Ag-Cu/SiO₂ ni nanokichocheo heterojeni cha bimetali ambacho chembechembe nano za fedha na shaba zimebeba juu ya uso wa silika. Katika utafiti huu, vichocheo vya Ag-Cu/SiO₂ vilivyotayarishwa kwa kubadilisha uwiano wa moli wa Ag:Cu vilichunguzwa kwa lengo la kuzalisha H₂ na CO₂ kupitia dehidrojenishaji wa kichocheo wa asidi ya fomi. Jukumu kuu la silika kama nyenzo tegemezi ni kupunguza kushikamana kwa chembechembe nano za metali zenye nishati kubwa ya uso na kuunda makundi makubwa, kuhakikisha awamu za metali zinasambaa vizuri zaidi juu ya uso, na kurahisisha kutenganisha kichocheo baada ya mmenyuko.

Vichocheo vilitayarishwa kwa mbinu rahisi ya uingizaji-rejeshaji. 200 mg ya SiO₂ ilisambazwa katika 30 mL ya maji yaliyotoneshwa; vitangulizi vya AgNO₃ na CuCl₂ vilipakiwa kwenye silika kulingana na uwiano wa Ag:Cu uliotakiwa. Ili kuruhusu ioni za metali kuadsorbiwa kwenye uso wa silika, mfumo uliachwa kwa 24 saa, kisha myeyusho wa 100 mM wa asidi askobiki ukaongezwa kama kikemikali cha urejeshaji. Kichocheo kilitenganishwa kwa sentrifuji, kikaoshwa na kukaushwa kwa 60 °C kwa 24 saa.

Uwiano wa Ag:Cu ulibadilishwa kutoka 0:10 hadi 10:0 na mifumo ya metali moja pamoja na ya bimetali ikalinganishwa. Chanzo kiliripoti utendaji wa juu zaidi wa kichocheo katika muundo wa Ag₉Cu₁/SiO₂. Chini ya hali zilizoboreshwa, kwa kutumia 20 mg ya kichocheo, mazingira ya maji, uwiano wa asidi ya fomi/formati ya sodiamu wa 3:1 na 90 °C, takribani 119-120 mL ya gesi H₂+CO₂ ilitokea ndani ya takribani dakika 4,7, na TOF=2724 h^-1 ikaripotiwa kama matokeo makuu.

Katika uchanganuzi wa kinetiki, nishati ya uanzishaji ilihesabiwa kuwa 31,3 ± 1,46 kJ mol^-1. Thamani za TOF ziliongezeka kadiri halijoto ilivyoongezeka; chanzo kiliripoti 730,79; 1100,48; 2311,04 na 2724 h^-1 kwa 30, 50, 70 na 90 °C, mtawalia.

Kutokana na uchanganuzi wa gesi kwa GC-TCD, waandishi walitathmini uteuzi wa njia ya dehidrojenishaji kuwa ≥%99 na wakaripoti kuwa hakuna CO inayoweza kugunduliwa iliyopatikana. Matokeo haya ndiyo msingi wa majaribio wa kauli “carbon monoxide free hydrogen” katika utafiti. Hata hivyo, kwa kuwa makala haikuripoti kando kikomo cha ugunduzi wa CO cha mbinu ya GC, matokeo hayapaswi kutafsiriwa kama “CO ni sifuri kabisa”, bali kama CO haikugunduliwa kwa mbinu ya GC-TCD iliyotumika.

Kichocheo cha Ag₉Cu₁/SiO₂ kilitumiwa tena katika mizunguko 10 ya mmenyuko mfululizo na, mwishoni mwa mzunguko wa kumi, kilihifadhi zaidi ya %96 ya shughuli yake ya awali. Chanzo kinahusisha sehemu kubwa ya upungufu wa takribani %4 na upotevu wa kimwili wa kichocheo wakati wa kusentrifuji tena, kuosha na kurejesha.

Utafiti huu ni uchunguzi wa kichocheo katika kiwango cha maabara. Waandishi wanasema teknolojia ina uwezo wa kupanuliwa kwa kiwango kikubwa na ina matumaini kwa matumizi ya seli za mafuta; hata hivyo, hakuna kituo cha majaribio ya kati, jaribio la kulisha seli halisi ya mafuta, uchanganuzi wa kiuchumi, tathmini ya mzunguko wa maisha au uendeshaji wa muda mrefu wa viwandani uliofanywa. Kwa hiyo, mafanikio ya kichocheo katika maabara hayapaswi kutafsiriwa moja kwa moja kama mafanikio ya mfumo wa kibiashara wa uzalishaji hidrojeni.

Nanokichocheo cha Ag-Cu/SiO₂ ni nini na kwa nini silika hutumiwa kama nyenzo tegemezi?

Ag-Cu/SiO₂ ni kichocheo heterojeni cha bimetali ambacho awamu nano zinazofanya kazi kichochezi za fedha na shaba zimesambazwa juu ya silika; katika utafiti, silika ilitumika kupunguza aglomereshoni ya chembechembe nano, kuweka nyuso za metali zikiwa zinazofikika kwa mmenyuko, na kurahisisha kurejesha kichocheo kutoka katika mazingira ya mmenyuko.

Kichocheo heterojeni maana yake nini?

Katika katalisisi heterojeni, kichocheo na dutu zinazoingia katika mmenyuko huwa katika awamu tofauti za kifizikia. Katika utafiti huu, asidi ya fomi na formati ya sodiamu ziko katika mazingira ya mmenyuko wa majini, huku Ag-Cu/SiO₂ ikiwa kichocheo kigumu. Mmenyuko hutokea kwenye maeneo amilifu ya uso wa kichocheo.

Badala ya kubadilisha hali za mwanzo na mwisho za thermodinamiki za mmenyuko, kichocheo huongeza kasi ya mmenyuko kwa kutoa njia mbadala yenye kizuizi cha nishati cha chini. Katika hali bora, kichocheo hubaki katika hali inayoweza kutumiwa tena baada ya mmenyuko.

Kwa nini aglomereshoni ya chembechembe nano ni tatizo?

Chembechembe nano zina uwiano mkubwa sana wa uso kwa ujazo na nishati kubwa ya uso. Hali hii inaweza kutoa idadi kubwa ya atomi za uso zinazofikika kwa shughuli ya kichocheo; lakini pia inaweza kusababisha chembechembe nano kukaribiana na kujikusanya pamoja.

Chembe ndogo za metali zinapoungana kuwa makundi makubwa, jumla ya eneo la uso linalofikika inaweza kupungua. Kwa hiyo, sehemu ya atomi za metali zilizo wazi kwa mmenyuko na utendaji wa kichocheo zinaweza kupungua. Mantiki kuu ya usanifu wa utafiti ni kuzuia aglomereshoni hii kwa kufunga chembechembe nano za Ag na Cu kwenye uso wa SiO₂.

