طبق گفته دانشمندان چینی کاتالیست‌های اسیدی جامد گرافن سولفونه شده را می‌توان بعنوان جایگزین‌های ارزان و زیست‌سازگاری برای اسید سولفوریک غلیظ در کاربردهای صنعتی استفاده کرد، زیرا آنها قابل بازیافت هستند.
استفاده از گرافن سولفونه شده بعنوان کاتالیست
طبق گفته دانشمندان چینی کاتالیست‌های
اسیدی جامد گرافن سولفونه شده را می‌توان بعنوان جایگزین‌های ارزان و زیست‌سازگاری
برای اسید سولفوریک غلیظ در کاربردهای صنعتی استفاده کرد، زیرا آنها قابل
بازیافت هستند.
اکسایوبین فان و همکارانش در دانشگاه تیانجین با افزودن بنزن دی‌آزونیوم
سولفونات به یک سوسپانسیون گرافنی، این کاتالیست جامد را ساختند. موقعی که
آنها فعالیت این کاتالیست را با دیگر کاتالیست‌ها در هیدرولیز اتیل استات
مقایسه کردند، متوجه شدند که فعالیت آن با فعالیت کاتایست‌های اسید
سولفوریک غلیظ قابل مقایسه است و از فعالیت Nafion NR50 (اسید جامد تجاری
که به داشتن فعالیت عالی معروف است) بیشتر می‌باشد.
فعالیت سایت‌های اسیدی در بیشتر کاتالیست‌های جامد ممکن است بوسیله آبِ
موجود در واکنش‌ها کاهش یابد، اما کاتالیست این پژوهشگران در آب پایدار است
و بدون کاهش فعالیتش قابل استفاده مجدد است. فان توضیح می دهد که کاتالیست‌های
اسید مایع کارآمد می‌باشند، اما قابل بازیاف نیستند. همچنین حذف کاتالیست‌های
مایع از مخلوط واکنش مشکل و هزینه‌بر است و منجر به پساب اسیدی مضر می‌شود.
فعالیت سایت‌های اسیدی در بیشتر کاتالیست‌های
جامد ممکن است بوسیله آبِ موجود در واکنش‌ها کاهش یابد، اما کاتالیست این
پژوهشگران در آب پایدار است و بدون کاهش فعالیتش قابل استفاده مجدد است.
فان توضیح می دهد که کاتالیست‌های اسید مایع کارآمد می‌باشند، اما قابل
بازیاف نیستند. همچنین حذف کاتالیست‌های مایع از مخلوط واکنش مشکل و هزینه‌بر
است و منجر به پساب اسیدی مضر می‌شود.
فان توضیح می‌دهد که گرافن خواص مکانیکی عالی، سطح ویژه‌ی بزرگی و ساختار
دوبعدی دارد. این ماده یک سکوی ایده‌آل برای لنگر انداختن مقادیر زیادی از
گروههای عاملی اسیدی می‌باشد. همچنین واکنش‌گرها می‌توانند به آسانی به
این گروههای عاملی اسیدی روی دو طرف صفحه گرافنی برسند و اکثر این سایت‌های
فعال قابل‌دسترس می‌باشند.
فان امید دارد که بررسی فعالیت این کاتالیست در دیگر واکنش‌هایی که بوسیله
اسید کاتالیز می‌شوند، از قبیل هیدراسیون و استریفیکیشن، منجر به استفاده
از مزیت طبیعتِ مقاوم در برابر آبِ این کاتالیست جامد شود. انواع جدیدی از
کاتالیست‌های جامد اسیدی مبتنی بر گرافن، به غیر از این گرافن سولفونه شده،
نیز باید مورد مطالعه قرار گیرند.
جیمز کلارک، یک متخصص در فناوری شیمیایی سبز در دانشگاه یورک، می‌گوید که
علی‌رغم تحقیقات زیادی که روی گرافن انجام شده است، این کار اولین گزارش یک
کاتالیست جامد اسیدی مبتنی بر گرافن است. این ماده باید بتواند به طور
موفقیت‌آمیزی با تعداد زیادی کاتالیست اسیدی معروف و اغلب ارزان، رقابت کند.
علاوه بر پایداری و قابلیت استفاده مجدد این نوع کاتالیست‌های جامد، عملکرد
آنها در آب نیز اهمیت روز‌افزونی پیدا کرده است.
جزئیات این کار تحقیقاتی در مجله‌ی Chem. Sci. منتشر شده است.
