z.b 6,335 اشتراک گذاری ارسال شده در 8 مرداد، ۱۳۹۲ پژوهشگران دانشگاه تحصیلات تکمیلی علوم پایه زنجان در بررسی پایداری نانواکسیدهای منگنز در محیط‌های حاوی اکسنده، به نوعی پدیده خود ترمیم شوندگی جدید در این مواد پی بردند. قبل از این اکسیدهای منگنز در محیط‌های اکسنده به عنوان مواد ناپایدار شناخته شده بودند. این نانواکسیدهای منگنز به عنوان کاتالیزگر اکسایش آب می‌توانند در تولید هیدروژن به عنوان سوخت پاک به کار گرفته شود و خود ترمیم بودن آن هزینه‌های تهیه این سوخت پاک را کاهش دهد. تلاش برای دستیابی به موادی که بتوانند آب را به عناصر سازنده‌اش هیدروژن و اکسیژن تجزیه کنند، از اهمیت بسزایی برخوردار است: 2H2O → 2H2 + O2 علت این اهمیت نیز تولید هیدروژن است. هیدروژن به دست آمده می‌تواند به عنوان سوخت پاک مورد استفاده قرار گیرد؛ چرا که محصول سوختن آن تنها آب است. مهمترین مشکل در تجزیه آب به هیدروژن و اکسیژن، اکسایش آب است که با انرژی فعالسازی زیادی همراه است. این انرژی فعالسازی نه تنها باعث هدر رفتن مقدار زیادی انرژی می‌شود، بلکه انرژی اضافی اعمال شده باعث اکسایش انواع ترکیبات موجود در آب می‌شود که خود عامل مزاحمی برای اقتصادی شدن این فرآیند است. واکنش اکسایش آب را می‌توان با معادله زیر نشان داد: 2H2O → O2 + 4H+ + 4e- الکترون‌های ارزان به‌دست آمده در این فرایند می‌توانند برای کاهش انواع ترکیبات مورد استفاده قرار گیرند. نمونه آن کاهش دی اکسید کربن به متان یا کاهش نیترژون به آمونیاک است. ولی برای اکسایش آب و البته کاهش ترکیبات گفته شده نیازمند کاتالیزگر‌ها هستیم. دکتر محمد مهدی نجف پور عضو هیئت علمی دانشگاه تحصیلات تکمیلی علوم پایه زنجان در مورد این تحقیقات گفت: «برای دستیابی به کاتالیزگری با قابلیت خود ترمیم شوندگی، نوعی منگنز اکسید که بسیار ارزان قیمت بوده و با روش ساده‌ایی سنتز می‌شوند، انتخاب کردیم. این ترکیبات بعد از مدتی مقداری از سایت‌های فعال خود را از دست می‌دهند و به عبارت دیگر دچار آسیب می‌شوند. ما با بررسی دقیق سایت‌های جدا شده متوجه شدیم طی فرایندی به نام خود ترمیمی این سایت‌ها دوباره به سطح کاتالیزگر برمی‌گردند و به عبارت دیگر کاتالیزگر مورد نظر ترمیم می‌شود.» کاتالیزگر با ویژگی اکسایش آب استفاده شده در این طرح می‌تواند در صورت تخریب، بخشی از ساختار خود را ترمیم کند. در صورت نانوذره بودن آن‌هاهر دو ویژگی یعنی ویژگی اکسایش آب و خود ترمیمی می‌تواند مشاهده گردد و در غیر اینصورت این دو ویژگی همزمان رخ نداده یا با سرعت بسیار کند انجام می‌شود. در سازوکار پیشنهاد شده به‌وسیله‌ی این تیم تحقیقاتی یون‌های منگنز سطح اکسید را ترک کرده و به محلول وارد می‌شوند و تحت اثر اکسید‌کننده به پرمنگنات تبدیل می‌شوند سپس این یون‌ها بعد از مصرف اکسید‌کننده مجددا با اکسید منگنز واکنش داده و به صورت اکسید منگنز در می‌آیند. نجف پور با اشاره به اینکه این کار می‌تواند منجر به ساخت اکسیدهای منگنز با پایداری بالا شود و به این باور که اکسیدهای منگنز در محیط‌های اکسنده ناپایدار هستند، پایان دهد؛ افزود: «در واقع این کار منجر به کشف نوعی پدیده خود ترمیم شوندگی در مورد اکسید منگنز در حضور اکسید کننده‌ها است. اما کار کلی در مورد ساخت کاتالیزگر‌های اکسید‌کننده آب در حال تکمیل شدن است و به زودی برای تقاضای ثبت اختراع ارسال خواهد شد.» نجف پور با معرفی داود جعفریان، بابک پاشایی و سارا نیری از دانشجویان کارشناسی ارشد شیمی به عنوان همکاران خود گفت: «در ادامه کار یک گروه در برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید. ورود یا ثبت نام و دو گروه در خارج از کشور در حال بررسی دقیق‌ترسازوکار این پدیده هستند.» نتایج این کار تحقیقاتی در مجله New Journal of Chemistry مورد پذیرش قرار گرفته و به زودی منتشر خواهد شد. منبع : برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید. ورود یا ثبت نام ؛ ستاد ویژه توسعه فناوری نانو 2 نقل قول لینک به دیدگاه
ارسال های توصیه شده
به گفتگو بپیوندید
هم اکنون می توانید مطلب خود را ارسال نمایید و بعداً ثبت نام کنید. اگر حساب کاربری دارید، برای ارسال با حساب کاربری خود اکنون وارد شوید .