-SAs/NPs@NC-750 ৰ কাৰ্য্যকলাপ ৯৫০ ডিগ্ৰী চেলছিয়াছত ১ ঘণ্টা ধৰি গৌণ পাইৰ'লাইছিছ কৰা হয়, কিন্তু Co-SAs/NPs@NC-750 তকৈ কম আছিল। @NC-950 (চিত্ৰ S17)। এই পদাৰ্থসমূহৰ গাঁথনিগত বৈশিষ্ট্যই পুনৰ পাইৰ'লাইজ কৰা নমুনাসমূহত Co নেনোকণাসমূহৰ উপস্থিতি দেখুৱাইছিল, কিন্তু কম নিৰ্দিষ্ট পৃষ্ঠভাগ আৰু গ্ৰেফাইটৰ দৰে কাৰ্বনৰ অনুপস্থিতিৰ ফলত Co-SAs/NPs@NC-950 ৰ তুলনাত কম কাৰ্য্যকলাপ দেখা গৈছিল (চিত্ৰ S18–S20)। বিভিন্ন পৰিমাণৰ Co পূৰ্বসূৰী থকা নমুনাৰ কাৰ্য্যকলাপকো তুলনা কৰা হৈছিল, য'ত সৰ্বাধিক কাৰ্য্যকলাপ ৩.৫ মোল সংযোজনত দেখুওৱা হৈছে (তালিকা S6 আৰু চিত্ৰ S21)। এইটো স্পষ্ট যে পাইৰ’লাইছিছ বায়ুমণ্ডলত হাইড্ৰ’জেনৰ পৰিমাণ আৰু পাইৰ’লাইছিছৰ সময়ৰ দ্বাৰা বিভিন্ন ধাতুৰ কেন্দ্ৰৰ গঠন প্ৰভাৱিত হয়। সেয়েহে অন্যান্য Co-SAs/NPs@NC-950 সামগ্ৰীসমূহৰ ফৰ্মিক এচিড ডিহাইড্ৰ’জেনেচন কাৰ্য্যকলাপৰ বাবে মূল্যায়ন কৰা হৈছিল। সকলো সামগ্ৰীয়ে মধ্যমীয়াৰ পৰা অতি ভাল প্ৰদৰ্শন দেখুৱাইছিল; কিন্তু ইয়াৰে কোনোটোৱেই Co-SAs/NPs@NC-950তকৈ ভাল নাছিল (চিত্ৰ S22 আৰু S23)। পদাৰ্থটোৰ গাঁথনিগত বৈশিষ্ট্যই দেখুৱাইছে যে পাইৰ’লাইছিছৰ সময় বৃদ্ধিৰ লগে লগে ধাতুৰ পৰমাণুবোৰ নেনোকণালৈ একত্ৰিত হোৱাৰ বাবে একপৰমাণু Co-N অৱস্থানৰ পৰিমাণ ক্ৰমান্বয়ে হ্ৰাস পায়, যিয়ে ১০০-২০০০ পাইৰ’লাইছিছ সময়ৰ নমুনাৰ মাজত কাৰ্য্যকলাপৰ পাৰ্থক্যৰ ব্যাখ্যা কৰে। পাৰ্থক্য। ০.৫ ঘন্টা, ১ ঘন্টা, আৰু ২ ঘন্টা (চিত্ৰ S24–S28 আৰু সূচী S7)।
বিভিন্ন অনুঘটক ব্যৱহাৰ কৰি ইন্ধন সমাবেশৰ ডিহাইড্ৰ’জেনেচনৰ সময়ত পোৱা সময়ৰ বনাম গেছৰ আয়তনৰ গ্ৰাফ। বিক্ৰিয়াৰ অৱস্থা: FA (১০ মিলিমোল, ৩৭৭ μl), অনুঘটক (৩০ মিলিগ্ৰাম), পিচি (৬ মিলিলিটাৰ), Tback: ১১০ °C, কৌশলগত: ৯৮ °C, ৪ অংশ b Co-SAs/NPs@NC-950 ( ৩০ মিলিগ্ৰাম), বিভিন্ন দ্রাৱক। c ৮৫–১১০ ডিগ্ৰী চেলছিয়াছত জৈৱিক দ্রাৱকত বিষমজাতীয় অনুঘটকৰ গেছ বিৱৰ্তনৰ হাৰৰ তুলনা। d Co-SA/NPs@NC-950 পুনঃব্যৱহাৰ পৰীক্ষা। বিক্ৰিয়াৰ অৱস্থা: FA (10 mmol, 377 μl), Co-SAs/NPs@NC-950 (30 মিলিগ্ৰাম), দ্রাৱক (6 মিলিলিটাৰ), Tback: 110 °C, কৌশলগত: 98 °C, প্ৰতিটো বিক্ৰিয়া চক্ৰ এঘণ্টা ধৰি চলে। ভুল বাৰে তিনিটা সক্ৰিয় পৰীক্ষাৰ পৰা গণনা কৰা মানক বিচ্যুতিসমূহক প্ৰতিনিধিত্ব কৰে।
সাধাৰণতে, FA ডিহাইড্ৰজেনেচন অনুঘটকৰ কাৰ্যক্ষমতা বিক্ৰিয়াৰ অৱস্থাৰ ওপৰত অত্যন্ত নিৰ্ভৰশীল, বিশেষকৈ ব্যৱহৃত দ্রাৱকৰ ওপৰত8,49। পানীক দ্রাৱক হিচাপে ব্যৱহাৰ কৰাৰ সময়ত Co-SAs/NPs@NC-950 এ প্ৰাৰম্ভিক বিক্ৰিয়াৰ হাৰ সৰ্বাধিক দেখুৱাইছিল, কিন্তু নিষ্ক্ৰিয়কৰণ ঘটিছিল, সম্ভৱতঃ সক্ৰিয় স্থানসমূহ প্ৰ’টন বা H2O18 দখল কৰাৰ বাবে। 1,4-ডাইঅক্সেন (DXA), n-বুটাইল এচিটেট (BAC), টলুইন (PhMe), ট্ৰাইগ্লাইম আৰু চাইক্লোহেক্সানন (CYC) আদি জৈৱিক দ্রাৱকত অনুঘটকৰ পৰীক্ষাতো কোনো উন্নতি দেখা নাযায়, আৰু প্ৰপাইলিন কাৰ্বনেট (PC) ) (চিত্ৰ 4b আৰু সূচী S8)। একেদৰে ট্ৰাইইথাইলামাইন (NEt3) বা ছডিয়াম ফৰ্মেট (HCCONa)ৰ দৰে যোগকৰণে অনুঘটকৰ কাৰ্য্যক্ষমতাৰ ওপৰত আৰু কোনো ইতিবাচক প্ৰভাৱ পেলাব পৰা নাছিল (চিত্ৰ S29)। অনুকূল বিক্ৰিয়াৰ পৰিস্থিতিত, গেছৰ উৎপাদন 1403.8 mL g−1 h−1 (চিত্ৰ. S30) পোৱা যায়, যিটো পূৰ্বে ৰিপৰ্ট কৰা সকলো Co অনুঘটকতকৈ যথেষ্ট বেছি আছিল (SAC17, 23, 24 সহ)। বিভিন্ন পৰীক্ষাত পানীত আৰু ফৰ্মেট যোগকৰণৰ সৈতে হোৱা বিক্ৰিয়া বাদ দি ডিহাইড্ৰজেনেচন আৰু ডিহাইড্ৰেচনৰ বাবে ৯৯.৯৬% পৰ্যন্ত নিৰ্বাচনশীলতা পোৱা গৈছিল (তালিকা S৯)। গণনা কৰা সক্ৰিয়কৰণ শক্তি ৮৮.৪ কিলোজেল/মল, যিটো উন্নত ধাতুৰ অনুঘটকৰ সক্ৰিয়কৰণ শক্তিৰ সৈতে তুলনাযোগ্য (চিত্ৰ S31 আৰু সূচী S10)।
