روش ساده و ارزان محققان ایرانی برای تولید نانوپودر کاربردی در صنایع پتروشیمی

  محققان دانشگاه تحصیلات تکمیلی علوم پایه زنجان در پی استفاده از روشی ساده، ارزان و دوستدار محیط زیست موفق به تولید نانوپودر اکسید منگنز شدند که به صورت گسترده در صنایع پتروشیمی و باتری سازی قابل کاربرد است.

به گزارش سرویس علمی ایسنا، عدم مشکلات زیست محیطی و فعالیت مناسب اکسیدهای منگنز سبب شده است که در بخش‌های مختلف صنعت از کاربردهای گسترده‌ای برخوردار باشند. همچنین در سال‌های اخیر پژوهش‌های گسترده‌ای بر روی اکسایش آب، مونوکسیدکربن و ترکیبات نیتروژن به کمک انواع مختلف این ترکیب صورت گرفته است.

به نوشته سایت نانو، با توجه به گستره وسیع کاربردهای این محصول، پژوهشگران در این طرح تحقیقاتی به دنبال دستیابی به روشی ساده و ارزان برای تهیه نوع خاصی از اکسید منگنز بودند. آن‌ها همچنین به بررسی فعالیت اکسایشی آب در حضور اکسید منگنز تولید شده پرداختند.

به گفته دکتر محمد مهدی نجف‌پور محقق این طرح و از اعضای هیات علمی دانشگاه تحصیلات تکمیلی زنجان اکثر روش‌های تولید اکسید منگنز شامل استفاده از حلال‌های آلی سورفکتانت و شرایط دمایی بالا است. در این میان روش‌های ساده‌ای نیز ابداع شده است که بیشتر بر پایه استفاده از حرارت زیاد در تهیه اکسیدهای فلزی متداول استوار است.

وی با اشاره به این مطلب اضافه کرد: در این تحقیق که برگرفته از پایان‌نامه فهیمه رحیمی، کارشناس ارشد شیمی از دانشگاه تحصیلات تکمیلی علوم پایه زنجان است، متوجه شدیم در حضور رطوبت در دماهای حدود 100 درجه سانتیگراد و یا حتی دماهای پایین‌تر نیز می‌توان بعضی از ترکیبات ارزان منگنز را به نانواکسیدهای منگنز تخریب کرد.

وی ادامه داد: این روش به حدی ساده است که حتی در آزمایشگاه‌های آموزشی دبیرستان نیز به سادگی قابل کاربرد است. از آنجا که استفاده از نانواکسیدها در موارد متعددی به دلیل قیمت بالا در صنعت مقرون به صرفه نیست، این روش و روش‌های مشابه می‌تواند گامی مؤثر در کاربردی شدن این ترکیبات باشد.

پژوهشگران این کار تحقیقاتی دریافتند که با تهیه محلول غلیظی از نمک نیترات منگنز (II) و قرار دادن آن در دمای 70 تا 90 درجه سانتی گراد، بعد از گذشت چند ساعت نانواکسیدهای منگنز شروع به تشکیل شدن خواهند کرد.

محقق این طرح تصریح کرد: نتایج این تحقیق حاکی از آن بود که این نانواکسیدهای منگنز تولید شده در حضور اکسیدکننده‌های مختلف قادر به اکسایش آب به اکسیژن و آلکن‌ها به اپوکسید بودند. همچنین سرعت و بازده این واکنش‌ها در مقایسه با نمونه‌هایی با اندازه میکرو افزایش چشمگیری داشت که کاهش اندازه ذرات به نانو دلیل اصلی این امر به حساب می‌آید. ذکر این نکته الزامی است که هر دو واکنش بیان شده جزو واکنش‌های مهم پژوهشی و صنعتی طبقه‌بندی می‌شوند.

نجف پور خاطرنشان کرد: با بکار بردن روش‌های ساده‌ای نظیر روش استفاده شده در این تحقیق، می‌توان نانوترکیب‌هایی ارزان و دوستدار محیط زیست سنتز کرد که در مقایسه با ترکیب‌هایی با ابعاد بزرگتر عملکردهای مطلوبتری داشته و می‌توان از آن‌ها در صنایع مختلف بهره گرفت. از این رو این تیم تحقیقاتی در ادامه این کار به دنبال تولید انواع اکسیدهای منگنز به صورت خالص و یا همراه با اکسیدهای دیگر و نیز همراه با ترکیبات آلی و بررسی کاربردهای آن‌ها هستند.

نتایج این کار تحقیقاتی که توسط دکتر نجف پور، فهیمه رحیمی و سارا نیری از کارشناسان ارشد شیمی، دکتر مجتبی امینی عضو هیات علمی دانشگاه مراغه و دکتر مجتبی باقرزاده عضو هیات علمی دانشگاه صنعتی شریف صورت گرفته، در مجله Dalton Transactions منتشر شده است.