در اختراع حاضر نانوكاتاليست اكسيد واناديوم روي زيركونياي سولفاته تقويت شده با منيزيا با موفقيت سنتز شد و با آناليزهاي XRD، FESEM، BET، FTIR و EDX تعيين خصوصيت گرديد و به عنوان مطالعه ي موردي در فرآيند هيدروژن گيري اكسايشي اتان مورد استفاده قرار گرفت. مشكل اصلي در مورد استفاده از زيركونيا، تثبيت فاز تتراگونال آن مي باشد، زيرا اين فاز شبه پايدار بوده و در اكثر فرآيندهاي كاتاليستي، فعال مي باشد. براي تثبيت اين فاز از تركيب كردن آن با MgO استفاده گرديد. نتايج حاصل از آناليز XRD نشان داد با وجود افزايش درصد فاز تتراگونال، همچنان فلز مونوكلينك وجود دارد. به منظور حذف كامل اين فاز از زيركونياي مورد استفاده، قبل از تركيب آن باMgO ، از غلظت هاي مختلف اسيد سولفوريك، جهت سولفاته كردن استفاده گرديد. نتايج حاصل از آناليز XRD نشان داد كه سولفاته كردن كاتاليست، فاز تتراگونال را پايدار نمود و با افزايش غلظت اسيد سولفوريك، از بلورينگي فاز تتراگونال كاسته شد. اين موضوع توزيع فاز فعال واناديم بر روي پايه را بهبود بخشيد. نتايج آناليز BET نشان داد وارد شدن يون SO4-2 به ساختار زيركونيا باعث مي شود رشد كريستال ها به تعويق بيفتد و در نتيجه مي توان انتظار داشت كه سطح ويژه ي نانوكاتاليست هاي سولفيد شده بزرگ تر باشد. بر اساس نتايج آناليز FESEM، سولفاته كردن كاتاليست ها مورفولوژي آنها را از حالت برگي شكل به تغيير داده است و ساختاري يكنواخت تر براي نمونه VOx/MgO-ZrO2(S1) نسبت به بقيه نمونه ها به دست آمده است. ابعاد تقريبي ذرات اين نمونه 63 نانومتر محاسبه گرديد. نانوكاتاليست هاي مورد استفاده در فرآيند هيدروژن گيري اكسايشي اتان مورد استفاده قرار گرفتند و راندمان توليد اتيلن با استفاده از نانو كاتاليست VOx/MgO-ZrO2(S1) 1 %03/52 با انتخاب¬پذيري %8/84 كه در مقايسه با پايه سولفاته نشده مقدار راندمان توليد اتيلن در Cº700 به ميزان %23 افزايش يافته است.

در سال هاي اخير فرآيند هيدروژن گيري اكسايشي اتان به دليل افزايش تقاضاي جهاني اتيلن، مسائل زيست محيطي و نيز محدود منابع نفتي بسيار مورد توجه قرار گرفته است. در كشور عزيزمان ايران، به دليل دارا بودن منابع عظيم گازي اين فرآيند مي تواند در راستاي رفع نياز صنايع به اتيلن نقش اساسي داشته باشد. در اين اختراع كارايي كاتاليست كروم بر روي پايه Ce-MCM-41 در فرآيند هيدروژن گيري اكسايشي اتان مورد ارزيابي قرار گرفت. توزيع نامناسب كروم بر روي سطح پايه باعث كاهش فعاليت كاتاليست هاي فرآيند هيدروژن گيري اكسايشي اتان مي گردد. به نظر مي رسد استفاده همزمان از كاتاليست هاي با سطح بالا و نيز فن آوري پلاسما مشكلات مربوط به كاتاليست هاي اين فرآيند را برطرف نموه و در نتيجه گامي اساسي در راستاي تجاري سازي فرآيند هيدروژن گيري اكسايشي اتان در كشور عزيزمان برداشته شود. به همين منظور پايه Ce-MCM-41 با نسبت هاي مختلف (Si/Ce) با روش هيبريدي هيدروترمال– پلاسما سنتز شد و سپس اكسيد كروم با نسبت وزني 7% بر روي پايه هاي سنتز شده نشانده شد و در فرآيند هيدروژن گيري