كاتاليست‌هاي Li2O/MgAl2O4 و CaO/MgAl2O4 براي اولين بار در اين اختراع با موفقيت سنتز شدند. اكسيد ليتيم و اكسيدكلسيم به روش تلقيح روي اسپينل سراميكي سنتز شده از روش احتراقي توزيع شدند. براي ارزيابي عملكرد نانوكاتاليست‌هاي سنتز شده، از آنها براي انجام واكنش ترانس استريفيكاسيون تري گليسيريد و توليد سوخت سبز از روغن گياهي براي اولين بار استفاده شد. به اين منظور اسپينل سراميكيMgAl2O4 به روش احتراقي با نسبت سوخت بهينه 1/5 سنتز شد و سپس فازهاي فعال Li2O و CaO با نسبت 10% وزني نسبت به پايه بر روي سطح اسپينل تلقيح شدند. براي تعيين مشخصات نمونه هاي سنتز شده از آناليزهاي BET-BJH, XRD, FESEM و FTIR استفاده شد. نتايج حاصل از آناليز XRD سنتز موفققيت آميز اسپينل منيزيم و همچنين توزيع موفق اكسيد ليتيم و اكسيد كلسيم روي سطح اين پايه اسپينلي را اثبات كرد. آناليز FESEM ساختار متخلخل و اندازه ذرات نانومتري را براي نمونه مورد ادعا نشان داد. آناليز FTIR هم ساخت موفق اسپينل منيزيم و توزيع موفق فاز فعال را تاييد كرد. با توجه به آناليز BET-BJH تمامي نمونه ها در دسته مواد مزوحفره طبقه بندي شدند و نمونه مورد ادعا داراي حفراتي به قطر 8/5 نانومتر است. در نهايت براي بررسي كارايي كاتاليست ها در توليد بيوديزل، از همه نمونه ها در شرايط 100 درجه سانتيگراد، نسبت الكل به روغن 12، و 3 درصد وزني نسبت كاتاليست به خوراك و زمان 3 ساعت تست راكتوري گرفته شد كه نتايج اين تست ها انتظارات حاصل از نتايج ديگر آناليزها را برآورده كرد. اين نتايج مشخص كرد كه فاز فعال اكسيد ليتيم مشخصات بسيار مناسبي را براي توليد سوخت سبز دارد به طوريكه اين كاتاليست در شرايط ذكر شده درصد تبديل توليد بيوديزل را به 98% رساند. همچنين اين كاتاليست قابليت استفاده مجدد نسبتا خوبي از خود نشان داد و بعد از 6 بار استفاده پياپي درصد تبديل به مقدار نسبتا خوب 79% رسيد. اين موارد نشان دهنده ساخت كاتاليستي بسيار مناسب با قابليت صنعتي شدن بالا جهت اين دسته از فرآيندهاست.

نانوسراميك مغناطيسي منيزيم- فريت به روش احتراقي كه هزينه و زماني به مراتب كمتر از روش هاي سنتز ديگر كاتاليست دارد، ساخته شده است. همچنين در اين روش سنتز براي اولين بار بررسي قطر حفرات صورت گرفت. همچنين با تغيير نسبت سوخت نسبت به نيترات¬ها، قطر مناسب براي واكنش توليد سوخت سبز (بيوديزل) حاصل شد. با استفاده از اين روش سنتز مورفولوژي مطلوبي از سطح حاصل شد و همچنين مشخص شد كه كاتاليست مورد نظر از نظر خواص مكانيكي نيز بسيار ايده آل مي¬باشد و در برابر شرايط واكنش و برخورد مواد ويسكوز واكنش دهنده از مقاومت بالايي برخوردار است و اين امر ناشي از آن است كه كاتاليست ساخته شده از خانواده سراميك مي¬باشد. براي تعيين مشخصات نمونه هاي سنتز شده و همچنين انتخاب نسبت سوخت بهينه در سنتز احتراقي اين كاتاليسيت ها از آناليزهياي XRD ، FE-SEM ، EDX Dot-Mapping ، BET-BJH و FTIR استفاده شد. نتايج حاصل از XRD سنتز موفق كريستال هاي اين كاتاليست را نشان داد و همينطور نشان داد كه در ساختار كاتاليست پيك هاي مواد ديگر (فازهاي مختلف اكسيد آهن) در اين تركيب وجود ندارد. آناليز BET-BJH ساختار با حفرات بزرگ و ميانگين قطر حفرات بزرگتر نسبت به روش هاي سنتز ديگر را اثبات كرد مشخص كرد كه اين ساختار براي واكنش¬هاي با اندازه مولكول درشت بسيار مناسب است. آناليز FE-SEM نيز ساختار هاي منظم اين نانوكاتاليست را براي واكنش بهتر با مواد واكنش دهنده را نشان داد. آناليز EDX نيز بيان كرد كه تمام مواد با پراكندگي منحصر به فردي در ساختار كاتاليست قرار دارند. با استفاده از آناليز راكتوري مشخص شد كه اين كاتاليست از پتانسيل بسيار خوبي براي توليد بيوديزل برخوردار است كه حداكثر تبديل آن برابر 91% بدست آمد. براي تست پايداري كاتاليست، از آن براي شش بار متوالي در واكنش استريفيكاسيون استفاده شد كه نتايج بسيار قابل قبولي بدست آمد و در نهايت درصد تبديل به كمترين مقدار 82% رسيد. با استفاده از آناليز ها و تست هاي رآكتوري مشخص شد كه كاتاليست با نسبت سوخت 5/1 (نمونه سوم) بهترين عملكرد را داشته است و كاتاليست بهينه براي توليد سوخت سبز است.

