Tungstenkarbur, Rochester Üniversitesi ekibinin çalışmalarına göre doğru fazta üretildiğinde platin yerine geçebilecek performans gösteriyor; plastik atıkların hidrokraking ile geri dönüştürülmesinde platinle karşılaştırıldığında 10 kat daha verimli bulundu.
Rochester Üniversitesi’nden araştırmacılar, tungsten karbür parçacıklarının atomik dizilimini reaktör içinde kontrol ederek malzemenin katalitik performansını ciddi oranda iyileştirdiler. Sıcaklık-programlı karbonizasyon gibi yöntemlerle 700 °C’in üzerinde sentez edilen belirli fazların, özellikle β-W2C fazının, CO2 dönüşümleri ve diğer endüstriyel reaksiyonlarda platin düzeyinde etkinlik gösterebildiği bulundu.
tungstenkarbur fazı ve avantajları
Tungsten karbürün farklı fazları (polimorfları) katalitik davranışı belirliyor; bazı fazlar termodinamik olarak daha kararlı olsa da, daha az kararlı olanlar kataliz için daha elverişli olabiliyor. Araştırma ekibi, faz kontrolüyle elde edilen tungstenkarbur katalizörlerinin metalik ve asidik özelliklerinin plastik polimer zincirlerini kırmada uygun olduğunu; platin bazlı mikroporoz katalizörlerin büyük polimer moleküllerine erişiminde sınırlama yaşarken tungstenkarburün bu noktada avantaj sağladığını aktarıyor.
Uygulamada özellikle polipropilen gibi tek kullanımlık plastiklerin hidrokraking işleminde elde edilen sonuçlar dikkat çekici: tungsten karbür, benzer platin katalizörlere kıyasla 10 katın üzerinde verimlilik artışı gösterdi. Bu, plastik atıkların daha yüksek katma değerli ürünlere dönüştürülmesi ve döngüsel ekonomi hedeflerine katkı sağlayabilecek bir yol sunuyor.
Ayrıca ekip, kataliz yüzeyindeki sıcaklığı doğru ölçmenin önemine dikkat çekti; Andrea Pickel’in laboratuvarından alınan in situ luminesans termometrisi teknikleri, reaktör içi yüzey sıcaklığının toplu ölçümlere göre 10–100 °C sapma gösterebileceğini ortaya koydu. Bu tür hassas ölçümler, faz kontrolü ve reaksiyon çiftleştirmelerinde (bir reaksiyonun açığa çıkardığı ısının başka bir reaksiyonu beslemesi gibi) verimliliği artırmak için kritik.
Destek ve yayınlar: ACS Catalysis, Journal of the American Chemical Society ve EES Catalysis’te yayımlanan çalışmalarla; Sloan Foundation, Department of Energy, National Science Foundation ve New York State Energy Research and Development Authority gibi kuruluşların desteğiyle yürütüldü.
Kaynaklar ve Bağlantılar:
- www.rochester.edu/newscenter/tungsten-carbide-alternative-catalyst-petrochemicals-692152
- doi.org/10.1021/acscatal.5c07774
- doi.org/10.1021/jacs.5c11845
- doi.org/10.1039/D5EY00319A