Kwa nini asidi ya fomi inachunguzwa kama kibeba hidrojeni?

Chanzo kinafafanua asidi ya fomi kama kibeba hidrojeni cha kimiminika chenye hidrojeni iliyofungamana kikemikali. Makala inasema asidi ya fomi ina takribani %4,4 H₂ kwa uzito, msongamano wa takribani 1,22 g cm^-3, na msongamano wa hidrojeni kwa ujazo wa takribani 53 g H₂/L.

Katika mtengano wa kichocheo wa asidi ya fomi, njia inayolengwa na utafiti ni dehidrojenishaji:

\[ \mathrm{HCOOH \rightarrow H_2 + CO_2} \]

Njia hii huzalisha H₂ na CO₂. Makala pia inataja njia isiyotakiwa ya “dehydration” inayoweza kusababisha kutokea kwa CO. Uonyeshaji wa bidhaa ndani ya mabano katika sehemu ya utangulizi umechapishwa katika chanzo kama “H₂ and CO”; Verianla haibadilishi kimyakimya uonyeshaji huu wa kikemia kwa mlinganyo mwingine. Katika sehemu nyingine za utafiti, inasisitizwa wazi kuwa bidhaa kuu isiyotakiwa ni CO.

Mantiki ya kutumia Ag-Cu ya bimetali ni ipi?

Sampuli za metali moja Ag/SiO₂ na Cu/SiO₂ pia zilijumuishwa katika utafiti. Tafsiri ya waandishi ni kwamba uwepo wa Ag na Cu pamoja huunda mazingira ya kielektroni na ya uso tofauti na mifumo ya metali moja.

Chanzo kinapendekeza kuwa Ag inaweza kutoa shughuli kubwa ya uso na uteuzi katika uundaji na mtengano wa kiungo cha kati cha formati, huku kiasi kidogo cha Cu kikiweza kusaidia hatua za uhamishaji elektroni na hidridi. Miundo yenye Ag nyingi ya 9:1 na 8:2 ilionyesha shughuli kubwa hasa.

Hata hivyo, “sinergia ya kielektroni” hii haijathibitishwa moja kwa moja kwa kipimo cha operando cha muundo wa kielektroni. Katika utafiti, muundo, ufyonzwaji wa mwanga, mofolojia, muundo wa elementi, kasi ya mmenyuko na uteuzi wa bidhaa vilitathminiwa kwa pamoja ili kutoa tafsiri ya kimakanika.

Kichocheo cha Ag-Cu/SiO₂ kilisintetishwa vipi?

Chanzo kinasema mchakato ulirudiwa mara tatu ili kutathmini urudikaji wa utaratibu wa sintesi.

Uwiano wa Ag:Cu ulibadilishwaje?

Katika maandishi ya chanzo, mfululizo huu unapofafanuliwa hutumiwa kauli “constant silver nitrate solution volume”. Hata hivyo, Jedwali 1 katika ukurasa huo huo linaonyesha kuwa ujazo wa AgNO₃ hubadilika kutoka 0 hadi 4254 µL. Kwa hiyo, kauli “ujazo wa AgNO₃ uliwekwa thabiti” hailingani na jedwali. Verianla imehifadhi thamani halisi zilizoorodheshwa katika jedwali la sintesi.

Spektroskopi ya UV-Vis ilionyesha nini?

Spektroskopi ya UV-Vis ilitumika kutathmini mwingiliano wa chembechembe nano za metali na mwanga. Mtetemo wa pamoja wa elektroni za upitishaji za chembechembe nano za metali katika masafa fulani ya mwanga huitwa resonansi ya plasmoni ya uso (surface plasmon resonance, SPR).

Chanzo kinaripoti kilele dhahiri cha SPR kwa Ag/SiO₂ karibu 438 nm, na mkanda mpana zaidi na dhaifu wa ufyonzwaji kwa Cu/SiO₂ karibu 585 nm. Katika sampuli za Ag-Cu/SiO₂, eneo pana la ufyonzwaji kati ya 250-600 nm lilionekana.

Maandishi pia yanatoa thamani bainifu za takribani 297, 607 na 452 nm kwa silika, Cu na Ag, mtawalia. Waandishi wanatafsiri upanuzi na usogeo mdogo kuelekea nyekundu katika sampuli ya bimetali kuwa unaendana na mwingiliano wa plasmoni na wa kielektroni kati ya Ag na Cu pamoja na uundaji wa aloi.

FTIR hupima nini?

Spektroskopi ya inframwekundu ya ubadilishaji wa Fourier (FTIR) hupima katika namba zipi za mawimbi vifungo vya kikemia na vikundi tendaji vilivyomo katika nyenzo hufyonza mwanga wa inframwekundu. Katika utafiti huu, masafa ya 4000-400 cm^-1, mwonekano wa 4 cm^-1 na skani 32 kwa kila spektra vilitumika.

Mitetemo mikuu ya kimuundo ya silika kama nyenzo tegemezi ilihusishwa na vifungo vya Si-O-Si. Chanzo kinahusisha mkanda wa 1093 cm^-1 na unyooshaji usiolingana wa Si-O-Si, mkanda wa 804 cm^-1 na unyooshaji unaolingana, na eneo karibu 468/455 cm^-1 na kupinda kwa Si-O-Si.

Ugawaji huu ni tafsiri za FTIR za makala yenyewe. Katika FTIR, kulinganisha namba fulani ya mawimbi na kikundi tendaji pekee hakutoi kiasi cha namba cha spishi hiyo ya kikemia.

XRD ilionyesha miundo gani ya fuwele?

Difraksheni ya miale-X (XRD) hupima muundo wa mwingiliano wa miale-X iliyotawanywa kutoka kwenye ndege za atomu zilizopangwa katika nyenzo za fuwele. Katika utafiti, difraktomita ya Bruker D8 Advance, mnururisho wa Cu Kα (\(\lambda=1,5406\) Å), 40 kV, 40 mA, masafa ya 10°-80° 2θ na kasi ya skani ya 2°/dak zilitumika.

Kwa chembechembe nano za Ag, vilele vya 37,96°, 44,34°, 64,26° na 76,98° vilihusishwa mtawalia na ndege za (111), (200), (220) na (311) za FCC Ag. Kwa Cu, vilele vya 42,28°, 50,08° na 73,78° vililinganishwa na ndege za (111), (200) na (220) za FCC Cu.

Kilele kipana cha takribani 22,22° kinachohusishwa na SiO₂ kilihusishwa na silika amofasi. Katika sampuli ya Ag₉Cu₁/SiO₂, kusogea na kuungana kwa vilele kulitathminiwa na waandishi kuwa kunaendana na uundaji wa suluhisho gumu/aloi; kilele cha ziada karibu 60,02° pia kilitafsiriwa kama mojawapo ya viashirio vya aloi ya bimetali Ag-Cu.

