از سوى محققان صورت گرفت

سنتز شیمیایی پایدار با نانوذرات پلاتین

محققان از ترکیب نانوذرات پلاتین و آلومینیوم برای ایجاد یک کاتالیزور جدید استفاده می‌کنند که باعث می‌شود برخی واکنش‌های شیمیای موثرتر از هر زمان دیگری رخ دهد.

کد خبر: ۹۳۱۹۴۶

پنجشنبه - ۱۶ ارديبهشت ۱۴۰۰ / May 06, 2021

به گزارش گروه دانش و فناورى خبرگزارى دانشجو، کاتالیزور می‌تواند به میزان قابل توجهی مصرف انرژی را در فرآیند‌های مختلف صنعتی و دارویی کاهش دهد. همچنین این امکان را فراهم می‌کند تا طیف وسیعی از منابع پایدار برای تغذیه فرآیند‌ها کاهش یابد.

منبع فنل‌ها در این آزمایش‌ها لیگنین بود که در اجزای ساختاری سخت اجسام صلب مانند درختان نقش دارد. بنابراین، زیست توده‌های چوبی، ماده اولیه ایده‌آلی هستند، زیرا می‌توان با دوام بیشتری نسبت به نفت آن‌ها را تهیه کرد.

بسیاری از مواد شیمیایی در طیف وسیعی از صنایع از جمله داروسازی استفاده می‌شود که احتمالاً در زندگی روزمره متوجه آن‌ها نمی‌شوید. برای مثال، بنزن، تولوئن، زایلن و اتیل بنزن. این مواد در کارخانه‌های تولید مواد شیمیایی تولید می‌شوند که از نفت برای تغذیه فرآیند‌های مورد نظر استفاده می‌کنند. اما اکنون راهی برای تولید پایدارتر این مواد شیمیایی وجود دارد.

ژیونگجی جین و کیوکو نوزاکی از گروه شیمی و زیست‌فناوری دانشگاه توکیو، یک کاتالیزور جدید ایجاد کرده‌اند، ماده‌ای که موجب انجام یک واکنش شیمیایی خاص می‌شود یا سرعت آن را افزایش می‌دهد که با این کار امکان تولید پایدارتر هیدروکربن‌های آروماتیک فراهم می‌شود. در حال حاضر این فرآیند معمولاً به دمای ۲۰۰ درجه سانتیگراد یا بیشتر و فشار ۲ یا بیشتر اتمسفر نیاز دارد. اما با کاتالیزور جدید تیم می‌توان دما را بین ۱۰۰ تا ۱۵۰ درجه سانتیگراد و فشار را فقط به ۱ اتمسفر یا فشار محیط کاهش داد. این شرایط جدید می‌تواند هزینه انرژی مورد نیاز برای تولید را به شدت کاهش دهد.

جین می‌گوید: کاتالیزور Pt ما از نانوذرات پلاتین و یک بستر متافسفات آلومینیوم استفاده می‌کند که به ندرت در کاتالیزور‌ها استفاده می‌شود. مولکول‌ها در تعامل با این کاتالیزور در دما و فشار مناسب به ترکیبات مفید هیدروکربن آروماتیک تبدیل می‌شوند. به این فرآیند هیدروژنولیز گفته می‌شود. اما کاتالیست تنها بهره‌وری این واکنش را افزایش نمی‌دهد، بلکه گزینه‌های جدیدی برای انواع مواد مختلف ایجاد می‌کند.

در حال حاضر، از مواد تجدیدناپذیر بر پایه نفت برای ایجاد هیدروکربن‌های آروماتیک استفاده می‌شود و این یک سناریوی پایدار در طولانی مدت نیست. کاتالیزور Pt اجازه می‌دهد تا از زیست توده‌های چوبی تجدیدپذیر به‌عنوان منبع، به ویژه خانواده‌ای از ترکیباتی معروف به لیگنین که حاوی فنل هستند، استفاده شود. یکی دیگر از مزایای کاتالیزور Pt این است که می‌توان آن را چندین بار بازیافت و دوباره استفاده کرد. همه این عوامل می‌توانند به یک روش بسیار پایدارتر برای تولید هیدروکربن‌های آروماتیک در مقیاس صنعتی منجر شوند.