دانشمندان در دانشگاه رایس یک کاتالیست مبتنی بر نانوذرات ساخته‌اند که می‌توان در پالایشگاه‌ها نفت خام در واحد تولید بنزین از آن استفاده کرد و بنزینی با راندمان و عدد اکتان بالاتر و زیست‌سازگارتر تولید کرد.
نانوکاتالیست جدید و تولید بنزین با عدد اکتان بالاتر
دانشمندان در دانشگاه رایس یک کاتالیست
مبتنی بر نانوذرات ساخته‌اند که می‌توان در پالایشگاه‌ها نفت خام در واحد
تولید بنزین از آن استفاده کرد و بنزینی با راندمان و عدد اکتان بالاتر و
زیست‌سازگارتر تولید کرد.
میکائیل وانگ و همکارانش نشان داده‌اند که خوشه‌های نانومتری اکسید تنگستنِ
قرار گرفته روی سطح اکسید زیرکونیوم، یک کاتالیست با راندمان بسیار بالا می‌باشند.
این کاتالیست مولکول‌های خطی n- پنتان (یکی از هیدروکربن‌های موجود در
بنزین) را به مولکول‌های شاخه‌دار n- پنتان که بهتر می‌سوزند، تبدیل می‌کند.
وانگ گفت: در حالی که قابلیت‌های کاتالیستی اکسید تنگستن مدت زمان زیادی
است که شناخته شده است، اخیراً فناوری‌نانو برای افزایش توان بالقوه آن
بکار برده می‌شود.
در پالایشگاه بعد از جداسازی اجزاء اصلی
نفت خام شامل بنزین، نفت سفید، گازوئیل و غیره، محصولات جانبی سنگین‌تر با
گرما شکسته شده و به مولکول‌هایی با اتم‌های کربن کم‌تر تبدیل شده و بنزین
تولید می‌شود.
وانگ توضیح می‌دهد: ما روشی ابداع کرده‌ایم که با آن می‌توان برای بهبود
کیفیت بنزین کاتالیست بهتری ساخت. در همان حال فرآیندهای شیمیایی بسیاری
وجود دارد که در آنها موادی مانند حلال‌ها و پیش‌ران‌ها و انرژی هدر می‌رود.
بهبود یک کاتالیست همچنین می‌تواند این فرآیندهای شیمیایی را زیست‌سازگارتر
کند.
نکته کلیدی در این نانوکاتالیست پراکنده‌کردن بسیار خوب نانوذرات اکسید
تنگستن روی سطح پایه زیرکونیا می‌باشد. وانگ گفت: ما می‌خواهیم مقدار این
نانوذارت را بدون اینکه بهمدیگر بچسبند، روی سطح پایه حداکثر کنیم. اگر ما
بتوانیم این کار را به صورت موفقیت‌آمیزی انجام دهیم، می‌توانیم راندمان
این کاتالیست را تا حدود پنج برابر افزایش دهیم. اما این کار بسیار مشکل
است.
اکنون این محققان راهی برای این کار پیدا کرده‌اند. آنها در دمای بالا
نانوذرات اکسید تنگستن را به دانه‌های اکسید زیرکونیوم متصل می‌کنند. در
این حالت این نانوذرات با مولکول‌های n- پنتان خطی برهم‌کنش داشته و طی
فرآیندی معروف به ایزومریزاسیون آنها را تبدیل به n- پنتان شاخه‌دار که
بهتر می‌سوزد، می‌کنند. در واقع با تبدیل n- پنتان خطی به n- پنتان شاخه‌دار،
عدد اکتان بنزین افزایش می‌یابد.
اکنون این کاتالیست برای استفاده در صنعت آماده است. وانگ گفت: به دلیل
اینکه ما کل فرآیند را تغییر نداده‌ایم و فقط کاتالیست آن را تغییر داده‌ایم،
بکارگیری این نانوکاتالیست در پالایشگاه‌ها آسان خواهد بود. بهبود کیفیت
بنزین در دنیای پیشرفته کنونی که انرژی اهمیت زیادی دارد، بسیار مهم است.
این محققان نتایج خود را در مجله‌‌ی Journal of the American Chemical
Society منتشر کرده‌اند.