Chanzo kinatoa ukubwa wa kioo kidogo wa 15,128300 nm katika nafasi ya 2θ=37,96° kwa sampuli ya sasa. Thamani ya 12,89 ± 2 nm katika aya hiyo hiyo imetolewa kwa kurejelea utafiti wa awali wa Reyes-Blas na Maldonado-Luna; haipaswi kutafsiriwa kama kipimo kipya cha utafiti wa sasa.

Mlinganyo wa Scherrer hutumika kwa nini?

Chanzo kinasema ukubwa wa kioo kidogo ulihesabiwa kwa mlinganyo wa Scherrer, lakini hakichapishi mlinganyo huo wazi katika maandishi. Uwasilishaji wa kawaida wa kufundishia ni huu ufuatao na si matokeo mapya ya utafiti:

\[ D=\frac{K\lambda}{\beta\cos\theta} \]

Hapa \(D\) ni ukubwa wa kioo kidogo chenye ulinganifu, \(K\) ni kipengele cha umbo, \(\lambda\) ni urefu wa wimbi wa miale-X, \(\beta\) ni upana wa mstari wa kilele cha difraksheni, na \(\theta\) ni pembe ya Bragg.

Ukubwa wa kioo kidogo unaohesabiwa kwa Scherrer si sawa na kipenyo cha kimwili cha kundi lote la chembe au aglomerati linaloonekana katika picha ya TEM. Chembe moja inayoonekana inaweza kuwa na zaidi ya eneo moja la kioo.

TEM na EDX zilitoa taarifa gani?

Katika uchanganuzi wa TEM, kifaa cha JEOL JEM-2100 kilitumika kwa volti ya kuongeza kasi ya 200 kV. Sampuli ilisambazwa katika ethanoli, ikatibiwa kwa mawimbi ya sauti ya juu kwa dakika 15, ikawekwa kwenye gridi ya shaba iliyofunikwa kaboni na kukaushwa hewani kwa takribani saa 12.

Chanzo kinatafsiri picha ya TEM kuwa awamu nano za Ag-Cu ziko kama maeneo tofauti yenye msongamano mkubwa wa elektroni katika sehemu za nje za chembe ya silika yenye umbo lisilo la kawaida. Waandishi wanasema mofolojia hii inaunga mkono kuwa chembechembe nano za metali zimefungwa kwenye silika badala ya kuunda makundi makubwa bila nyenzo tegemezi.

Hapa kuna tofauti muhimu ya kitengo: thamani za 9:1 na 8:2 katika sintesi ni uwiano wa moli wa Ag:Cu, ilhali thamani katika jedwali la EDX ni asilimia kwa uzito za eneo la uchanganuzi lililochaguliwa. Hizi si uwiano wa aina moja moja kwa moja, na si lazima zilingane kwa thamani ya namba.

TOF ni nini na ilihesabiwaje katika utafiti huu?

Turnover frequency (TOF) ni kipimo cha shughuli kinachoeleza ubadilishaji wa kichocheo unaotokea kwa kitengo cha kiasi amilifu cha kichocheo kwa kitengo cha muda; makala hii inasema TOF ilihesabiwa kwa kugawanya kiasi cha H₂ kilichopimwa kwa kiasi cha kichocheo cha Ag+Cu na muda wa mmenyuko, lakini ufafanuzi wa neno \(n(Ag+Cu)\) katika fomula ya chanzo kama “uzito wa jumla” unasababisha kutokuwa wazi kwa vipimo.

Mlinganyo 1: dehidrojenishaji wa asidi ya fomi

\[ \mathrm{HCOOH \rightarrow H_2 + CO_2} \]

Stoikiometria bora ina maana kwamba moli moja ya asidi ya fomi huzalisha moli moja ya H₂ na moli moja ya CO₂.

Mlinganyo 2: hesabu ya moli za hidrojeni katika chanzo

\[ n_{H_2}= \frac{P\,V_{(H_2+CO_2)}}{RT} \]

Katika chanzo, \(P\) hufafanuliwa kama shinikizo la angahewa, \(V\) kama ujazo wa jumla uliopimwa wa gesi H₂+CO₂, \(R\) kama konstanti ya gesi ya ulimwengu na \(T\) kama halijoto ya kipimo cha gesi.

Dokezo la fomula ndani ya chanzo: Mlinganyo hubadilisha moja kwa moja ujazo wa jumla wa H₂+CO₂ kuwa kiasi kilichowekwa alama kama \(n_{H_2}\). Chanzo hakifafanui sehemu tofauti au mgawo wa stoikiometria wa kutoka kwenye gesi ya jumla hadi moli za H₂ pekee. Verianla haijaongeza mgawo usiokuwapo katika chanzo kwenye mlinganyo huu.

Mlinganyo 3: TOF

\[ TOF= \frac{n_{H_2}} {n(Ag+Cu)\,t} \]

Chanzo kinafafanua \(t\) kama muda wa mmenyuko kwa saa. Mara tu baada ya alama \(n(Ag+Cu)\), neno hili linaelezwa kuwa “uzito wa jumla wa Ag na Cu katika mmenyuko wa kichocheo”.

Ufafanuzi huu unasababisha kutokuwa wazi kwa vipimo: alama \(n\) katika mlinganyo na ufafanuzi wa “weight” katika maandishi havifafanui kiasi kilekile kwa uwazi pamoja na kitengo chake. Chanzo hakielezi kwa kina katika aya hii ni ubadilishaji gani hasa wa moli na uzito uliotumika kwa kiasi cha metali amilifu katika hesabu ya TOF. Kwa hiyo, Verianla haikujaribu kuhesabu upya thamani ya 2724 h^-1, bali imeihifadhi kama matokeo yaliyoripotiwa.

Mlinganyo 4: uwiano uliotolewa kama X katika chanzo

\[ X= \frac{n_{CO}+n_{CO_2}} {n_{HCOOH}} \times100\% \]

Chanzo kinatumia kauli “CO selectivity” na “FA conversion” katika aya ileile yenye mlinganyo huu. Kwa kuwa sehemu ya juu ya mlinganyo ina CO+CO₂ na sehemu ya chini ina HCOOH iliyolishwa, maandishi ya chanzo yana mkanganyiko wa wazi wa istilahi katika namna ya kutaja X.

Aya hiyo hiyo baadaye hufafanua uteuzi wa CO kando kama uwiano wa mkusanyiko wa CO kwa jumla ya CO+CO₂. Kwa hiyo, Verianla inawasilisha Mlinganyo 4 kama ulivyochapishwa katika chanzo, na haiandiki upya kuwa “fomula iliyosahihishwa ya uteuzi”.