ইয়াৰ উপৰিও আমি একে পৰিস্থিতিত ফৰ্মিক এচিড ডিহাইড্ৰ'জেনেচনৰ বাবে আন কেইবাটাও বৈষম্যমূলক অনুঘটক তুলনা কৰিলোঁ (চিত্ৰ ৪c, টেবুল S11 আৰু S12)। চিত্ৰ ৩c ত দেখুওৱাৰ দৰে Co-SAs/NPs@NC-950 ৰ গেছ উৎপাদনৰ হাৰ বেছিভাগ জনাজাত বৈষম্যপূৰ্ণ ভিত্তি ধাতু অনুঘটকৰ হাৰ অতিক্ৰম কৰে আৰু বাণিজ্যিক ৫% Pd/C আৰু ৫% Pd/Cতকৈ ক্ৰমে ১৫ আৰু ১৫ গুণ বেছি। এবাৰ। % Pt/C অনুঘটক।
(ডি)হাইড্ৰজেনেচন অনুঘটকৰ যিকোনো ব্যৱহাৰিক প্ৰয়োগৰ এটা গুৰুত্বপূৰ্ণ বৈশিষ্ট্য হ’ল ইয়াৰ স্থিৰতা। সেয়েহে Co-SAs/NPs@NC-950 ব্যৱহাৰ কৰি পুনঃব্যৱহাৰৰ পৰীক্ষাৰ শৃংখলা কৰা হৈছিল। চিত্ৰ ৪ d ত দেখুওৱাৰ দৰে, একেৰাহে পাঁচটা ৰানত পদাৰ্থটোৰ প্ৰাৰম্ভিক কাৰ্য্যকলাপ আৰু নিৰ্বাচনশীলতা অপৰিৱৰ্তিত হৈ থাকে (তালিকা S13ও চাওক)। দীৰ্ঘম্যাদী পৰীক্ষা কৰা হৈছিল আৰু ৭২ ঘণ্টাৰ ভিতৰত গেছৰ উৎপাদন ৰৈখিকভাৱে বৃদ্ধি পাইছিল (চিত্ৰ S32)। ব্যৱহৃত Co-SA/NPs@NC-950 ৰ কোবাল্টৰ পৰিমাণ ২.৫ wt% আছিল, যিটো সতেজ অনুঘটকৰ অতি ওচৰত আছিল, ইয়াৰ পৰা বুজা যায় যে কোবাল্টৰ কোনো স্পষ্ট লিচিং হোৱা নাছিল (তালিকা S14)। বিক্ৰিয়াৰ আগতে আৰু পিছত কোনো ধৰণৰ স্পষ্ট ৰঙৰ পৰিৱৰ্তন বা ধাতুৰ কণিকাৰ একত্ৰীকৰণ দেখা নগ'ল (চিত্ৰ S33)। দীৰ্ঘম্যাদী পৰীক্ষাত প্ৰয়োগ কৰা সামগ্ৰীৰ AC-HAADF-STEM আৰু EDS-এ পাৰমাণৱিক বিক্ষিপ্ত স্থানৰ ধৰি ৰখা আৰু একেধৰণৰ বিক্ষিপ্ততা দেখুৱাইছিল আৰু কোনো উল্লেখযোগ্য গাঁথনিগত পৰিৱৰ্তন হোৱা নাছিল (চিত্ৰ S34 আৰু S35)। Co0 আৰু Co-N ৰ বৈশিষ্ট্যপূৰ্ণ শিখৰসমূহ এতিয়াও XPS ত আছে, যিয়ে Co NPs আৰু ব্যক্তিগত ধাতুৰ স্থানৰ সহাৱস্থান প্ৰমাণ কৰে, যিয়ে Co-SAs/NPs@NC-950 অনুঘটকৰ স্থিৰতাও নিশ্চিত কৰে (চিত্ৰ S36)।
ফৰ্মিক এচিড ডিহাইড্ৰ'জেনেচনৰ বাবে দায়বদ্ধ আটাইতকৈ সক্ৰিয় স্থান চিনাক্ত কৰিবলৈ পূৰ্বৰ অধ্যয়নৰ ভিত্তিত মাত্ৰ এটা ধাতু কেন্দ্ৰ (CoN2C2) বা Co NP থকা নিৰ্বাচিত পদাৰ্থ প্ৰস্তুত কৰা হৈছিল17। একে পৰিস্থিতিত পৰ্যবেক্ষণ কৰা ফৰ্মিক এচিড ডিহাইড্ৰ'জেনেচন কাৰ্য্যকলাপৰ ক্ৰম হৈছে Co-SAs/NPs@NC-950 > Co SA > Co NP (তালিকা S15), ইয়াৰ পৰা বুজা যায় যে পাৰমাণৱিকভাৱে বিক্ষিপ্ত CoN2C2 স্থানসমূহ NPsতকৈ অধিক সক্ৰিয়। বিক্ৰিয়া গতিবিদ্যাই দেখুৱাইছে যে হাইড্ৰজেনৰ বিৱৰ্তনে প্ৰথম ক্ৰমৰ বিক্ৰিয়া গতিবিদ্যা অনুসৰণ কৰে, কিন্তু বিভিন্ন কোবাল্টৰ পৰিমাণত কেইবাটাও বক্ৰৰ ঢাল একে নহয়, ইয়াৰ পৰা বুজা যায় যে গতিবিদ্যা কেৱল ফৰ্মিক এচিডৰ ওপৰত নহয়, সক্ৰিয় স্থানৰ ওপৰতো নিৰ্ভৰশীল (চিত্ৰ ২)। C37)। অধিক গতিশীল অধ্যয়নে দেখুৱাইছে যে, এক্স-ৰে বিবৰ্তন বিশ্লেষণত কোবাল্ট ধাতুৰ শিখৰৰ অনুপস্থিতিৰ প্ৰতি লক্ষ্য ৰাখি, কোবাল্টৰ পৰিমাণৰ ক্ষেত্ৰত বিক্ৰিয়াৰ গতিশীল ক্ৰম কম মাত্ৰাত (২.৫%তকৈ কম) ১.০২ পোৱা গৈছে, যিয়ে একপৰমাণু কোবাল্ট কেন্দ্ৰৰ প্ৰায় একেধৰণৰ বিতৰণৰ ইংগিত দিয়ে। প্ৰধান। সক্ৰিয় স্থান (চিত্ৰ S38 আৰু S39)। যেতিয়া Co কণিকাৰ পৰিমাণ ২.৭% হয়, তেতিয়া r হঠাতে বৃদ্ধি পায়, ইয়াৰ পৰা বুজা যায় যে নেনোকণাবোৰে ব্যক্তিগত পৰমাণুৰ সৈতে ভালদৰে ক্ৰিয়া কৰি অধিক কাৰ্য্যকলাপ লাভ কৰে। Co কণিকাৰ পৰিমাণ আৰু বৃদ্ধি পোৱাৰ লগে লগে বক্ৰটো অৰৈখিক হৈ পৰে, যিটো নেনোকণিকাৰ সংখ্যা বৃদ্ধি আৰু একপৰমাণুৰ অৱস্থান হ্ৰাসৰ সৈতে জড়িত। এইদৰে, Co-SA/NPs@NC-950 ৰ উন্নত এল চি ডিহাইড্ৰজেনেচন কাৰ্য্যক্ষমতা ব্যক্তিগত ধাতুৰ স্থান আৰু নেনোকণাসমূহৰ সহযোগিতামূলক আচৰণৰ ফলত হয়।
