در اين اختراع، نانوذرات و نانوصفحه¬هاي آلومينيوم اكسيد- هيدروكسيد سنتز شده با استفاده از روش هيدروترمال و استفاده از عامل رسوب ساز هيدروكسيد سديم و پيش ماده نيترات آلومينيوم در pH بازي 10 بطور موفقيت آميزي با خصوصيات منحصر بفردي تهيه شدند. براي اين كار محلول نيترات آلومينيوم توسط محلول هيدروكسيد سديم تا pH برابر 10 تيتر گرديد سپس محلول شيري رنگ حاصل به يك اتوكلاو با حجم 100 ميلي ليتر ريخته شد و اتوكلاو در دماي C°200 و به مدت 24 ساعت در اين دما قرار گرفت كه رسوب حاصل بعد از شستشو آلومينيوم اكسيد- هيدروكسيد مي باشد. براي تعيين خصوصيات نمونه¬هاي آلومينيوم اكسيد- هيدروكسيد سنتزي از آناليزهاي XRD ، FT-IR ، FESEM ، TEM و جذب و دفع نيتروژن استفاده شد تا خواصي از جمله نانو بودن ذرات، مورفولوژي و سطح ويژه آنها بررسي شود. نتايج آناليزهاي XRD و FT-IR نشان دادند كه فاز آلومينيوم اكسيد- هيدروكسيد خالص تشكيل شده است و بدون هيچ ناخالصي مي¬باشد كه با الگوهاي استاندارد نيز توافق دارد و نتايج تصاوير TEM و FESEM نشان دادند كه آلومينيوم اكسيد- هيدروكسيد حاصل به شكل نانوصفحات تهيه شده¬اند. همچنين از تصاوير TEM و محاسبات اندازه كريستالها با استفاده از معادله شرر در الگوي XRD اندازه كريستالهاي صفحات آلومينيوم اكسيد- هيدروكسيد حدود 50 نانومتر مي¬باشد. نتايج جذب و دفع نيتروژن نشان دادند كه نمونه¬هاي سنتز شده بصورت مزوپروس (يعني اندازه ذرات در محدوده 2 تا 50 نانومتر) مي¬باشند. سطح ويژه، حجم حفرات و متوسط اندازه ذرات بدست آمده براي نمونه سنتز شده در دماي C°200 در زمان 12 ساعت به ترتيب حدود m2/g 137 ، cm3/g 4853/0 و 14 نانومتر مي¬باشد بنابراين چنين آلومينيوم اكسيد- هيدروكسيدي بدليل نانوبودن ذرات و سطح ويژه بالا ميتواند در صنايع مختلف بعنوان جاذب، پايه كاتاليست، تقويت كننده در سراميكها و بعنوان پيش ماده در سنتز نانوذرات گاما-آلومينا بكار رود.

در اين اختراع نانوكاتاليست CuO/ZnO/CeO2/Al2O3 به روش احتراقي براي فرايند ريفورمينگ متانول در حضور بخار آب با موفقيت سنتز گرديد. به منظور بررسي تأثير به‌كارگيري سريا بر كارايي كاتاليست، نمونه هاي مختلف با درصدهاي وزني متفاوت از اكسيد مس، اكسيد روي و اكسيد سريا و درصد ثابت از آلومينا به روش نوين احتراقي با سوخت اوره نيترات سنتز شدند. آناليزهاي XRD، FESEM، EDX، BET و FTIR جهت تعيين خصوصيات نانوكاتاليست هاي سنتزي به كارگرفته شد و در نهايت كارايي آن‌ها در فرآيند ريفورمينگ متانول در حضور بخار آب مورد ارزيابي قرار گرفت. نتايج XRD مويد تشكيل فاز كريستالي مونوكلينيك براي اكسيد مس، هگزاگونال براي اكسيد روي و فاز كريستالي مكعبي براي اكسيد سريا مي‌باشد. همچنين افزودن سريا باعث بهبود پراكندگي اكسيد مس و روي بر روي سطح مي‌شود. تصاوير FESEM براي كليه نمونه‌ها به وضوح ساختار متخلخل ناشي از خروج گازهاي حاصل از احتراق را نشان مي‌دهد. با به‌كارگيري روش سنتز احتراقي بيش از 95 درصد ذرات داراي اندازه