محققان
کشور موفق به تولید حد واسطهای صنعتی به روش سبز با سیستم کاتالیزور
جدید پایه گرافن اکسیدکاملا ورقه ورقه شده (اکسفولیت) حاوی نانو ذرات
پالادیم تثبیت شده شدند.
به گزارش پایگاه خبری تحلیلی فناوری و نوآوری،با توجه به افزایش مشکلات زیست محیطی از
قبیل افزایش روز افزون سرعت تخریب محیط و خطرات آن بر زندگی روی زمین
محققان در دنیا به دنبال راهکاری به منظور کنترل تخریب محیط زیست هستند. در
این راستا سعی در مطالعه و طراحی کاتالیست هایی بر پایه گرافن اکسید
بعنوان یک کاتالیزگر سبز در انجام واکنشهای بسیار مهم صنعتی آلی از قبیل
واکنشهای اکسایشی و واکنشهای جفت شدن متقاطع کربن (sp2)-کربن(sp2) را
دارند.زیرا برای انجام این گونه تبدیلات شیمیایی از کاتالیزگرهای همگن
غیرقابل بازیافت و در بعضی موارد سمی استفاده میشود. در حالی که این گونه
صنایع به شدت و با سرعت در حال ویرانسازی و آلوده سازی محیط زیست و اتمام
منابع طبیعی هستند که این مسئله یک تهدید بزرگ برای ادامه حیات برای
موجودات زنده و نسلهای بعدی در آینده است.
ایجاد فرآیند شیمیایی سبز با قابلیت بالای کاتالیزوری
از
این رو، با توجه به نیاز چشمگیر صنعت به محصولات این نوع واکنشها به دلیل
افزایش جمعیت و ظهور فناوری نوین نانو (که راه حلی مناسب بر صرفهجویی در
اقتصاد اتمی و همچنین قابلیت بازیابی مواد در انتهای فرآیند است) دراین
میان، مواد پایه گرافنی به عنوان نانو صفحههای کربنی میتواند به طور
کنترل شده اصلاح شیمیایی شده و برای طراحی کاتالیزورهای پیشرفته حاوی فلزات
واسطه و غیر فلزی استفاده شوند.
البته این اقدام باعث به وجود آمدن یک فرآیند شیمیایی سبز با قابلیت بالای کاتالیزوری همچون مساحت سطح بسیار بالا، قابلیت بازیابی و استفاده مجدد و سازگار با محیط زیست را تولید میکند. از این رو با توجه به اهمیت این موضوع طرحی با عنوان «تولید حد واسطهای صنعتی به روش سبز با سیستم کاتالیزور جدید پایه گرافن اکسید حاوی نانو ذرات پالادیم تثبیت شده» با پشتیبانی صندوق حمایت از پژوهشگران و فناوران معاونت علمی توسط محققان کشور انجام شد که صادق رستم نیا مجری این پروژه درباره انجام آن اظهار کرد: در این طرح نانو صفحات گرافن اکسید با اصلاح و بدون اصلاح شیمیایی در تثبیت و تولید نانوذرات فلزی واسطه استفاده شد. یکی از موانعی که در استفاده از این نانوصفحات وجود دارد خودتجمعی این گونه مواد و بازگشت به فرم اولیهشان و نیز کلوخه شدن آن و تبدیل به گرافیتاکسید در حین فرآیندهای شیمیایی است که در این طرح، انواع مختلفی از پلیمرها (مانند P123 و F127) و سورفکتانتها (به منظور مطالعه تاثیرات ورقه ورقهکنندگی و اکسفلویت) در مقابل امواج ماوراء صوت در حین کاتالیز واکنش استفاده شده است تا مسئله خودتجمعی در حین کاتالیز واکنش برطرف شود.
استفاده از گرافن اکسید به عنوان کاتالیزور
وی
ادامه داد: با رفع این مشکل میتوان از گرافن اکسید بدون اصلاح شیمیایی
برای موارد کاتالیزگری استفاده کرد. از دیگر مزایای استفاده از
نانوکاتالیزورهای گرافن اکسید/پالادیم/پلیمر قابلیت بازیابی مجدد، استفاده
آنها در شرایط سخت اسیدی و بازی و حتی در دماهای نسبتاًبالا و صرفهجویی
قابل توجه در اقتصاد اتمی است.
عضو هیات علمی دانشگاه مراغه با اشاره به
اینکه در این طرح ما از فلزی مانند پالادیوم در بستر کاتالیزوری استفاده
کردیم زیرا فلز پالادیوم از فلزات بسیار مهم عناصر واسطه که قابلیت کاتالیز
کردن بسیاری از واکنشها را داردو در این طرح ما حدواسط بسیار مهم آمیدها،
که مصارف صنعتی و دارویی فراوان دارند، را بصورت یک مرحله و بدون نوآرایی
های معمول شیمیایی از آلدهیدهای ارزان قیمت تهیه کردیم.تسهیل و افزایش
کارایی و راندمان واکنشهای صنعتی و سنتز موادی با کاربردهای صنعتی و
دارویی از طریق کاتالیزگرهایهیبریدی که کمترین آلودگی و زیست تخریبی و
بیشترین زیست سازگاری دارد که مطابق با اهداف دوازدهگانه شیمی سبز است از
اهداف این پروژه است.
وی همچنین ابراز کرد: از اهداف اصلی این پروژه
استفاده از نانوهیبریدهای پایه گرافنی به عنوان کاتالیزورهای کارآمد در
فرآیندهای شیمیایی آلی که منجر به تولید حدواسطهای مهم صنعتی و دارویی
میشود، میتوان به مواردی همچون جلوگیری از مصرف بی رویه منابع طبیعی
تجدیدناپذیر، جلوگیری از تولید و انتشار منابع مهم آلودهکنندههای شیمیایی
به محیط زیست، تولید محصولات شیمیایی مورد نیاز صنایع مختلف با راندمان و
کیفیت بالا و به روش سبز و ترغیب محققان داخلی به رشد و توسعه پروتکلهای
مشابه با استفاده از این نوع کاتالیزورها اشاره کرد.