نانوكاتاليست اسپينل منيزيم لانه زنبوري به روشي ساده، اقتصادي و سريع سنتز شد كه مشخصات بسيار مناسبي براي پايه كاتاليست واكنش هايي مثل هيدروژن گيري پروپان، ريفورمينگ خشك متان، حذف آلاينده هاي آبي توسط فرايند فتوكاتاليستي، اكسيداسيون منواكسيد كربن، واكنش توليد گاز سنتز و همچنين واكنش هاي با اندازه مولكول هاي بزرگ دارد. براي ارزيابي عملكرد نانوكاتاليست سنتز شده، از آن جهت واكنش ترانس استريفيكاسيون تري گليسيريد براي اولين بار استفاده شد. به اين منظور اسپينل منيزيم (MgAl2O4) با نسبت هاي مختلف سوخت اوره به روش احتراقي سنتز شد و سپس بر روي نمونه ها فاز فعال MgO به روش تلقيح نشانده شد. براي تعيين مشخصات نمونه هاي سنتز شده و همچنين انتخاب نسبت سوخت بهينه در سنتز احتراقي اين كاتاليست ها از آناليزهاي XRD، FESEM، EDX ، BET-BJH، TGA و FTIR استفاده شد. نتايج حاصل از آناليز XRD سنتز موفق اسپينل منيزيم و همچنين عدم تشكيل كريستالهاي آلومينا را اثبات كرد. با استفاده از معادله شرر اندازه كريستال هاي تمامي نمونه ها زير nm 35 بدست آمد. آناليز FESEM تشكيل ساختار لانه زنبوري در نمونه هاي با نسبت سوخت 5/1 و 2 را نشان داد. آناليز FTIR هم ساخت موفق اسپينل منيزيم را تاييد كرد و در نتايج حاصل از TGA مشخص شد كه در نمونه بهينه به علت احتراق كامل، سوخت اوره باقي نمانده است. با توجه آناليز BET-BJH تمامي نمونه ها در دسته مواد مزوحفره طبقه بندي شدند و بيشترين اندازه قطر حفرات (nm 3/6) براي نمونه با نسبت سوخت 5/1 بدست آمد. در نهايت براي بررسي كارايي كاتاليست ها در توليد بيوديزل، از همه نمونه ها در شرايط 110درجه سانتيگراد، نسبت الكل به روغن 12، 3% وزني كاتاليست نسبت به خوراك و زمان 3 ساعت تست راكتوري گرفته شد كه نتايج اين تست ها انتظارات حاصل از نتايج ديگر آناليزها را بر آورده كرد. نتايج مشخص كرد كه نسبت سوخت 1.5 در سنتز احتراقي اين كاتاليست بهترين مشخصات را براي توليد بيوديزل دارد كه در شرايط ذكر شده %7/95 تبديل نشان داد. همچنين كاتاليست بهينه قابليت استفاده مجدد نسبتا خوبي از خود نشان داد كه نشان دهنده ساخت كاتاليستي بسيار مناسب براي اين دسته از فرايندها است.

