टोक्यो विश्वविद्यालय सहित शोधकर्ताओं ने पहली बार धातु ऑक्साइड समूहों की एक सुरक्षात्मक परत बनाकर सोने के उत्प्रेरक के स्थायित्व में सुधार करने का एक तरीका खोजा है। उन्नत सोने के उत्प्रेरक अपने असुरक्षित समकक्षों की तुलना में अधिक समय सीमा तक भौतिक वातावरण का सामना कर सकते हैं। इससे संभावित अनुप्रयोगों की सीमा बढ़ सकती है और कुछ मामलों में ऊर्जा की खपत और लागत कम हो सकती है। इन उत्प्रेरकों का व्यापक रूप से रासायनिक संश्लेषण और दवा उत्पादन जैसे औद्योगिक क्षेत्रों में उपयोग किया जाता है, जिनमें से सभी बेहतर सोने के उत्प्रेरक से लाभ उठा सकते हैं।
हर किसी को सोना पसंद है: एथलीट, समुद्री डाकू, बैंकर - हर कोई। ऐतिहासिक रूप से, सोना एक आकर्षक धातु रहा है, जिसका उपयोग पदक, आभूषण, सिक्के और बहुत कुछ बनाने के लिए किया जाता है।
जो चीज सोने को इतना चमकदार और आकर्षक बनाती है, वह इसके रासायनिक गुण हैं जो उन भौतिक स्थितियों का विरोध करते हैं जहां अन्य सामग्रियां फीकी पड़ सकती हैं, जैसे गर्मी, दबाव, ऑक्सीकरण और अन्य हानिकारक पदार्थ।
विरोधाभासी रूप से, हालांकि, नैनोस्केल पर, छोटे सोने के कण इस प्रवृत्ति को कम करते हैं और इतने सक्रिय हो जाते हैं कि वे लंबे समय से विभिन्न प्रकार के उत्प्रेरक, मध्यवर्ती पदार्थों को साकार करने में महत्वपूर्ण रहे हैं जो गति बढ़ाते हैं या किसी तरह रासायनिक प्रतिक्रियाएं करते हैं। दूसरे शब्दों में, वे एक पदार्थ को दूसरे पदार्थ में परिवर्तित करने के लिए उपयोगी या आवश्यक पदार्थ हैं, और इसलिए संश्लेषण और विनिर्माण में व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं।
उन्नत स्वर्ण उत्प्रेरक के पीछे का नवाचार
टोक्यो विश्वविद्यालय में एप्लाइड केमिस्ट्री विभाग के एसोसिएट प्रोफेसर कोसुके सुजुकी ने कहा: "सोना एक जादुई धातु है जिसकी समाज में, विशेष रूप से वैज्ञानिक क्षेत्र में, उचित रूप से प्रशंसा की जाती है। सोना उत्प्रेरक के लिए एक आदर्श सामग्री है और हमें दवाओं सहित विभिन्न पदार्थों को संश्लेषित करने में मदद कर सकता है। क्योंकि सोने में अणुओं को अवशोषित करने की कम आत्मीयता होती है और यह उन पदार्थों के लिए अत्यधिक चयनात्मक होता है जिनसे यह जुड़ता है, यह रासायनिक संश्लेषण प्रक्रिया के बहुत सटीक नियंत्रण की अनुमति देता है। सोने के उत्प्रेरक आमतौर पर कम तापमान पर काम करते हैं। और दबाव के लिए कम ऊर्जा की आवश्यकता होती है, और पारंपरिक उत्प्रेरक की तुलना में इसका पर्यावरणीय प्रभाव कम होता है।"
