با تلاش محققان دانشگاه الزهرا (س)؛

فوتوکاتالیست زرده-پوسته چین‌خورده پوشیده شده با نانو ذرات طلا ساخته شد

۲۲ تیر ۱۳۹۸ | ۱۳:۵۹ کد : ۴۸۶۶۲ دستاوردهای دانشگاه ها
تعداد بازدید:۴۰۲
عضو هیئت‌علمی گروه شیمی دانشگاه الزهرا (س) در همکاری با محققانی از دانشگاه تهران و دانشگاه ژنو سوئیس توانستند با مهندسی معماری پیشرفته در مقیاس نانو، نانوذرات مودار زرده-پوسته تیتانیوم دی‌اکسید سیاه پوشیده شده با فلزات گران‌بهای طلا/پالادیم را به‌عنوان فوتوکاتالیستی مؤثر برای انجام واکنش‌های آلی در حضور نور مرئی ارائه کنند.
فوتوکاتالیست زرده-پوسته چین‌خورده پوشیده شده با نانو ذرات طلا ساخته شد

به گزارش اداره کل روابط عمومی وزارت علوم به نقل از دانشگاه الزهرا(س)، در سال‌های اخیر، استفاده از فوتوکاتالیست‌ها به‌منظور انجام واکنش‌های اکسایش کاهش با بهره‌گیری از انرژی نور (به‌عنوان یک منبع تجدید پذیر 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 فتوکاتالیست ها با ساختارهای مهندسی‌شده و ایجاد معماری‌های نوین و هدفمند با رویکرد فناوری نانو، بازده و عملکرد این نیمه‌رساناها را به‌طور چشم‌گیری بهبود بخشید. برای این منظور، تیم تحقیقاتی ما در یک همکاری تیمی توانست معماری چین‌خورده زرده پوسته (Yolk-Shell) تیتانیوم دی‌اکسید پوشیده شده با ذرات هسته-پوسته (Core-Shell) طلا/پالادیم را با استفاده از روش‌های سولوترمال، اچینگ کنترل‌شده و هیدروژناسیون در دمای بالا جهت انجام واکنش کوپلینگ سوزوکی در حضور نور مرئی طراحی و ارائه کند.

 در این ساختار سطح مؤثر بالای ناشی از سطوح چین‌خورده 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 درنتیجه افزایش فعالیت ساختار در محدوده نور مریی 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 موردنظر می‌باشد.

استراتژی‌های پیشنهادشده در طراحی این فوتوکاتالیست، منجر به فعالیت چشمگیر جهت انجام واکنش جفت شدن کربن کربن با TOF بالا در محدوده نور مرئی گردید. نتایج این کار می‌تواند دیدگاه جدیدی برای طراحی نانومعماری  های پیشرفته با خواص بهبودیافته جهت انجام دیگر فرایندهای فوتوکاتالیستی به وجود آورد.

سحر روحانی دانشجوی دکتری شیمی آلی دانشگاه الزهرا(س)، تحت راهنمایی دکتر قدسی محمدی زیارانی این تحقیق را به انجام رسانده‌ است.

س.س51/ل.م54


( ۲ )