محققان دانشگاه تربیت مدرس به منظور خالص سازی مخلوط‌های گازی و حذف دی اکسید کربن از گاز طبیعی، اقدام به تولید نانوجاذب‌های متخلخل در مقیاس آزمایشگاهی کردند. نتایج این بررسی‌ها حاکی از اثر قابل توجه این نانوجاذب در بالا بردن خلوص گاز طبیعی است. این طرح با ه
همکاری دانشگاه تربیت مدرس و پژوهشگاه صنعت نفت برای خالص سازی گاز طبیعی به کمک نانو جاذب‌ها
گازهای استخراج شده از چاه‌های گاز همواره حاوی بسیاری از ناخالصی‌ها هستند که از جمله‌ی آن‌ها می‌توان به دی‌اکسید کربن و سولفید هیدروژن اشاره کرد. وجود دی اکسید کربن در گاز طبیعی، ظرفیت حرارتی آن را کاهش داده و بازده سوخت را پایین می‌آورد. به همین دلیل جداسازی آن از گاز طبیعی تحت عنوان شیرین‌سازی گاز طبیعی همواره مورد توجه صنایع مرتبط با آن بوده است.
محققان دانشگاه تربیت مدرس در طرحی اقدام به تولید پلیمری به منظور دستیابی به نانوجاذبی با بازدهی بالاتر و تطابق‌پذیری مطلوب‌تر با محیط زیست به منظور کاربرد در فرایند شیرین‌سازی گاز طبیعی نمودنده‌اند. این نانوجاذب‌های متخلخل با توجه به خاصیت جذب انتخابی و قابلیت بازیابی ساده‌تر، در صورت رسیدن به مرحله‌ی تولید صنعتی می‌توانند جایگزین مناسبی برای نمونه‌های مرسوم در صنعت باشند.
به گفته‌ی سید محسن هراتی، اگرچه هدف اصلی این طرح، جداسازی گاز کربن دی‌اکسید از گاز متان بوده است، اما طبق نتایج به دست آمده، نانوجاذب سنتز شده می‌تواند در زمینه‌ی جداسازی انتخابی آلکن‌ها و آلکین‌های کوچک مولکول از مخلوط‌های گازی نیز کاربرد داشته باشد. این مسأله برای صنایع پتروشیمی به دلیل دستیابی به بازده بالا و کاهش هزینه از اهمیت قابل توجهی برخوردار است. بخش دیگری از نتایج این تحقیقات نیز حاکی از جذب و جداسازی الکل‌ها در فاز محلول به کمک این نانوجاذب و در نتیجه امکان تولید سوخت‌هایی با منشاء زیستی با خلوص بسیار بالا بوده است.
هراتی در ادامه در خصوص مزیت‌های مواد و روش به کار گرفته شده عنوان کرد: «استفاده از جاذب‌های جامد متخلخل به دلیل مکانیسم جذب فیزیکی، انرژی کمتری برای بازیابی جاذب نیاز دارد. از طرفی در بین جاذب‌های متخلخل، بلورهای یونی پلی‌اکسومتالاتی، جامدات متخلخل جدیدی هستند که از کشف آن‌ها اندکی بیش از یک دهه می‌گذرد. پلی‌اکسومتالات‌ها، آنیون‌های اکسید فلزی در مقیاس نانو هستند که در کنار ماکروکاتیون‌های خاص، جاذب‌هایی با گزینش‌پذیری بسیار بالا برای جذب دی‌اکسید کربن ایجاد می‌کنند. به همین دلیل در این طرح از این ماده جهت تولید نانوجاذب استفاده شد. لازم به ذکر است که تولید این بلور‌ها به روش شیمیایی به ما این امکان را داد که بتوانیم ساختار حفرات و ویژگی‌های دیواره‌ی کانال‌ها در شبکه بلوری را به میزان دلخواه کنترل کنیم.»
وی در پایان افزود: «در حال حاضر در تلاشیم تا تولید این بلورهای یونی را تا حدی بهینه کنیم که بالاترین راندمان ممکن حاصل شود. برای این منظور در حال بررسی روش‌های مختلف مکانوشیمیایی هستیم تا در کنار تمام ویژگی‌های منحصر به فرد این ترکیبات، سنتز آن‌ها را بدون استفاده از حلال‌های شیمیایی، با صرفه‌ی اقتصادی بیشتر میسر سازد. ضمن اینکه استفاده از روش‌های مکانوشیمیایی مزیت حفاظت از محیط زیست برای سنتز ترکیباتی با کاربردهای صنعتی را نیز در پی خواهد داشت.»
