چهارشنبه, ۸ آذر ۱۳۸۵

تهیه اسفنج‌های کربنی متخلخل به روش آئروژل

از زمان کشف فولرین‌ها و نانولوله‌های کربنی علاقه و تمایل فراوانی جهت تولید مواد کربنی با ساختار و اشکال مختلف به وجود آورده است. پروفسور Suslick از دانشگاه ایلی‌نویز روشی برای تهیه اسفنج‌های کربنی متخلخل با حرارت دادن غبار شیمیایی یک مرطوب کننده معمولی ابداع کردند.
مواد تهیه شده با این روش، تخلخل بیشتری نسبت به مواد مرسوم کربنی دارند و می‌توانند در جاذب‌ها و کاربردهای کاتالیستی و الکتروشیمیایی بکار روند. این روش جدید برای تهیه پودرهای کربنی مزوپروس (دو تا ۲۰ نانومتر) و ماکروپروس (بزرگتر از ۲۰ نانومتر) منجر به اصلاح روش‌های رایج می‌شود.
کربن دوده با زغال کردن چوب یا مواد طبیعی دیگر ساخته می‌شود، اما ساختار حفره‌ای بسیار ریزی دارد. مواد کربنی با منافذ بزرگتر به وسیله روش‌های قالب‌گیری پرزحمت تهیه می‌شوند که در آن موادی مانند نانوذرات سیلیکا با پیش ماده کربنی مخلوط و برای همگن شدن حرارت داده می‌شوند. سپس در اثر واکنش با سودسوزآور نانوذرات سیلیکا حذف می‌شوند. بدین ترتیب محل این ذرات خالی باقی می‌ماند.
Suslick با این روش و به طور حرارتی ترکیبات آلی را با استفاده از روش پیرولیز ماوراء صوت پاششی تجزیه کرده و ترکیبی از کربن/نمک تولید کردند که نمک موجود در ترکیب به راحتی و در اثر شست و شو با آب حذف شده و ماده کربنی متخلخل به جا می‌ماند.
در روش پیرولیز ماوراء صوت پاششی از غبارهای حاوی قطرات میکرونی یک مرطوب کننده استفاده می‌شود. این قطرات در جایی که آب تبخیر شده رها می‌شوند و با حل کردن، واکنش دادن، رسوب دادن یا تجزیه ماده‌ اولیه، محصول مورد نظر را تولید می‌کنند. این روش می‌تواند برای تولید پیوسته و ارزان قیمت پودرهای نانو و میکرونی بکار رود.
این محققان از این روش برای تولید مواد کربنی متخلخل استفاده کردند. این مواد کربنی به واسطه دارا بودن حفرات بزرگ می‌توانند به عنوان جاذب برای مواد مضر و تجزیه‌ناپذیر محیط زیست یا به عنوان پایه برای کاتالیست‌های مهم صنعتی مورد استفاده قرار گیرند.
جزئیات این روش جدید در شماره چهار اکتبر مجله American Chemical Society به چاپ رسیده است.