প্ৰক্ৰিয়াটোত বিক্ৰিয়াৰ মধ্যৱৰ্তী পদাৰ্থ চিনাক্ত কৰিবলৈ ইন চিটু ডিফ্লুজ ৰিফ্লেক্টেন্স ফুৰিয়েৰ ট্ৰেন্সফৰ্ম (ইন চিটু ড্ৰিফ্ট) ব্যৱহাৰ কৰি এক গভীৰ অধ্যয়ন কৰা হৈছিল। ফৰ্মিক এচিড যোগ কৰাৰ পিছত নমুনাবোৰ বিভিন্ন বিক্ৰিয়াৰ উষ্ণতালৈ গৰম কৰাৰ পিছত দুটা কম্পাঙ্কৰ গোট দেখা গৈছিল (চিত্ৰ ৫a)। 1089, 1217 আৰু 1790 cm-1 ত HCOOH* ৰ তিনিটা বৈশিষ্ট্যপূৰ্ণ শিখৰ দেখা যায়, যিবোৰ ক্ৰমে সমতলৰ বাহিৰৰ CH π (CH) টানি কম্পন, CO ν (CO) টানি কম্পন আৰু C=O ν (C=O) টানি কম্পন, 54, 55 ৰ বাবে দায়ী। ১৩৬৩ আৰু ১৫৯২ চে.মি.-১ ত থকা আন এটা শিখৰৰ গোট ক্ৰমে প্ৰতিসম OCO কম্পন νs(OCO) আৰু অসমতাপূৰ্ণ OCO টানি কম্পন νas(OCO)33.56 HCOO* ৰ সৈতে মিল খায়। বিক্ৰিয়াটো আগবাঢ়ি যোৱাৰ লগে লগে HCOOH* আৰু HCOO* ৰ আপেক্ষিক শিখৰ ক্ৰমান্বয়ে দুৰ্বল হৈ পৰে। সাধাৰণতে ক’বলৈ গ’লে ফৰ্মিক এচিডৰ পচনত তিনিটা মূল পদক্ষেপ জড়িত হৈ থাকে: (I) সক্ৰিয় স্থানত ফৰ্মিক এচিডৰ শোষণ, (II) ফৰ্মেট বা কাৰ্বক্সিলেট পথৰ জৰিয়তে H আঁতৰোৱা আৰু (III) দুটা শোষিত H ৰ সংমিশ্ৰণেৰে হাইড্ৰ’জেন উৎপন্ন কৰা। HCOO* আৰু COOH* ক্ৰমে ফৰ্মেট বা কাৰ্বক্সিলেট পথ নিৰ্ণয় কৰাত মূল মধ্যৱৰ্তী পদাৰ্থ57। আমাৰ অনুঘটক ব্যৱস্থাত কেৱল বৈশিষ্ট্যপূৰ্ণ HCOO* শিখৰটোৱেই দেখা দিছিল, ইয়াৰ পৰা বুজা যায় যে ফৰ্মিক এচিডৰ পচন কেৱল ফৰ্মিক এচিড পথৰ জৰিয়তেহে ঘটে58। ৭৮ ডিগ্ৰী চেলছিয়াছ আৰু ৮৮ ডিগ্ৰী চেলছিয়াছৰ কম উষ্ণতাতো একেধৰণৰ পৰ্যবেক্ষণ কৰা হৈছিল (চিত্ৰ S৪০)।
Co-SAs/NPs@NC-950 আৰু b Co SAs ৰ ওপৰত HCOOH ডিহাইড্ৰ'জেনেচনৰ ইন চিটু DRIFT বৰ্ণালী। কিংবদন্তিটোৱে ঠাইতে হোৱা প্ৰতিক্ৰিয়াৰ সময় সূচায়। c বিভিন্ন আইছ’ট’প লেবেলিং ৰিএজেণ্ট ব্যৱহাৰ কৰি পোৱা গেছৰ আয়তনৰ গতিশীলতা। d গতিশীল সমস্থানিক প্ৰভাৱৰ তথ্য।
Co-SA/NPs@NC-950 (চিত্ৰ 5 b আৰু S41) ত সহযোগিতামূলক প্ৰভাৱ অধ্যয়ন কৰিবলৈ আনুষংগিক সামগ্ৰী Co NP আৰু Co SA ৰ ওপৰত একেধৰণৰ ইন চিটু DRIFT পৰীক্ষা কৰা হৈছিল। দুয়োটা পদাৰ্থই একে ধৰণৰ ধাৰা দেখুৱাইছে, কিন্তু HCOOH* আৰু HCOO* ৰ বৈশিষ্ট্যপূৰ্ণ শিখৰবোৰ সামান্য স্থানান্তৰিত হৈছে, ইয়াৰ পৰা বুজা যায় যে Co NPs ৰ প্ৰৱৰ্তনে একপৰমাণু কেন্দ্ৰৰ ইলেক্ট্ৰনিক গঠন সলনি কৰে। Co-SAs/NPs@NC-950 আৰু Co SA ত এটা বৈশিষ্ট্যপূৰ্ণ νas(OCO) শিখৰ দেখা যায় কিন্তু Co NPs ত নহয়, ইয়াৰ পৰা আৰু বুজা যায় যে ফৰ্মিক এচিড যোগ কৰাৰ লগে লগে গঠিত মধ্যৱৰ্তী পদাৰ্থটো সমতল লৱণৰ পৃষ্ঠৰ লগত লম্বভাৱে থকা একদন্তযুক্ত ফৰ্মিক এচিড। আৰু সক্ৰিয় স্থান হিচাপে SA ত শোষিত হয়। মন কৰিবলগীয়া যে বৈশিষ্ট্যপূৰ্ণ শিখৰ π(CH) আৰু ν(C = O)ৰ কম্পন যথেষ্ট বৃদ্ধি হোৱা দেখা গৈছিল, যাৰ ফলত আপাত দৃষ্টিত HCOOH* বিকৃতি ঘটিছিল আৰু বিক্ৰিয়াটো সহজ হৈ পৰিছিল। ফলত Co-SAs/NPs@NC ত HCOOH* আৰু HCOO* ৰ বৈশিষ্ট্যপূৰ্ণ শিখৰ ২ মিনিটৰ বিক্ৰিয়াৰ পিছত প্ৰায় নোহোৱা হৈ যায়, যিটো একধাতু (৬ মিনিট) আৰু নেনোকণা ভিত্তিক অনুঘটক (১২ মিনিট)তকৈ বেছি দ্ৰুত। . এই সকলোবোৰ ফলাফলে নিশ্চিত কৰে যে নেনোকণা ডপিঙে মধ্যৱৰ্তী পদাৰ্থৰ শোষণ আৰু সক্ৰিয়কৰণ বৃদ্ধি কৰে, যাৰ ফলত ওপৰত প্ৰস্তাৱিত বিক্ৰিয়াসমূহ ত্বৰান্বিত হয়।
