عصاره‌ی گیاه پنبه سبز در ساخت نانوکاتالیست به کار می‌رود

 به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری داشجو، پژوهشگران دانشگاه قم موفق به سنتز نانوذرات مغناطیسی به روشی بسیار ساده و کم هزینه شده‌اند. این نانوذرات بدون استفاده از واکنشگر‌های شیمیایی سمی و در حضور عصاره‌ی گیاه پنبه سبز (گونه‌ای از گیاهان کنفی) تهیه شده و می‌تواند به‌عنوان یک کاتالیست قابل بازیافت در واکنش‌های تصفیه‌ی فاضلاب‌ها از آلاینده‌های زیست محیطی و تولید ترکیبات فعال دارویی کاربرد داشته باشد.

امروزه حفظ محیط زیست یکی از دغدغه‌های عمده‌ی دانشمندان علوم مختلف است. در این بین، به دلیل تأثیر مستقیم صنایع شیمیایی بر محیط زیست، تلاش شیمیدانان بر ارائه‌ی روش‌هایی متمرکز است که آلودگی شیمیایی کمتر و سازگاری زیست محیطی بیشتری داشته باشند. در سال‌های اخیر این موضوع تحت عنوان شیمی سبز یا شیمی سازگار با محیط زیست مطرح شده است.

به گفته‌ی محمود نصرا... زاده- دانشیار شیمی آلی دانشگاه قم- در این طرح تلاش شده‌است تا نانوذرات فلزی پالادیوم-اکسید آهن (Pd/Fe۳O۴) به روشی مطابق با اصول شیمی سبز سنتز شده و کاربرد آن به عنوان نانوکاتالیستی در تصفیه‌ی پساب‌های صنعتی و ساخت ترکیبات دارویی مورد ارزیابی قرار گیرد. در ساخت این نانوذرات، عصاره‌ی گیاه پنبه سبز (Hibiscus tiliaceus L) جایگزین حلال‌های شیمیایی و سمی خطرناک شده‌است.

وی با اشاره به اینکه نانوذرات فلزی به دلیل برخی از ویژگی‌های خاص از جمله سطح ویژه‌ی بالا، پایداری زیاد و فعالیت ویژه، توجه زیادی را در زمینه‌ی تصفیه‌ی فاضلاب‌ها جلب کرده‌اند؛ عنوان کرد: «در طول چند سال گذشته، تلاش‌های بسیاری برای تولید نانو ذرات فلزی از طریق روش‌های فیزیکی و شیمیایی انجام گرفته‌است.

 

بررسی‌ها نشان می‌دهد که این روش‌ها دارای معایبی همچون نیاز به عوامل پایدارکننده‌ی گران و سمی، حلال‌های آلی مضر و مواد خطرناک، دمای بالا برای تولید محصول نهایی و... هستند. علاوه بر این با توجه به اندازه‌ی بسیار کوچک نانوذرات فلزی، جداسازی آن‌ها از محیط واکنش و استفاده مجدد در واکنش بسیار دشوار است.»

به گفته‌ی نصرا... زاده، برخلاف روش‌های متداول، در این کار پس از سنتز نانوذرات فلزی با استفاده از عصاره‌ی گیاه Hibiscus tiliaceus L، نانوکاتالیست ناهمگن مغناطیسی ساخته شده که از مزیت‌های متعددی به ویژه شرایط ملایم فرایند (دما و فشار پایین)، بازده بالا، روش کار ساده و ایمن، استفاده از حلال‌های بی‌خطر مثل آب و هزینه‌ی کم بهره می‌برد.

این محقق در ادامه عنوان کرد: «همانگونه که اشاره شد، هدف از ساخت این نانوکاتالیست بررسی عملکرد آن در تصفیه‌ی آلاینده‌های زیست محیطی بوده‌است.

 

کروم (VI) یکی از خطرناک‌ترین فلزات سنگین موجود در فاضلاب‌های صنعتی است. یکی از ساده‌ترین راه‌های حذف کروم (VI)، تبدیل آن به کروم (III) است. کروم (III) هم سمیت کمتری دارد و هم به سادگی از طریق تنظیم pH آب و تشکیل هیدروکسید‌های نامحلول قابل جداسازی است. از طرفی کارایی این نانوکاتالیست در واکنش احیای ترکیبات آلی دیگر، از جمله احیای ترکیبات نیترو از قبیل: ۴-نیتروفنول و ۲ و ۴-دی نیترو فنیل هیدرازین و تبدیل آن‌ها به ۴-آمینوفنول مورد بررسی قرار گرفته است. ۴-آمینوفنول به‌عنوان یک ترکیب دارویی و نیز یک عامل بازدارنده در خوردگی کاربرد دارد.»

نصرا... زاده مزیت استفاده از این نانوکاتالیست را نسبت به کاتالیست‌های همگن اینگونه توضیح داد: «استفاده از کاتالیست‌های همگن با مشکلات مختلفی مانند عدم بازیابی و استفاده‌ی مجدد کاتالیست و همچنین عدم مقرون به‌صرفه بودن در تولید با مقیاس بالا مواجه هستند. اما باتوجه به خاصیت مغناطیسی نانوکاتالیست تهیه شده، در هر آزمایش بیش از ۹۰% کاتالیست به راحتی بازیافت می‌شود و بدون کاهش محسوسی در راندمان و زمان واکنش، در واکنش‌های دیگر قابل استفاده خواهد بود. در واقع بعد از اتمام واکنش، کاتالیست از طریق آهنربا از مخلوط واکنش جدا شده و با آب و اتانول شستشو داده شده و خشک می‌شود. طبق نتایج حاصل شده، تا شش بار استفاده‌ی مجدد از کاتالیست قابل قبول است.»

این محقق در پایان عنوان کرد: «میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، طیف سنجی پخش انرژی (EDS)، طیف سنجی پراش پرتو ایکس (XRD)، مغناطیس سنج نمونه مرتعش (VSM)، طیف سنج تبدیل فوریه (FT-IR) و طیف سنجی (UV-Vis) از جمله آزمون‌های انجام شده جهت مشخصه‌یابی نانوکاتالیست تهیه شده است.»

این تحقیقات حاصل همکاری محمود نصرا... زاده- عضو هیأت علمی دانشگاه قم- زهرا عیسی آبادی- فارغ التحصیل کارشناسی ارشد شیمی آلی این دانشگاه- و سید محمد سجادی- پژوهشگر فیتوشیمی از دانشگاه سوران عراق- است.