روشی جدید برای ساخت کاتالیزورهای کوچک

پژوهشگران دانشگاه ایلینویز روش ساده‌تری برای وارد کردن نانوذرات به میکروکره‌های
کربنی کوچک ارائه کردند. این کره‌ها می‌توانند برای حذف آلودگی از گازها و مایعات
به‌کار روند.

ساختارهای کربنی به‌عنوان بستر کاتالیزورهایی مانند آهن و فلزات دیگر مورد استفاده
قرار می‌گیرند. آهن یک کاتالیزور ارازن‌قیمت و در دسترس است که می‌توان از آن در
پیل‌های سوختی و جذب مواد شیمیایی مضر مانند آرسنیک و دی‌اکسید کربن استفاده کرد.
یکی از منابع کربن زغال است که با صرف وقت و انرژی بسیار آن را به‌صورت مواد جاذب
کربنی درمی‌آورند. علاوه بر این، محصول جانبی این فرایند مقداری خاکستر حاوی فلزات
دیگر است که می‌توانند در واکنش‌پذیری و فعالیت کاتالیزوری آهن مزاحمت ایجاد کنند.

اخیراً محققان یک بستر کربنی اسفنج‌مانند با خلل و فرج بسیار تولید کرده‌اند که سطح
تماس زیاد آن مکان مناسبی برای توزیع یکنواخت نانوذرات آهن است. در این فرایند در
عرض چند ثانیه میکروکره‌هایی از کربن متخلخل ساخته می‌شوند که فقط حاوی نانوذرات
آهن هستند.

محققان برای این کار از روش پیرولیز اسپری اولتراسونیک(USP) استفاده کردند و نمک
حاوی آهن را به جای خاکستر یا زغال با محلول شکر غنی از کربن مخلوط کردند. با ورود
این مخلوط به کوره، گرما سبب تحریک و واکنش شیمیایی بین اجزای محلول و کره‌هایی با
توزیع یکنواخت آهن در آنها ایجاد می‌شوند.

اعضای این گروه هم‌اکنون در حال کار بر روی کاربردهای این مواد از جمله حذف
اکسیدهای نیتروژن، جیوه و دی‌اکسین از گازها هستند. هم‌اکنون این مواد آلاینده
به‌طور جداگانه به‌وسییله‌ی مواد کربنی جذب و حذف می‌شوند، ولی محققان دانشگاه
ایلینویزامیدوارند به کمک کاتالیزورهای جدید هر سه آلاینده را با هم و به‌طور
همزمان از گازهای حامل حذف کنند.

برای مطالعه‌ی بیشتر به شماره‌ی ۴۹ مجله‌ی Carbon سال ۲۰۱۱ مراجعه کنید.