Mbinu na Matokeo ya Utafiti

Mpangilio wa jaribio la dehidrojenishaji wa asidi ya fomi

Shughuli ya kichocheo ilipimwa kwa ujazo wa gesi kwa kutumia bureti iliyogawanywa vipimo na kujazwa maji. Myeyusho wa maji wenye kichocheo uliandaliwa katika chupa ya mmenyuko ya mviringo chini yenye 50 mL, kisha chupa ikawekwa kwenye bafu la mafuta lenye halijoto thabiti.

Asidi ya fomi na myeyusho wa formati ya sodiamu zilipoongezwa, mmenyuko ulianza; H₂ na CO₂ zilizozalishwa zilisafiri kutoka chombo cha mmenyuko kupitia mstari wa gesi hadi kwenye bureti iliyojaa maji na kusukuma maji. Ujazo wa maji yaliyosukumwa ulitumika kama kipimo cha ujazo wa jumla wa gesi iliyozalishwa.

Kila jaribio la uzalishaji hidrojeni lilirudiwa mara tatu na majaribio wakilishi yalionyeshwa kwenye grafu.

Ilikaguliwaje gesi ina nini hasa?

Gesi ya bidhaa ilichanganuliwa kwa kromatografia ya gesi na kigunduzi cha upitishaji joto (GC-TCD). TCD hugundua mabadiliko ya upitishaji joto wa gesi inayotoka kwenye kolamu ikilinganishwa na gesi ya kubeba/rejea, na husaidia kutenganisha vipengele vya gesi.

Chanzo kinasema viwango vya mtiririko wa CO na CO₂ vilitathminiwa kwa kutumia kiwango cha ndani cha N₂, huku kiwango cha mtiririko wa H₂ kikitathminiwa kwa kutumia gesi ya ndani ya He. Gesi iliyozalishwa pia ilipitishwa kwenye myeyusho wa Ba(OH)₂; kunaswa kwa CO₂ kulisababisha mashapo meupe na ukungu.

Kwa nini Ag₉Cu₁/SiO₂ iliripotiwa kuwa muundo wenye shughuli ya juu zaidi?

Katika chanzo, Ag₉Cu₁/SiO₂ ilionyesha uundaji wa haraka zaidi wa gesi H₂+CO₂ ikilinganishwa na vichocheo vya metali moja na uwiano mwingine wa Ag:Cu uliojaribiwa katika utafiti huo; ilichaguliwa kuwa muundo mkuu ulioboreshwa kwa kuzalisha 119-120 mL ya gesi ndani ya takribani dakika 4,7 kwa 90 °C na TOF ya 2724 h⁻¹, lakini utaratibu wa atomu wa kina unaoeleza sinergia ya kielektroni ya Ag-Cu haujathibitishwa kwa kipimo cha operando moja kwa moja.

Kwa mujibu wa tafsiri ya chanzo, kuongeza kiasi kidogo sana cha Cu kwenye uso wenye Ag nyingi kunaweza kubadilisha mazingira ya kielektroni karibu na Ag na kurahisisha adsorpsheni ya asidi ya fomi/formati pamoja na uanzishaji wa vifungo vya C-H/O-H. Kiasi cha Cu kinapozidi kiwango bora, kupungua kwa msongamano wa maeneo amilifu ya Ag na kuundwa kwa maeneo ya uso yenye Cu nyingi lakini shughuli ndogo hutolewa kama maelezo yanayowezekana.

Athari ya uwiano wa Ag:Cu

Chanzo kinaripoti kuwa vichocheo vya metali moja Ag/SiO₂ (10:0) na Cu/SiO₂ (0:10) vilikuwa na utendaji wa chini kuliko sampuli za bimetali Ag-Cu/SiO₂. Muundo wa 9:1 wenye Ag nyingi ulionyesha uzalishaji wa gesi wa haraka zaidi.

Kwa Ag₉Cu₁/SiO₂, takribani 120 mL H₂+CO₂ / dakika 4,7 iliripotiwa, ilhali kwa chembechembe nano za Ag-Cu zisizo na nyenzo tegemezi takribani 90 mL / dakika 17 iliripotiwa. Waandishi wanahusisha tofauti hiyo na SiO₂ kusambaza awamu za metali, kupunguza aglomereshoni na kutoa uso amilifu unaofikika zaidi.

Athari ya kiasi cha kichocheo

Jedwali 3 linaonyesha kuwa kwa 50 °C, ujazo wa jumla wa gesi uliopimwa baada ya dakika 60 huongezeka kadiri kiasi cha kichocheo kinavyoongezeka. Chanzo kinaeleza hili kwa kuwepo kwa maeneo amilifu zaidi yanayofikika wakati kiasi cha kichocheo ni kikubwa zaidi.

Tofauti ya kuona ndani ya chanzo: Mpangilio wa legenda/mfululizo wa mistari ya 5-20 mg katika Kielelezo 4c cha PDF umewekwa kwa namna inayoonekana kutolingana na maandishi pamoja na grafu ya TOF iliyo karibu; kwenye grafu, mstari uliowekwa alama 5 mg unaonekana kuwa mfululizo unaopanda kwa kasi zaidi. Kinyume chake, maandishi ya chanzo, Jedwali 3 na Kielelezo 4d yanasema 20 mg ilitoa shughuli kubwa zaidi. Verianla haijasahihisha mgongano huu wa kuona kwa kuunda mfululizo mpya wa data.

Athari ya halijoto

Inaonekana wazi kuwa mmenyuko huharakishwa kadiri halijoto inavyoongezeka. Ubadilishaji unaochukua takribani dakika 37,8 kwa 30 °C hupungua hadi takribani dakika 4,6-4,7 kwa 90 °C.

Athari ya kiyeyushi

Maji, ethanoli na dimethylformamide (DMF) zililinganishwa. Chanzo kinaripoti uzalishaji mkubwa zaidi wa gesi na kinetiki ya haraka zaidi katika mazingira ya maji. Katika Jedwali 3, kwa 90 °C na 20 mg ya kichocheo, ujazo wa jumla wa H₂+CO₂ baada ya dakika 60 katika hali za maji, DMF na ethanoli ni takribani 119, 98 na 105 mL, mtawalia.

Waandishi wanapendekeza kuwa mwingiliano wa kati ya molekuli za maji na molekuli za asidi ya fomi unaweza kupunguza kizuizi cha nishati cha dehidrojenishaji. Maelezo haya ni tafsiri ya kimakanika ya waandishi wa chanzo.

Athari ya besi

Katika grafu na majedwali ya majaribio ya chanzo, formati ya sodiamu (HCOONa, SF) inalinganishwa na trietilamini. Formati ya sodiamu ilionyesha shughuli kubwa zaidi.

Hata hivyo, aya ya kwanza inayotambulisha vigezo vya majaribio ina kauli “base type (NaOH and KOH)”. Majedwali makuu ya matokeo na Kielelezo 6 yanaonyesha HCOONa na trietilamini badala ya NaOH/KOH. Hii ni mojawapo ya kutolingana kwa majina ya mbinu ndani ya chanzo.

