پژوهشگران دانشگاه آزاد اسلامی واحدهای نیشابور و مشهد موفق به سنتز نانوکاتالیستی طبیعی از الیاف استخراج‌شده از پوسته میگو شدند که می‌توان به کمک آن گاز مضر دی‌اکسید کربن را به سوخت و مواد شیمیایی با ارزش‌افزوده بالا تبدیل کرد.
سنتز نانوکاتالیستی طبیعی برای تبدیل دی‌اکسید کربن به مواد مفید!
دی‌اکسید کربن یک گاز بی‌رنگ و بی‌بو است که از احتراق مواد کربنی از جمله سوخت‌های فسیلی منتشر می‌شود. این گاز یکی از عوامل اصلی پدیده گرمایش جهانی به شمار می‌رود. ازاین‌رو محققان عصر حاضر به دنبال روشی برای حذف دی‌اکسید کربن از هوا و در درجه بالاتر تبدیل آن به مواد سودمند هستند که در این راه فناوری نانو نیز به کمک آنان آمده است.
دکتر راحله ژیانی، دانشیار گروه شیمی دانشگاه آزاد اسلامی واحد نیشابور توسعه یک کاتالیست سبز، کارآمد و قوی را به‌منظور تولید مواد شیمیایی و سوخت‌های معدنی از دی‌اکسید کربن را گامی مهم در جهت حذف وابستگی به سوخت‌های فسیلی خواند و افزود: «فرایند کاهش دی‌اکسید کربن به دلیل پایداری سینتیکی و ترمودینامیکی دی‌اکسید کربن، فرایندی دشوار است، ازاین‌رو ما در این پروژه تلاش کردیم با سنتز یک کاتالیست مطلوب، این مسیر را هموار کنیم.»
وی ادامه داد: «نانوکاتالیست سنتز شده در این طرح که به FPS موسوم است به دلیل برخورداری از ساختاری منحصربه‌فرد، بازدهی بالایی در جذب و تبدیل دی‌اکسید کربن به مواد با ارزش‌افزوده بالا از خود بروز می‌دهد.»
این محقق با اشاره به سیلیس به‌عنوان یک کاتالیست ناهمگن، در تشریح برتری نانوکاتالیست سنتز شده در این طرح نسبت به کاتالیست‌های مشابه گفت: «سیلیس مزوپور به دلیل دارا بودن درصد تخلخل بالا و متعاقب آن برخورداری از مناطق فعال زیاد، به‌عنوان یکی از پرکاربردترین نانوساختارهای کاتالیستی شناخته می‌شود. یکی از معایب بزرگ این‌گونه ساختارها کاهش قابل‌توجه میزان تخلخل به دلیل انسداد تخلخل‌ها به‌مرورزمان است. ازاین‌رو در طرح حاضر ما با ابداع یک ساختار متشکل از الیاف کیتوزان تلاش کردیم جایگزینی مناسب برای سیلیس مزوپور معرفی نماییم.»
ژیانی در ادامه افزود: «نانوکاتالیست سنتز شده در این طرح دارای یک ساختار الیافی سه‌بعدی است که این موضوع موجب افزایش سایت‌های فعال و دسترسی حداکثری به آنها و در پی آن افزایش فعالیت کاتالیستی می‌گردد. به‌علاوه ما با اضافه کردن عنصر فسفر در ساختار این نانوکاتالیست، تلاش کردیم تا قدرت کاتالیستی آن را به سطح بالاتری ارتقا دهیم.»
وی در پایان در تشریح ساختار FPS گفت: «FPS یک نوع نانوفیبر فسفروسیلیکا است که به‌وسیله روش هم رسوبی و از دو ترکیب اصلی تترا اتوکسی سیلیکات و تری پولی فسفات تشکیل شده است. این ترکیبات ساختار شبیه به قاصدک درابعاد ۳۰۰ نانو متر دارند که فاصله بین الیاف آنها حدود ۱۰ نانومتر است. نتایج آزمون‌های مربوط به توانایی جذب و تبدیل دی‌اکسید کربن حاکی از بازدهی بالای ۹۰ درصد این ساختار نانویی است.
این پژوهش حاصل همکاری دکتر راحله ژیانی – عضو هیأت علمی دانشگاه آزاد اسلامی واحد نیشابور، دکتر محبوبه زاهدی فر- عضو هیأت علمی دانشگاه جیرفت، دکتر علی اسحاقی- عضو هیأت علمی دانشگاه آزاد اسلامی واحد مشهد و دکتر محسن صادق زاده – پژوهشگر مرکز رشد دانشگاه آزاد واحد نیشابور است. نتایج این کار در مجله RSC Advances با ضریب تأثیر ۲٫۹۳۶ ( جلد ۹، شماره ۱۲، سال ۲۰۱۹، صفحات ۶۴۹۴ تا ۶۵۰۱) به چاپ رسیده است.
