محققان دانشگاه مازندران با استفاده از طرح آزمایشی تاکوچی، برخی از پارامترهای موثر بر سنتز نانوزئولیت ZSM-5 را بهینه کردند.
بهینه کردن پارامترهای موثر بر سنتز نانوزئولیت ZSM-5
محققان دانشگاه مازندران با استفاده از طرح آزمایشی تاکوچی، برخی از پارامترهای موثر بر سنتز نانوزئولیت ZSM-5 را بهینه کردند.
سنتز و شناسایی نانوزئولیت‌ها بهدلیل کاربرد وسیع آنها بسیار حائز اهمیت است. بهینه کردن پارامترهای موثر بر سنتز زئولیت‌ها با روش‌های تک‌متغیره وقت‌گیر بوده و مستلزم مصرف مواد شیمیایی زیادی است.
از سویی دیگر به راحتی نمی‌توان تاثیر متغیرهای مورد مطالعه را بر یکدیگر به‌خوبی ارزیابی کرد. به همین جهت پژوهشگران دانشگاه مازندران، با از استفاده از طرح آزمایشی تاکوچی به دنبال بهینه کردن برخی از پارامترهای موثر بر سنتز نانوزئولیت ZSM-5 بودند.
دکتر مریم ابریشم‌کار، عضو هیئت علمی دانشگاه علوم و تحقیقات خوزستان، در رساله‌ی دکتری خود به بهینه کردن عوامل موثر بر سنتز نانوزئولیت ZSM-5 به‌منظور دست یافتن به این زئولیت با کمترین اندازه‌ی کریستال پرداخته‌است.
وی در رابطه با چگونگی سنتز این نانوزئولیت گفت: «تترااتیل اورتو سیلیکا (به‌عنوان منبع سیلیس) و تتراپروپیل آمونیوم هیدروکسید و ایزوپروپکسید آلومینیوم را در مقدار مناسبی از محلول سود حل کردیم و محلول شفاف به‌دست آمده را (به‌منظور بلوری شدن) در حمام روغن حرارت دادیم. پس از پایان دوره‌ی سنتز، برای جدا نمودن نانوبلورهای تهیه شده، مخلوط کلوئیدی به‌دست آمده را با سانتریفیوژ صاف کردیم. سپس نانوزئولیت محصول را چندین بار با آب مقطر شستشو داده و در نهایت در آون خشک نمودیم».
دکتر ابریشم‌کار دست یافتن به شرایط بهینه برای تهیه‌ی مخلوط آزمایشی مورد نیاز به‌منظور سنتز نانوزئولیت ZSM-5 با انجام حداقل آزمایشات را بهدلیل استفاده از طرح آزمایشی تاکوچی عنوان کرد.
وی گفت: «از آنجایی که طرح آزمایشی تاکوچی، ظرفیت انجام در سطح صنعتی را دارد و از سویی صرفه‌ی اقتصادی هم دارد، انجام این پروژه با این روش پیشنهادی می‌تواند رمز موفقیت این پروژه باشد».
به گفته‌ی محقق این پژوهش، سنتز نانوزئولیت ZSM-5 با روش‌های دیگری نیز امکان‌پذیر است ولی مستلزم صرف زمان بیشتر، مصرف مواد آزمایشی بیشتر و همچنین اعمال شرایط سخت‌تر برای دست یافتن به بهترین شرایط تولید محصول با خلوص فازی قابل توجه و اندازه‌ی بلور کمتر است، در حالی‌که روش پیشنهادی ما بسیار ساده، سریع و قابلیت صنعتی شدن را به راحتی دارد.
از نانوزئولیت‌ها می‌توان به‌عنوان کاتالیزور در انجام واکنش‌های کراکینگ، در تهیه‌ی الکترودهای اصلاح شده و غیره استفاده نمود.
دکتر ابریشم‌کار در پایان ابراز داشت: «به‌منظور تجاری‌سازی این پروژه، مطالعاتی در زمینه‌ی تهیه‌ی الکترودهای اصلاح شده با زئولیت‌های سنتز شده صورت گرفته‌است».
جزئیات این پژوهش -که با همکاری دکتر سید ناصر عزیزی، عضو هیئت علمی دانشگاه مازندران و دکتر حسین کاظمیان، محقق در زمینه‌ی زئولیت‌ها در دانشگاه وسترن کانادا انجام شده‌است- در مجله‌ی Zeitschrift für Anorganische und Allgemeine Chemie (جلد ۶۳۶، صفحات ۱۳۹-۱۳۴، سال ۲۰۱۰) منتشر شده‌است.