Uwiano wa asidi ya fomi / formati ya sodiamu

Uwiano wa FA:SF wa 1:0, 1:1, 3:1, 5:1, 7:1 na 9:1 ulilinganishwa. Chanzo kinaripoti shughuli ya juu zaidi katika uwiano wa FA:SF = 3:1.

Kwa mujibu wa maelezo ya waandishi, uwiano wa besi/asidi ya fomi ulio juu sana au chini sana unaweza kuzuia matumizi yanayofaa ya maeneo amilifu ya uso. Kwa uwiano wa 3:1, mmenyuko ulikamilika ndani ya takribani dakika 4,69.

Athari ya pH

Chanzo kinalinganisha hali za pH 3,5; 4,5; 6,5; 8,5 na 10,5 katika Kielelezo 7. Grafu inaonyesha kuwa uzalishaji wa gesi na TOF hupungua kadiri pH inavyoongezeka, na kwamba pH 3,5 ilitoa utendaji wa juu zaidi kati ya thamani zilizojaribiwa.

Kinyume chake, aya husika ya maandishi hutumia kauli “ideal pH level ... 4.3”. 4,3 haijaonyeshwa kama nukta tofauti ya jaribio katika Kielelezo 7. Zaidi ya hayo, katika maelezo ya vielelezo vya hali zilizoboreshwa katika utafiti mzima mara nyingi huandikwa pH 3,5. Kwa hiyo, Verianla inahifadhi tofauti kati ya pH 3,5 na 4,3 kama kutolingana ndani ya chanzo.

Chanzo kinatoa kwa usawa wa asidi ya fomi:

\[ \mathrm{HCOOH+H_2O\rightleftharpoons HCOO^-+H_3O^+} \qquad (pK_a=3.74) \]

mlinganyo huo.

Kisha Mlinganyo 6 umechapishwa katika chanzo kama ifuatavyo:

\[ pH=pK_a+\log \left( \frac{[HCOO^-][H_3O^+]} {[HCOOH]} \right) \]

Verianla haibadilishi muundo wa kihisabati wa mlinganyo kama ulivyochapishwa katika chanzo. Chanzo hakitoi kando derivation ya fomula hii wala thamani za konsentrasheni zilizotumika.

Milinganyo ya Arrhenius na thermodinamiki inaonyesha nini katika utafiti huu?

Milinganyo ya Arrhenius na ya aina ya hali ya mpito iliyotumika katika chanzo ilitumika kupata nishati ya uanzishaji na vigezo vya thermodinamiki kutoka kwenye utegemezi wa konstanti ya kasi ya mmenyuko kwa halijoto; utafiti uliripoti nishati ya uanzishaji ya 31,3 ± 1,46 kJ mol⁻¹, lakini kwa kuwa thamani za ΔH, ΔS na ΔG katika Jedwali 4 hazilingani kikamilifu kwa namba na uhusiano ΔG=ΔH−TΔS uliotolewa katika chanzo, vigezo hivi vinapaswa kuripotiwa bila kusahihishwa.

Mlinganyo 7: uwakilishi wa kinetiki wa daraja la kwanza

\[ \ln\left(\frac{V_t}{V_0}\right)=-kt \]

Chanzo kinafafanua \(k\) kama konstanti ya kasi na \(t\) kama muda wa mmenyuko. Hata hivyo, hakifafanui maana za kifizikia za vigezo \(V_t\) na \(V_0\) kwa ufafanuzi tofauti. Kwa hiyo, Verianla haiongezi ufafanuzi mahususi usiokuwapo katika chanzo kwa alama hizi.

Mlinganyo 8: mlinganyo wa Arrhenius

\[ \ln k=\ln A-\frac{E_a}{RT} \]

Hapa \(k\) ni konstanti ya kasi, \(A\) ni kipengele cha kabla ya eksponensheli cha Arrhenius, \(E_a\) ni nishati ya uanzishaji, \(R\) ni konstanti ya gesi ya ulimwengu na \(T\) ni halijoto kamili.

Katika grafu ya \(\ln k\) dhidi ya \(1/T\), mteremko wa mstari unahusishwa na \(-E_a/R\). Chanzo kwa mbinu hii:

\(E_a=31,3\pm1,46\ {\rm kJ\,mol^{-1}}\)

kinaripoti thamani hiyo.

Mlinganyo 9: enthalpia

\[ \Delta H=E_a-RT \]

Chanzo kinatumia uhusiano huu kuripoti \(\Delta H=28,6\pm0,93\ {\rm kJ\,mol^{-1}}\).

Mlinganyo 10: uhusiano wa hali ya mpito unaotegemea halijoto

\[ \ln\left(\frac{k}{T}\right) = -\frac{\Delta H}{RT} + \frac{\Delta S}{R} + \ln\left(\frac{k_B}{h}\right) \]

Hapa \(\Delta S\) ni mabadiliko ya entropia, \(k_B\) ni konstanti ya Boltzmann na \(h\) ni konstanti ya Planck. Chanzo kinaripoti \(\Delta S=-176,2\pm3,46\ {\rm J\,K^{-1}\,mol^{-1}}\).

Mlinganyo 11: nishati huru ya Gibbs

\[ \Delta G=\Delta H-T\Delta S \]

Ukinzani muhimu wa kihisabati ndani ya chanzo: Wakati \(\Delta H=28,6\ {\rm kJ\,mol^{-1}}\) na \(\Delta S=-176,2\ {\rm J\,K^{-1}\,mol^{-1}}\) zilizotolewa katika Jedwali 4 zinawekwa pamoja katika Mlinganyo 11 wa chanzo, hazizalishi tena thamani za \(\Delta G\) za 53,4-63,9 kJ mol^-1 zilizoandikwa katika jedwali. Kwa hiyo, Verianla haikuhesabu upya safu hizi ili “kuzisahihisha”, bali imehifadhi thamani zilizoripotiwa na chanzo pamoja na dokezo la kutolingana ndani ya chanzo.

Aidha, katika sehemu ya utangulizi thamani hasi ya \(\Delta G\) imetajwa kwa mmenyuko wa dehidrojenishaji wa asidi ya fomi katika 298 K, ilhali Jedwali 4 la termodinamiki linatoa thamani chanya za \(\Delta G\). Chanzo hakitofautishi wazi kama hizi zinawakilisha kiasi tofauti za termodinamiki, kama vile nishati huru ya mmenyuko na nishati huru ya uanzishaji/hali ya mpito. Kwa hiyo, seti hizi mbili za data hazipaswi kuunganishwa kuwa hitimisho moja la termodinamiki.

Matokeo ya “hidrojeni isiyo na monoksidi ya kaboni” yanaungwa mkono kwa nguvu kiasi gani katika utafiti huu?

