دراين پروژه از ماده ارزان وغيرسمي 1-نفتول براي سنتز كامپوزيت با نمك كبالت¬فروسيانيد به روش شيميايي استفاده شد. نوآوري تكنيكي و زمينه فني اين اختراع مرتبط با علوم شيمي و مهندسي-شيمي مي¬باشد. پس از سنتز، مشخصه يابي وتاييد تشكيل پليمر و كامپوزيت، با تكنيك¬هاي مختلف صورت گرفت. يون سزيم خصوصا راديو ايزوتوپهاي آن با نيمه عمر بالا يكي از خطرناكترين گونه¬ي موجود در پسمان¬هاي هسته¬اي مي باشد كه ورود آن به محيط زيست اثرات نامطلوب فراواني برجا مي¬گذارد. بطوريكه گزارشات علمي نشان مي¬دهد بيشترين خسارات انساني و زيست محيطي در حادثه فوكوشيماي ژاپن و چرنوبيل روسيه ناشي از خروج اين راديو ايزوتوپ از راكتورها مي¬باشد؛ لذا جذب و بازيافت آن از محيط¬هاي آبي پسمان¬هاي هسته¬اي همواره مورد توجه محققين در سراسر دنيا بوده است. از مزاياي يك جاذب: ساده بودن روش تهيه- اقتصادي بودن- دوستدار محيط زيست بودن و بازده جذب بالا مي¬باشد. در اين پروژه با مد نظر گرفتن اين معيارها جاذب كامپوزيتي با مقياس نانومتري تهيه شد. نتايج جذب فلز سزيم روي آن، بازده 100% جذب را حتي در محيط¬هاي غليظ و جذب 99درصدي براي فلزات سرب و كادميم را نشان داد. لازم به¬ ذكر است جاذب تهيه¬ شده داراي پايداري تشعشعي-حرارتي و شيميايي بسيار بالايي مي¬باشد. روش تهيه جاذب با استفاده از مكانيسم راديكالي پيش بيني و عملي شد.

يكي از تكنولوژيهايي كه تجاري سازي آن و رفع مشكلات آن نيازمند ساخت و توسعه كاتاليست هايي با عملكرد بالا مي باشد، عمليات ريفرمينگ تكنولوژي پيل سوختي هيدروژني مي باشد. با توجه به خواص جالب توجه ايروژلها نظير سطح ويژه بالا، ساختار مزو حفره (nm50-2) با حفرات به هم پيوسته و تخلخل بازِ بسيار بالا، در جهت كاربرد كاتاليستي، انگيزه بالايي در جهت تحقيق و آشكارسازي قابليت اين نسل از مواد در واكنش هاي كاتاليستي مختلف وجود دارد و استفاده از ايروژلها در فرايندهايي كه نيازمند كاتاليست هايي با عملكرد بالا مي باشند، حائز اهميت مي باشد. از اين رو در اين اختراع يك كاتاليست ايروژلي براي فرايند توليد هيدروژن توسط ريفرمينگ متانول ساخته و ارائه شده است. اما دو مشكل عمده در روش مرسوم ساخت كاتاليست هاي ايروژلي وجود دارد: 1- استفاده از پيش ماده هاي آلكوكسايدي 2- فرايند خشك سازي فوق بحراني. آلكوكسايدها نه تنها گران بوده، بلكه مضر و خطرناك بوده و قابليت اشتعال بالايي دارند. همچنين تكنيك خشك كردن فوق بحراني روشي خطرآفرين همراه با مصرف انرژي بالا و نيازمند تجهيزات و تكنولوژي بالا مي باشد. در اختراع حاضر اين دو مساله برطرف شده و نانوكاتاليست مس- سيليكا ايروژل بدين شرح سنتز شده است: اولاً سيليكات سديم (آب شيشه) به عنوان پيش ماده ي سيليكا استفاده شده است. اين ماده ارزانترين منبع صنعتي سيليكا مي باشد و جابجايي و كار كردن با آن راحت بوده و همانند آلكوكسايدها خطر انفجار و اشتعال ندارد. از اين رو، بسياري از مزاياي كليدي براي تهيه ايروژلها در مقياس صنعتي را دارد. ثانياً تكنيك خشك كردن در فشار محيط با اصلاح شيميايي سطح ژل براي خشك كردن به كار رفته است. خشك سازي در فشار محيط نياز به تجهيزات خاص و فشارها و دماهاي بالا نداشته و روشي ايمن و ارزان و با مصرف انرژي بسيار پايين تر مي باشد. كاتاليست سنتز شده در اين اختراع، سطح ويژه بالا (m2/g 836-476) و ساختار مزوحفره دارد. تصاوير SEM نانوكاتاليست هاي مس- سيليكا ايروژل ساخته شده، ذرات كروي نسبتاً يكنواخت با اندازه ذرات كوچكتر از nm 50 را نشان مي دهند و تصاوير TEM نشانگر توزيع خوب فاز فعال مس در داخل اين ذرات مي باشند. بر اساس آناليزهاي XRD و TPR و نيز رنگ نانوكاتاليست ها در شرايط مختلف، حالت مس موجود در آنها شناسايي شده و بدست آمد كه مس يا به صورت يون هاي ايزوله مس و يا به صورت اكسيد مس در داخل كاتاليست وجود دارد. كاربرد نانوكاتاليست هاي مس- سيليكا ايروژل ساخته شده در فرايند توليد هيدروژن از طريق واكنش ريفرمينگ متانول با بخار آب، فعاليت بالا و انتخاب پذيري مناسب آنها را اثبات كرد. همچنين نانوكاتاليست هاي ساخته شده پايداري زيادي در شرايط واكنش نشان دادند. افزايش درصد مس، دماي كلسيناسيون، غلظت بخار آب در خوراك تاثير مطلوب در جهت افزايش توليد هيدروژن و كاهش تشكيل مونوكسيد كربن دارند. حالت بهينه مس براي نانوكاتاليست ها در واكنش ريفرمينگ اكسيد مس مي باشد و افزايش درصد مس و دماي كلسيناسيون حالت مس را به حالت اكسيدي سوق مي دهند. به دليل احياي نانوكاتاليست ها در محدوده دمايي نسبتاً پايين ( oC 270-210)، نانوكاتاليست جهت فعالسازي به عمليات پيش احيا نياز ندارند. همچنين با به كار بردن اين نانوكاتاليست ها در ريفرمينگ متانول، مونوكسيد كربن در مكانيزم واكنش تشكيل نمي شود و كاتاليست ها تمايلي به تبديل واكنشگرها به مونوكسيد كربن ندارند. حضور بخار آب در فضاي واكنش، تاثير مثبت بر روي عملكرد كاتاليست داشته و فعاليت آنرا افزايش داده و از تشكيل مونوكسيد كربن ممانعت مي كند.