MWCNT, aktif karbon ve Al2O3 destekli paladyum nanokatalizörlerinin sentezi, tanımlanması ve Cr+6'nin Cr+3''e indirgenmesindeki katalitik performanslarının incelenmesi

Hexavalent krom (Cr(VI)) akut toksik, mutajen ve kanserojen olarak tanımlanırken, aksine trivalent krom (Cr(III)) eser miktarlarda canlılar için önemli bir element olduğu düşünülmektedir. Bu çalışmada, çok duvarlı karbon nanotüp (MWCNT), alüminyum oksit (Al2O3) ve aktif karbon (C) üzerinde desteklenen paladyum(0) nanokatalizörleri (Pd(0)@MWCNT, Pd(0)@Al2O3, Pd(0)@C) ılımlı koşullar altında emdirme-indirgenme tekniği ile tekrar kullanılabilir şekilde sentezlendi ve HR-TEM, TEM-EDX, DR/UV-vis, P-XRD, ICP-OES ve XPS teknikleri ile karakterize edildi. Sonuçlar MWCNT, Al2O3 ve C destek malzemelerinin yüzeyinde iyi dağılmış paladyum(0) nanopartiküllerinin (2.20 ± 0.25 nm, 3.01 ± 0.19 nm, 3.98 ± 0.24 nm) oluşumuna işaret etmektedir. Ortaya çıkan paladyum(0) nanokatalizörlerinin aktivite ve kararlılık bakımından katalitik performansları, indirgeyici ajan olarak formik asit (HCOOH) varlığında, Cr(VI)'nın katalitik indirgenmesinde incelenmiştir. Nanokatalizörlerinin yüksek seçicilik (~ % 100) ve yüksek aktivite (TOF) (Pd(0)@MWCNT, Pd(0)@Al2O3, Pd(0)@C için sırayla; 286, 138, 31 mol Cr2O7-2/mol Pd dk.) ile Cr(VI)'nın Cr(III)'e indirgenmesini etkili bir şekilde katalize ettiği bulunmuştur. Katalizörler [Pd(0)@MWCNT, Pd(0)@Al2O3, Pd@C], sübstrat [Cr2O7-2], formik asit [HCOOH], sodyum format [HCOONa] konsantrasyonları ve sıcaklık parametrelerine ait katalitik reaksiyonun doğasını anlamak amacıyla, hız ifadesi ve aktivasyon parametreleri (Ea, ΔH# ve ΔS#) belirlenmiştir.