Hitimisho la “CO-free” la utafiti linategemea kutokuwepo kwa ishara ya CO inayoweza kugunduliwa katika uchanganuzi wa GC-TCD wakati wa dehidrojenishaji wa asidi ya fomi kwa Ag₉Cu₁/SiO₂ na uteuzi wa dehidrojenishaji kuripotiwa kuwa ≥%99; hata hivyo, kwa kuwa kikomo cha kiasi cha kugundua CO cha kifaa hakikuripotiwa, matokeo haya yanapaswa kufasiriwa si kama CO sifuri kabisa, bali kama CO kutogunduliwa chini ya masharti ya uchanganuzi yaliyotumika.

Njia lengwa ya dehidrojenishaji ya asidi ya fomi huzalisha H₂ na CO₂. Uundaji wa CO unachukuliwa kuwa bidhaa ya pembeni isiyotakikana kwa sababu unaweza kutia sumu vichocheo vya seli za mafuta.

Chanzo kinatumia kauli “no other gas was detected (other than CO₂)” katika sehemu ya GC-TCD, huku kielelezo hicho hicho na utafiti mzima vikionyesha uzalishaji wa H₂. Kisintaksia, sentensi hii hailingani kikamilifu na maelezo ya utafiti kuhusu uzalishaji wa H₂. Verianla haitafsiri hali hii kuwa “CO₂ pekee ndiyo ilizalishwa”; hitimisho kuu la chanzo ni dehidrojenishaji unaozalisha H₂+CO₂ na kutokuwepo kwa CO inayoweza kugunduliwa.

Mekanizimu ya mmenyuko iliyopendekezwa

Waandishi wanaeleza mekanizimu inayowezekana ya dehidrojenishaji wa asidi ya fomi kupitia hatua tatu kuu za kemikali na hatua ya mwisho ya desorpsheni/urejeshaji.

1. Kifungo cha O-H cha asidi ya fomi hukatika; spishi H⁺ na HCOO^- huadsorbiwa kwenye uso wa kichocheo na kiungo cha kati cha formati huundwa.
2. Kukatika kwa kifungo cha C-H katika kiungo cha kati cha formati kilicho adsorbiwa huzalisha CO₂ na spishi ya hidridi iliyofungamana na uso.
3. Hidridi H^- huungana na protoni H⁺ kuunda H₂.
4. H₂ na CO₂ huondoka kwenye uso na kichocheo cha Ag-Cu/SiO₂ kinakuwa tayari kutumika tena kwa mzunguko mpya.

Chanzo kinapendekeza kukatika kwa kifungo cha C-H/uondoaji wa hidridi kuwa hatua inayoweza kuamua kasi. Hata hivyo, aya hiyo hiyo inaeleza wazi kwamba ili kubainisha kwa uhakika hatua halisi inayoamua kasi, zinahitajika spektroskopi ya in situ, majaribio ya kina ya kinetiki na uigaji wa kikokotozi.

Kwa hiyo, mekanizimu hii ni mekanizimu iliyopendekezwa; si njia ya atomiki ya mmenyuko iliyothibitishwa ambapo spishi zote za kati za uso zimeonekana moja kwa moja kwa operando.

Matumizi tena katika mizunguko kumi

Kichocheo kilichoboreshwa cha Ag₉Cu₁/SiO₂ kilitathminiwa katika mizunguko 10 mfululizo ya dehidrojenishaji chini ya masharti ya kichocheo 20 mg, FA/SF=3:1, maji na 90 °C.

Baada ya kila mzunguko, kichocheo kilitenganishwa kwa sentrifuji, kikaoshwa kwa maji yaliyodistiliwa na ethanoli, kikaushwa katika 60 °C na kutumika tena katika mzunguko uliofuata bila utaratibu wa ziada wa urejeshaji.

Mwisho wa mzunguko wa kumi, chanzo kinaripoti takriban %4 ya upotevu wa shughuli na zaidi ya %96 ya shughuli kubaki. Pia imeelezwa kuwa uteuzi wa dehidrojenishaji uliendelea kuwa >%99 na hakuna CO inayoweza kugunduliwa iliyoundwa.

Matokeo haya yanaunga mkono uthabiti kwa mizunguko 10 ya maabara. Muda wa kufanya kazi mfululizo wa viwandani kwa miezi au miaka, mamia ya mizunguko, uendeshaji wa reakta yenye shinikizo au uimara katika mfumo halisi wa seli za mafuta haukujaribiwa katika utafiti huu.

Uainishaji baada ya mmenyuko

Baada ya miitikio, kichocheo kilichunguzwa tena kwa XRD, SEM, EDX na FTIR.

Aya moja ya matokeo inaeleza kwamba kulikuwa na upanuzi mdogo wa vilele na mabadiliko ya ukali katika XRD, jambo linaloweza kuashiria ukuaji mdogo wa kristaliti au upangaji upya wa uso; pia ilionekana aglomereshoni ndogo katika SEM. Sehemu hiyo hiyo inaripoti kutokuwepo kwa awamu mpya ya fuwele na kuhifadhiwa kwa muundo mkuu wa bimetali.

Aya ya baadaye, hata hivyo, inasema kwamba mofolojia ya SEM ilikuwa “unchanged” na hakukuwa na uhamaji unaoonekana, upanuzi au kilele kipya katika vilele vya XRD. Maelezo haya mawili hayafanani kikamilifu. Verianla, inapowasilisha hitimisho kwamba muundo baada ya mmenyuko kwa ujumla ulihifadhiwa, haitumii kauli kamili ya “hakukuwa na mabadiliko yoyote ya kimuundo”.

Ulinganisho na fasihi

Ulinganisho huu unajumuisha tafiti kutoka katika joto, mfumo wa kinyunyuzi/besi, muundo wa kichocheo na mipangilio ya majaribio tofauti. Kwa hiyo, haipaswi kudhaniwa kwamba vichocheo vyote vimepangwa moja kwa moja chini ya masharti yale yale kwa kuangalia tu thamani ya TOF. Kwa mfano, katika jedwali la chanzo Pd/PDA-Rgo inaonyesha TOF ya 3810 h^-1, iliyo juu kuliko ya Ag₉Cu₁/SiO₂ yenye 2724 h^-1, lakini joto la majaribio na masharti ya mifumo ni tofauti.

Tofauti kuu ndani ya chanzo zilizohifadhiwa bila kusahihishwa

Katika chanzo, mizani ya kuona ya baadhi ya grafu za nguzo za TOF inapanda kwa kiasi kikubwa juu ya thamani kuu ya maandishi ya 2724 h^-1. Kwa kuwa grafu hizi hazitoi kwa maandishi thamani zote sahihi, Verianla haijatoa makadirio ya TOF kutoka kwenye grafu ili kuunda jedwali jipya la matokeo.

