در اين اختراع ساخت نانوكاتاليست كامپوزيتي جديدي با روشي نوين و هزينه پايين شرح داده شده است. در اين روش با تركيب يك زئوليت طبيعي اصلاح شده ارزان قيمت و يك زئوليت سنتزي، با به¬كارگيري امواج ماوراءصوت در مرحله كريستاليزاسيون، كاتاليست مدنظر در ابعاد نانو تهيه و همچنين زمان سنتز نسبت به روش هيدروترمال بسيار كوتاه¬تر مي¬گردد. تهيه نانوكاتاليست كامپوزيتي در مقياس نانو سبب افزايش كارآيي و طول عمر كاتاليست در فرآيند متانول به الفين مي¬شود. اين كامپوزيت كاتاليستي همچنين سبب تبديل مستقيم گاز سنتزي به الفين مي¬شود. كاتاليست ساپو خصوصاً كاتاليست ساپو-34 براي فرآيند تبديل متانول به الفين يك كاتاليست با بازده بالا مي باشد ولي به سرعت غير فعال مي شود لذا جهت افزايش فعاليت با كمترين هزينه ساپو را با زئوليت طبيعي كلينوپتيلوليت به كمك امواج ماوراء صوت كامپوزيت كرده، و تهيه اين كاتاليست كامپوزيتي در ابعاد نانو به-منظور افزايش كارآيي و طول عمر و هم¬چنين افزايش بهره توليد الفين¬هاي سبك از اهميت بالايي برخوردار مي¬باشد. كامپوزيت اين زئوليت طبيعي و سنتزي با ايجاد اتصال بين حفرات ميكرو و مزو سبب ايجاد يك سلسه مراتبي در ساختار حفرات و كانال¬ها مي¬شود كه سرعت تشكيل كك را به شدت كاهش مي¬دهد. به-كارگيري انرژي ماوراء صوت در بسياري از واكنش¬هاي شيميايي نشان داده است كه اين نحوه حرارت¬دهي سرعت واكنش¬ها را افزايش داده است. يكي از حوزه¬هاي به¬كارگيري انرژي ماوراء صوت سنتز مواد در ابعاد نانو مي¬باشد. امواج ماوراء صوت باعث افزايش ارتعاشات مولكولي و شكستن پيوندهاي مواد اوليه، تسريع واكنش و بالا رفتن دما مي‌گردد. همين امر سبب تشكيل ذرات ريزتر در زمان كوتاه مي¬شود.

در اين تحقيق كاتاليست سلسله‌مراتبي ساپو-34 با كمك دي‌اتيل‌آمين به عنوان قالب آلي ميكروحفره و نانولوله ‌كربني به عنوان قالب سخت مزوحفره با استفاده از روش مافوق صوت ساخته شده است. استفاده از نانولوله‌كربني منجر به معرفي ساختار سلسله‌مراتبي و ايجاد حفره‌هاي مزو (حفره‌هايي با اندازه بين 2 تا 50 نانومتر) در كاتاليست ساپو-34 و همچنين افزايش سطح فعال آن گرديد. نتايج آناليز BET كاتاليست ذكر شده، افزايش سطح مزوحفره را نسبت به حالت پايه (بدون استفاده از نانولوله كربني و امواج مافوق‌صوت) به وضوح نشان مي‌دهد. همچنين تصاوير SEM نشان داد كه كاتاليست حاصل از نانوذرات كروي شكل با اندازه متوسط كوچكتر نسبت به ذرات مكعبي كه شكل رايج ذرات ساپو-34 مي‌باشد، تشكيل شده است. پس از سنتز كاتاليست مورد نظر، عملكرد آن جهت واكنش تبديل متانول به الفين‌هاي سبك (MTO) در يك راكتور ديفرانسيلي بستر ثابت مورد بررسي قرار گرفت. نتايج تست راكتوري نشان از بهبود عملكرد كاتاليست ساپو-34 شامل افزايش طول عمر كاتاليست، ميزان تيديل متانول و انتخاب پذيري نسبت به الفين‌هاي سبك داشت. از آنجايي كه در فرايند MTO، انتقال جرم متانول توسط مكانيزم نفوذ در كاتاليست ساپو-34 به علت حفره‌هاي كوچك آن محدود مي‌شود، با توجه به ابعاد نانومتري كاتاليست سنتز شده و همچنين ميزان قابل توجه حفرات مزو در آن، كارايي كاتاليست ساپو-34 در اين فرايند بهبود چشمگيري مي‌يابد.

ساخت نانو كاتالیست ساپو- 34 با استفاده از امواج مایكروویو

در اين اختراع روشي نوين جهت ساخت نانوكاتاليست ساپو - 34 شرح داده شده است. در اين روش با به كارگيري امواج ماوراي صوت در مرحله كريستاليزاسيون، كاتاليست مدنظر در ابعاد نانو تهيه و همچنين زمان سنتز نسبت به روش هيدروترمال بسيار كوتاه تر مي گردد. تهيه كاتاليست ساپو-34 در مقياس نانو سبب افزايش كارآيي و طول عمر آن مي شود. تهيه كاتاليست ساپو-۳۴ براي توسعه فرآيند تبديل متانول به الفين، خصوصا تهيه اين كاتاليست در ابعاد نانو به منظور افزايش كارآيي و طول عمر و هم چنين افزايش بهره توليد الفين هاي سبك از اهميت بالايي برخوردار مي باشد. يكي از حوزه هاي به كار گيري انرژي امواج ماوراي صوت، سنتز مواد در ابعاد نانو مي باشد. استفاده از انرژي امواج ماوراي صوت در فرآيندهاي شيميايي سبب پديده كاويتاسيون صوتي مي شود كه شامل تشكيل حباب، رشد و فروپاشي آنها در داخل محلول ميباشد. كه در نتيجه اين فروپاشي، نقاط داغ با فشاري بسيار بالا در حدود 181/8Mpa و دمايي در حدود ۵۰۰۰ ايجاد مي شوند. همين امر سبب تشكيل ذرات ريزتر در زمان كوتاه مي شود.

سيستم ارائه شده يك بيوفيلتر بستر كمپوست و تلقيح شده با يك مجموعه قارچي با قابليت تنظيم دما است كه در تصفيه آلاينده آب گريز و كم زيست تخريب پذير هگزان در دماهاي مختلف به كار گرفته شد. براي تنظيم دما از يك روش كارا، ساده و اقتصادي استفاده شده است به اين صورت كه ستون و متعلقات بيوفيلتر در اتاقك عايق و همدمايي جاي داده شدند كه هواي داخل آن توسط يك بخاري فن دار و يك ترموكوپل متصل به كنترلر ، گرم و تنظيم مي شد. با اين تمهيدات و در شرايط بارگذاري نامداوم، سيستم توانست بازده صد در صدي در حذف هگزان را در يك مدت زمان طولاني حفظ نمايد كه نشان از پايداري آن دارد. حداكثر ظرفيت حذف به ميزان 491gm-3h-1 در 35C به دست آمد كه ظرفيت قابل توجهي در مقايسه با سيستم هاي مشابه است. با افزايش دما همان گونه كه انتظار مي رفت كارايي سيستم افت پيدا كرد ولي براي آلاينده اي مانند هگزان ميزان حذف بيش از 90gm-3h-1 در دماي 45C ميزاني در خور توجه است. در مجموع مي توان اين سيستم را از لحاظ سادگي انعطاف پذيري و اقتصادي بودن فرايند منحصر به فرد دانست.