كمتر 40 نانومتر بوده كه از اين ميان بيش از 77 درصد در محدوده اندازه 35-20 نانومتر قرار دارند و متوسط سايز اندازه ذرات براي نمونه منتخب برابر 3/28 نانومتر است. آناليز EDX نشان داد ذرات به شكل يكنواخت بر روي سطح توزيع شده‌اند. در حالت كلي نتايج آناليزها بيانگر اثرات مثبت به‌كارگيري روش سنتز احتراقي در سنتز نانوكاتاليست و بهبود خواص آن بر اثر افزودن اكسيد سريا و در نتيجه بهبود خواص كاتاليست مي‌باشند. نتايج ارزيابي راكتوري نشان داد كه در دماهاي پايين كاتاليست داراي اكسيد سريا نتايج بهتري نشان مي‌دهد. اكسيد سريا با بهبود خواص اكسايشي كاهشي اكسيد مس و افزايش پراكندگي، موجب بهبود خواص كاتاليستي شده است. آناليز پايداري نانوكاتاليست سنتزي در اختراع حاضر در دماي C˚260 به مدت 1600 دقيقه انجام گرفته و هيچگونه تغيير محسوس در ميزان تبديل مشاهده نشد. در اين بازه زماني ميزان كربن مونوكسيد توليدي نيز حداقل ميزان بود.

در اين اختراع نانوكاتاليست CuO/ZnO/Al2O3 براي تبديل متانول به سوخت سبز هيدروژن با استفاده از روش هيبريدي التراسوند- احتراق توليد گرديد. جهت مقايسه خواص مختلف فيزيكي- شيميايي اين نوع نانوكاتاليست از آناليزهاي XRD، FESEM، EDX، BET و FTIR جهت مقايسه خواص نانوكاتاليست مورد نظر با انواع مشابه استفاده شد. نتايج آناليز پراش اشعه ايكس نشان مي‌دهد كه كريستال‌هاي نانوكاتاليست سنتز شده به روش هيبريدي التراسوند- احتراق با پيش ساز بوهميت كوچك‌تر و داراي پراكندگي بهتري مي‌باشند. همچنين تركيبات آلوميناتي مس كه براي احيا نياز به دماي بالاتري نسبت به اكسيد مس هستند، كمتر تشكيل شده‌اند. تصاوير FESEM بيان مي‌دارند كه ذرات تشكيل شده در نانوكاتاليست سنتزي بسيار همگن بوده و ميكروحفراتي مورد انتظار كه به سبب استفاده از روش احتراقي ايجاد شده و موجب سهولت دسترسي متانول به سايت‌هاي فعال كاتاليست مي‌شود، به خوبي تشكيل شده‌اند. متوسط اندازه ذرات نانوكاتاليست سنتزي در حدود 5/17 نانومتر بوده و همه ذرات تشكيل شده اندازه اي كمتر از 35 نانومتر دارند. آناليز EDX نشان مي‌دهد تمامي عناصر به كار رفته در سنتز اين نانوكاتاليست در ساختار آن وجود داشته و نسبت اين مواد با مقدار تركيب درصد آن‌ها در ژل اوليه برابري مي‌كند. همچنين ذرات مس به عنوان فاز فعال به خوبي در سطح كاتاليست پخش شده است. ارزيابي عملكرد نانوكاتاليست سنتز شده به روش هيبريدي التراسوند- احتراق نشان مي‌دهد كه نمونه توليد شده عملكرد بسيار مناسبي در تبديل متانول به هيدروژن از خود نشان داده و توانسته در دماهاي پايين نيز به 100% تبديل دست يابد. همچنين ميزان بازده هيدروژن توليدي نيز نسبت به نمونه هاي مشابه مقدار نسبتاً بيشتري مي‌باشد. در حالي كه منواكسيد كربن توليد شده بسيار ناچيز است. در ارزيابي ميزان پايداري نيز فعاليت نانوكاتاليست مورد نظر در مدت 1200 دقيقه تغييرات ناچيزي داشته و به عبارتي پايداري مناسبي براي استفاده به عنوان كاتاليست تبديل متانول به سوخت سبز هيدروژن دارد.

