奈米金粒子可協助製造工業用染料
- 上線日期：2009/2/3 上午 12:00:00
- 資料來源：奈米科學網
一般製作偶氮苯(azobenzene)染料必須使用一些有毒的過渡金屬(transition metals)或硝酸鹽類(nitrates)化合物，不過最近西班牙科學家利用奈米金粒子做為催化劑，發展出一種新的環保製程來生產這類工業染料。
瓦倫西亞科技大學(Universidad Politécnica de Valencia)的Avelino Corma等人證實，在二氧化鈦(TiO2)及二氧化鈰(UO2)上的奈米金粒子，可以用來催化生產偶氮苯的必要反應步驟，而且在一般反應條件下，反應效率還可高於98%。這項技術可用來製作更便宜、更安全的染料，以提供顏料色素、食品添加劑及藥物等多方面的應用。
此技術的關鍵是利用催化劑開發新的反應途徑，以催化反應代替化學劑量(stoichiometric)反應程序，如此便能大量降低副產物的形成。由於研究人員發現奈米金粒子可以穩定二氧化鈦的晶格空缺(vacancies)，同時可以活化苯銨(aniline)反應性分子及氧分子，因此可以作為適當的反應物，而苯銨可以藉由將單電子給予二氧化鈦擔體的空缺或帶正電的金原子，形成具有自由基的陽離子，讓整個反應開始進行；而氧分子也在二氧化鈦及二氧化鈰空缺處或金奈米簇(nanoclusters)上被活化。
這個方法的優點在於能有效避免使用四醋酸鉛(lead tetracetate)或硝酸鹽類，並利用硝基芳香烴(nitroaromatics)取代苯銨作為起始反應物，直接完成單一步驟(“one-pot” process)染料製程，跳過目前利用硝基芳香烴製備苯銨的步驟。這項研究成果提供一個環保途徑，用來製作符合工業數量需求的偶氮染料，不過需要進一步釐清反應機構及其確切性質，包含催化劑活性位置與非對稱偶氮材料的增產機制。詳見Science 322, p.1661 (2008)。
原始網站: http://nanotechweb.org/cws/article/tech/37115
譯者:呂晃志(逢甲大學奈米科技研究中心)
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