|
محققین دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، موفق
به طراحی و سنتز نانوکاتالیزور MCM-41-SO3H شدند. این نانوکاتالیزور جدید
مانند یک نانوراکتور عمل می‌کند و علاوه‌بر پایداری شیمیایی و مکانیکی
بالا، بازیافت آن به راحتی صورت می‌گیرد و موجب کاهش حجم پسماند می‌شود.
علی محمد امانی، دانشجوی دوره دکتری تخصصی شیمی آلی، گفت: «این
نانوکاتالیست بدلیل داشتن ساختار نانو و به تبع آن سطح بسیار مؤثر ،(۱۵۰۰ m2 g−۱) پایداری شیمیایی و مکانیکی بالایی داشته و جزو مزوپروس‌های سیلیکاتی
عامل‌دار شده‌است و می‌تواند در انجام بسیاری از واکنش‌های چند جزیی آلی،
مورد استفاده قرارگیرد».
دکتر امانی با اشاره به کارایی بالای کاتالیزوری کلروسولفونیک‌اسید و وجود
مشکلات عملیاتی متعدد در کاربری آن به‌طور مستقیم، اظهار داشت: «با این
روش، هم از مزایای MCM-41 و هم از مزایای کلروسولفونیک‌اسید بهره‌مند
می‌شویم و استفاده از این کاتالیزور، مشکلاتی نظیر جداسازی محصول و خوردگی
تجهیزات را برطرف کرده‌است. MCM-41، ماده‌ای است که در صنعت نفت مورد
استفاده بسیاری دارد و به‌طور وسیعی برای حذف آلودگی‌های فوق‌العاده کوچک
به کار می‌رود».
وی، در گفتگو با بخش خبری سایت ستاد ویژه توسعه فناوری نانو، روش سنتز این
نانوکاتالیزور را بدین‌گونه شرح‌داد که: «پس از تهیه مزوپروس MCM-41، برای
حذف سورفکتانت، نمونه سنتزشده به مدت ۶ ساعت در دمای ۶۰۰C° قرار داده‌‌شد.
سپس، در نتیجه واکنش عامل‌دار شدن، گروه‌های –SO3H، به‌طور مستقیم با
پیوندهای کووالانسی به سطوح داخلی نانوذرات متصل شدند. از این رو، احتمال
جدایی آنها طی انجام واکنش، به کمترین مقدار ممکن می‌رسد و این امکان وجود
دارد که کاتالیزور بدون تغییر در فعالیت، بازیافت شود».
شایان ذکر است که به‌دلیل محدودیت اندازه منافذ جاذب‌های معدنی مانند
زئولیت(<15Å)، کاربرد آنها محدود شده‌است. از این‌رو تهیۀ این‌گونه
الک‌های مولکولی مزوپروس عامل‌دار شده، برای توسعه حسگرها، جاذب‌های جدید و
طراحی کاتالیست‌های جدید، مورد توجه محققان قرار گرفته است. برای بهبود
خواصی نظیر گزینش‌پذیری، مقاومت مکانیکی و حرارتی، کیفیت و کارایی این
ترکیبات جامد متخلخل، با ورود عناصر متعددی به درون شبکه کریستالی آنها،
تغییراتی در ساختارشان داده می‌شود و جامدات متخلخل غیرسیلیکاتی متنوعی
تشکیل می‌گردد.
دکتر امانی، با بیان این نکته که «هدف نهایی پژوهش‌ها در زمینه کاتالیست،
بهبود گزینش‌پذیری، فعالیت، بازده انرژی، سازگاری با محیط زیست و کاهش
مراحل واکنش است»، این موارد را عوامل مهمی در تجاری‌شدن یک محصول دانست.
از آنجایی که امروزه استفاده از کاتالیست‌های ناهمگن (نظیر
نانوکاتالیست-نانوراکتور ساخته شده)، به‌دلیل مزایایی مانند بازیافت آسان،
استفاده مجدد، کاهش حجم پسماند و حذف مواد شیمیایی خطرناک، افزایش
یافته‌است، بنابراین توسعۀ یک نانوکاتالیست جدید سنتز شده، مستلزم تلفیق
مواردی از جمله تئوری، آزمایش و کاربرد آن در مسائل مهم صنعتی است،
بنابراین باید امکانات پژوهشی و صنعتی در جهت دستیابی به آنچه موردنظر است،
استفاده شود.
این پژوهش، در قالب بخشی از پایان‌نامه دکتری آقای علی‌محمد امانی و با
هدایت خانم دکتر شهناز رستمی‌زاده، در دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
انجام شده‌است.
|