در اين اختراع، نانوذرات و نانوساختارهاي AlOOH (بوهميت) سنتز شده با استفاده از روش هيدروترمال و استفاده از عامل رسوب ساز KOH در pH هاي بازي 10 و 12 بطور موفقيت آميزي تهيه شدند. محلولهاي بدست آمده كه داراي pHهاي بازي 10 و 12 مي باشند بطور جداگانه در راكتورهاي هيدروترمال (اتوكلاو) در دماي C°200 و به مدت 24 ساعت واكنش قرار گرفتند كه در نهايت باعث تشكيل بوهميت مي¬شود. براي تعيين خصوصيات نانوذرات و نانوساختارهاي AlOOH (بوهميت) سنتزي از آناليزهاي XRD ، FT-IR ، FESEM و TEM استفاده شد تا خواصي از جمله نانو بودن ذرات و مورفولوژي آنها ارزيابي گردد. نتايج آناليزهاي XRD و FT-IR نشان دادند كه فاز بوهميت خالص تشكيل شده است و بدون هيچ ناخالصي مي¬باشد كه با الگوهاي استاندارد نيز توافق دارد و نتايج تصاوير TEM و FESEM نشان دادند كه بوهميت حاصل به شكل نانوذرات و يا ساختارهاي نانو تهيه شده¬اند. همچنين از تصاوير TEM و محاسبات اندازه كريستالها با استفاده از معادله شرر در الگوي XRD اندازه كريستالهاي مكعبي يا صفحات مربعي در نمونه بدست آمده در pH برابر 10 با زمان اقامت 24 ساعت و دماي واكنش C°200، حدود 50 نانومتر مي¬باشد. افزايش pH محلول به 12 باعث توليد بوهميت با ساختار نانو مي¬گردد كه در تصاوير FESEM بخوبي نشان داده شده¬اند. AlOOH (بوهميت) سنتز شده با استفاده از اين روش بدليل نانوذره و نانوساختار بودن مي¬توانند بعنوان مواد اوليه در جاذبها و كاتاليستها داراي بازده¬ي و كارايي بالايي باشند

در اين اختراع، نانوميله¬هاي بوهميت (AlOOH) سنتز شده از طريق روش هيدروترمال و استفاده از عامل رسوب ساز هيدروكسيد سديم و پيش ماده نيترات آلومينيوم، در pH هاي اسيدي 4 و 5 بطور موفقيت آميزي تهيه شدند. محلولهاي بدست آمده كه داراي pHهاي اسيدي 4 و 5 مي¬باشند بطور جداگانه در راكتور هيدروترمال (اتوكلاو) كه داراي حجم 100 ميلي ليتر مي¬باشد، در دماي 150 تا C°200 و به مدت 6 تا 24 ساعت مورد واكنش قرار گرفتند كه در نهايت در دماي C°200 و در زمانهاي بيشتر از 12 ساعت واكنش، فاز بوهميت خالص تشكيل شد. براي تعيين خصوصيات نانوميله¬هاي بوهميت سنتزي از آناليزهاي XRD ، FT-IR ، FESEM و TEM استفاده شد تا فاز تشكيل شده و خواصي از جمله نانو بودن ذرات و مورفولوژي آنها ارزيابي گردد. نتايج آناليزهاي XRD و FT-IR نشان دادند كه در دماي C°200 و در زمانهاي بيشتر از 12 ساعت واكنش، فاز بوهميت خالص تشكيل شده است و بدون هيچ ناخالصي مي¬باشد كه با الگوهاي استاندارد نيز توافق دارد و نتايج تصاوير TEM و FESEM نشان دادند كه بوهميت حاصل در دماي C°200 و در زمان 24 ساعت واكنش، به شكل نانوميله تهيه شده¬اند. همچنين از تصاوير TEM و محاسبات اندازه كريستالها با استفاده از معادله شرر در الگوي XRD اندازه كريستالهاي ميله¬اي در نمونه بدست آمده در pH برابر 5 با زمان اقامت 24 ساعت و دماي واكنش C°200، حدود 70 نانومتر مي¬باشد. بوهميت (AlOOH) سنتز شده با استفاده از اين روش و شرايط ذكر شده بدليل تشكيل ذرات يك بعدي نانومتري (نانوميله¬ها)، مي¬تواند بعنوان مواد اوليه در تهيه آلوميناي يك بعدي كه بعنوان جاذب و كاتاليست در بعضي از فرايندهاي صنايع پتروشيمي (ريفورمينگ و ايزومريزاسيون) بكار مي¬رود، داراي بازده¬ي و كارايي بالايي باشد.

