محققان دانشگاه تحصیلات تکمیلی علوم پایه زنجان در پی استفاده از روشی ساده، ارزان و دوستدار محیط زیست موفق به تولید نانوپودر اکسید منگنز شدند. این ماده به صورت گسترده در صنایع پتروشیمی و باطری سازی قابل کاربرد است.
تولید نانوپودر اکسید منگنز با روشی بسیار ساده و ارزان
محققان دانشگاه تحصیلات تکمیلی علوم پایه زنجان در پی استفاده از روشی ساده، ارزان و دوستدار محیط زیست موفق به تولید نانوپودر اکسید منگنز شدند. این ماده به صورت گسترده در صنایع پتروشیمی و باطری سازی قابل کاربرد است.
عدم مشکلات زیست محیطی و فعالیت مناسب اکسیدهای منگنز سبب شده است که در بخش‌های مختلف صنعت از کاربردهای گسترده‌ای برخوردار باشند. همچنین در سال‌های اخیر پژوهش‌های گسترده‌ایی بر روی اکسایش آب، مونوکسیدکربن و ترکیبات نیتروژن به کمک انواع مختلف این ترکیب صورت گرفته است. با توجه به گستره وسیع کاربردهای این محصول، پژوهشگران در این طرح تحقیقاتی به دنبال دستیابی به روشی ساده و ارزان برای تهیه نوع خاصی از اکسید منگنز بودند. آن‌ها همچنین به بررسی فعالیت اکسایشی آب در حضور اکسید منگنز تولید شده پرداختند.
به گفته دکتر محمد مهدی نجف‌پور از اعضای هیئت علمی دانشگاه تحصیلات تکمیلی زنجان اکثر روش‌های تولید اکسید منگنز شامل استفاده از حلال‌های آلی سورفکتانت و شرایط دمایی بالا است. در این میان روش‌های ساده‌ای نیز ابداع شده است که بیشتر بر پایه استفاده از حرارت زیاد در تهیه اکسیدهای فلزی متداول استوار است. وی با اشاره به این مطلب اضافه کرد: «در این تحقیق که برگرفته از پایان نامه فهیمه رحیمی کارشناس ارشد شیمی از همین دانشگاه است؛ متوجه شدیم در حضور رطوبت در دماهای حدود ۱۰۰ درجه سانتیگراد و یا حتی دماهای پایین‌تر نیز می‌توان بعضی از ترکیبات ارزان منگنز را به نانواکسیدهای منگنز تخریب کرد. این روش به حدی ساده است که حتی در آزمایشگاه‌های آموزشی دبیرستان نیز به سادگی قابل کاربرد است. از آنجا که استفاده از نانواکسیدها در موارد متعددی به دلیل قیمت بالا در صنعت مقرون به صرفه نیست، این روش و روش‌های مشابه می‌تواند گامی مؤثر در کاربردی شدن این ترکیبات باشد.»
پژوهشگران این کار تحقیقاتی دریافتند که با تهیه محلول غلیظی از نمک نیترات منگنز (II) و قرار دادن آن در دمای ۷۰ تا۹۰ درجه سانتی گراد، بعد از گذشت چند ساعت نانواکسیدهای منگنز شروع به تشکیل شدن خواهند کرد.
نتایج این تحقیق حاکی از این بود که این نانواکسیدهای منگنز تولید شده در حضور اکسیدکننده‌های مختلف قادر به اکسایش آب به اکسیژن و آلکن‌ها به اپوکسید بودند. همچنین سرعت و بازده این واکنش‌ها در مقایسه با نمونه‌هایی با اندازه میکرو افزایش چشمگیری داشت که کاهش اندازه ذرات به نانو دلیل اصلی این امر به حساب می‌آید. ذکر این نکته الزامی است که هر دو واکنش بیان شده جز واکنش‌های مهم پژوهشی و صنعتی طبقه‌بندی می‌شوند.
دکتر نجف پور معتقد است که با بکار بردن روش‌های ساده‌ای نظیر روش استفاده شده در این تحقیق، می‌توان نانوترکیب‌هایی ارزان و دوستدار محیط زیست سنتز نموده که در مقایسه با ترکیب‌هایی با ابعاد بزرگ‌تر عملکردهای مطلوب‌تری داشته و از آن‌ها در صنایع مختلف بهره گرفت. از این رو این تیم تحقیقاتی در ادامه این کار به دنبال تولید انواع اکسیدهای منگنز به صورت خالص و یا همراه با اکسیدهای دیگر و نیز همراه با ترکیبات آلی و بررسی کاربردهای آن‌ها هستند.
نتایج این کار تحقیقاتی که به دست دکتر نجف پور، خانم ها فهیمه رحیمی و سارا نیری (کارشناسان ارشد شیمی)، دکتر مجتبی امینی (عضو هیئت علمی دانشگاه مراغه) و دکتر مجتبی باقرزاده (عضو هیئت علمی دانشگاه صنعتی شریف) صورت گرفته است در مجله Dalton Transactions (جلد۴۱، شماره ۳۶، ماه جولای سال ۲۰۱۲، صفحات ۱۱۰۲۶ تا ۱۱۰۳۱) منتشر شده است.
