مطالعه یک کاتالیست تک‌اتمی آهن با استفاده از موزبائر
به گزارش «نبض فناوری»، بررسی‌های اخیر محققان چینی نشان داده است که روش طیف‌سنجی موزبائر (Mössbauer) تشخیص ویژگی‌های دقیق کاتالیزور آهن تک اتمی را ممکن می‌سازد.
یک تیم تحقیقاتی به سرپرستی پروفسور وانگ جونهاو از مؤسسه فیزیک شیمی دالیان (DICP) آکادمی علوم چین (CAS)، با همکاری گروه پروفسور جونگ بوئم بائک از موسسه ملی علم و فناوری اولسان (UNIST) ، با استفاده از روش طیف سنجی موزبائر به شناسایی دقیق کاتالیزور آهن تک اتمی پرداختند. این کاتالیست با روش مکانیکی شیمیایی سنتز شده است. نتایج این پروژه در قالب مقاله‌ای در Nature Nanotechnology منتشر شده است.
در این روش مکانیکی شیمیایی، فلز توده‌ای به عنوان پیش ساز به جای نمک فلزی استفاده شده، هیچ حلالی، حتی آب، استفاده نشده و محصول جانبی و پسماند نیز وجود ندارد.
با این حال، در کاتالیزور تک اتمی آماده شده، هنوز مقدار کمی خوشه‌های فلزی وجود دارد. از آنجایی که این خوشه‌ها کم هستند و نظم بسیار کمی دارند، تشخیص آنها از نظر کمی و کیفی حتی با روش طیف‌سنجی ساختار ظریف جذب پرتو ایکس با وضوح بالا (EXAFS) دشوار است.
در این مطالعه، محققان از طیف‌سنجی موزبائر ۵۷Fe استفاده کردند تا محیط کوردینه شده Fe (که عمدتاً از گونه‌های Fe۴N تشکیل شده است) را نشان دهند. آنها موفق شدند مقدار کمی از خوشه‌های Fe را شناسایی کنند که به صورت Fe۳C (S۱) دیده می‌شوند. یافتن این ساختارها با سایر روش‌های مشخصه‌یابی دشوار بوده است.
پس از تصفیه حرارتی، محتوای Fe۳C تنها ۴ درصد بود، اما باز هم می‌توان آن را به راحتی با طیف‌سنجی موزبائر شناسایی کرد.
پروفسور وانگ گفت: «مطالعات ما نشان داد که طیف‌سنجی موزبائر یکی از مهم‌ترین روش‌ها برای مشخص کردن خلوص کاتالیست تک اتم آهن است.»
این کار توسط برنامه تحقیق و توسعه ملی چین، بنیاد ملی علوم طبیعی چین و برنامه مشارکت بین‌المللی CAS پشتیبانی شده است.
