سنتز و ارزیابی نانوکاتالیست های هیبریدی مبتنی بر نانوذرات فلزی (با تاکید بر نقره، طلا یا پالادیم) تثبیت شده بر بسترهای پلیمری یا معدنی جهت کاربرد در واکنش های کاهش/اکسایش گزینش پذیر

کاتالیست های نانوساختار به دلیل سطح ویژه بالا و فعالیت کاتالیستی بهبودیافته، جایگاه ویژه ای در صنایع شیمیایی یافته اند. با این حال، چالش هایی مانند تجمع نانوذرات، بازیابی دشوار و پایداری کم، کاربرد گسترده آن ها را محدود کرده است. این پژوهش با هدف سنتز و ارزیابی نانوکاتالیست های هیبریدی جدید مبتنی بر نانوذرات نقره (AgNPs) تثبیت شده بر روی بستر پلیمری پلی وینیل پیرولیدون (PVP) و معدنی سیلیکای مزوحفره (MCM-۴۱) انجام شد. در این راستا، نانوذرات نقره با روش کاهش شیمیایی سنتز و به طور همزمان بر روی بسترهای PVP و MCM-۴۱ تثبیت گردیدند. ساختار و مورفولوژی نانوکاتالیست های سنتزشده با استفاده از تکنیک های پراش پرتو ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM)، طیف سنجی مادون قرمز (FT-IR) و آنالیز حرارتی (TGA) مشخصه یابی شد. فعالیت کاتالیستی و گزینش پذیری نمونه ها در واکنش کاهش ۴-نیتروفنول به ۴-آمینوفنول با استفاده از بوروهیدرید سدیم به عنوان عامل کاهنده، در شرایط ملایم آبی مورد ارزیابی قرار گرفت. همچنین پایداری و بازیابی پذیری کاتالیست در چرخه های متوالی بررسی شد. نتایج نشان داد که نانوکاتالیست Ag/MCM-۴۱ در مقایسه با Ag/PVP، فعالیت کاتالیستی بالاتر (بازده تبدیل >۹۸٪ در زمان ۲ دقیقه)، گزینش پذیری کامل و پایداری قابل توجهی (حفظ >۹۵٪ فعالیت پس از ۵ چرخه) از خود نشان می دهد که ناشی از توزیع یکنواخت و ممانعت از تجمع نانوذرات توسط ساختار حفره ای منظم MCM-۴۱ است. این پژوهش گامی موثر در جهت طراحی نانوکاتالیست های کارآمد، پایدار و قابل بازیافت برای واکنش های کاهش صنعتی می باشد.

کلیدواژه ها:

نانوکاتالیست هیبریدی ، نانوذرات نقره ، پلی وینیل پیرولیدون ، سیلیکای مزوحفره (MCM-۴۱) ، کاهش ۴-نیتروفنول ، پایداری کاتالیستی.