تهیه نانوکاتالیست گرافنی مغناطیسی جهت تولید ترکیبات شیمیایی در دانشگاه مراغه

به گزارش گروه علم و فناوری آنا به نقل از ستاد ویژه توسعه نانو، طراحی و ساخت نانومواد بر اساس نیاز مورد نظر، یکی از روش‌های جالب و جذاب جهت نیل به هدف در بسیاری از کاربردها به شمار می‌رود. از زمانی که برای اولین بار ذرات مغناطیسی اکسید آهن کشف شد، این ذرات در حوزه‌های بسیاری از قبیل دارورسانی هدفمند، حسگرها، داروها و کاتالیست‌ها مورد استفاده قرار گرفته‌اند. ذرات مغناطیسی در مقیاس نانومتری خواص بهینه‌تری از خود به نمایش می‌‌گذارند و می‌توان آنها را جهت اهداف خاص به سایر نانوذرات متصل کرد و نانوموادی با خواص مغناطیسی تولید کرد.

به گفته‌ دکتر صادق رستم‌نیا، محقق طرح، در این پژوهش با استفاده از نانوصفحات گرافن اکسید و نانوذرات مغناطیسی یک نانوکاتالیست هیبریدی اسیدی با مقاومت بالا در محیط اسیدی تولید شده است.

این نانوکاتالیست را می‌توان پس از اتمام فرایند تولید ترکیب شیمیایی به‌ آسانی و به‌ سرعت از مخلوط واکنش جداسازی کرد که این موضوع سبب کاهش هزینه‌های انجام فرایند می‌شود. به‌علاوه آلودگی به‌ مراتب کمتری را برای محیط‌زیست به وجود خواهد آورد.

وی در رابطه با ویژگی بارز این نانوکاتالیست گفت: «سولفونیک اسیدها یکی از مهم‌ترین اسیدهای صنعتی و آزمایشگاهی محسوب می‌شوند. در حالی که تثبیت سولفونیک اسیدها به صورت مستقیم روی بستر نانومغناطیس‌ها جهت کاربردهای کاتالیزوری هتروژنی به دلیل تخریب این مواد در محیط اسیدی به سادگی امکان‌پذیر نیست و هنوز به عنوان یک معضل بزرگ نانومغناطیس ها باقی مانده است. در این طرح نانوکاتالیست مغناطیس کامپوریت‌شده با گرافن اکسید، به دلیل دارا بودن خواص هیبریدی و نانوصفحات اکسید گرافن در ساختار آن، به راحتی سولفونه می‌شود و در برابر تخریب در محیط اسیدی از خود مقاومت نشان می‌دهد. همچنین یکی از نکات بارز کامپوزیت تهیه‌شده این است که خاصیت مغناطیسی ناشی از حضور نانوذرات اکسید آهن از کلوخه شدن نانوصفحات اکسید گرافن جلوگیری به عمل می‌آورد».
وی تصریح کرد: «در گام نخست از گرافیت به کمک روش هامر گرافن اکسید تهیه شد. سپس با استفاده از امواج فراصوت نانوصفحات را از هم جدا کردیم. در ادامه نمک‌های آهن II و III را به آن اضافه شد و مجدداً با استفاده از امواج فراصوت نمک‌ها بین لایه‌ها نفوذ داده شد. در مرحله‌ بعد pH محلول را به 12 رسانده شد تا نانوکاتالیست مغناطیسی بین لایه‌ها تشکیل شود. سپس از این نانوکاتالیست جهت تولید سولفونیک اسید استفاده شد».
بر اساس نتایج به‌دست‌آمده می‌توان دریافت که نانومغناطیس ها علاوه بر اینکه موجب فاصله گرفتن نانوصفحات اکسید گرافن می‌شوند، با آنها نیز اندرکنش می‌دهند.
این تحقیقات حاصل تلاش‌های دکتر صادق رستم‌نیا، عضو هیأت علمی دانشگاه مراغه، و اسماعیل دوست‌خواه، دانشجوی مقطع دکتری دانشگاه مراغه، است.