این طرح در قالب رساله‌ی دکترای سید محسن هراتی با همکاری دکتر علیرضا محجوب از دانشگاه تربیت مدرس و دکتر محمود همتی از پژوهشگاه صنعت نفت تهران صورت گرفته است. این پایان نامه که با همکاری پژوهشگاه صنعت نفت تهران در حال انجام است، تحت عنوان پایان نامه‌ی مورد نیاز صنعت به تأیید ستاد ویژه‌ی توسعه‌ی فناوری نانو رسیده است. آیین نامه‌ی حمایت از پایان نامه‌های مورد نیاز صنعت در سایت www.nano.ir/hrdc موجود است.
محققان دانشگاه تربیت مدرس در طرحی اقدام به تولید پلیمری به منظور دستیابی به نانوجاذبی با بازدهی بالاتر و تطابق‌پذیری مطلوب‌تر با محیط زیست به منظور کاربرد در فرایند شیرین‌سازی گاز طبیعی نمودنده‌اند. این نانوجاذب‌های متخلخل با توجه به خاصیت جذب انتخابی و قابلیت بازیابی ساده‌تر، در صورت رسیدن به مرحله‌ی تولید صنعتی می‌توانند جایگزین مناسبی برای نمونه‌های مرسوم در صنعت باشند.
به گفته‌ی سید محسن هراتی، اگرچه هدف اصلی این طرح، جداسازی گاز کربن دی‌اکسید از گاز متان بوده است، اما طبق نتایج به دست آمده، نانوجاذب سنتز شده می‌تواند در زمینه‌ی جداسازی انتخابی آلکن‌ها و آلکین‌های کوچک مولکول از مخلوط‌های گازی نیز کاربرد داشته باشد. این مسأله برای صنایع پتروشیمی به دلیل دستیابی به بازده بالا و کاهش هزینه از اهمیت قابل توجهی برخوردار است. بخش دیگری از نتایج این تحقیقات نیز حاکی از جذب و جداسازی الکل‌ها در فاز محلول به کمک این نانوجاذب و در نتیجه امکان تولید سوخت‌هایی با منشاء زیستی با خلوص بسیار بالا بوده است.
هراتی در ادامه در خصوص مزیت‌های مواد و روش به کار گرفته شده عنوان کرد: «استفاده از جاذب‌های جامد متخلخل به دلیل مکانیسم جذب فیزیکی، انرژی کمتری برای بازیابی جاذب نیاز دارد. از طرفی در بین جاذب‌های متخلخل، بلورهای یونی پلی‌اکسومتالاتی، جامدات متخلخل جدیدی هستند که از کشف آن‌ها اندکی بیش از یک دهه می‌گذرد. پلی‌اکسومتالات‌ها، آنیون‌های اکسید فلزی در مقیاس نانو هستند که در کنار ماکروکاتیون‌های خاص، جاذب‌هایی با گزینش‌پذیری بسیار بالا برای جذب دی‌اکسید کربن ایجاد می‌کنند. به همین دلیل در این طرح از این ماده جهت تولید نانوجاذب استفاده شد. لازم به ذکر است که تولید این بلور‌ها به روش شیمیایی به ما این امکان را داد که بتوانیم ساختار حفرات و ویژگی‌های دیواره‌ی کانال‌ها در شبکه بلوری را به میزان دلخواه کنترل کنیم.»
وی در پایان افزود: «در حال حاضر در تلاشیم تا تولید این بلورهای یونی را تا حدی بهینه کنیم که بالاترین راندمان ممکن حاصل شود. برای این منظور در حال بررسی روش‌های مختلف مکانوشیمیایی هستیم تا در کنار تمام ویژگی‌های منحصر به فرد این ترکیبات، سنتز آن‌ها را بدون استفاده از حلال‌های شیمیایی، با صرفه‌ی اقتصادی بیشتر میسر سازد. ضمن اینکه استفاده از روش‌های مکانوشیمیایی مزیت حفاظت از محیط زیست برای سنتز ترکیباتی با کاربردهای صنعتی را نیز در پی خواهد داشت.»
این طرح در قالب رساله‌ی دکترای سید محسن هراتی با همکاری دکتر علیرضا محجوب از دانشگاه تربیت مدرس و دکتر محمود همتی از پژوهشگاه صنعت نفت تهران صورت گرفته است. این پایان نامه که با همکاری پژوهشگاه صنعت نفت تهران در حال انجام است، تحت عنوان پایان نامه‌ی مورد نیاز صنعت به تأیید ستاد ویژه‌ی توسعه‌ی فناوری نانو رسیده است. آیین نامه‌ی حمایت از پایان نامه‌های مورد نیاز صنعت در سایت www.nano.ir/hrdc موجود است.
