ابداع شيوه نوين طيف‌سنجي براي بررسي فرايندهاي سطح كاتاليست با همكاري دانشمند ايراني

ايران اكونوميست :تيمي از دانشمندان آلماني با همكاري يك دانشمند ايراني موفق به ابداع يك شيوه طيف‌سنجي جديد مادون قرمز براي بررسي فرآيندهاي اكسيدهاي مورد استفاده به عنوان كاتاليزور شده‌اند كه نقشي مهم در ساخت مواد شيميايي پايه ايفا مي‌كنند.

کد خبر: ۳۴۷۴

تاریخ: ۲۷ فروردين ۱۳۹۱ - ۱۶:۳۶

به گزارش سرويس علمي خبرگزاري دانشجويان ايران(ايسنا)،‌ كاتاليزورها به تقويت بسياري از واكنش‌هاي شيميايي مي‌پردازند. در تجزيه ناهمگون، ماده مورد استفاده به عنوان كاتاليزور و مواد واكنشي در مراحل متفاوتي وجود دارند. معمولا كاتاليزورها در فاز جامد و مواد واكنشي در فاز گاز هستند. در سطح جامدات فعال به لحاظ کاتالیزوری، فرايندهاي شيميايي پيچيده‌اي رخ مي‌دهد كه درك دقيق از آنها براي ارتقاي بهتر محصولات و كاهش هزينه‌ها لازم است.

اين فرآيندها در فلزات شناخته‌شده بوده اما تبديلات در سطح اكسيدها از توجه بسيار كمي برخوردار بوده‌است.

دكتر حشمت نوعي از آزمايشگاه شيمي صنعتي دانشگاه روهر بوخوم به همراه دانشمندان ديگري از موسسه فناوري کارلسروهه با بررسي فرآيندهاي سطوح تك‌بلورهاي اكسيد و انتقال نتايج به پودر توانسته‌اند براي اولين بار شكاف ميان پژوهش بنيادي در مورد سيستم‌هاي مرجع و پژوهش پايه در مورد كاتاليزورهاي حقيقي را از بين ببرند.

يك دستگاه جديد تركيب براي طيف‌سنجي مادون قرمز به دانشمندان در سنجش‌هاي بسيار دقيق فركانس لرزشي مونوكسيد كربن كمك خواهد كرد. ميزان دقيق اين فركانس لرزشي در برابر نقص بسيار حساس است.

چنين نواقصي در نتيجه حذف اتم‌هاي اكسيژن از مواد اكسيد به وجود مي‌آيند. به گفته محققان، نواقص اكسيژن به عنوان مراكز فعاليت عمل كرده و به ماده يك فعاليت كاتاليزوري بالا مي‌دهد.

با دستگاه جديد تركيب براي طيف‌سنج مادون قرمز، اين محققان دست به ساخت شيوه‌اي شده‌اند كه ابتدا براي سيستم‌هاي مرجع تنظيم شده بود. آنها براي اولين بار به سنجش تراكمهاي نقص پودرهاي كاتاليزور حقيقي با استفاده از طیف سنج مادون قرمز تبدیل فوریه پرداخته‌اند.

نوعي و همكارانش براي نمايش شيوه خود از روتيل كه مهمترين اصلاحيه دي‌اكسيد تيتانيوم بوده، استفاده كردند. اين ماده به عنوان رنگ دانه سفيد مورد استفاده قرار گرفته و در تجزيه نوري معمولا بسيار ساكن و تنها با نواقص اكسيژن به لحاظ كاتاليزوري فعال مي‌شود. چنين نواقصي در مواد پودري تاكنون تنها به شكل غير مستقيم شناسايي شده بودند.

اين محققان با بررسي كربن و واكنش فرمالدئید جفت كربن به اتيلن به نمايش پتانسيل شيوه خود پداختند. آنها اثبات كردند كه تراكم نواقص اكسيژن در سطح نانوذرات روتيل از اهميت بسياري براي فعاليت كاتاليزور پودر اكسيد و بازده برخوردار است.

نتايج اين پژوهش در مجله Angewandte Chemie منتشر شده است.