বিক্ৰিয়াৰ পথটো অধিক বিশ্লেষণ কৰিবলৈ আৰু হাৰ নিৰ্ধাৰণকাৰী পদক্ষেপ (RDS) নিৰ্ণয় কৰিবলৈ, Co-SAs/NPs@NC-950 ৰ উপস্থিতিত KIE প্ৰভাৱ কৰা হৈছিল। ইয়াত KIE অধ্যয়নৰ বাবে বিভিন্ন ফৰ্মিক এচিড আইছ’ট’প যেনে HCOOH, HCOOD, DCOOH আৰু DCOOD ব্যৱহাৰ কৰা হয়। চিত্ৰ ৫c ত দেখুওৱাৰ দৰে ডিহাইড্ৰজেনেচনৰ হাৰ তলত দিয়া ক্ৰমত হ্ৰাস পায়: HCOOH > HCOOD > DCOOH > DCOOD। ইয়াৰ উপৰিও KHCOOH/KHCOOD, KHCOOH/KDCOOH, KHCOOD/KDCOOD আৰু KDCOOH/KDCOOD ৰ গণনা কৰা মান ক্ৰমে ১.১৪, ১.৭১, ২.১৬ আৰু ১.৪৪ আছিল (চিত্ৰ ৫d)। এইদৰে, HCOO* ত CH বন্ধন বিভাজনে kH/kD মান >1.5 প্ৰদৰ্শন কৰে, যিয়ে এটা প্ৰধান গতিশীল প্ৰভাৱৰ ইংগিত দিয়ে60,61, আৰু Co-SAs/NPs@NC-950 ত HCOOH ডিহাইড্ৰ'জেনেচনৰ RDSক প্ৰতিনিধিত্ব কৰা যেন লাগে।
ইয়াৰ উপৰিও Co-SA ৰ অন্তৰ্নিহিত কাৰ্য্যকলাপৰ ওপৰত ডপ কৰা নেনোকণাৰ প্ৰভাৱ বুজিবলৈ DFT গণনা কৰা হৈছিল। দেখুওৱা পৰীক্ষা আৰু পূৰ্বৰ কামৰ ভিত্তিত Co-SAs/NPs@NC আৰু Co-SA মডেল নিৰ্মাণ কৰা হৈছিল (চিত্ৰ 6a আৰু S42)52,62। জ্যামিতিক অনুকূলনৰ পিছত একপৰমাণু এককৰ সৈতে সহাৱস্থান কৰা সৰু Co6 নেনোকণা (CoN2C2) চিনাক্ত কৰা হৈছিল আৰু Co-SA/NPs@NC ত Co-C আৰু Co-N বন্ধনৰ দৈৰ্ঘ্য ক্ৰমে ১.৮৭ Å আৰু ১.৯০ Å বুলি নিৰ্ণয় কৰা হৈছিল। , যি XAFS ফলাফলৰ সৈতে সামঞ্জস্যপূৰ্ণ। গণনা কৰা অৱস্থাৰ আংশিক ঘনত্ব (PDOS) য়ে দেখুৱাইছে যে একক Co ধাতুৰ পৰমাণু আৰু নেনোকণা সংমিশ্ৰিত (Co-SAs/NPs@NC) CoN2C2 ৰ তুলনাত ফাৰ্মি স্তৰৰ ওচৰত অধিক সংকৰকৰণ প্ৰদৰ্শন কৰে, যাৰ ফলত HCOOH হয়। পচি যোৱা ইলেক্ট্ৰন স্থানান্তৰ অধিক কাৰ্যক্ষম (চিত্ৰ ৬b আৰু S৪৩)। Co-SAs/NPs@NC আৰু Co-SA ৰ সংশ্লিষ্ট d-বেণ্ড কেন্দ্ৰ ক্ৰমে -0.67 eV আৰু -0.80 eV বুলি গণনা কৰা হৈছিল, ইয়াৰে Co-SAs/NPs@NC ৰ বৃদ্ধি 0.13 eV আছিল, যিয়ে অৰিহণা যোগাইছিল যে NP প্ৰৱৰ্তনৰ পিছত CoN2C2 ৰ অভিযোজিত ইলেক্ট্ৰনিক গঠনৰ দ্বাৰা HCOO* কণিকাৰ শোষণ ঘটে। আধান ঘনত্বৰ পাৰ্থক্যই CoN2C2 ব্লক আৰু নেনোকণাটোৰ চাৰিওফালে এটা বৃহৎ ইলেক্ট্ৰন ডাৱৰ দেখুৱাইছে, যিয়ে ইলেক্ট্ৰন বিনিময়ৰ বাবে ইহঁতৰ মাজত শক্তিশালী পাৰস্পৰিক ক্ৰিয়াৰ ইংগিত দিয়ে। বেডাৰ আধান বিশ্লেষণৰ সৈতে মিলি দেখা গ'ল যে পাৰমাণৱিকভাৱে বিক্ষিপ্ত Co-এ Co-SA/NPs@NC ত 1.064e আৰু Co SA ত 0.796e হেৰুৱাই পেলায় (চিত্ৰ S44)। এই ফলাফলসমূহে ইংগিত দিয়ে যে নেনোকণাসমূহৰ সংহতিৰ ফলত Co স্থানৰ ইলেক্ট্ৰন হ্ৰাস পায়, যাৰ ফলত Co ভ্যালেন্স বৃদ্ধি পায়, যিটো XPS ফলাফলৰ সৈতে সামঞ্জস্যপূৰ্ণ (চিত্ৰ 6c)। Co-SAs/NPs@NC আৰু Co SA ৰ ওপৰত HCOO শোষণৰ Co-O পাৰস্পৰিক ক্ৰিয়াৰ বৈশিষ্ট্যসমূহ স্ফটিকীয় কক্ষপথৰ হেমিল্টনিয়ান গোট (COHP)63 গণনা কৰি বিশ্লেষণ কৰা হৈছিল। চিত্ৰ ৬ d ত দেখুওৱাৰ দৰে -COHP ৰ ঋণাত্মক আৰু ধনাত্মক মান ক্ৰমে এন্টিবণ্ডিং অৱস্থা আৰু বান্ধনি অৱস্থাৰ সৈতে মিল খায়। HCOO (Co-carbonyl O HCOO*) দ্বাৰা শোষিত Co-O ৰ বন্ধন শক্তি -COHP মানসমূহ একত্ৰিত কৰি মূল্যায়ন কৰা হৈছিল, যিবোৰ Co-SAs/NPs@NC আৰু Co-SA ৰ বাবে ক্ৰমে 3.51 আৰু 3.38 আছিল। নেনোকণা ডপিঙৰ পিছত -COHP ৰ অখণ্ড মান বৃদ্ধিয়ে Co-O বণ্ডিং বৃদ্ধিৰ ইংগিত দিয়ে, যাৰ ফলত HCOO আৰু HCOOH সক্ৰিয়কৰণ বৃদ্ধি পায় (চিত্ৰ S45)।
