حذف گازهای گلخانه‌ای

دی اکسید کربن مهمترین گاز گلخانه‌ای است و به تنهایی حدود 82 درصد گازهای گلخانه‌ای را شامل می‌شود. با توجه به اینکه مقدار این گاز در اتمسفر به سرعت در حال افزایش است، کنترل میزان آن در اتمسفر بسیار ضروری است.

در این راستا محققان دانشگاه علم و صنعت با اجرای تحقیقاتی موفق به ارائه راهکاری برای کاهش گازهای گلخانه‌ای از طریق جذب این گاز سمی شدند.

دکتر منصور انبیاء، عضو هیأت علمی دانشگاه علم و صنعت ایران و از محققان طرح در این باره گفت: با توجه به حجم فعالیت‌های صنعتی نفت و گاز و پتروشیمی در ایران بررسی و به‌کارگیری روش‌های مرسوم و همچنین روش‌های جدید برای جداسازی دی‌اکسید کربن از جریان‌های گازی مختلف و هوا امری اجتناب‌ناپذیر است.

انبیاء مهمترین کاربرد مواد نانومتخلخل را در فرآیندهای جداسازی دانست و خاطرنشان کرد: مواد نانو متخلخل با پتانسیل فوق‌العاده بالایی که برای استفاده در فرآیندهای جداسازی دارند، به عنوان یکی از امیدوارکننده‌ترین ابزارها برای این گونه فرآیندها شناخته شده‌اند.

وی اضافه کرد: در این طرح نانوکامپوزیتی شامل نانولوله‌های کربنی چند دیواره تحت شرایط هیدروترمال طراحی شده است که بتواند گاز دی‌اکسید کربن را با ظرفیت و انتخاب ‌پذیری بالایی از سایر جریان‌های گازی جدا کند.

به گفته وی، در این پژوهش شبکه فلز-آلی MOF-199 برای جذب گازهای دی‌اکسید کربن (CO2) و متان (CH4) انتخاب شد.

انبیاء ادامه داد: البته به منظور افزایش حساسیت و بهبود کارایی، شبکه فلز-آلی سنتز شده با نانولوله‌های کربنی و گروه‌های آمینی پی‌پیرازین اصلاح شد و نتایج نشان داد بعد از افزودن پی‌پیرازین به نانوکامپوزیت، ظرفیت جذب گاز CO2 افزایش و ظرفیت جذب گاز CH4 کاهش پیدا کرده است. در نتیجه اختلاف در ظرفیت جذبی بین گازهای CO2 و CH4 افزایش می‌یابد که منجر به انتخاب‌پذیری جذبی بالا برای گازهای CO2/CH4 در کامپوزیت‌های پی‌پیرازینی می‌شود.

عضو هیات علمی دانشگاه علم و صنعت با اشاره به مزایای استفاده از روش جذب سطحی، یادآور شد: استفاده از روش جذب سطحی توسط جامدات به دلیل نداشتن مشکلات خورندگی، غیر سمی بودن و عدم نیاز به تعویض جاذب بسیار کاربردی هستند. لذا فرآیند جذب سطحی بر روی شبکه‌های جامد به عنوان یک روش برای حذف گازهای آلاینده، منجر به کاهش آلودگی محیط زیست شده و از طرفی با انتخاب جاذب مناسب با عملکرد بالا می‌توان هزینه‌ها را به مقدار قابل توجهی به حداقل رساند.

وی در خصوص علت انتخاب شبکه فلز-آلی MOF-199 نیز توضیح داد: مساحت سطح بالا، حجم حفرات زیاد و روش سنتز آسان و مقرون به صرفه، با مواد اولیه‌ قابل دسترس و ارزان قیمت نسبت به سایر انواع شبکه فلز-آلی دلیل اصلی انتخاب آن بوده است.

وی اضافه کرد: حضور یون‌های اشباع‌ نشده در ساختار شبکه MOF-199 عامل مهمی برای جذب با ظرفیت بالا برای گاز CO2 محسوب می‌شود.

این تحقیقات از سوی دکتر منصور انبیاء عضو هیأت علمی و سمیرا صالحی دانشجوی دکترای دانشگاه علم و صنعت ایران اجرایی و نتایج آن در مجله‌ Energy & Fuels با ضریب تأثیر 3.09 منتشر شده است.