اكسايشي اتان به اتيلن در حضور دي اكسيد كربن مورد ارزيابي قرار گرفت. كاتاليست هاي سنتز شده با استفاده از آناليزهاي FESEM،XRD ، EDX، BET وFTIR تعيين خصوصيات گرديدند و عملكرد كاتاليستي آنها با استفاده از سامانه ي آزمايشگاهي موجود در مركز تحقيقات رآكتور و كاتاليست در فرآيند هيدروژن گيري اكسايشي اتان به اتيلن درحضور دي اكسيد كربن بررسي گرديد. نتايج حاصل از آناليز XRD، كاهش بلورينگي فازكريستالي اكسيد كروم را در نمونه Cr/Ce-MCM-41(Si/Ce=25)-p كه بيانگر توزيع بهتر ذرات كروم برروي سطح پايه فرآوري شده مي باشد، را تاييد مي كند و تصاوير مربوط به آناليز FESEM اثبات كرد كه تمامي نمونه ها داراي ذراتي در مقياس نانومتري مي باشند و نيز نشان داد كه در نمونه Cr/Ce-MCM-41(Si/Ce=25)-p اندازه ذرات كوچكتر و توزيع نانوذرات تشكيل شده برروي سطح كاتاليست يكنواخت تر شده است. آناليز EDX نيز بيانگر توزيع يكنواختي از نانوذرات بر روي سطح مي باشد. در نهايت با توجه به تمام نتايج به دست آمده مشاهده شد كه تركيب درصد پايه هاي سيليكا-سريا با نسبت (Si/Ce=25) و نشاندن 7% وزني فاز فعال كروم با روش پلاسماي پيشرفته در فرآيند هيدروژن گيري اكسايشي اتان به اتيلن درحضور دي اكسيد كربن، فعاليت كاتاليستي بسيار مطلوب، پايداري بالا، توزيع بهتر فاز فعال، راندمان توليد اتيلن 62% و تبديل اتان 7/63% را از خود نشان داد.

در اختراع حاضر نانوكاتاليست دو عاملي ليتيوم – موليبدن روي اسپينل آلومينيوم – منيزيم با موفقيت سنتز شد و با آناليزهاي XRD، FESEM، BET و FTIR تعيين خصوصيت گرديد و به عنوان مطالعه ي موردي در فرآيند هيدروژن گيري اكسايشي اتان مورد استفاده قرار گرفت. مشكل اصلي در مورد استفاده از كاتاليست¬هاي Li بنيان، تشكيل فاز Li2CO3 و غير فعال شدن آن مي¬باشد. نتايج حاصل از آناليز XRD نشان داد با افزودن موليبدن از شدت اين فاز كاسته شده و در نتيجه فاز فعال به خوبي بر روي پايه پخش شده است. از طرفي مي¬توان ادعا كرد كه استفاده از انرژي اولتراسوند باعث شده كه مقادير بيشتري از فاز فعال وارد ساختار پايه شود و عملكرد كاتاليستي آن بهبود مي¬يابد.. نتايج آناليز BET نشان داد استفاده از تقويت كننده موليبدن سطح مخصوص كاتاليست را تا حدود زيادي افزايش داد كه همين امر توزيع فاز فهال بر روي پايه را نيز بهبود بخشيد. بر اساس نتايج آناليز FESEM، كاتاليست LiMo/MgO-Al2O3 نسبت به ديگر كاتاليست¬ها اندازه ذرات كوچكتري داشته و توزيع اندازه ذرات آن يكنواخت¬تر مي¬باشد. ابعاد تقريبي ذرات اين نمونه 63 نانومتر محاسبه گرديد. نانوكاتاليست هاي مورد استفاده در فرآيند هيدروژن گيري اكسايشي اتان مورد استفاده قرار گرفتند و راندمان توليد اتيلن با استفاده از نانو كاتاليست LiMo/MgO-Al2O3 06/40% با انتخاب¬پذيري 55/46% بدست آمد كه در مقايسه با Li/MgO-Al2O3 مقدار راندمان توليد اتيلن در C˚ 650به ميزان %20 افزايش يافته است. مهم¬ترين وجه تمايز كاتاليست LiMo/MgO-Al2O3 نسبت يه ديگر كاتاليست¬ها بكار گيري پيوسته بيشتر و تشكيل كك كمتر بر روي آن مي¬باشد