Co-SA/NPs@NC-950 ৰ জালি গঠন। খ পিডিঅ’এছ কো-এছএ/এনপি@এনচি-৯৫০ আৰু কো এছএ। c Co-SA/NPs@NC-950 আৰু Co-SA ত HCOOH শোষণৰ আধান ঘনত্বৰ পাৰ্থক্যৰ 3D সমপৃষ্ঠ। (ঘ) Co-SA/NPs@NC-950 (বাওঁফালে) আৰু Co-SA (সোঁফালে) HCOO দ্বাৰা শোষিত Co-O বান্ধনীৰ pCOHP। e Co-SA/NPs@NC-950 আৰু Co-SA ত HCOOH ডিহাইড্ৰজেনেচনৰ বিক্ৰিয়া পথ।
Co-SA/NPs@NC ৰ উচ্চমানৰ ডিহাইড্ৰজেনেচন কাৰ্য্যক্ষমতা ভালদৰে বুজিবলৈ বিক্ৰিয়াৰ পথ আৰু শক্তি স্থাপন কৰা হৈছিল। বিশেষকৈ FA ডিহাইড্ৰ’জেনেচনত পাঁচটা পদক্ষেপ জড়িত হৈ থাকে, য’ত HCOOH ৰ পৰা HCOOH* লৈ, HCOOH* ৰ পৰা HCOO* + H* লৈ, HCOO* + H* লৈ 2H* + CO2* লৈ, 2H* + CO2* ৰ পৰা 2H* + CO2 লৈ, আৰু H2 ত 2H* ৰ ৰূপান্তৰ (চিত্ৰ ৬e)। কাৰ্বক্সিলিক অক্সিজেনৰ জৰিয়তে অনুঘটকৰ পৃষ্ঠত ফৰ্মিক এচিডৰ অণুৰ শোষণ শক্তি হাইড্ৰক্সিল অক্সিজেনৰ যোগেদিতকৈ কম (চিত্ৰ S46 আৰু S47)। তাৰ পিছত কম শক্তিৰ বাবে শোষকটোৱে CH বন্ধন বিভাজনৰ পৰিৱৰ্তে COOH* গঠন কৰাৰ পৰিৱৰ্তে OH বন্ধন বিভাজন কৰি HCOO* গঠন কৰাটো অগ্ৰাধিকাৰ। একে সময়তে HCOO* এ একদন্ত শোষণ ব্যৱহাৰ কৰে, যিয়ে বান্ধনী বিভাজন আৰু CO2 আৰু H2 গঠনত সহায় কৰে। এই ফলাফলসমূহ ইন চিটু DRIFT ত νas(OCO) শিখৰৰ উপস্থিতিৰ সৈতে সামঞ্জস্যপূৰ্ণ, ইয়াৰ পৰা আৰু অধিক ইংগিত পোৱা যায় যে আমাৰ অধ্যয়নত ফৰ্মেট পথৰ জৰিয়তে FAৰ অৱক্ষয় ঘটে। মন কৰিবলগীয়া যে কে আই ই জোখ অনুসৰি চি এইচ বিচ্ছেদৰ বিক্ৰিয়া শক্তিৰ বাধা অন্যান্য বিক্ৰিয়াৰ পদক্ষেপতকৈ বহু বেছি আৰু ই এটা আৰ ডি এছক প্ৰতিনিধিত্ব কৰে। অনুকূল Co-SAs/NPs@NC অনুঘটক ব্যৱস্থাৰ শক্তি বাধা Co-SA (1.2 eV)তকৈ 0.86 eV কম, যিয়ে সামগ্ৰিক ডিহাইড্ৰ’জেনেচন কাৰ্যক্ষমতা যথেষ্ট উন্নত কৰে। উল্লেখযোগ্য যে নেনোকণিকাৰ উপস্থিতিয়ে পাৰমাণৱিকভাৱে বিক্ষিপ্ত সহাৱস্থানৰ ইলেক্ট্ৰনিক গঠন নিয়ন্ত্ৰণ কৰে, যিয়ে মধ্যৱৰ্তী পদাৰ্থৰ শোষণ আৰু সক্ৰিয়কৰণ আৰু অধিক বৃদ্ধি কৰে, যাৰ ফলত বিক্ৰিয়াৰ বাধা হ্ৰাস পায় আৰু হাইড্ৰজেন উৎপাদনত সহায় কৰে।
সামৰণিত আমি প্ৰথমবাৰৰ বাবে প্ৰমাণ কৰিছো যে অতি বিতৰণ কৰা একধাতু কেন্দ্ৰ আৰু সৰু নেনোকণা থকা সামগ্ৰী ব্যৱহাৰ কৰি হাইড্ৰজেন উৎপাদন অনুঘটকৰ অনুঘটকীয় কাৰ্য্যক্ষমতা যথেষ্ট উন্নত কৰিব পাৰি। এই ধাৰণাটো নেনোকণা (Co-SAs/NPs@NC) দ্বাৰা পৰিৱৰ্তিত কোবাল্ট ভিত্তিক একক-পৰমাণু ধাতু অনুঘটকৰ সংশ্লেষণৰ দ্বাৰা বৈধতা প্ৰদান কৰা হৈছে, লগতে কেৱল একক-ধাতু কেন্দ্ৰ (CoN2C2) বা Co NPs থকা আনুষংগিক সামগ্ৰীও। সকলো সামগ্ৰী সৰল এক পদক্ষেপৰ পাইৰ’লাইছিছ পদ্ধতিৰে প্ৰস্তুত কৰা হৈছিল। গাঁথনিগত বিশ্লেষণে দেখুৱাইছে যে শ্ৰেষ্ঠ অনুঘটক (Co-SAs/NPs@NC-950) পাৰমাণৱিকভাৱে বিক্ষিপ্ত CoN2C2 একক আৰু নাইট্ৰজেন আৰু গ্ৰেফাইটৰ দৰে কাৰ্বনৰ সৈতে ডপ কৰা সৰু নেনোকণা (7-8 nm)ৰে গঠিত। ইয়াৰ গেছ উৎপাদনশীলতা ১৪০৩.৮ মিলিলিটাৰ g-1 h-1 (H2:CO2 = ১.০১:১), H2 আৰু CO নিৰ্বাচন ক্ষমতা ৯৯.