در اين اختراع براي اولين بار در توليد كاتاليستهاي واكنش توليد بيوديزل از فناوري پلاسما استفاده شد. پايه كاتاليست MgO/MgAl2O4 به روش احتراقي سنتز شد تا داراي خلل و فرج مناسب براي مولكولهاي بزرگ تري‌گليسيريد باشد و سپس فاز فعال MgO به روش تلقيح بروي سطح آن نشانده شد. در نهايت دو نمونه اصلاح شده با پلاسما و نمونه سنتز شده بدون پلاسما با موفقيت سنتز شدند. براي بررسي مشخصات اين دو كاتاليست از آناليزهاي XRD، FESEM، EDX-Dot mapping، BET-BJH، FTIR، TGA و همچنين توزيع اندازه ذرات استفاده شد. همچنين عملكرد كاتاليست‌ها براي واكنش توليد بيوديزل در شرايط واكنشي °C110، نسبت مولي الكل به روغن 12، درصد وزني كاتاليست به خوراك برابر 3 و زمان واكنش 3 ساعت بررسي شد. نتايج آناليزهاي XRD و FTIR سنتز موفقيت آميز MgO/MgAl2O4 را تاييد كردند و همچنين آناليزهاي XRD و EDX-dot mapping مشخص كردند كه MgO در نمونه اصلا ح شده با پلاسما از اندازه و توزيع بهتري برخوردار است. آناليزهاي FESEM و BET-BJH ايجاد مورفولوژي مناسب در هر دو نمونه و بهتر شدن سطح و حجم حفرات در نمونه اصلاح شده با پلاسما را نشان دادند. آناليز TG نيز نشان داد كه در مرحله اعمال پلاسما بر كاتاليست مواد اضافي باقيمانده از مراحل سنتز حذف مي‌شوند. با استفاده كاتاليست‌ها در فرايند توليد بيوديزل مشخص شد كه با وجود درصد تبديل‌هاي تقريبا يكسان در واكنش (اصلاح شده و بدون اصلاح با پلاسما به ترتيب 5/96 و 7/95 درصد)، نمونه اصلاح شده داراي كيفيت بهتري در استفاده مجدد آنها است. به طوريكه بعد از 5 بار استفاده مجدد، مقدار غير فعال شدن براي نمونه اصلاح شده برابر 6/5 % و براي نمونه اصلاح نشده برابر 1/17% بود. نتايج بدست آمده از اين اختراع نشان داد كه مي‌توان با استفاده از فناوري پلاسما مشخصات كاتاليست‌هاي مورد استفاده در بيوديزل را بهبود داد و قابليت اقتصادي شدن آنها را بسيار بهتر كرد.

بكار گيري گلايسين در توليد نانوكاتاليست اسپينلي سراميكي منيزيم به كمك امواج ريز موج باعث صرفه جويي در هزينه، كاهش مصرف انرژي، راه اندازي سريع و آسان وهمچنين عملكرد مطلوب آن براي واكنش‌هايي كه در فاز انجام مي‌شوند، شد. براي ارزيابي عملكرد نانو كاتاليست سنتز شده در واكنش استريفيكاسيون تري گليسيريد، با شرايط عملياتي مذكور براي اولين بار استفاده شد. بدين منظور در ابتدا دو نمونه از اسپينل منيزيم (MgAl2O4) با سوخت مشابه (اوره)، در شرايط حرارت دهي متفاوت (كوره معمولي و مايكروويو) سنتز شد، سپس با توجه به نتايج حاصل از آناليزهاي متفاوت كه در قسمت‌هاي قبل شرح داده شد، نمونه‌اي كه تحت امواج مايكروويو حرارت داده شده بود، مطلوب‌تر بود. در ادامه براي به‌دست آوردن سوخت بهينه از دو نوع سوخت متفاوت (گليسيرين و گلايسين) در سنتز استفاده شد، در نهايت نتايج گزارش شده از آناليزهاي XRD, FESEM, EDX, BET-BJH, TGA, FTIR و همينطور عملكرد نانو كاتاليست‌هاي سنتز شده در واكنش ترانس استريفيكاسيون مويد آن بود كه بكارگيري سوخت گلايسين تحت امواج مايكروويو نتايج بسيار بهتري را بهمراه خواهد داشت. بايد به اين نكته توجه داشت كه بر روي تمامي نمونه‌ها MgO به عنوان فاز فعال به روش تلقيح نشانده شد. نتايج حاصل از آناليز XRD سنتز موفق اسپينل منيزيم و همچنين عدم تشكيل كريستال‌هاي آلومينا را اثبات كرد. آناليز FESEM تشكيل ساختار متخلخل را در نمونه (MgO/MgAl2O4(Ur-MF)) نشان داد. آناليز FTIR هم سنتز صحيح نانو كاتاليست اسپينلي سراميكي را تاييد كرد. در نتايج حاصل از TGA مشخص شد كه در نمونه بهينه به علت احتراق كامل، سوخت مورد استفاده و پيشسازهاي اوليه باقي نمانده است. با توجه به آناليز BET-BJH ميانگين قطر حفرات نمونه مطلوب nm 5 مي‌باشد كه براي مولكول‌هاي تريگليسيريد (حدود 4 تا 5 نانومتر هستند) مناسب است. در نهايت براي بررسي كارايي كاتاليست‌ها در توليد بيوديزل، از همه نمونه‌ها در شرايط 90 درجه سانتيگراد، نسبت الكل به روغن 12، 3 درصد وزني كاتاليست نسبت به خوراك و زمان 3 ساعت تست راكتوري گرفته شد، كه نتايج حاصل از تست راكتوري كه توسط دستگاه كروماتوگرافي گازي اندازه‌گيري شد، درستي ديگر آناليزها را اثبات كرد. نتايج مشخص كرد كه سوخت گلايسين تحت تابش امواج مايكروويو در سنتز احتراقي بهترين مشخصات را براي توليد بيوديزل در شرايط عملياتي ملايم (90 درجه سانتيگراد)، تبديل 7/92 ايجاد مي‌كند. همچنين كاتاليست بهينه قابليت استفاده مجدد نسبتا خوبي از خود نشان داد كه نشاندهنده ساختار مناسب اسپينل سنتز شده براي اين دسته از فرآيندها است.