دانشمندان آمریکایی موفق به شناسایی دستهی جدیدی از نانوکاتالیستها شدند که میتواند مسیر جدید با آلایندگی کمتر برای تولید اکسید پروپیلن ایجاد کند.
استفاده از نقره در تولید پلاستیک با آلایندگی کمتر
دانشمندان آمریکایی موفق به شناسایی دستهی جدیدی از نانوکاتالیستها شدند که میتواند مسیر جدید با آلایندگی کمتر برای تولید اکسید پروپیلن ایجاد کند. با این نانوکاتالیست ـ که از خوشههایی متشکل از سه اتم نقره است ـ میتوان اکسید پروپیلن تولید کرد؛ بهطوری که دی اکسید کربن کمتری آزاد شود. اکسید پروپیلن بهعنوان مادهی واسط در بسیاری از محصولات مانند ضد یخ یا لوازم آرایشی استفاده میشود.
روشهای فعلی تولید اکسید پروپیلن، محصولات جانبی ناخواستهای را بههمراه دارد که برخی از آنها مضر هستند؛ مانند آکرولین که به محیط زیست صدمه وارد میکند و برخی نیز چندان مفید نیستند. برخی از شرکتها بهدنبال روشهای بهینه و پاکیزهتری برای تولید اکسید پروپیلن هستند که در این میان دو شرکت بزرگ تولید مواد شیمیایی، BASF و DOW، سرمایهگذاریهای هنگفتی را برای توسعهی این فناوری انجام دادهاند.
تاکنون از پراکسید هیدروژن بهعنوان اکسیدکننده در فرایند تولید این ماده استفاده میشدهاست و دانشمندان از ابداع کاتالیستی که بتواند مستقیماً از اکسیژن برای اکسید کردن پیشمادهی اکسید پروپیلن استفاده کند، عاجز بودند.
اما بهتازگی لاری کورتیز و همکارانش در آزمایشگاه ملی آرگون در ایلینویز به کاتالیستی برای این منظور دست پیدا کردهاند. آنها خوشههایی از اتمهای نقره را روی فیلمهای آلومینا نشست دادند. با تغییر اندازهی ذرات نقره، این گروه دریافت که خوشههای سهاتمی از فلز نقره فعالیت بسیار بالایی داشته و در این فرایند بدون ایجاد آکرولین، مقدار ناچیزی دی اکسید کربن تولید کردهاست. علاوه براین، این فرایند در دمای بسیار پایینی انجام میشود؛ بنابراین نیاز به انرژی کمتری داشته، باعث کاهش هزینهها میگردد.
نرخ ترناور (زمان مورد نیاز برای انجام یک دور کامل از واکنش) در این نانوکاتالیستها چهار برابر بیشتر از کاتالیستهای خوشهای طلاست. برای تولید نانوکاتالیستهای خوشهای نقره از تابش مولکولی بر فیلمهای آلومینیومی بسیار نازک استفاده شدهاست.
این گروه برای یافتن منشأ فعالیت بالای این کاتالیست دست به یک کار تئوری زدند و در نهایت دریافتند که الکترونهای جفتنشدهی خوشهها ممکن است که عامل بهبود فعالیت این کاتالیستها باشد. همینک آنها به دنبال روشهایی هستند که بتوانند نانوخوشهها را در مقیاس صنعتی بسازند. از دیگر اهداف این گروه ساخت کاتالیستهای دو عاملی است که بتوان دو یا چند ماده را روی آن قرار داد و ۲ مرحله واکنش را در یک مرحله به انجام رساند.