৯৬% পৰ্যন্ত উৎকৃষ্ট আৰু ই কেইবাদিনো ধৰি নিৰন্তৰ কাৰ্য্যকলাপ বজাই ৰাখিব পাৰে। এই অনুঘটকৰ কাৰ্য্যকলাপ কিছুমান Co SA আৰু Pd/C অনুঘটকৰ কাৰ্য্যকলাপতকৈ ক্ৰমে ৪ আৰু ১৫ গুণ অতিক্ৰম কৰে। ইন চিটু DRIFT পৰীক্ষাই দেখুৱাইছে যে Co-SA ৰ তুলনাত Co-SAs/NPs@NC-950 এ HCOO* ৰ শক্তিশালী একদন্ত শোষণ প্ৰদৰ্শন কৰে, যিটো ফৰ্মেট পথৰ বাবে গুৰুত্বপূৰ্ণ, আৰু ড'পেণ্ট নেনোকণাসমূহে HCOO* সক্ৰিয়কৰণ আৰু C–H ত্বৰণক প্ৰসাৰিত কৰিব পাৰে। বণ্ড বিভাজনটোক আৰ ডি এছ বুলি চিনাক্ত কৰা হৈছিল। তাত্ত্বিক গণনাই দেখুৱাইছে যে Co NP ডপিঙে পাৰস্পৰিক ক্ৰিয়াৰ জৰিয়তে একক Co পৰমাণুৰ d-বেণ্ড কেন্দ্ৰ ০.১৩ eV বৃদ্ধি কৰে, যাৰ ফলত HCOOH* আৰু HCOO* মধ্যৱৰ্তী পদাৰ্থৰ শোষণ বৃদ্ধি পায়, যাৰ ফলত Co SA ৰ বাবে বিক্ৰিয়াৰ বাধা ১.২০ eVৰ পৰা ০ .৮৬ eVলৈ হ্ৰাস পায়। অসাধাৰণ প্ৰদৰ্শনৰ বাবে তেওঁ দায়বদ্ধ।
অধিক ব্যাপকভাৱে ক’বলৈ গ’লে এই গৱেষণাই নতুন একক-পৰমাণু ধাতু অনুঘটকৰ ডিজাইনৰ বাবে ধাৰণা প্ৰদান কৰে আৰু বিভিন্ন আকাৰৰ ধাতু কেন্দ্ৰৰ সহযোগী প্ৰভাৱৰ জৰিয়তে অনুঘটকৰ কাৰ্য্যক্ষমতা কেনেকৈ উন্নত কৰিব পাৰি তাৰ বুজাবুজি আগবঢ়ায়। আমি বিশ্বাস কৰোঁ যে এই পদ্ধতিটো আন বহুতো অনুঘটক ব্যৱস্থালৈ সহজেই সম্প্ৰসাৰিত কৰিব পাৰি।
চীনৰ মেকলিনৰ পৰা Co(NO3)2 6H2O (AR, 99%), Zn(NO3)2 6H2O (AR, 99%), 2-মিথাইলিমিডাজ’ল (98%), মিথানল (99.5%), প্ৰপাইলিন কাৰ্বনেট (PC, 99% ) ইথানল (AR, 99.7%) ক্ৰয় কৰা হৈছিল। চীনৰ ৰ’নৰ পৰা ফৰ্মিক এচিড (HCOOH, ৯৮%) ক্ৰয় কৰা হৈছিল। সকলো ৰিএজেণ্ট অতিৰিক্ত বিশুদ্ধকৰণ অবিহনে পোনপটীয়াকৈ ব্যৱহাৰ কৰা হৈছিল, আৰু অতি বিশুদ্ধ বিশুদ্ধকৰণ ব্যৱস্থা ব্যৱহাৰ কৰি অতি বিশুদ্ধ পানী প্ৰস্তুত কৰা হৈছিল। চিগমা-এলড্ৰিচৰ পৰা Pt/C (৫% ভৰ লোডিং) আৰু Pd/C (৫% গণ লোডিং) ক্ৰয় কৰা হৈছিল।
CoZn-ZIF নেন'স্ফটিক সংশ্লেষণ পূৰ্বৰ পদ্ধতিৰ ভিত্তিত কিছু পৰিৱৰ্তন কৰি কৰা হৈছিল23,64। প্ৰথমে ৩০ মিলিমোল Zn(NO3)2·6H2O (৮.৯২৫ গ্ৰাম) আৰু ৩.৫ মিলিমোল Co(NO3)2·6H2O (১.০১৪ গ্ৰাম) মিহলাই ৩০০ মিলিলিটাৰ মিথানলত দ্ৰৱীভূত কৰা হ’ল। তাৰ পিছত ১২০ মিলিমোল ২-মিথাইলিমিডাজ’ল (৯.৮৫৩ গ্ৰাম) ১০০ মিলিলিটাৰ মিথানলত দ্ৰৱীভূত কৰি ওপৰৰ দ্ৰৱটোত যোগ কৰা হ’ল। এই মিশ্ৰণটো কোঠাৰ উষ্ণতাত ২৪ ঘণ্টা লৰচৰ কৰা হ’ল। শেষত ৬৪২৯ গ্ৰামত ১০ মিনিটৰ বাবে কেন্দ্ৰচালিত কৰি পৃথক কৰি মিথানলেৰে তিনিবাৰ ভালদৰে ধুই পেলোৱা হ’ল। ফলত পোৱা গুড়ি ব্যৱহাৰৰ পূৰ্বে ৬০ ডিগ্ৰী চেলছিয়াছত শূন্যতাত ৰাতিটো শুকুৱাই লোৱা হৈছিল।
Co-SAs/NPs@NC-950 সংশ্লেষণ কৰিবলৈ শুকান CoZn-ZIF গুড়ি 950 °C ত 1 ঘন্টা ধৰি 6% H2 + 94% Ar গেছৰ প্ৰবাহত পাইৰ’লাইজ কৰা হৈছিল, 5 °C/মিনিট উত্তাপনৰ হাৰত। তাৰ পিছত নমুনাটো কোঠাৰ উষ্ণতালৈ ঠাণ্ডা কৰি Co-SA/NPs@NC-950 পোৱা গ’ল। Co-SAs/NPs@NC-850 বা Co-SAs/NPs@NC-750 ৰ বাবে পাইৰ’লাইছিছৰ উষ্ণতা ক্ৰমে ৮৫০ আৰু ৭৫০ ডিগ্ৰী চেলছিয়াছলৈ সলনি কৰা হৈছিল। প্ৰস্তুত কৰা নমুনাবোৰ অধিক প্ৰক্ৰিয়াকৰণ নকৰাকৈ ব্যৱহাৰ কৰিব পাৰি, যেনে এচিড এচিং।
টি ই এম (ট্ৰেন্সমিছন ইলেক্ট্ৰন মাইক্ৰস্কোপি) জোখ-মাখ থাৰ্মো ফিচাৰ টাইটান থেমিছ ৬০-৩০০ “কিউব” মাইক্ৰস্কোপত কৰা হৈছিল, যিটো ইমেজিঙৰ বাবে এবেৰেচন কাৰেক্টৰ আৰু ৩০০ কেভি প্ৰ’ব শ্বেপিং লেন্সেৰে সজ্জিত আছিল। HAADF-STEM পৰীক্ষাসমূহ প্ৰ'ব আৰু ইমেজ কাৰেক্টৰৰ সৈতে সজ্জিত FEI টাইটান G2 আৰু FEI টাইটান থেমিছ জেড মাইক্ৰস্কোপৰ লগতে DF4 চাৰিটা খণ্ডৰ ডিটেক্টৰ ব্যৱহাৰ কৰি কৰা হৈছিল। ইডিএছ মৌলিক মেপিং ছবিও এফইআই টাইটান থেমিছ জেড মাইক্ৰস্কোপত