Matokeo yanayoungwa mkono moja kwa moja na utafiti

• Chembechembe nano za Ag-Cu ziliandaliwa kwenye tegemeo la SiO₂ kwa njia ya uingizaji-upunguzaji.
• Uwiano wa moli wa Ag:Cu uliathiri kwa nguvu shughuli ya kichocheo.
• Katika mfululizo uliojaribiwa, Ag₉Cu₁/SiO₂ iliripotiwa kuwa na utendaji mkuu wa juu zaidi.
• Thamani kuu ya TOF ilitolewa kuwa 2724 h^-1 @ 90 °C katika muhtasari wa chanzo, sehemu ya kinetiki na Jedwali 5.
• Nishati ya uanzishaji iliripotiwa kuwa 31,3 ± 1,46 kJ mol^-1.
• Ag-Cu/SiO₂ iliyotegemezwa ilionyesha uundaji wa jumla wa gesi ya H₂+CO₂ kwa kasi zaidi kuliko mfumo wa Ag-Cu usiotegemezwa uliolinganishwa katika chanzo.
• Mazingira ya maji yalihusishwa na shughuli ya juu zaidi kuliko masharti ya DMF na ethanoli yaliyolinganishwa katika chanzo.
• Uwiano wa FA:SF=3:1 uliripotiwa kuwa uwiano wenye shughuli ya juu zaidi.
• Katika uchanganuzi wa GC-TCD hakuna CO inayoweza kugunduliwa iliyoripotiwa na uteuzi wa dehidrojenishaji uliripotiwa kuwa ≥%99.
• Mwisho wa mizunguko kumi, zaidi ya %96 ya shughuli ya kichocheo ilihifadhiwa.
• Uainishaji baada ya mmenyuko unaunga mkono kwamba muundo mkuu wa Ag-Cu/SiO₂ ulihifadhiwa kwa kiasi kikubwa.

Matokeo ambayo utafiti hauungi mkono moja kwa moja

• Makala haithibitishi kwamba kuna “molekuli sifuri za CO” kwa maana kamili; kikomo cha kugundua CO kwa GC-TCD hakikutolewa.
• Utendaji wa muda mrefu wa Ag-Cu/SiO₂ ndani ya mfumo halisi wa seli za mafuta haukujaribiwa.
• Kiwango cha reakta ya majaribio ya awali au ya viwandani hakijaonyeshwa.
• Uchambuzi wa gharama za tekno-uchumi haukufanywa.
• Sifa za “Low-cost” au “scalable” hazikuthibitishwa kwa jaribio tofauti la kiuchumi/ukuaji wa kiwango.
• Uchambuzi wa mzunguko wa maisha wala jumla ya alama ya mazingira haukuhesabiwa; “ecofriendly” ni sifa ambayo waandishi wa utafiti walitumia kwa mbinu yao ya usanisi.
• Sinergia ya kielektroni ya Ag-Cu iliyopendekezwa na hatua ya kati inayoamua kasi hazijathibitishwa kwa uchunguzi wa moja kwa moja wa operando wa kispektroskopi wa spishi zote za kati.
• Matokeo ya mizunguko 10 hayaonyeshi maisha ya viwandani ya mamia au maelfu ya mizunguko.
• Bila kutatua tofauti za TOF na termodinamiki ndani ya chanzo, hesabu upya huru na sahihi ya utendaji haiwezi kufanywa.

Nguvu za utafiti

Moja ya nguvu muhimu za utafiti ni kubadilisha kwa utaratibu uwiano wa Ag:Cu katika wigo mpana wa miundo na pia kulinganisha ncha za monometali. Kwa hiyo, si tu hitimisho kwamba “Ag-Cu inafanya kazi” lilichunguzwa, bali pia uhusiano wa muundo na utendaji.

Nguvu nyingine ni kwamba utendaji wa kichocheo haukuachwa katika kipimo cha ujazo wa gesi pekee; uteuzi wa bidhaa ulikaguliwa kwa GC-TCD, uchanganuzi wa kinetiki unaotegemea joto ulifanywa, na baada ya mmenyuko kichocheo kiliainishwa tena kwa XRD, SEM, EDX na FTIR.

Mizunguko kumi mfululizo ya matumizi tena pia hutoa kiashiria muhimu cha uimara zaidi ya utendaji wa kichocheo wa matumizi ya mara moja.

Mipaka kuu ya kimetodolojia na ya kuripoti

Ndani ya chanzo kuna kutolingana nyingi za nambari au istilahi kati ya sehemu za mbinu, fomula, grafu na matokeo. Muhimu zaidi ni tofauti ya TOF=2724/2742 h^-1, tofauti ya pH 3,5/4,3, majina ya besi, utata wa kiasi/uzito katika mlinganyo wa TOF na kutokuwiana kwa ndani kwa Jedwali 4 la termodinamiki na Mlinganyo 11.

Chanzo pia kinarejelea Supplementary Figure na Supplementary Table nyingi. Kwa kuwa maudhui kamili ya faili hiyo ya ziada hayapo katika PDF kuu iliyotolewa na mtumiaji, Verianla imetumia tu matokeo ya nyenzo za ziada yaliyoelezwa wazi katika makala kuu; thamani za majedwali ya ziada yasiyoonekana hazijabuniwa.

Utafiti unatumia kauli kali za matumizi kama “CO-free” na “large-scale-applicable”. Kutogunduliwa kwa CO katika GC-TCD ni ugunduzi muhimu chini ya masharti ya maabara; hata hivyo, uvumilivu wa CO katika malisho ya seli halisi ya mafuta, reakta ya mtiririko endelevu, urejeshaji wa kiuchumi, upotevu wa metali, sintering ya muda mrefu na utakaso wa viwandani havikutathminiwa kwa majaribio katika makala hii.

Dokezo la Chanzo na Mbinu

Kichwa asili: Ecofriendly synthesis of tunable silver copper nanoparticles supported on silica for carbon monoxide free hydrogen production from formic acid

Waandishi: Kareem M. Younes; Azhar Abbas; Reda Abdel-Hameed; Najah Albadari; Maali D. Alshammari; Nasir Assad; Hanan A. Soliman; Hemat Abdel Fatah; Ahmed Vandy.

Mpangilio wa waandishi: Mpangilio uliotolewa katika chanzo umehifadhiwa kikamilifu.

Waandishi wa mawasiliano: Azhar Abbas na Ahmed Vandy.

Mchango sawa: Chanzo hakina tamko la mwandishi mwenza wa kwanza/mchango sawa.

Uhusiano wa taasisi 1: Pharmaceutical Chemistry Department, College of Pharmacy, University of Hail, Hail 55473, Saudi Arabia.

Uhusiano wa taasisi 2: Medical and Diagnostic Research Center, University of Hail, Hail 55473, Saudi Arabia.

Uhusiano wa taasisi 3: International Center for Interdisciplinary Research in Sciences, The University of Lahore, Lahore, Pakistan.

Uhusiano wa taasisi 4: Government Ambala Muslim Graduate College, Sargodha 40100, Pakistan.

