سنتز نانوکاتالیست‌هایی به منظور تصفیه‌ی سوخت فسیلی

مرجع پلیمر در بازار ایران: وجود ترکیبات گوگردی در برش‌های نفتی موجب آلودگی‌های محیط‌ زیست شده و در خطوط انتقال و مخازن نگهداری باعث خوردگی می‌شود. ازاین‌رو لازم است تا مقادیر این ترکیبات در برش‌های نفتی تا حد استانداردهای بین‌المللی کاهش یابد. با توجه به مشکلات آلودگی زیست‌محیطی ناشی از سوزاندن سوخت‌های دارای گوگرد زیاد از قبیل نفت کوره و اعمال محدودیت‌هایی در این مورد، در سال‌های اخیر توجهات به سمت توسعه‌ی روش‌های جدید گوگردزدایی برای برش‌های سنگین نفت خام معطوف شده است. متأسفانه با وجود تلاش‌های بسیار زیاد و نیز ادامه‌ی سرمایه‌گذاری کلانی که در این زمینه صورت می‌گیرد، نتایج مطلوب هنوز حاصل نشده است. دانشمندان امیدوارند بتوانند با کمک فناوری نانو به یک روش مناسب با بازدهی بالا دست یابند.

دکتر محمدعلی رضوانی با اشاره به پیامدهای زیان‌بار حضور ترکیبات گوگردی در سوخت‌های فسیلی، در خصوص نحوه‌ی پیش‌گیری از این پیامدها گفت: «گازهای خروجی کوره‌های صنعتی که از سوخت‌های فسیلی استفاده می‌کنند، حاوی مقادیر فراوانی ترکیبات گوگرددار اعم از دی‌اکسید گوگرد است. این موضوع علاوه بر ایجاد آلودگی هوا، موجب ایجاد بوی نامطبوع، تولید باران‌های اسیدی، بروز بیماری‌های تنفسی و برخی دیگر از اختلالات زیست‌محیطی می‌گردد. ازاین‌رو، در این پژوهش سعی بر آن بوده تا با سنتز یک نانوکاتالیست کارآمد، سرعت و بازدهی فرایند حذف ترکیبات گوگردی از نفت خام را بهبود بخشیم.»

وی از کاهش آلودگی محیط‌زیست، افزایش ارزش سوخت کشور و پیشگیری از تخریب تجهیزات و مخازن مرتبط به‌عنوان مزایای منحصربه‌فرد استفاده از نتایج این طرح آزمایشگاهی در بخش صنعتی یاد کرد.

رضوانی تصریح کرد: «نانوکاتالیست سنتز شده در این طرح از سرعت عملکرد بالایی برخوردار است و در برابر حرارت مقاومت بالایی از خود نشان می‌دهد. همچنین قیمت تمام‌شده‌ی این نانوکاتالیست پایین است و ورود آن به طبیعت از لحاظ زیست‌محیطی بدون ضرر خواهد بود.»

در این طرح نانوکاتالیست CTAB-PTA@CS بر روی بستر پلیمر طبیعی کیتوسان به روش سونیکیشن سنتز شده است. در ادامه با تهیه مدلی از سوخت، نانوکاتالیست از حیث قدرت و سرعت حذف ترکیبات گوگرددار و مرکاپتانها مورد ارزیابی قرار گرفته است.
نتایج آزمایشگاهی نشان می‌دهند این نانوکاتالیست قادر است مقدار گوگرد کل را به میزان 98 درصد و میزان مراکاپتانها را به میزان 95 درصد کاهش دهد که این موضوع بیانگر قدرت بالای کاتالیزوری بالای این نانوکامپوزیت است.
این تحقیقات از تلاش‌های دکتر محمدعلی رضوانی و مختار علی نیا اصلی- اعضای هیأت علمی دانشگاه زنجان- زهرا شکری-دانشجوی مقطع دکترا- سحر خندان و حسین موسوی- دانشجویان مقطع کارشناسی ارشد دانشگاه زنجان- به انجام رسیده است. نتایج این کار در مجله‌ی Chemical Engineering Journal با ضریب تأثیر 5/31 (جلد 312، سال 2017، صفحات 243 تا 251) چاپ شده است.