محققان دانشگاه صنعتي خواجه نصيرالدين طوسي، موفق به طراحي و سنتز نانوکاتاليزور MCM-41-SO3H شدند.
به گزارش سرويس پايان‌نامه خبرگزاري دانشجويان ايران(ايسنا)، علي محمد اماني، دانشجوي دوره دکتري تخصصي شيمي آلي با بيان اين كه اين نانوکاتاليزور جديد مانند يک نانوراکتور عمل مي‌کند و علاوه‌بر پايداري شيميايي و مکانيکي بالا، بازيافت آن به راحتي صورت مي‌گيرد و موجب کاهش حجم پسماند مي‌شود، گفت: «اين نانوکاتاليست بدليل داشتن ساختار نانو و به تبع آن سطح بسيار مؤثر (1500 m2 g-1)، پايداري شيميايي و مکانيکي بالايي داشته و جزو مزوپروس‌هاي سيليکاتي عامل‌دار شده‌است و مي‌تواند در انجام بسياري از واکنش‌هاي چند جزيي آلي، مورد استفاده قرارگيرد».
وي با اشاره به کارايي بالاي کاتاليزوري کلروسولفونيک‌اسيد و وجود مشکلات عملياتي متعدد در کاربري آن به‌طور مستقيم، اظهار داشت: «با اين روش، هم از مزاياي MCM-41 و هم از مزاياي کلروسولفونيک‌اسيد بهره‌مند مي‌شويم و استفاده از اين کاتاليزور، مشکلاتي نظير جداسازي محصول و خوردگي تجهيزات را برطرف کرده‌است. MCM-41، ماده‌اي است كه در صنعت نفت مورد استفاده بسياري دارد و به‌ طور وسيعي براي حذف آلودگي‌هاي فوق‌العاده كوچك به كار مي‌رود.»
اماني درباره روش سنتز اين نانوکاتاليزور گفت: «پس از تهيه مزوپروس MCM-41، براي حذف سورفكتانت، نمونه سنتزشده به مدت شش ساعت در دماي 600 درجه سانتيگراد قرار داده‌ شد. سپس، در نتيجه واکنش عامل‌دار شدن، گروه‌هاي –SO3H، به‌طور مستقيم با پيوندهاي کووالانسي به سطوح داخلي نانوذرات متصل شدند. از اين ‌رو، احتمال جدايي آنها طي انجام واکنش، به کمترين مقدار ممکن ‌مي‌رسد و اين امکان وجود دارد که کاتاليزور بدون تغيير در فعاليت، بازيافت شود.»
به‌ دليل محدوديت اندازة منافذ جاذب‌هاي معدني مانند زئوليت، كاربرد آنها محدود ‌شده‌است؛ از اين‌رو تهيه اين‌گونه الك‌هاي مولكولي مزوپروس عامل‌دار شده، براي توسعة حسگرها، جاذب‌هاي جديد و طراحي كاتاليست‌هاي جديد، مورد توجه محققان قرار گرفته است.
براي بهبود خواصي نظير گزينش‌پذيري، مقاومت مكانيكي و حرارتي، كيفيت و كارايي اين تركيبات جامد متخلخل، با ورود عناصر متعددي به درون شبكة كريستالي آنها، تغييراتي در ساختارشان داده مي‌شود و جامدات متخلخل غيرسيليكاتي متنوعي تشکيل مي‌شود.
اماني با بيان اين نکته که «هدف نهايي پژوهش‌ها در زمينه کاتاليست، بهبود گزينش‌پذيري، فعاليت، بازده انرژي، سازگاري با محيط زيست و کاهش مراحل واکنش است»، اين موارد را عوامل مهمي در تجاري‌شدن يک محصول دانست.
وي گفت: از آنجايي که امروزه استفاده از كاتاليست‌هاي ناهمگن (نظير نانوکاتاليست-نانوراکتور ساخته شده)، به‌ دليل مزايايي مانند بازيافت آسان، استفاده مجدد، كاهش حجم پسماند و حذف مواد شيميايي خطرناك، افزايش يافته‌است، بنابراين توسعه يک نانوکاتاليست جديد سنتز شده، مستلزم تلفيق مواردي از جمله تئوري، آزمايش و کاربرد آن در مسائل مهم صنعتي است؛ بنابراين بايد امکانات پژوهشي و صنعتي در جهت دستيابي به آنچه موردنظر است، استفاده شود.
به گزارش ستاد ويژه توسعه فن‌آوري نانو، اين پژوهش در قالب بخشي از پايان‌نامه دکتري علي ‌محمد اماني و با هدايت دکتر شهناز رستمي‌زاده، در دانشگاه صنعتي خواجه نصيرالدين طوسي انجام شده ‌است.