محققان دانشگاه صنعتی اصفهان با همکاری محققانی از کشور آلمان با به‌کارگیری یک روش آزمایشگاهی سبز، نانوذرات آلومینا را با خلوص و کیفیت بالا تولید کرده‌اند. نانوذرات آلومینا در پالایش نفت خام و کنترل تولید گازهای گلخانه‌ای کاربرد دارد.
تولید نانوذرات آلومینا با خلوص و سطح بالا
آلومینا یکی از مواد سرامیکی است که به جهت ارزان بودن هزینه‌ی تولید، پایداری حرارتی خوب، سطح ویژه‌ی بالا، قدرت اسیدی سطحی بالا و برهمکنش با فلزت واسطه در بسیار از صنایع و واکنش‌ها مورد توجه واقع شده است. این ماده به‌عنوان جاذب سطحی، کاتالیست و کمک کاتالیست در بسیاری از فرایندهای پتروشیمی و تصفیه‌ی نفت مورد استفاده قرار می‌گیرد. ابداع روش‌های جدید و پربازده در تولید نانوذرات اکسیدی از جمله نانوذرات آلومینا از اهمیت بالایی برخوردار است.
دکتر غلامحسین محمد نژاد از وجود ناخاصی در مواد اولیه به‌عنوان یک عامل تأثیرگذار در کیفیت نانوذره نهایی یاد کرد و افزود: «هدف از انجام این طرح، تولید نانوذرات با کیفیت آلومینا با استفاده از مواد اولیه‌ی خالص‌سازی شده، بوده است.»
وی در خصوص مزایای روش استفاده شده در این طرح گفت: «واکنش مورد استفاده در این طرح جهت تولید نانوذرات آلومینا در زمان و دمای پایینی انجام می‌شود. به‌علاوه، هزینه‌ی تولید و آلودگی زیست‌محیطی انجام این فرایند نسبت به فرایندهای مشابه کمتر است.»
در این طرح تلاش شده با استفاده از پیش ماده با خلوص بالا و ایجاد شرایط بهینه‌ی تولید، خواص نهایی نانوذره‌ی تولیدی از قبیل مساحت سطح به شرایط بهینه برسد. بدین منظور از پیش ماده‌های مولکولی الکوکسیدی از جمله آلومینیم ایزوپروپوکسید و آلومینیم متوکسی اتوکسید، که به‌راحتی می‌توان آن‌ها را از ضایعات آلومینیوم تهیه و خالص‌سازی کرد، استفاده شده است که می‌تواند تأثیر زیادی در خلوص ماده نهایی داشته باشد. همچنین در راستای تأمین شرایط ساده‌ی واکنش، از انجام مراحلی از قبیل صاف کردن، شست‌وشوی مکرر، حلال‌های آبی و آلی غیر سبز و استفاده از قالب‌ها اجتناب شده است تا محصول نهایی با مساحت سطح، حجم حفره و خلوص بالایی تولید شود.
به گفته‌ی محمد نژاد در این مطالعه‌ی آزمایشگاهی، الکوکسید آلومینیم ایزوپروپوکسید به‌عنوان پیش ماده‌ی مولکولی تک منبعی از تراشه‌های آلومینیم تهیه شده و در حلال الکل ایزوپروپانول به‌طور کامل حل شده است. سپس با اضافه کردن محلول اسید آلی و رفلاکس، بوهمیت (آلومینیوم اکسید هیدروکسید) نانوساختار با حفره‌های مزو و با مساحت سطح بسیار بالای حدود ۸۰۰ مترمربع بر گرم و حجم حفره‌ی بسیار زیاد تهیه شده است.
این تحقیقات حاصل تلاش‌های دکتر غلامحسین محمد نژاد- عضو هیأت علمی دانشگاه صنعتی اصفهان و محققانی از FSU-Jena کشور آلمان است. نتایج این کار در مجله‌ی DaltonTransactions (جلد ۴۵، شماره‌ی ۱۵، سال ۲۰۱۶، صفحات ۶۳۲۹ تا ۶۳۳۳) به چاپ رسیده است. این مقاله بخشی از طرح پژوهشی حمایت شده به‌وسیله‌ی صندوق حمایت از پژوهشگران و فناوران کشور است.
