دانشمندان در آمریکا بر یکی از مهمترین مشکل‌ها در زمینه تولید نانوصفحه‌های زئولیتی غلبه کرده‌اند. غلبه بر این مشکل تولید این ماده پرکاربرد را آسان‌تر می‌کند. نانوصفحه‌های زئولیتی را بطور بالقوه می‌توان برای گستره‌ی وسیعی از کاربردها از قبیل غربال‌های مولکولی که می‌توانند مولکول‌ها را بر اساس اندازه‌شان جدا کنند، و غشاءهای کاتالیستی استفاده کرد.
غلبه بر مشکل تولید نانوصفحه‌های زئولیتی
دانشمندان در آمریکا بر یکی از مهمترین مشکل‌ها در زمینه تولید نانوصفحه‌های
زئولیتی غلبه کرده‌اند. غلبه بر این مشکل تولید این ماده پرکاربرد را آسان‌تر
می‌کند. نانوصفحه‌های زئولیتی را بطور بالقوه می‌توان برای گستره‌ی وسیعی
از کاربردها از قبیل غربال‌های مولکولی که می‌توانند مولکول‌ها را بر اساس
اندازه‌شان جدا کنند، و غشاءهای کاتالیستی استفاده کرد.
تولید نانوصفحه‌های زئولیت در حال حاضر با یک مشکل بزرگ روبرو است. مرحله
ورقه‌ورقه‌سازی که طی آن باید نانوصحفه‌های مجزایی تولید شود، با مشکل
کلوخه شده صفحه‌ها و تغییرشکل ساختاری چارچوب زئولیت شامل ایجاد سوراخ‌هایی
که بزرگ‌تر از خلل و فرج زئولیت هستند، مواجه می‌باشد.
اکنون با روش جدید ارائه شده بوسیله میکائیل تساپاتسیز و همکارانش در دانشگاه مینه‌سوتا،
می‌توان بر این مشکل غلبه کرد. این محققان سیلیکالیت زئولیت‌های لایه‌ای و ITQ-1
متورم شده را ساخته، مذاب کرده و برای ایجاد نانوکامپوزیت‌هایی حاوی نانوصفحه‌هایی
با دو ساختار متفاوت (به ترتیب MFI و MWW) با پلی‌استایرن مخلوط کردند.
تلاش‌ها برای حذف ماتریس پلی‌استایرن از این نانوکامپوزیت‌ها بوسیله کلسیناسیون و
دیگر عملیات‌های گرمایی بواسطه تشکیل ذرات حلقوی که برای روکش‌دهی مرحله بعد مناسب
نیستند، ناموفق بود. این محققان با پخش این نانوکامپوزیت‌ها در تولوئن بوسیله امواج
مافوق‌صوت و استفاده از سانتریفوژ برای حذف ذرات بزرگ‌تر جهت تشکیل نانوصفحه‌های
بلوریِ شبیه پولک، این مشکل را حل کردند. نانوصفحه‌های ایجاد شده MMW و MFI ضخامت‌های
یکنواختی به ترتیب برابر با ۶/۲ و ۴/۳ نانومتر داشتند.
جهت ساخت غشاءهای زئولیتی، این نانوصفحه‌ها برای روکش‌دهی یک غشاء آلومینای آندیزه
شده و یک پایه آلومینای آلفای زبر استفاده شدند. کلسیناسیون بعدی لایه‌های فشرده
روی‌هم‌افتاده‌ی نرمی داد.
این ساختارهای روکش‌داده شده قبل از اینکه جهت ایجاد فضای خالی بین نانوصفحه‌ها،
تحت عملیات هیدروترمال قرار گیرند؛ بعنوان غربال‌های مولکولی برای o-/p-xylene هیچ
انتخاب‌پذیری نداشتند. بعد این عملیات، این نانوصفحه‌ها در جداسازی ایزومرهای زایلن
بسیار موثر بودند. همچنین برای مخلوط‌های هلیوم – هیدروژن و هلیوم – نیتروژن عملکرد
خوبی نشان دادند.
تساپاتسیز می‌گوید که برای هر زئولیتی یا دیگر ساختارهای غربال مولکولی که می‌توان
آنها را بعنوان یک ماده لایه‌لایه‌ای تهیه کرد، این تکنیک قابل استفاده است. البته
او ادامه می‌دهد که مطمئن نیست که برای همه دیگر مواد قابل‌دسترس، این تکنیک عمکردی
به خوبی آنچه برای این دو ماده داشت، از خود نشان دهد.
این محققان جزئیات نتایج کار تحقیقاتی خود را در مجله‌ی Science منتشر کرده‌اند.
