نانوکاتالیست داخلی به جای کاتالیست وارداتی
به گزارش سیناپرس و به نقل از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو معاونت علی و فناوری ریاست‌جمهوری، استفاده از واکنش‌های شیمیایی برای تولید یک ماده از ماده‌ای دیگر امری مرسوم در بسیاری از صنایع ازجمله صنعت پتروشیمی است. این واکنش‌ها اغلب با سرعت بسیار پایینی پیش می‌روند و برای اینکه یک واکنش به‌صورت کامل انجام شود و ماده موردنظر را تولید کند، لازم است ساعت‌ها منتظر ماند. از سوی دیگر، زمان یک فاکتور تأثیرگذار در سود و بازدهی یک صنعت محسوب می‌شود. به این منظور از یک ماده با نام «کاتالیست» استفاده می‌شود که وظیفه آن افزایش سرعت انجام واکنش است. امروزه در بخش‌های مختلف صنعت پتروشیمی بیشتر از کاتالیست‌های وارداتی استفاده می‌شود. بنابراین تلاش برای جایگزینی این کاتالیست‌ها با کاتالیست‌های ساخت داخل، نقش مهمی در مسیر افزایش بازدهی و بهره‌وری صنایع ایفا خواهد کرد.
دکتر معصومه خاتمیان، عضو هیأت علمی دانشگاه تبریز ضمن اشاره به ماده «استایرن» به‌عنوان یک ماده اولیۀ پرکاربرد در تولید پلیمرهای مختلف، هدف از انجام این طرح را سنتز یک نانوکاتالیست پربازده به‌منظور تولید آسان‌تر و کم‌هزینه‌تر استایرن عنوان کرد.
او از مواردی چون نیاز به انرژی و سرمایه‌گذاری بالا و بازدهی پایین تولید، به‌عنوان معایب استفاده از روش‌های مرسوم تولید استایرن یاد کرد و افزود: «در حال حاضر استایرن با واکنش کاتالیستی هیدروژن‌زدایی اتیل بنزن و یا با استفاده از فرآیند پراکسیداسیون اکسید پروپن انجام می‌شود. هم‌اکنون در صنعت پتروشیمی از جمله پتروشیمی تبریز و پتروشیمی عسلویه از مورد اول به‌عنوان راهی برای تولید استایرن استفاده می‌شود. کاتالیست مورد استفاده در این فرآیند اغلب وارداتی است. در این پژوهش سعی شده با توجه به منابع و نیاز داخلی و همچنین بهره‌گیری از فناوری نانو، نانوکاتالیستی سنتز شود که بتوان آن را به‌سوی تجاری‌سازی پیش برد، به‌نحوی‌که جایگزین کاتالیست‌های وارداتی در صنعت شود.»
دکتر خاتمیان ادامه داد: «در طرح حاضر یک نانوکاتالیست با ساختار نانوکامپوزیتی سنتز شده است. در سنتز این نانوکاتالیست از غربال ملکولی کروموسیلیکات ZSM-5گونه و نانوذرات اکسید آهن استفاده شده است. سنتز این نانوکاتالیست به روش پراکنش فاز جامد صورت گرفته و پس از فرآیند سنتز، ساختار نانوکاتالیست به کمک آزمون‌های شناسایی، مشخصه‌یابی و میکروسکوپی ارزیابی شده است. فعالیت این نانوکاتالیست در حضور گاز دی‌اکسیدکربن صورت می‌گیرد که این موضوع سبب افزایش عمر آن می‌شود.»
نتایج کمی به‌دست‌آمده از نحوه عملکرد این نانوکاتالیست در واکنش تولید استایرن، بیانگر این مطلب است که میزان استایرن تولیدشده در یک مدت زمان مشخص و در بهترین شرایط 56.19 درصد و انتخاب‌گری این نانوکاتالیست 96.05 درصد بوده است.
استایرن مایعی است بی‌رنگ با گرانروی بالا و نقطه‌جوش 145 درجه سانتی‌گراد. در حال حاضر استایرن به‌عنوان یک ماده مهم و حیاتی در صنایع پتروشیمی شناخته شده و مصارف عمده و روزافزون آن، تولید پلی استایرن، رزین‌های آکریلونیتریل و لاستیک‌های مصنوعی است. بیش از 95 درصد استایرن تولیدی دنیا به روش هیدروژن‌زدایی از اتیل بنزن به دست می‌آید.
این تحقیقات حاصل تلاش‌های دکتر معصومه خاتمیان، عضو هیأت علمی دانشگاه تبریز، دکتر مریم ساکت اسکویی، دانش‌آموخته مقطع دکترا و ابراهیم صادقی دانش‌آموخته مقطع کارشناسی ارشد دانشگاه تبریز است.
گفتنی است که نتایج این پروژه تحقیقاتی در مجله The Journal of Physical Chemistry با ضریب تأثیر 4.536 (جلد 121، شماره 12، سال 2017، صفحات 6650-6661) منتشر شده است.
غزال غضنفری
No tags for this post.
