Kimyagerlerin Zeolitleri İncelemesi ve Gözeneklerin Açılışını İzlemesi
Bilim adamları, gerçek zamanlı olarak mezogözenekli yapıların gelişimini gözlemlemektedirler.
İspanya ve ABD’deki kimyagerlerden oluşan bir ekip, zeolitlerde büyük gözeneklerin (mezogözenekler) oluşumunu ilk kez izledi.1 Araştırmacılar, sayısal teknikler ve görsel deneysel sonuçların kombinasyonu sayesinde gerçek zamanlı olarak süreci takip edebiliyorlardı. Ayrıca, bazı surfaktanların mezogözenekli zeolitlerin oluşumunda yapı iskelesi olarak nasıl davranabildiklerini de gösterdiler.
Zeolitler, geniş yüzey alanlarına sahip, mikrogözenekli kristal malzemelerdir. Bu malzemeler katalizde pek çok uygulamaya sahip olmasına rağmen büyük moleküllerin mikroskobik gözeneklere girememesinden dolayı sanayideki kullanımları sınırlıdır. Bunu çözmek için, kimyagerler heterojen kataliz için yüksek talep olan mezogözenekli zeolitleri geliştirdiler.
Zeolitlerdeki gözenek oluşumu görüntüleme, kimyagerlere malzemelerin yeni katalitik amaçlar için nasıl özelleştirilebileceği konusunda yeni bir anlayış kazandırmaktadır.
Mezogözenekli zeolitlerin hazırlanması için yaygın bir teknik, kristalleştirme için kalıp olarak sürfaktanların kullanımına dayanmaktadır. Bu teknik, onlarca yıl önce MCM-41 gibi diğer mezogözenekli materyallerin üretiminden esinlenerek geliştirilmiştir.2 Daha büyük gözeneklerde büyük moleküller aktif bölgelere kolayca yerleşebildiğinden bu malzemeler petrol arıtımı gibi endüstriyel uygulamalarda yararlı hale gelmektedir. Sürfaktan ile kalıplanmış bazı zeolitler, petrol arıtımında o kadar dikkat çekici bir aktiflik ve seçicilik göstermişlerdir ki böylece üretimleri bin tonluk sınırı geçmiştir.3
Yüzey aktif maddelerin kristalleştirme kalıpları olarak nasıl davrandığını anlamak, bilim adamlarının spesifik ihtiyaçlar için özelleştirilmiş katalizörler geliştirmesine yardımcı olabilir. Alicante Üniversitesi’nden bir nanomalzeme araştırmacısı ve Rive Technology’nin kurucularından Javier Garcia-Martínez başkanlığındaki araştırmacılar, mezogözenek oluşumunu gerçek zamanlı olarak izlemek için elektron hızlandırıcılı X-ışını kırınımı ve sıvı hücre geçirimli elektron mikroskobunu (Liq-TEM) bir araya getirdiler. ‘Liq-TEM, zeolitleri incelemek için daha önce hiç kullanılmamış yeni bir tekniktir. Sıvı bir çözeltideki katıları çok yüksek bir çözünürlükle benzersiz bir şekilde gözlemlememizi sağlıyor. “diyen García-Martínez “Bu proje, dört uluslararası grubun ve üç yıldan fazla deneyimin işbirliğini gerektiren iddialı ve talepkar bir araştırma projesi oldu.” diye ekliyor.
ABD’deki Georgia Institute of Technology’de kimya ve biyomoleküler mühendislik okulunda profesör olan David Sholl, “Proje, çok çeşitli deneyleri ve modelleme tekniklerini bir araya getirerek endüstriyel ilgi alanına sahip önemli bir malzemedeki gözenekliliğin kontrolü ile olayın iç yüzünü aydınlatmaktadır. Saçılmanın ve gerçek uzay mikroskopisinin kombinasyonu özellikle bu açıdan değerlidir. ”
Garcia-Martínez, mezogözenekli zeolitlerin geleceği ile ilgili hayaller kuruyor. “Çok çeşitli zeolitler içinde mezogözeneklerinin boyutunu çok hassas olarak (yaklaşık 0.2 nm) ayarlayabiliyoruz” diyor. ‘Sürfaktan kalıplama yöntemlerini metal organik yapılar ve silikoalüminofosfatlar gibi diğer malzemelere genişletmek istiyoruz”. Hem García-Martínez hem de Sholl, uyarlanmış mezogözenekli zeolitlerin petrol arıtımının ötesinde yeni kullanım alanları bulabileceğini destekliyor. Sholl, “Biyoyakıt işleme gibi gelişmekte olan uygulamalarda bu tür malzemelerin verimli bir alanı olacak” diye belirtiyor.
Kaynak : chemistryworld.com
Haberi Çeviren : Nilay Çabuk
Üniversite : Ankara Üniversitesi (Ankara Üniversitesi – Kimya Mühendisliği – Yüksek Lisans Öğrencisi)
Bölüm : Kimya Mühendisliği
Mail : nilayycabukk@gmail.com
Not : Haberlerin dergi yönetimi ile çevirene haber verilmeksizin yayınlanması, kopyalanması, kendi web sitenize eklenmesi kesinlikle yasaktır. Bir yerde yayınlamayı düşünenler iletisim@inovatifkimyadergisi.com adresine ve de haberi çeviren arkadaşımıza mail atarak durumu belirtmeleri gerekmektedir.