পোৱা গৈছিল। এক্স-ৰে ফটোইলেক্ট্ৰন স্পেকট্ৰ’মিটাৰ (থাৰ্মো ফিচাৰ মডেল ইস্কালাব ২৫০Xi)ত এক্সপিএছ বিশ্লেষণ কৰা হৈছিল। XAFS-500 টেবুল (China Spectral Instruments Co., Ltd.) ব্যৱহাৰ কৰি Co K-edge ৰ XANES আৰু EXAFS বৰ্ণালী সংগ্ৰহ কৰা হৈছিল। Co ৰ পৰিমাণ পৰমাণু শোষণ বৰ্ণালীবিজ্ঞান (AAS) (PinAAcle900T) দ্বাৰা নিৰ্ণয় কৰা হৈছিল। এক্স-ৰে বিবৰ্তন (XRD) বৰ্ণালী এক্স-ৰে বিবৰ্তনমিটাৰ (Bruker, Bruker D8 Advance, Germany)ত ৰেকৰ্ড কৰা হৈছিল। নাইট্ৰজেন শোষণ সমতাপ ভৌতিক শোষণ যন্ত্ৰ (Micromeritics, ASAP2020, USA) ব্যৱহাৰ কৰি পোৱা গৈছিল।
ডিহাইড্ৰ’জেনেচন বিক্ৰিয়াটো মানক শ্বলেংক পদ্ধতি অনুসৰি বায়ু আঁতৰাই আৰ্গন বায়ুমণ্ডলত কৰা হৈছিল। বিক্ৰিয়াৰ পাত্ৰটো খালী কৰি ৬ বাৰ আৰ্গন ভৰাই দিয়া হ’ল। কণ্ডেন্সাৰৰ পানী যোগান অন কৰি অনুঘটক (৩০ মিলিগ্ৰাম) আৰু দ্রাৱক (৬ মিলিলিটাৰ) যোগ কৰক। থাৰ্মোষ্টেট ব্যৱহাৰ কৰি পাত্ৰটো আকাংক্ষিত উষ্ণতালৈ গৰম কৰি ৩০ মিনিটৰ বাবে ভাৰসাম্য ৰক্ষা কৰিবলৈ দিব। তাৰ পিছত আৰ্গনৰ অধীনত বিক্ৰিয়াৰ পাত্ৰটোত ফৰ্মিক এচিড (১০ মিলিমোল, ৩৭৭ μL) যোগ কৰা হ’ল। ৰিয়েক্টৰৰ চাপ হ্ৰাস কৰিবলৈ তিনিমুখীয়া ব্যুৰেট ভালভটো ঘূৰাই ঘূৰাই বন্ধ কৰক আৰু হাতৰ বুৰেট ব্যৱহাৰ কৰি উৎপাদিত গেছৰ আয়তন জুখিবলৈ আৰম্ভ কৰক (চিত্ৰ S16)। বিক্ৰিয়াটো সম্পূৰ্ণ হ’বলৈ প্ৰয়োজনীয় সময়ৰ পিছত আৰ্গনেৰে পাৰ্জ কৰা গেছ-টাইট চিৰিঞ্জ ব্যৱহাৰ কৰি জিচি বিশ্লেষণৰ বাবে গেছৰ নমুনা সংগ্ৰহ কৰা হৈছিল।
পাৰাৰ কেডমিয়াম টেলুৰাইড (MCT) ডিটেক্টৰৰ সৈতে সজ্জিত ফুৰিয়েৰ ট্ৰেন্সফৰ্ম ইনফ্ৰাৰেড (FTIR) স্পেকট্ৰমিটাৰ (থাৰ্মো ফিচাৰ চাইন্টিফিক, নিকোলেট iS50)ত ইন চিটু ড্ৰিফ্ট পৰীক্ষা কৰা হৈছিল। অনুঘটকৰ গুড়িটো এটা বিক্ৰিয়া কোষত (Harrick Scientific Products, Praying Mantis) ৰখা হৈছিল। অনুঘটকটোক কোঠাৰ উষ্ণতাত Ar (৫০ মিলিলিটাৰ/মিনিট) ধাৰাৰে শোধন কৰাৰ পিছত নমুনাটো এটা নিৰ্দিষ্ট উষ্ণতালৈ গৰম কৰা হ’ল, তাৰ পিছত HCOOH দ্ৰৱত Ar (৫০ মিলিলিটাৰ/মিনিট)ৰ সৈতে বুদবুদ কৰি স্থানীয় বিক্ৰিয়া কোষত ঢালি দিয়া হ’ল। বিক্ৰিয়াৰ বাবে। বৈষম্যপূৰ্ণ অনুঘটক প্ৰক্ৰিয়াৰ আৰ্হি। ৩.০ ছেকেণ্ডৰ পৰা ১ ঘণ্টাৰ ভিতৰত ইনফ্ৰাৰেড বৰ্ণালী ৰেকৰ্ড কৰা হৈছিল।
প্ৰপাইলিন কাৰ্বনেটত ছাবষ্ট্ৰেট হিচাপে HCOOH, DCOOH, HCOOD আৰু DCOOD ব্যৱহাৰ কৰা হয়। বাকী থকা অৱস্থাবোৰ HCOOH ডিহাইড্ৰ’জেনেচন পদ্ধতিৰ সৈতে মিল খায়।
ভিয়েনা Ab initio মডেলিং পেকেজ (VASP 5.4.4) 65,66 ৰ ভিতৰত ঘনত্ব কাৰ্য্যকৰী তত্ত্বৰ কাঠামো ব্যৱহাৰ কৰি প্ৰথম নীতি গণনা কৰা হৈছিল। প্ৰায় ১২.৫ Å ট্ৰেন্সভাৰ্ছ মাত্ৰাৰ গ্ৰেফিন পৃষ্ঠ (৫ × ৫) থকা এটা ছুপাৰইউনিট কোষক CoN2C2 আৰু CoN2C2-Co6 ৰ বাবে ছাবষ্ট্ৰেট হিচাপে ব্যৱহাৰ কৰা হৈছিল। কাষৰীয়া ছাবষ্ট্ৰেট স্তৰৰ মাজত পাৰস্পৰিক ক্ৰিয়া এৰাই চলিবলৈ ১৫ Å তকৈ অধিক ভেকুৱাম দূৰত্ব যোগ কৰা হৈছিল। আয়ন আৰু ইলেক্ট্ৰনৰ মাজৰ পাৰস্পৰিক ক্ৰিয়াক প্ৰক্ষেপিত পৰিবৰ্ধিত তৰংগ (PAW) পদ্ধতিৰে বৰ্ণনা কৰা হৈছে65,67। গ্ৰিমে প্ৰস্তাৱ কৰা পাৰ্ডু-বাৰ্ক-আৰ্নজাৰহফ (PBE) জেনেৰেলাইজড গ্ৰেডিয়েণ্ট এপ্ৰ'ক্সিমেচন (GGA) ফাংচন ভ্যান ডেৰ ৱালছ সংশোধনৰ সৈতে68,69 ব্যৱহাৰ কৰা হৈছিল। মুঠ শক্তি আৰু বলৰ অভিসৰণৰ মাপকাঠী হ’ল ১০−৬ eV/পৰমাণু আৰু ০.