Πώς το SBA-15 θα επηρεάσει την εξάλειψη των ρύπων

Το SBA-15 είναι ένα μεσοπορώδες μόριο με βάση το πυρίτιο. Με μεγάλες επιφάνειες, όγκο πόρων, διάμετρο πόρων και διατεταγμένη δομή καναλιού, έχει εφαρμοστεί ευρέως στους τομείς της προσρόφησης, της κατάλυσης, της χορήγησης φαρμάκων, της αίσθησης και ούτω καθεξής.

Σε σύγκριση με τα MCM-41, το SBA-15 μπορεί να συντεθεί υπό ρυθμισμένο οξύ και έχει μεγαλύτερη διάμετρο πόρων, υψηλότερη θερμότητα και υδροθερμική σταθερότητα. Ωστόσο, λόγω της έλλειψης απαραίτητων τόπων δραστηριότητας, η περαιτέρω εφαρμογή των μεσοπορωδών νανοϋλικών έχει περιοριστεί.

Με την εισαγωγή μετάλλου, οξειδίου μετάλλου και ορισμένων οργανικών ομάδων λειτουργίας, οι ενεργές θέσεις των μεσοπορωδών υλικών έχουν αυξηθεί σε μεγάλο βαθμό και το εύρος εφαρμογής τους έχει επίσης επεκταθεί σημαντικά. (Mate Lett 2015, 145, 312-315; Mater Lett 2016,162, 110-113.)

Το Cu/SBA-15 διατηρεί τη διατεταγμένη δομή των μεσοπορωδών υλικών και τις συγκεκριμένες επιφάνειές του, καθώς και τις διευρυμένες διαμέτρους πόρων. Τα κανάλια του SBA-15 θα μπορούσαν να γίνουν Νανοαντιδραστήρες για να περιορίσουν και να ελέγξουν αποτελεσματικά την ανάπτυξη μεταλλικών σωματιδίων ως νανοσωματίδια χαλκού.

Επιπλέον, τα νανοσωματίδια χαλκού θα μπορούσαν να διασπαρούν σε μεγάλο βαθμό στη μήτρα του SBA-15. Λόγω της εισαγωγής νανοσωματιδίων Cu, τα κανάλια του SBA-15 μπλοκάρονται και προκαλούν μερική καταπόνηση στους πόρους. Έτσι, αυξάνοντας τη διάμετρο του μεσοπορώδους και δημιουργώντας τους νέους μικροπόρους.

Με την ταχεία ανάπτυξη της βιομηχανίας, πολλά βαρέα μέταλλα και πυρίμαχες τοξικές οργανικές ενώσεις απορρίφθηκαν στο νερό. Όχι μόνο έχει μολύνει τους υδάτινους πόρους, αλλά έχει επίσης επηρεάσει την υγεία και την επιβίωση των ανθρώπων. Η Ρ-νιτροφαινόλη, επομένως, είναι τυπικός εκπρόσωπος τέτοιων ρύπων. Το Cu/SBA-15, ως αποτελεσματικός καταλύτης, έχει επιδείξει εξαιρετική καταλυτική δράση και πάνω από το 99,0% της π-νιτροφαινόλης έχει αναχθεί σε π-αμινοφαινόλη, η οποία είναι ένα είδος δυνητικά αποτελεσματικού ενδιάμεσου προϊόντος.

Αυξάνοντας τη θερμοκρασία αντίδρασης και τη φόρτωση χαλκού, ο χρόνος για την ολοκλήρωση της αντίδρασης μειώθηκε. Εν ολίγοις, πιστεύουμε ότι, με βαθύτερη έρευνα, το Cu/SBA-15 θα παίξει σημαντικότερο ρόλο στον τομέα της εξάλειψης των ρύπων. (J. Porous Mater 2018, 25, 207–214.)

Αυτά τα ευρήματα περιγράφονται στο άρθρο με τίτλο Preparation, χαρακτηρισμός και εξαιρετική καταλυτική δραστηριότητα των νανοϋλικών Cu/SBA-15, που δημοσιεύτηκε πρόσφατα στο Journal of Porous Materials. Αυτή η εργασία διεξήχθη από τον Jh Wang από το Τεχνολογικό Πανεπιστήμιο Shaanxi.