يعيق عدم فهم هيكل محفزات الكتروكاتاليز ذات الذرة الواحدة تصميمها العقلاني. الآن، يقوم Fei وزملاؤه بتقرير تخليق محفزات النيكل والحديد والكوبالت ذات الذرة الواحدة في الغرافين المشبع بالنيتروجين. يتم تحديد هيكل المواقع النشطة بتفصيل ويسمح بالتنبؤ النظري لنشاطها النسبي في تفاعلات تطور الأكسجين – علاقة بين الهيكل والنشاط تدعمها التجارب التالية.
التحرير
مرحبًا بكم في العدد الأول من مجلة Nature Catalysis. على الرغم من أن تنسيق مجلة Nature Research قد يكون مألوفًا لمعظم قرائنا، إلا أننا نود في هذا التحرير مناقشة الجوانب الفريدة لهذه المجلة وأهدافنا للمستقبل.
التعليق والرأي
الكتاليز هو موضوع له تاريخ طويل وغني بشكل مدهش. يبدو أن له مستقبلًا أكثر إشراقًا حيث تتطلب تحديات مجتمعنا التركيز على هذا التخصص أكثر من أي وقت مضى.
الأخبار والآراء
إن البحث في تقليل ثاني أكسيد الكربون الكهروكيميائي تقتصر في الغالب على الدراسات الأساسية التي تحاول فهم كيفية التغلب على انخفاض الانتقائية وكفاءة الطاقة لمنتجات الأكسجين القيمة. الآن، يولد نظام قابل للتوسعة وقابل للتطبيق متعدد الكربونات الأكسجينية بكفاءة شمسية إلى كحول بنسبة تفوق 8٪.
التعرف على وسطاء Wheland-type
يفترض عمومًا أن استبدال الكهربائي للمركبات العطرية على الزيوليت يحدث من خلال وسيط Wheland-type، على الرغم من عدم وجود أدلة تجريبية مباشرة. الآن، تم تحديد هذا الأيون الكاربيني كوسيط مستقر في الالكيلة للبنزين بالإيثانول على محفز زيوليت صناعي.
تحفيز أكسدة الماء باستخدام معدن الطبيعة
في الطبيعة، يتم استخدام محفز المنغنيز لأكسدة الماء الضوئية، ولكن الجهود المبذولة لتطوير محفزات صناعية قائمة على المنغنيز تعوقها قابلية مركبات المنغنيز. باستخدام ليغاند ضخم ومائي الشهوة، تم العثور على مجمع المنغنيز المذاب في الماء Mn12 كمحفز مستقر وفعال لأكسدة الماء الكهروكاتاليتية.
المراجعات
توفر المحفزات الكيميائية والبيولوجية مزايا وعيوب متميزة للكيميائي التوليفي. تركز هذه المراجعة على الجهود المبذولة لدمج المحفزات الكيميائية والبيولوجية، وتوضح الفرص التي يمكن تحقيقها بهذا النهج والجهود المبذولة للتغلب على أي عدم التوافق بين هذه الأنظمة المختلفة.
البحوث
يعد الألكيلة القائمة على البيوإيثانول للبنزين طريقة مستدامة بالإمكان تحويلها إلى مواد كيميائية قابلة للتداول، ولكن هناك قليل من المعرفة حول آلية التفاعل. هنا، يدرس Weckhuysen وزملاؤه الألكيلة المحفزة بواسطة الزيوليت للبنزين بالإيثانول، ويحددون العامل القابل للالكيلة النشط ويظهرون تواجد وسيط σ-معقد.
التخليق الفني ينطوي على تحليل ثاني أكسيد الكربون والتخمير
توليد المواد الكيميائية المفيدة من ثاني أكسيد الكربون والطاقة المتجددة هو مسعى جذاب ولكن تحدي. يتم في هذا العمل الإبلاغ عن تشغيل طويل الأمد للكاثودات التجارية لتقليل ثاني أكسيد الكربون بكفاءة، مع التخمير التالي لمنتج السنجاس لإكمال التخمير الفني للكحولات.
تحويل الإيمين باستخدام محفزات معدنية قلوية بسيطة
عملية الهيدروجينة هي واحدة من أكثر العمليات الكتاليتية شيوعًا على مستوى المختبر والصناعي، وعادة ما يتم تنفيذها باستخدام محفز معدن نبيل. هنا، يظهر الباحثون أن مركبات المعادن القلوية الأرضية قادرة على تحويل الإيمينات تحت ظروف معتدلة.
عملية أكسدة الماء الكهروكاتاليتية بواسطة معدن الطبيعة
في الطبيعة، يستخدم محفز المنغنيز لأكسدة الماء الضوئية، ولكن الجهود المبذولة لتطوير محفزات صناعية قائمة على المنغنيز تعوقها قابلية مركبات المنغنيز. باستخدام ليغاند ضخم ومائي الشهوة، تم العثور على مجمع المنغنيز المذاب في الماء Mn12 كمحفز مستقر وفعال لأكسدة الماء الكهروكاتاليتية.
التحكم البيولوجي الانتقائي بواسطة مجال مغناطيسي عن بُعد
إذا كانت البيوكاتاليز انتقائية، فإنها توفر إمكانات كبيرة لإطلاق العقاقير وغيرها من الأحمال بشكل جيد التحكم. هنا، يفصل Minko وزملاؤه الإنزيمات والمواد الخام عن طريق تحميلها على جسيمات بوليمرية مغلفة فرديًا، ويظهرون أن المجال المغناطيسي يشغل النشاط الكاتاليتي عن طريق دمج قشور البوليمر.
تحويل اللينوسيلولوز الكامل مع إعادة تدوير المحفز المتكامل لإنتاج مركبات عطرية ووقود قيمة
يتم إنتاج اللينوسيلولوز بكميات كبيرة كنفايات ولكنه يوفر إمكانية الحصول على مصادر رخيصة ومتجددة للمركبات العضوية. هنا، يتم عرض عملية يمكن من خلالها الحصول على منتجات مفيدة من جميع المكونات الرئيسية للينوسيلولوز، مما يؤدي إلى تحويل كامل وبالتالي يمكن تمكين إعادة تدوير المحفز المتكامل.
Source: https://www.nature.com/natcatal/volumes/1/issues/1
اترك تعليقاً