مطالعه یک کاتالیست تک‌اتمی آهن با استفاده از موزبائر

به گزارش خبرگزاری صداوسیما، در این روش مکانیکی شیمیایی، فلز توده‌ای به عنوان پیش ساز به جای نمک فلزی استفاده شده و هیچ حلالی حتی آب استفاده نشده است 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 آنجاکه 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 ۵۷ Fe استفاده کردند تا محیط کوردینه شده Fe (که عمدتاً از گونه‌های Fe ۴ N تشکیل شده است) را نشان دهند. آن‌ها موفق شدند مقدار کمی از خوشه‌های Fe را شناسایی کنند که به صورت Fe ۳ C (S ۱) دیده می‌شوند. یافتن این ساختار‌ها با سایر روش‌های مشخصه‌یابی دشوار است.
پس از تصفیه حرارتی، محتوای Fe ۳ C 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.»

امروزه در زمینه های متنوعی از جمله مطالعه ساختار الکترونی ماده، مواد مغناطیسی، صنایع فولاد، کانی شناسی، کاتالیست، کشاورزی و محیط زیست از طیف سنج موزبائر استفاده می شود. در این روش آنالیز تغییرات نمونه در ابعاد هسته باید بررسی شود که باید با اثر بازگشت هسته تا حد امکان مقابله کرد و به حداقل میزان ممکن رساند. موزبائر با محصور کردن هسته در بستری جامد توانست این چالش را بر طرف کند.
این 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 طرح تحقیقاتی  در قالب مقاله‌ای در Nature Nanotechnology منتشر شده است.
این کار را برنامه تحقیق و توسعه ملی چین، بنیاد ملی علوم طبیعی چین و برنامه مشارکت بین‌المللی CAS پشتیبانی کرده اند.