در اين اختراع، نانوكاتاليتسهاي Ni(10wt%)/Al2O3-MgO و Co(15wt%)/Al2O3-MgO و Ni(10wt%)Co(15wt%)/Al2O3-MgO توسط انرژي اولتراسوند سنتز شد و كارايي آنها در فرآيند ريفورمينگ خشك متان بررسي شد. براي تعيين خصوصيات نانوكاتاليست هاي سنتزي، روش هاي آناليز TEM, SEM, FT-IR, BET, XRD و EDAX انجام گرفت تا خواصي از جمله نانو بودن ذرات، مورفولوژي كاتاليست و سطح ويژه آنها ارزيابي گردد. از جمله خصوصيات مهم كاتاليستهاي سنتز شده نانو بودن ذرات پايه كاتاليستي Al2O3-MgO مي باشد كه توسط آناليزهاي TEM و XRD مشخص شد. آناليز EDAX-dot mapping براي نانو كاتاليست Ni(10wt%)/Al2O3-MgO نشان داد كه ذرات نيكل و Mg بر روي سطح آلومينا تقريبا پخش شده اند. عملكرد نانوكاتاليستهاي سنتز شده در تيدل متال و CO2 و همچنين نسبت H2/CO مورد ارزيابي و تست قرار گرفتند. عملكرد نانوكاتاليست هاي سنتز شده در شرايط يكسان، فشار اتمسفري، نسبت خوراك CH4/cO2=1 ، محدوده دمايي 800-500 درجه سانتي گراد و در يك راكتور كوارتز با قطر 6mm انجام گرفت. نانو كاتاليست Ni(10wt%)Co(15wt%)/Al2O3-MgO داراي پايداري و تبديل بالايي از متان (84%) و CO2و(87%) مي باشد، همچنين نسبت H2/CO در اين نانو كاتاليست حدود يك مي باشد كه كارايي بالايي در فرآيند ريفورمين خشك متان نشان مي دهد.

خلاصه در اين اختراع، نانوكاتاليستهايal2o3 / )wt%10)ni.al2o3 /(wt% 10 ) ni وal2o3/(wt%6) Cuتوسط انرژي اولتراسوند روش سونو شيمي سنتز شد وكارايي آنهادر فرايند ريفورمينگ خشك متان بررسي شد براي تعيين خصوصيات نانوكاتاليست هاي سنتزي، روش هاي آنايز EDAX ,TEM .SEi ، FT-IR .BET ، XRD انجام گرفت تا خواصي از جمله نانو بودن ذرات، مورفولوژي كاتاليست و سطح ويژه آنها ارزيابي گردد. نتايج آناليزهاي TEM و XRD نشان دادند كه ذرات فلز نيكل در نانوكاتاليت ni(10 wt%)/al2o3 در حد نانومتر مي باشند. نتايج آناليز edax-dot mapping نشان داد كه ذرات فلزات نيكل و مس در نانو كاتاليست al2o3/(wt%6 ) cu (wt% 10)ni بر روي سطح آلومينا بخوبي پخش شده است. ارزيابي عملكرد نانوكاتاليست هاي سنتز شده در شرايط يكسان، فشار اتمسفري، نسبت خوراك ١ =ch4/co2 محدوده دمايي ºC ٨٠٠ - 500 و در راكتور كوراتز با قطر ۶ mm انجام گرفت و عملكرد نانوكاتاليستهاي سنتز شده در تبديل متان و co2 مورد ارزيابي قرار گرفتند. نانوكاتاليست ni(10wt%)/al2o3 با استفاده از روش اولتراسوند تهيه شده بود، دا راي پايداراي و تبديل بالايي از متان (82%)و co2 (86%) مي باشد. نانوكاتاليست ni(10 wt %)cu(wt%)/al2o3 حدود يك را توليد نموده است، بعبارت ديگر افزايش ۶% . مس باعث توليد گاز سنتز با نسبت تقريبا واخد شد و در محدوده زماني min ١٢٠٠ اين نسبت، پايدار بوده است. بنابراين نانوكاتاليستهاي توليدي كارايي بالايي در فرايند ريفورمينگ خشك متان نشان داده است.