تولید نانوذرات آلومینا با خلوص و سطح بالا

به گزارش گروه علم و فناوری آنا به نقل از ستاد ویژه توسعه نانو، آلومینا یکی از مواد سرامیکی است که به جهت ارزان بودن هزینه تولید، پایداری حرارتی خوب، سطح ویژه 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 تصفیه 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 ناخالصی 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 اولیه خالص‌سازی شده 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، هزینه تولید و آلودگی زیست‌محیطی انجام این فرایند نسبت به فرایندهای مشابه کمتر است».

در این طرح تلاش شده است با استفاده از پیش ماده با خلوص بالا و ایجاد شرایط بهینه تولید، خواص نهایی نانوذره 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 ساده 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 گفته محمدنژاد در این مطالعه آزمایشگاهی، الکوکسید آلومینیم ایزوپروپوکسید به‌عنوان پیش ماده 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 نانو با حفره‌های مزو و با مساحت سطح بسیار بالای حدود 800 مترمربع بر گرم و حجم حفره 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.