Hidrojen peroksit, kimyasal, tıbbi ve yarı iletken endüstrilerinde çok çeşitli uygulamalara sahip dünyanın en iyi 100 endüstriyel kimyasalından biridir. Şu anda, hidrojen peroksit esas olarak antrafinon işlemi ile üretilmektedir, ancak bu işlemin yüksek enerji tüketimi, pahalı palladyum katalizörlerinin kullanımı ve yan ürünler nedeniyle çevre kirliliği gibi çeşitli sorunları vardır.
Son yıllarda, ucuz karbon katalizörleri kullanılarak oksijenin elektrokimyasal olarak azaltılmasıyla hidrojen peroksit üretmenin çevre dostu bir yöntemi dikkat çekmiştir. Bununla birlikte, bu yöntem, yüksek saflıkta oksijen gazı enjekte etme maliyeti ve üretilen hidrojen peroksitin esas olarak kararsız bir temel elektrolit ortamında üretildiği pratik sınırlamaları ile sınırlandırılmıştır.
Bu sınırlamanın üstesinden gelmek için, Kore Bilim ve Teknoloji Enstitüsü (KIST) Aşırı Malzeme Araştırma Merkezi (KIST) Dr. Jong Min Kim liderliğindeki bir araştırma ekibi, düşük oksijen konsantrasyonları ve nötr elektrolitlere sahip hava besleme ortamlarında bile hidrojen peroksit üretebilen yüksek verimli bir mezoporöz katalizör geliştirdi.
Çalışma dergide yayınlandı Gelişmiş Malzemeler.
Ekip, serondan oluşan karbonları yaklaşık 20 nanometrelik (NM) mezoplarla sentezledi, sera gazı karbondioksit (CO2), güçlü azaltıcı sodyum borohidrit (NABH4) ve mezo boyutlu kalsiyum karbonat (caco3) partikülleri, ardından kalsiyum karbonat parçacıklarının seçici olarak çıkarılması.
Elektrokimyasal hidrojen peroksit üretimi için bir katalizör olarak kullanıldığında, deneyler ve hesaplamalar mezoporların oluşturduğu kavisli yüzey özelliklerinin, hidrojen peroksit üretim reaksiyonlarının zor olduğu nötr elektrolit ortamlarında bile mükemmel katalitik aktivite sağladığını göstermiştir.
Ayrıca, gerçek zamanlı Raman analizi, mezoporöz yapının bir reaktan olarak oksijenin düzgün aktarılmasını kolaylaştırdığını ve sadece%20’lik oksijen konsantrasyonu olan hava ortamlarında bile yüksek katalitik aktivitenin korunmasına izin verdiğini doğrulamıştır.
Bu bulgulara dayanarak, ekip, bir hidrojen peroksit kütle üretim reaktörüne uygulandığında, boron katkılı mezoporöz karbon katalizörlerinin, nötr elektrolit ve hava ve-scal cari yoğunluğunun (200 mA ve-scale cari yoğunluğunun yakınlıklı koşulları altında% 80’den fazla birinci sınıf hidrojen peroksit üretim verimliliğinin (200) daha fazla olduğunu gösterdi.2).
Özellikle ekip,%3.6 konsantrasyon ile hidrojen peroksit çözeltileri üretmeyi başardı, bu da tıbbi hidrojen peroksit konsantrasyonunu (%3) aşarak ticarileştirme olasılığını düşündürdü.
Jong Min Kim, “Nötr bir elektrolitten hidrojen peroksit üretmek için nefes aldığımız havadan oksijen kullanan mezoporöz karbon katalizör teknolojisi, geleneksel katalizörlerden daha pratiktir ve sanayileşmeyi hızlandıracaktır.” Dedi.
