ارائه کاتالیست سبز برای تولید مواد دارویی و صنعتی

به گزارش خبرگزاری مهر، شیمی‌دانی از دانشگاه RUDN راهی برای کاهش مصرف پالادیم و ساخت آن به روشی سازگارتر با محیط زیست، یافته‌اند. او یک کاتالیزور بر اساس ماده‌ای که از ضایعات گیاهی به دست می‌آید، ساخته است. با استفاده از اختراع این دانشمند، تولیدکنندگان می‌توانند مصرف پالادیم را به نصف کاهش دهند. علاوه بر این، کاتالیزورهای جدید را می‌توان چندین بار بدون کاهش بازده مورد استفاده مجدد قرار داد.

جفت شدن، نوعی واکنش است که در سنتز مواد شیمیایی مختلف در صنعت بسیار رایج است. آن‌ها برای سنتز پلاستیک، مواد دارویی و سایر ترکیبات استفاده می‌شوند و ۱۷% از واکنش‌ها در شیمی پزشکی را به خود اختصاص می‌دهند. جزء اصلی واکنش جفت شدن، نانوذرات پالادیم است. پالادیم یکی از کمیاب‌ترین عناصر روی زمین است که آن را به یک کاتالیزور بسیار گران تبدیل می‌کند. علاوه بر این، پالادیم عمدتاً در معادنی تولید می‌شود که تهدید قابل توجهی برای محیط زیست محسوب می‌شوند. این شیمیدان از دانشگاه RUDN همه این مسائل را با یک رویکرد جدید حل کرده است.

چون ذرات کاتالیزورهای حاوی پالادیم تمایل به اتصال به یکدیگر دارند، مصرف پالادیم در واکنش‌های جفت شدن، افزایش می‌یابد. دو راه برای جلوگیری از این پدیده وجود دارد. می‌توان خواص شیمیایی ذرات را اصلاح کرد تا واکنش بین سطوح آن‌ها در هنگام تماس تضعیف شود. از طرف دیگر، فلز را می‌توان به صورت فیزیکی با یک چارچوب یا شبکه نگه داشت. این محقق دانشگاه RUDN روش دوم را انتخاب کرد و با استفاده از یک پوسته چند لایه با یک هسته مغناطیسی، ذرات فلز را در محل مربوطه قفل کرد.

هسته این نانوکاتالیست جدید از اکسید آهن با خواص مغناطیسی بالا تشکیل شده است. این پوشش از یک پلیمر مبتنی بر کاتکول ساخته شده است. کاتکول ماده‌ای است که در دیواره سلولی گیاه یافت می‌شود و از پسماندهای گیاهی تولید می‌شود. هر دو این لایه‌ها فرعی هستند و فعالیت کاتالیزوری ندارند. خواص کاتالیزوری این ترکیب از نانوذرات پالادیم است که در لایه دوم گنجانده شده است. پلیمر، ذرات را در جای خود ثابت می‌کند و از اتصال آن‌ها به یکدیگر جلوگیری می‌کند.

میزان پالادیم در ساختار کاتالیست جدید حداقل ۹۰ درصد کمتر از کاتالیست‌های مرسوم است. علاوه بر این، پس از چند چرخه تولید، می‌توان مواد نانوکامپوزیت را تمیز کرده و مجددا مورد استفاده قرار داد. این روش نه تنها دوستدار محیط زیست است بلکه از نظر اقتصادی نیز مقرون به صرفه است زیرا تولید مواد دارویی، پلاستیک و سایر محصولات را ارزان‌تر می‌کند.