০১ eV/Å। মংকহৰ্ষ্ট-পেক ২ × ২ × ১ কে-পইণ্ট গ্ৰীড ব্যৱহাৰ কৰি শক্তি কাটঅফ ৬০০ ইভিত নিৰ্ধাৰণ কৰা হৈছিল। এই মডেলত ব্যৱহৃত ছ্যুড'পটেনচিয়েল ইলেক্ট্ৰনিক কনফিগাৰেচনৰ পৰা C 2s22p2 অৱস্থা, N 2s22p3 অৱস্থা, Co 3d74s2 অৱস্থা, H 1 s1 অৱস্থা, আৰু O 2s22p4 অৱস্থালৈ নিৰ্মাণ কৰা হয়। শোষণ বা আন্তঃপৃষ্ঠৰ আৰ্হি অনুসৰি শোষিত ব্যৱস্থাৰ শক্তিৰ পৰা গেছ পৰ্যায় আৰু পৃষ্ঠ প্ৰজাতিৰ শক্তি বিয়োগ কৰি শোষণ শক্তি আৰু ইলেক্ট্ৰন ঘনত্বৰ পাৰ্থক্য গণনা কৰা হয়70,71,72,73,74। গিবছ মুক্ত শক্তি সংশোধন ডি এফ টি শক্তিক গিবছ মুক্ত শক্তিলৈ ৰূপান্তৰিত কৰিবলৈ ব্যৱহাৰ কৰা হয় আৰু এণ্ট্ৰপি আৰু শূন্য বিন্দু শক্তিলৈ কম্পনৰ অৱদানৰ কথা লক্ষ্য কৰে75। বিক্ৰিয়াটোৰ পৰিৱৰ্তন অৱস্থা বিচাৰিবলৈ এচেণ্ডিং ইমেজ-নাডজিং ইলাষ্টিক বেণ্ড (CI-NEB) পদ্ধতি ব্যৱহাৰ কৰা হৈছিল76।
এই অধ্যয়নৰ সময়ত পোৱা আৰু বিশ্লেষণ কৰা সকলো তথ্য প্ৰবন্ধ আৰু পৰিপূৰক সামগ্ৰীত অন্তৰ্ভুক্ত কৰা হৈছে বা যুক্তিসংগত অনুৰোধত সংশ্লিষ্ট লেখকৰ পৰা উপলব্ধ। এই লেখাটোৰ বাবে উৎস তথ্য প্ৰদান কৰা হৈছে।
এই প্ৰবন্ধৰ লগত দিয়া চিমুলেচনসমূহত ব্যৱহৃত সকলো ক'ড অনুৰোধ কৰিলে সংশ্লিষ্ট লেখকসকলৰ পৰা উপলব্ধ।
দত্ত, আই ইত্যাদি। ফৰ্মিক এচিডে কম কাৰ্বনযুক্ত অৰ্থনীতিক সমৰ্থন কৰে। ক্ৰিয়া বিশেষণ। শক্তিৰ সামগ্ৰী। ১২, ২১০৩৭৯৯ (২০২২)।
ৱেই, ডি, চাং, আৰ, স্পনহলজ, পি, জংগে, এইচ আৰু বেলাৰ, এম. Mn-ক্ল' কমপ্লেক্স ব্যৱহাৰ কৰি লাইচিনৰ উপস্থিতিত কাৰ্বন ডাই অক্সাইডৰ ফৰ্মিক এচিডলৈ উলটিব পৰা হাইড্ৰ'জেনেচন। নাট। শক্তি ৭, ৪৩৮–৪৪৭ (২০২২)।
ৱেই, ডি. হাইড্ৰজেন অৰ্থনীতিৰ দিশত: হাইড্ৰজেন সংৰক্ষণ আৰু মুক্তি ৰসায়নৰ বাবে বৈষম্যমূলক অনুঘটকৰ বিকাশ। এচিএছ শক্তি পত্ৰ। ৭, ৩৭৩৪–৩৭৫২ (২০২২)।
মোদীছা পিএম, অউমা এছএনএম, গাৰিজিৰাই আৰ, ৱাছাৰশ্বেইড পি আৰু বেছাৰাবভ ডি. তৰল জৈৱিক হাইড্ৰজেন বাহক ব্যৱহাৰ কৰি হাইড্ৰজেন সংৰক্ষণৰ সম্ভাৱনা। শক্তি ইন্ধন ৩৩, ২৭৭৮–২৭৯৬ (২০১৯)।
তৰল জৈৱিক হাইড্ৰজেন বাহক আৰু নবীকৰণযোগ্য হাইড্ৰজেনৰ আন্তঃৰাষ্ট্ৰীয় পৰিবহণৰ বাবে বিকল্প। নবীকৰণ। সমৰ্থন। শক্তি। মুকলি ১৩৫, ১১০১৭১ (২০২১)।
তৰল জৈৱিক হাইড্ৰজেন বাহক (LOHC): হাইড্ৰজেন-মুক্ত হাইড্ৰজেন অৰ্থনীতিৰ দিশে। দৰ্খাস্ত। ৰাসায়নিক। সম্পদ। ৫০, ৭৪–৮৫ (২০১৭)।
চেন, জেড আৰু অন্যান্য। ফৰ্মিক এচিড ডিহাইড্ৰ’জেনেচনৰ বাবে নিৰ্ভৰযোগ্য পেলেডিয়াম অনুঘটকৰ বিকাশ। AKS কেটেলগ। ১৩, ৪৮৩৫–৪৮৪১ (২০২৩)।
ছান, কিউ., ৱাং, এন., জু, কিউ. আৰু ইউ, জে. তৰল-পৰ্যায়ৰ হাইড্ৰজেন সংৰক্ষণ ৰাসায়নিক পদাৰ্থৰ পৰা দক্ষ হাইড্ৰজেন উৎপাদনৰ বাবে নেন'প'ৰ-সমৰ্থিত ধাতুৰ নেন' অনুঘটক। ক্ৰিয়া বিশেষণ। মেট. ৩২, ২০০১৮১৮ (২০২০)।
চেৰাজ, জে জে এ, ইত্যাদি। বিশুদ্ধ ফৰ্মিক এচিডৰ ডিহাইড্ৰ’জেনেচনৰ বাবে এটা কাৰ্যক্ষম অনুঘটক। নাট। যোগাযোগ। ৭, ১১৩০৮ (২০১৬)।
কাৰ এছ, ৰাউচ এম, লেইথাছ জি, বেন-ডেভিদ ৱাই আৰু মিলষ্টেইন ডি. যোগকৰণ অবিহনে বিশুদ্ধ ফৰ্মিক এচিডৰ দক্ষ ডিহাইড্ৰ'জেনেচন। নাট। গটাৰ। ৪, ১৯৩–২০১ (২০২১)।
লি, এছ আৰু অন্যান্য। বৈষম্যপূৰ্ণ ফৰ্মিক এচিড ডিহাইড্ৰ'জেনেচন অনুঘটকৰ যুক্তিসংগত ডিজাইনৰ বাবে সৰল আৰু ফলপ্ৰসূ নীতি। ক্ৰিয়া বিশেষণ। মেট. ৩১, ১৮০৬৭৮১ (২০১৯)।
লিউ, এম. ফৰ্মিক এচিড ভিত্তিক কাৰ্বন ডাই অক্সাইড ব্যৱহাৰ কৰি হাইড্ৰজেন সংৰক্ষণ প্ৰযুক্তিৰ বৈষম্যমূলক অনুঘটক। ক্ৰিয়া বিশেষণ। শক্তিৰ সামগ্ৰী। ১২, ২২০০৮১৭ (২০২২)।