Uhusiano wa taasisi 5: Basic Science Department, Preparatory Year, University of Hail, Hail 55473, Saudi Arabia.

Uhusiano wa taasisi 6: Department of Pharmacology and Toxicology, College of Pharmacy, University of Hail, Hail 55473, Saudi Arabia.

Uhusiano wa taasisi 7: Faculty of Pharmaceutical Sciences, College of Medicine and Allied Health Sciences, University of Sierra Leone, Freetown, Sierra Leone.

Jarida: Scientific Reports.

Mchapishaji: Springer Nature.

DOI: 10.1038/s41598-026-68811-0

Aina ya chanzo: Makala ya utafiti wa majaribio; usanisi wa nanokichocheo cha bimetali kilichotegemezwa, uainishaji, uchanganuzi wa kinetiki/termodinamiki na dehidrojenishaji wa asidi ya fomi.

Toleo la PDF lililopakiwa: Article in Press. PDF inaeleza kuwa hili ni toleo la ufikiaji wa mapema la kazi iliyokubaliwa baada ya mapitio ya wenzao na kwamba Version of Record iliyohaririwa mwisho italibadilisha baadaye.

Tarehe ya kupokelewa: 13 Juni 2026.

Tarehe ya kukubaliwa: 24 Agosti 2026.

Tarehe rasmi ya kuchapishwa mtandaoni: 4 Septemba 2026.

Juzuu / toleo / nambari ya makala: Kwa kuwa nambari ya mwisho ya juzuu/toleo/makala haikutolewa wazi katika PDF ya ufikiaji wa mapema iliyochunguzwa wala katika mwonekano rasmi wa rekodi uliothibitishwa, hakuna nambari ya ziada iliyobuniwa.

Hali ya mapitio ya wenzao: Ni makala ya utafiti ya Scientific Reports iliyopitiwa na wenzao na kukubaliwa.

Leseni: Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International (CC BY-NC-ND 4.0).

Hitimisho la leseni ya picha: Kwa sababu ya sharti la NoDerivatives, grafu za asili za uchapishaji, picha za TEM, mpangilio wa mmenyuko na vielelezo vya mekanizimu hazikutumiwa kama nakala zilizohaririwa upya. Mahusiano ya ukweli ya kimetodolojia katika makala yaliwasilishwa upya kupitia mchoro huru wa Verianla na majedwali ya HTML.

Ufadhili: Scientific Research Deanship at the University of Hail, Saudi Arabia; nambari ya mradi RCP-25 152.

Upatikanaji wa data: Imeripotiwa kwamba data zinazounga mkono matokeo ya utafiti zinaweza kupatikana kutoka kwa mwandishi wa mawasiliano kwa ombi linalofaa.

Mgongano wa maslahi: Waandishi wametangaza kwamba hakuna maslahi yanayoshindana.

Idhini ya uchapishaji: Chanzo kinaeleza kwamba waandishi wote waliidhinisha rasimu ya mwisho na kuwasilisha makala.

Michango ya waandishi: Kareem M. Younes: Methodology, Investigation, Formal analysis, Writing - original draft. Azhar Abbas: Writing - review & editing, Formal analysis. Reda Abdel-Hameed: Writing - review & editing, Formal analysis. Najah Albadari: Writing - review & editing, Formal analysis. Maali D. Alshammari: Writing - review & editing, Formal analysis. Nasir Assad: Writing - review & editing, Formal analysis. Hanan A. Soliman: Writing - review & editing, Formal analysis. Hemat Abdel Fatah: Writing - review & editing, Formal analysis. Ahmed Vandy: Conceptualization, Supervision, Project administration, Writing - review & editing, Formal analysis.

Marudio ya usanisi: Imeelezwa kwamba utaratibu wa usanisi wa kichocheo ulirudiwa mara tatu ili kutathmini uwezo wake wa kuzalishwa tena.

Marudio ya majaribio ya uzalishaji wa hidrojeni: Imeelezwa kwamba kila jaribio la uzalishaji wa hidrojeni lilirudiwa mara tatu na matokeo wakilishi yalionyeshwa katika grafu.

Uainishaji: UV-Vis; FTIR; XRD; SEM/EDX; TEM. Shimadzu UV-1800 kwa UV-Vis, Bruker D8 Advance kwa XRD na JEOL JEM-2100 kwa TEM zimeripotiwa wazi.

Mpangilio mkuu wa kichocheo: Baloni ya duara ya 50 mL, bafu ya mafuta yenye joto lisilobadilika, bureti iliyopimwa ya gesi iliyojaa maji na uchanganuzi wa bidhaa wa GC-TCD.

Muundo mkuu ulioboreshwa: Ag₉Cu₁/SiO₂.

Utendaji mkuu ulioripotiwa: TOF=2724 h^-1 @ 90 °C na E_a=31,3 ± 1,46 kJ mol^-1. Kwa kuwa sehemu ya hitimisho pia inaandika 2742 h^-1, tofauti hii ya nambari imehifadhiwa kama kutolingana ndani ya chanzo.

Hitimisho kuu la uteuzi: Uteuzi wa ≥%99 kwa njia ya dehidrojenishaji na kutokuripotiwa kwa CO inayoweza kugunduliwa katika GC-TCD. Kikomo cha kugundua CO hakikuripotiwa kando.

Matumizi tena: Jaribio kuu la muda mrefu ni mizunguko 10 mfululizo; mwishoni mwa mzunguko wa kumi, >%96 ya shughuli iliripotiwa kuhifadhiwa.

Kizuizi cha fomula ndani ya chanzo: Katika Mlinganyo 2, matumizi ya ujazo wa jumla wa H₂+CO₂ moja kwa moja katika hesabu ya n_H2; katika Mlinganyo 3, neno n(Ag+Cu) kufafanuliwa kama “total weight”; katika Mlinganyo 4, kuchanganywa kwa lebo za ubadilishaji/uteuzi na kutokuwiana kwa ndani kwa thamani za termodinamiki za Jedwali 4 na Mlinganyo 11 kunazuia hesabu upya huru.

Kizuizi cha mbinu ndani ya chanzo: Kauli katika maandishi kwamba ujazo wa AgNO₃ ulikuwa “thabiti” haipatani na ujazo unaobadilika katika Jedwali 1; kauli ya NaOH/KOH haipatani na HCOONa/trietilamini katika majaribio makuu ya besi; na kauli ya pH bora 4,3 haipatani na pH 3,5 iliyotumika katika grafu na maelezo ya masharti yaliyoboreshwa.

Kikomo cha matumizi: Utafiti uko katika kiwango cha maabara. Reakta ya majaribio ya awali, upanuzi wa kiwango cha viwandani, ujumuishaji wa seli za mafuta, uchanganuzi wa kiuchumi na tathmini ya mzunguko wa maisha havikufanywa.