گام مؤثر پژوهشگران دانشكده شيمي دانشكدگان علوم در رفع آلاينده‌هاي محيط زيستي: طراحي و سنتز نسل جديد فوتوكاتاليست‌هاي مبتني بر چارچوب‌هاي فلز-آلي - schem- دانشکده شیمی
گام مؤثر پژوهشگران دانشكده شيمي در رفع آلاينده‌هاي محيط زيستي: طراحي و سنتز نسل جديد فوتوكاتاليست‌هاي مبتني بر چارچوب‌هاي فلز-آلي
پژوهشگران دانشكدگان علوم موفق به طراحي و سنتز نسل جديدي از فوتوكاتاليست‌هاي مبتني بر چارچوب‌هاي فلز-آلي با ويژگي‌هاي شبهفنتوني و پلاسموني شده‌اند كه در زدودن آلاينده‌هاي محيط زيست كارايي بسياري دارد.
دكتر كامران اخباري، عضو هيأت‌علمي دانشكده شيمي دانشكدگان علوم، با اشاره به اينكه فناوري فوتوكاتاليستي يك فناوري نوآورانه و سازگار با محيط زيست با بهره‌گيري از انرژي نور و مواد نيمه‌رساناست، گفت: «اين فناوري قادر است به طور مؤثري آلاينده‌ها را به تركيبات ساده و بي‌زيان تبديل كند.»
استاد دانشكده شيمي دانشكدگان علوم اظهار داشت: «در ميان مواد فوتوكاتاليستي، چارچوب‌هاي فلز-آلي (MOFs) به دليل ويژگي‌هاي منحصر به فردي همچون سطح ويژه بالا، تخلخل قابل‌تنظيم، تنوع ساختاري، زيست‌سازگاري و حضور سايت‌هاي فلزي فعال، به عنوان نسل جديد فوتوكاتاليست‌ها مورد توجه قرار گرفته‌اند. چارچوب‌هاي فلز-آلي (MOFs) معمولاً بر اساس مكان كشف و سنتزشان نام‌گذاري مي‌شوند. از همين رو، چارچوب‌هاي فلز-آلي كه توسط اين گروه پژوهشي طراحي، سنتز و شناسايي شده‌اند و طيف گسترده‌اي را دربرمي‌گيرند با نام مواد دانشگاه تهران يا MUT (Materials from University of Tehran) نام‌گذاري شده‌اند. اين مواد كاربردهاي مختلفي از جمله در جذب و جداسازي گازها، دارورساني و طراحي فوتوكاتاليست‌ها دارند.»
دكتر اخباري با اشاره به اينكه واكنش شبه‌فنتون يك فرايند اكسيداسيون پيشرفته (AOP) است كه معمولاً براي حذف و تخريب آلاينده‌هاي آلي به كار مي‌رود، اظهار داشت: «مواد شبهفنتوني شامل چارچوب‌هاي فلز-آلي (MOFs) حاوي يون‌هاي فلزي آهن (Fe)، كبالت (Co)، منگنز (Mn) و مس (Cu) مي‌شود كه با استفاده از آنها مي‌توان فوتوكاتاليست‌هاي شبهفنتوني مبتني بر MOFs با بالاترين عملكرد را طراحي و سنتز نمود».
شناسايي يك چارچوب فلز-آلي جديد بر پايه يون فلزي كبالت با نام MUT-16
اين استاد شيمي معدني با اعلام اينكه در اين پژوهش يك چارچوب فلز-آلي جديد بر پايه يون فلزي كبالت سنتز و شناسايي و با نام MUT-16 معرفي شده است، گفت: «اين ساختار به عنوان يك فوتوكاتاليست شبهفنتوني به كار گرفته شد و به منظور ارتقاي عملكرد آن، نانوذرات نقره (Ag NPs) درون حفرات و روي سطح ساختار نانو متخلخل MUT-16 بارگذاري شدند تا نانوكامپوزيت Ag@MUT-16 به عنوان يك فوتوكاتاليست شبه فنتوني و پلاسموني به دست آيد. نتايج نشان داد كه پس از ۳۰ دقيقه تابش نور مرئي، حدود ۸۷.۷۵ درصد از كينولين زرد توسط فوتوكاتاليست شبهفنتوني و پلاسموني Ag@MUT-16 تخريب مي‌شود».
دكتر اخباري افزود: «ويژگي‌هاي منحصربه‌فرد نانوكامپوزيت Ag@MUT-16، از جمله اثر شبهفنتوني يون‌هاي فلزي كبالت (+Co2) در كلاستر فلزي MUT-16، اثر رزونانس پلاسمون سطحي نانوذرات نقره، تشكيل اتصال شاتكي در فصل مشترك نانوذرات نقره و MUT-16، و كاهش بازتركيب الكترون-حفره به واسطه تله‌گذاري الكترون‌ها توسط نانوذرات نقره به عنوان كو‌كاتاليست، همگي نقش مؤثري در فرايند تخريب فوتوكاتاليستي كينولين زرد ايفا نموده است.»
اين دستاورد پژوهشي علاوه بر اهميت بنيادي در حوزه علوم و فناوري نانو، نانوشيمي و علم مواد، مي‌تواند تأثير قابل توجهي بر توسعه فناوري‌هاي پايدار و حل چالش‌هاي محيط زيستي داشته باشد. نتايج اين مطالعه كه در قالب رساله دكتري رقيه قاسم‌زاده، دانشجوي رشته علوم و فناوري نانو-نانوشيمي دانشگاه تهران، تحت راهنمايي دكتر كامران اخباري، استاد دانشكده شيمي دانشگاه تهران و با همكاري يكي از اساتيد دانشگاه فوكوكا ژاپن به انجام رسيده، از سوي انجمن سلطنتي شيمي (RSC) انگلستان منتشر شده و از طريق پيوند زير در دسترس است: