سنتز هم زمان دو نانوپودر متخلخل فلزي و كربني به كمك نانوهيبريد لايهاي
محققان دانشگاه ملاير و پژوهشگاه مواد و انرژي ايران، در فرايند توليد نانوپودر فلزي متخلخل مس، از يك تركيب نانوهيبريد لايهاي استفاده كردند و موفق شدند ضمن سنتز نانوپودر مزومتخلخل مس، به نانوذرات ميكرومتخلخل كربني نيز دست يابند.
دكتر محمد يگانه قطبي، عضو هيئت علمي دانشگاه ملاير در گفتگو با بخش خبري سايت ستاد فناوري نانو گفت: «ما در اين پژوهش به توليد نانوپودر فلزي مزومتخلخل مس پرداختهايم. پودرهاي فلزي مزومتخلخل به دليل استفاده در وسايل الكترونيكي، الكترود پيلهاي سوختي، كاتاليزورها، وسايل ثبت مغناطيسي، وسايل ذخيرهي انرژي و ديگر وسايل مورد استفاده در فناوريهاي پيشرفته، بسيار مورد توجه هستند. در مطالعات قبلي، براي توليد پودرهاي فلزي مزومتخلخل از قالبهاي مولكولي (اغلب سيليس متخلخل) و يا از بلورهاي مايع ساخته شده از سورفكتانتهاي غير يوني استفاده شدهاست. ما در اين كار از يك تركيب نانوهيبريد لايهاي براي توليد پودر فلزي مزومتخلخل مس استفاده كرديم».
وي افزود: «ابتدا يك مادهي لايهاي از هيدروكسيد مس را ساختيم. در مرحلهي بعد، سوكسينيك اسيد به صورت آنيوني (يك منبع كربني) را بين لايهها قرار داديم. به تركيب به دست آمده، نانوهيبريد گفته ميشود. نانوهيبريد را در اتمسفر گاز آرگون و در دماي 500 درجهي سانتيگراد تحت عمليات حرارتي قرار داديم. در اين شرايط، منبع كربني به كربن و لايههاي هيدروكسيد مس به اكسيد مس تبديل ميشوند. اما وقتي دما به 600 درجهي سانتيگراد ميرسد، يك فرايند كربوترمال داخلي رخ ميدهد. يعني كربن حاصل شده با اكسيد مس توليد شده در اتمسفر آرگون با يكديگر واكنش داده و اكسيد مس به فلز مس احيا ميشود، مس توليد شده، داراي ساختار مزومتخلخل است».
دكتر يگانه قطبي در ادامه اذعان داشت: «گفتني است، حجم تخلخل بسيار بالاي مس به دست آمده، به اندازهاي است كه حتي براي مواد كربني نيز به ندرت مشاهده شدهاست. همچنين اندازهي حفرهها بهطور عمده در ناحيهي مزو (50-2 نانومتر)، است. از طرفي در فرايند خارج كردن مادهي كربني در دماي 500 درجهي سانتيگراد، ذرات كربني ميكرومتخلخل (با حفرههايي با قطر كمتر از 2 نانومتر) و كاملا تك سايز به دست آمد كه اين پديده از ابداعات اين كار پژوهشي است».
دكتر يگانه قطبي، سادگي ساخت، ارزان بودن و غير سمي بودن مواد اوليه، امكان بارگذاري مقدار زياد مادهي كربني و امكان توليد ديگر فلزات متخلخل را از مزاياي اين طرح عنوان كرد.
شايان ذكر است كه محصولات به دست آمده از اين پژوهش، قابليت كاربرد در صنايع الكترونيكي، در صنايع شيميايي (به عنوان كاتاليزور)، وسايل ذخيرهي انرژي، كامپوزيتهاي پليمري و غيره را دارند.
جزئيات اين پژوهش -كه با همكاري دكتر خطيبالاسلام صدرنژاد و مهندس نرجس باقري، انجام شده- در مجلهي Journal of Colloid and Interface Science (جلد 362، صفحات 93-89، سال 2011) منتشر شدهاست.
منبع : http://www.malayeru.ac.ir/ تاریخ : ۱۵ آبان ۱۳۹۰
بسم الله الرحمن الرحیم