जविष्क शाह, जेरेमिया ऑर्ट और मारिया एल कैरियन
पृष्ठभूमि: कार्बन डाइऑक्साइड को निपटान लागत वाले कचरे के बजाय एक संसाधन और व्यावसायिक अवसर के रूप में देखने की रुचि बढ़ रही है। CO2 से कार्बामेट जैसे प्लेटफ़ॉर्म रसायन बनाने के कई विशिष्ट प्रेरणाओं में से एक इस फीडस्टॉक की कम या शून्य लागत और अधिक आर्थिक रूप से कुशल मार्ग होने की क्षमता है। हालाँकि, इस मार्ग के लिए ट्यूनेबल मॉर्फोलॉजी और टेक्सचरल गुणों वाली सामग्रियों के विकास की आवश्यकता होती है जो पारंपरिक सामग्रियों की तुलना में बेहतर उत्प्रेरक प्रदर्शन, विशिष्ट संरचनात्मक और सोखने वाले गुणों को प्रदर्शित करती हैं। गैलियम ऑक्साइड को क्रिस्टलीय छिद्रपूर्ण सामग्रियों में तर्कसंगत रूप से इंजीनियर किया जा सकता है जो नियंत्रित आकृति विज्ञान, समान माइक्रोपोर और असाधारण रासायनिक और थर्मल स्थिरता के साथ उच्च सतह क्षेत्रों जैसे अत्यधिक वांछनीय गुणों को जोड़ती हैं।
विधि: संश्लेषण को बैच रिएक्टर में मेसोपोरस गैलियम ऑक्साइड को उत्प्रेरक के रूप में इस्तेमाल करके किया गया जबकि एन-ऑक्टाइलामाइन और एनप्रोपोनल अभिकारक थे। रिएक्टर को CO2 के साथ दबावित किया गया। प्रतिक्रिया का तापमान 200°C था और प्रतिक्रिया समय 24 घंटे था।
परिणाम: उच्च सतह क्षेत्र γ-मेसोस्ट्रक्चर्ड गैलियम ऑक्साइड का परीक्षण CO2 से कार्बामेट के संश्लेषण के लिए उत्प्रेरक के रूप में किया गया। मेसोस्ट्रक्चर्ड उत्प्रेरकों ने लगभग 69% का उच्च रूपांतरण प्रदर्शित किया, जो उनके गैर-मेसोस्ट्रक्चर्ड समकक्षों की तुलना में बहुत अधिक था। उत्प्रेरकों को पुनर्चक्रित करने के बाद γ-गैलियम ऑक्साइड चरण संरक्षित रहा और उत्प्रेरक गतिविधि में केवल मामूली कमी प्रदर्शित हुई। कार्बामेट की चयनात्मकता छोटे छिद्र व्यास पर अधिक थी जिसे शाखित यूरिया व्युत्पन्नों की तुलना में रैखिक श्रृंखला कार्बामेट के बढ़े हुए प्रसार के लिए जिम्मेदार ठहराया जा सकता है।
निष्कर्ष: इस कार्य के परिणाम CO2 से कार्बामेट के संश्लेषण के लिए मेसोस्ट्रक्चर्ड गैलियम ऑक्साइड के सफल उपयोग को प्रदर्शित करते हैं। गैर-मेसोस्ट्रक्चर्ड उत्प्रेरकों की तुलना में मेसोस्ट्रक्चर्ड γ-गैलियम ऑक्साइड के उच्च रूपांतरण को उच्च सतह क्षेत्र के लिए जिम्मेदार ठहराया जा सकता है।
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