ارائه نانوذرات مودار برای انجام واکنش‌های آلی در حضور نور مرئی
محققان دانشگاه الزهرا (س)، دانشگاه تهران و دانشگاه ژنو سوییس موفق به طراحی و ساخت فتوکاتالیست زرده-پوسته چین خورده پوشیده شده با نانوذرات طلا/پالادیم برای تشکیل پیوند کربن-کربن با استفاده از نور مرئی شدند.
محققان دانشگاه الزهرا (س)، دانشگاه تهران و دانشگاه ژنو سوییس موفق به طراحی و ساخت فتوکاتالیست زرده-پوسته چین خورده پوشیده شده با نانوذرات طلا/پالادیم برای تشکیل پیوند کربن-کربن با استفاده از نور مرئی شدند.
به گزارش ایسنا، سحر روحانی دانشجوی دکتری شیمی آلی، تحت راهنمایی دکتر قدسی محمدی زیارانی عضو هیات علمی گروه شیمی دانشگاه الزهرا (س) در همکاری با محققانی از دانشگاه تهران و دانشگاه ژنو سوییس توانستند با مهندسی معماری پیشرفته در مقیاس نانو، نانوذرات مودار زرده-پوسته تیتانیوم دی اکسید سیاه پوشیده شده با فلزات گران-بهای طلا / پالادیم را به عنوان فتوکاتالیستی موثر برای انجام واکنش‌های آلی در حضور نور مرئی ارائه کنند.
در سال‌های اخیر، استفاده از فتوکاتالیست‌ها به‌منظور انجام واکنش‌های اکسایش-کاهش با بهره‌گیری از انرژی نور (به عنوان یک منبع تجدیدپذیر و بی‌پایان) برای انجام واکنش‌های شیمیایی توجه ویژه‌ای را به خود جلب کرده است؛ زیرا همواره تبدیل مواد آلی کم‌ارزش به ساختارهای ارزشمند یکی از جاذبه‌های بزرگ در علم شیمی بوده است.
در این راستا می‌توان با طراحی و سنتز فتوکاتالیست‌ها با ساختارهای مهندسی شده و ایجاد معماری‌های نوین و هدفمند با رویکرد فناوری نانو، بازده و عملکرد این نیمه‌رساناها را به طور چشم‌گیری بهبود بخشید.
برای این منظور، تیم تحقیقاتی مذکور توانست معماری چین خورده زرده-پوسته (Yolk-Shell) تیتانیوم دی‌اکسید پوشیده شده با ذرات هسته-پوسته (Core-Shell) طلا/پالادیم را با استفاده از روش‌های سولوترمال، اچینگ کنترل شده و هیدروژناسیون در دمای بالا جهت انجام واکنش کوپلینگ سوزوکی در حضور نور مرئی طراحی و ارائه کند.
در این ساختار سطح موثر بالای ناشی از سطوح چین خورده و فضای خالی بین زرده و پوسته، باعث افزایش جذب و انعکاس متعدد نور می‌شود.
حضور گونه‌های Ti۳+ روی سطح TiO۲، با کاهش باند گپ باعث سرعت بخشیدن به جداسازی الکترون-حفره و در نتیجه افزایش فعالیت ساختار در محدوده نور مرئی می‌شود.
همچنین وجود نانوذرات طلا / پالادیم بر روی سطح ساختار باعث ایجاد اثر پلاسمونیک در حضور نور شده که نتیجه تمام این موارد جذب حداکثری نور و تسهیل فرایند انتقال الکترون برای انجام واکنش‌های آلی مورد نظر است.
استراتژی‌های پیشنهاد شده در طراحی این فتوکاتالیست، منجر به فعالیت چشم‌گیر جهت انجام واکنش جفت شدن کربن-کربن با TOF بالا در محدوده نور مرئی شد.
نتایج این کار می‌تواند دیدگاه جدیدی برای طراحی نانومعماری‌های پیشرفته با خواص بهبود یافته جهت انجام دیگر فرایندهای فتوکاتالیستی به‌وجود آورد.
بر اساس اعلام روابط عمومی دانشگاه الزهرا، نتایج این کار تحقیقاتی که تحت یک همکاری بین‌المللی انجام شده است، در مجله معتبر Catalysis Science & technology به چاپ رسیده است.
انتهای پیام