सोना जितना अच्छा है, उसमें कुछ कमियां भी हैं। सोने के कण जितने छोटे होते हैं, वह उतना ही अधिक प्रतिक्रियाशील होता है और कुछ बिंदु पर, सोने से बने उत्प्रेरक गर्मी, दबाव, संक्षारण, ऑक्सीकरण और अन्य स्थितियों से नकारात्मक रूप से प्रभावित होने लगते हैं। सुज़ुकी और उनकी टीम ने सोचा कि वे स्थिति में सुधार कर सकते हैं और एक नया प्रोटेक्टेंट डिज़ाइन किया जो सोने के उत्प्रेरकों को भौतिक स्थितियों की एक विस्तृत श्रृंखला में अपनी उपयोगी कार्यक्षमता बनाए रखने की अनुमति देगा जो सामान्य रूप से विशिष्ट सोने के उत्प्रेरकों को बाधित या नष्ट कर देगा।
सुजुकी ने कहा, "वर्तमान में उत्प्रेरकों में उपयोग किए जाने वाले सोने के नैनोकणों में कुछ हद तक सुरक्षा होती है, डोडेकेनेथियोल और कार्बनिक पॉलिमर जैसे एजेंटों के लिए धन्यवाद। लेकिन हमारी नई तकनीक एक प्रकार के धातु ऑक्साइड क्लस्टर पर आधारित है जिसे पॉलीऑक्सीमेटल नमक कहा जाता है, जो अधिक प्रभावी है, खासकर जब ऑक्सीडेटिव तनाव की बात आती है।"
"हम वर्तमान में पॉलीऑक्सीमेटलेट्स की नवीन संरचनाओं और अनुप्रयोगों की जांच कर रहे हैं। इस बार हमने सोने के नैनोकणों पर पॉलीऑक्सीमेटलेट्स लागू किया और निर्धारित किया कि पॉलीऑक्सीमेटलेट्स ने नैनोकणों के स्थायित्व में सुधार किया है। वास्तविक चुनौती इसका परीक्षण और सत्यापन करने के लिए विभिन्न विश्लेषणात्मक तकनीकों को लागू करने में है।"
अनुसंधान दल ने विभिन्न प्रकार की तकनीकों का उपयोग किया जिन्हें सामूहिक रूप से स्पेक्ट्रोस्कोपी के रूप में जाना जाता है। उन्होंने कम से कम छह स्पेक्ट्रोस्कोपिक तरीकों का इस्तेमाल किया, जो पदार्थ और उसके व्यवहार के बारे में उनके द्वारा बताई गई जानकारी के प्रकार में भिन्न थे। लेकिन आम तौर पर बोलते हुए, वे किसी पदार्थ पर किसी प्रकार के प्रकाश को प्रक्षेपित करके और फिर विशेष सेंसर का उपयोग करके यह मापने के लिए काम करते हैं कि प्रकाश किसी तरह से कैसे बदलता है। सुज़ुकी और उनकी टीम ने अपनी प्रायोगिक सामग्रियों के विभिन्न परीक्षणों और विभिन्न विन्यासों को चलाने में कई महीने बिताए जब तक कि उन्हें वह नहीं मिल गया जिसकी उन्हें तलाश थी।
सुजुकी ने कहा, "हमारा लक्ष्य सिर्फ कुछ रासायनिक संश्लेषण विधियों में सुधार करना नहीं है।" "हमारे उन्नत सोने के नैनोकणों में कई अनुप्रयोग हैं जो समाज को लाभ पहुंचा सकते हैं: उत्प्रेरक जो प्रदूषण को तोड़ते हैं (कई गैसोलीन कारों में पहले से ही परिचित उत्प्रेरक कन्वर्टर्स होते हैं), कम प्रभाव वाले कीटनाशक, नवीकरणीय ऊर्जा के लिए हरित रसायन, चिकित्सा हस्तक्षेप, खाद्य स्रोत यौन रोगज़नक़ सेंसर, और सूची जारी होती है। लेकिन हम और भी आगे जाना चाहते हैं। अगला कदम सोने के नैनोकणों को अधिक अनुकूलनीय बनाने के लिए भौतिक स्थितियों की सीमा में सुधार करना होगा, और यह भी देखना होगा कि कुछ स्थायित्व कैसे जोड़ा जाए अन्य उपयोगी उत्प्रेरक धातुओं जैसे रूथेनियम, रोडियम, रेनियम और निश्चित रूप से, सोने से भी अधिक लोकप्रिय कुछ: प्लैटिनम।"
संकलित स्रोत: ScitechDaily