پژوهشگران دانشگاه تبریز و مازندران با تهیه نانوکاتالیست‌های منگنیت توانستند به فعالیت مناسبی برای حذف ترکیبات آلی فرّار آلاینده هوا دست پیدا کنند. این نانوکاتالیست‌ها می‌توانند در کنترل آلاینده‌های گازی خروجی از صنایع شیمیایی، پتروشیمی و اگزوز خودروها مورد استفاده قرار گیرد.
نانوکاتالیست‌های منگنیت آلاینده‌های گازی هوا را کنترل می‌کنند
|
پژوهشگران دانشگاه تبریز و مازندران با تهیه نانوکاتالیست‌های منگنیت با ساختار اسپینلی به روش سل-ژل خود احتراقی و شناسایی خواص فیزیکوشیمیایی آنها، توانستند به فعالیت مناسبی برای حذف ترکیبات آلی فرّار آلاینده هوا دست پیدا کنند. این نانوکاتالیست‌ها می‌توانند در کنترل آلاینده‌های گازی خروجی از صنایع شیمیایی، پتروشیمی و اگزوز خودروها مورد استفاده قرار گیرند.
تاکنون تحقیقات زیادی برای توسعه کاتالیست‌ها برای کنترل آلودگی هوا صورت گرفته است. در این پژوهش سعی شده است تا با توسعه کاتالیست‌های منگنیتی با ساختارهای ویژه (ساختار اسپینلی) آنها را برای فرآیند اکسایش کاتالیستی ترکیبات آلی فرّار مورد استفاده قرار دهند. این کاتالیست‌ها دارای فعالیت بالا و همچنین پایداری حرارتی بالایی هستند، اما در مقایسه با سایر کاتالیست‌ها دارای سطح ویژه پایینی هستند و استفاده مناسب از آنها نیازمند بالابردن این سطح ویژه است.
این کار پژوهشی بوسیله سیدعلی حسینی، دکتر داریوش سالاری و دکتر علیقلی نیایی از دانشگاه تبریز با مشاوره دکترسید رضا نبوی از دانشگاه مازندران صورت گرفته است. در پژوهش صورت گرفته، برخی از ترکیبات نانوکاتالیست‌های منگنیت با ساختاراسپینلی به روش سل-ژل خود احتراقی تهیه شدند و خصوصیات فیزیکوشیمیایی نانوکاتالیست‌ها با تکنیک‌های مختلف مورد شناسایی قرار گرفتند.
فعالیت کاتالیستی این ترکیبات در حذف ترکیبات آلی فرّار که از آلاینده‌های هوا بشمار می‌روند، بررسی شد که فعالیت کاتالیستی خوبی را برای حذف این ترکیبات نشان دادند. سیدعلی حسینی دانشجوی دکتری شیمی کاربردی دانشگاه تبریز در مصاحبه با بخش خبری ستاد ویژه توسعه فناوری نانو گفت: «تحقیقات این پژوهش در مراحل گوناگونی انجام گرفته است که در برخی از این مراحل مشارکت مراکز تحقیقات کاتالیست و دانشگاهی دنیا نظیر مرکز مطالعات مواد نانو (ISMN) ایتالیا، دانشگاه موناش استرالیا و مؤسسه کاتالیست و پتروشیمی (CSIC) اسپانیا را در کنار خود داشتیم. نتایج هر کدام از مراحل نیز در مجلات معتبر دنیا به چاپ رسیده است. اما در این کار سعی کردیم که با استفاده از روش‌های سنتز نانوذرات به روش سل ژل خود احتراقی، نانو اکسید اسپینلی با سطح ویژه بالا را تهیه کنیم تا قابل استفاده در فرایند اکسایش ترکیبات آلی فرّار باشند.»
این تیم تحقیقاتی با استفاده از نتایج کارهای تحقیقاتی قبلی خود در مراحل قبلی و بررسی منابع دیگر اقدام به طراحی اسپینل‌های منگنیتی با ساختار نانو نمودند. حسینی در این باره افزود: «به منظور دستیابی به سطح ویژه بالا، روش سل ژل خود احتراقی برای سنتز نانوذرات انتخاب و کاتالیست‌ها را تهیه کردیم. سپس با استفاده از تکنیک‌های پراش اشعه ایکس (XRD) و اسپکتروسکوپی مادون قرمز ساختار اسپینلی کاتالیست‌ها اثبات شده و با استفاده از تکنیک‌های SEM، BET،UV-Vis-DRS و TPR خصوصیات فیزیکوشیمیایی و احیاپذیری کاتالیست‌ها بررسی گردید. در ادامه برای بررسی توانایی‌های حذف ترکیبات آلی به‌وسیله‌ی نانوکاتالیست‌ها، فعالیت کاتالیستی نانواسپینل‌های سنتزی در فرایند اکسایش کاتالیستی ترکیبات آلی فرّار بررسی شدند.»
نتایج به‌دست آمده در این تحقیقات با نتایج تحقیقات برخی از محققان دیگر مقایسه شدند که نتایج مطلوب و رضایت بخشی حاصل شده است. همچنین در این تحقیقات ارتباط فعالیت کاتالیستی و خصوصیات فیزیکوشیمیایی کاتالیست بررسی و تشریح شد.
حسینی در ادامه افزود: «در نتیجه این مرحله از تحقیقات، کاتالیست‌های نانواسپینلی منگنیتی به عنوان کاتالیست‌های مطرح در زمینه کاهش انتشار ترکیبات آلی فرّار از نتایج این کار تحقیقاتی توسعه و خواص آن بهبود یافتند. البته باید به این مطلب نیز اشاره کرد که این پژوهش هنوز در مرحله تحقیقاتی است که با تحقیقات بیشتر و تکمیل‌تر شدن تحقیقات، نتایج امیدوارکننده‌تری حاصل خواهد شد.»
نانوکاتالیست‌های این طرح در کنار نانوکاتالیست‌های اکسیدهای مختلط با ساختار اسپینلی برای کاربردهای زیست‌محیطی نظیر کنترل آلاینده‌های خروجی از صنایع شیمیایی، پتروشیمیایی و اگزوز خودروها می‌توانند مطرح باشند و به عنوان جایگزین‌های مناسبی برای کاتالیست‌های فلزات نجیب، قابلیت تجاری شدن آنها دور از انتظار نیست.
نتایج این کار تحقیقاتی در مجله Ceramics International (جلد ۳۸، شماره ۲، مارچ ۲۰۱۲) منتشر شده است. علاقمندان می‌توانند متن این مقاله را در صفحات ۱۶۵۵ الی ۱۶۶۱ همین شماره مشاهده نمایند. |
