کاهش مصرف انرژی در فرآیند تولید پلاستیک (پلی اتیلن) با استفاده از SIFSIX MOFs

علمی پژوهشی
Print Friendly

تولید پلاستیک فرآیندی با مصرف قابل توجهی از انرژی می‌باشد. تحقیقات انجام شده در موسسه ملی استاندارد و فناوری (NIST) راهی برای کاهش انرژی مورد نیاز یکی از مراحل اصلی فرآیند تولید پلاستیک ارائه کرده است. آن‌ها با استفاده از گروهی از مواد باعث تصفیه قابل توجه ناخالصی‌ها نسبت به فرآیند تولید سنتی شده‌اند.

فرآیند تولید پلاستیک

به گزارش گروه ترجمه و تولید محتوا مرجع پلیمر در بازار ایران (پلیم پارت) نتایج منتشر شده در مجله Science نشان می‌دهد، این مواد با عنوان چارچوب‌های آلی فلزی (MOFs) به طور موثر می‌تواند باعث حذف استیلن که منبع اصلی آلودگی اتیلن (که بیشترین مقدار پلاستیک‌های دنیا از آن ساخته می‌شود) به شمار می‌آید، شود. حذف استیلن با MOFs، اتیلن مورد نیاز صنعت را با درصد خلوص بالا تولید می‌کند، در حالی که تبدیل استیلن به اتیلن نیاز به فرآیند کاتالیستی گران می‌باشد.

پلی اتیلن پلاستیکی است که روزانه بسیار دیده می شود، ماده‌ای انعطاف‌پذیر با مولکول‌های ساده که از به هم پیوستن زنجیرهای اتیلن تولید می‌شود. تقاضا برای پلاستیک در سراسر جهان اتیلن را به یکی از رایج‌ترین ترکیبات آلی تولید شده تبدیل کرده است که بیش از ۱۰۰ میلیون تن اتیلن هر ساله از طریق پالایش نفت خام بدست می‌آید.

اخیرا اتیلن تولید شده برای تبدیل به پلاستیک به اندازه کافی خالص نمی‌باشد و در فرآیند تصفیه مقدار قابل توجهی استیلن تولید می‌شود که باعث آسیب رساندن به کاتالیستی می‌شود که زنجیرهای اتیلن را به هم متصل می کند. در صنعت این مقدار استیلن ناخواسته را به اتیلن تبدیل می‌کنند اما این مرحله نیازمند به استفاده از فلز پالادیوم (فلزی کمیاب و گران) به عنوان کاتالیست می‌باشد و همچنین مقدار قابل توجهی از انرژی مصرف می‌شود.

این تحقیقات توسط مرکز NIST و پنج دانشگاه در سراسر جهان صورت گرفته است. آن‌ها کشف کردند SIFSIX، خانواده‌ای از MOFs انتخابی بهتر برای حذف استیلن می‌باشد. MOFs کریستال‌های متخلخل هستند که هنگامی که در زیر یک میکروسکوپ مشاهده شوند شبیه به یک ساختمان در حال ساخت (شامل تیرهای متعدد به همراه فضای خالی بین آن ها) به نظر می‌آید. نام SIFSIX از ساختار آن که از یک اتم سیلیکون (Si) و شش اتم فلورین (F6) می‌باشد گرفته شده است.

گروه تحقیقاتی کشف کردند هنگام عبور اتیلن در طول MOFs، فلورین تمام ناخالصی‌های استیلن را جذب می‌کند و اجازه عبور به اتیلن خالص شده بدون هیچ گونه مانعی را می‌دهد. تغییر اندازه منفذ توسط تغییر طول تیرها این امکان را به MOFs می‌دهد تا اتیلن حاوی استیلن با غلظت ۱% تا ۵۰%، خالص سازی شود.

آن‌ها مقدار استیلن در اتیلن را به کمتر از ۲ قسمت در میلیون (ppm) کاهش دادند در حالی که مقدار مورد نیاز کاهش یافته در صنعت برای ساخت پلی اتیلن کمتر از ppm 5  می‌باشد. SIFSIX MOFs به آسانی قابل تولید، استفاده از آن ایمن، پایدار و بارها می‌تواند مورد استفاده قرار بگیرد.

دانلود کامل مقاله:

 Pore chemistry and size control in hybrid porous materials for acetylene capture from ethylene

2
telegram.png

نظر بگذارید