‏با توجه به اهميت توليد اتانول خالص و همچنين كاهش هزينه هاي توليدي آن در صنعت، نياز به ايجاد صنايع توليدي داخلي محسوس مي باشد. بدين منظور براي برداشتن اولين گام يك سيستم آزمايشگاهي طراحي و ساخته شد. در اين سيستم يك جاذب زئوليتي صنعتي خريداري شده براي توليد اتانول خالص از محلول 94%‏وزني آن مورد تست آزمايشگاهي قرار گرفت. براي اندازه گيري درصد خلوص اتانول خروجي خروجي از سيستم تعيين مقدار آب موجود در آن از روش هدايت سنجي كه براي اولين بار در دنياي علم صورت گرفته، استفاده شده است.

فناوري نانو، فناوري توانمندي است كه قادر است تحولات چشم گيري را در بسياري از ابعاد زندگي ما بر جاي گذارد. دي اكسيد تيتانيم ارزان و غير سمي است در اين اختراع با روشي جديد ، نانو دي اكسيد تيتانيوم را با استفاده از مواد طبيعي و ارزان قيمت روزين يا كلوفان، پودر تيتانيم و اسيد كلريدريك در دماي عملياتي پايين، با هدف تجاري سازي سنتز كرديم. در سنتز نانو دي اكسيد تيتانيوم با هدف تجاري سازي براي اولين بار، از كلوفان (روزين) استفاده كرديم. روش ابداعي جديد در دماي عملياتي پايين انجام ميگيرد و مقرون به صرفه ميباشد. دماي عملياتي پايين و استفاده از مواد طبيعي جهت سنتز نانو دي اكسيد تيتانيوم از نظر صنعتي و اقتصادي با اهميت است. روزين يا همان كلوفان خاصيت درخشندگي، براقيت و شفافيت به محصول ميدهد. لازم به ذكر است، كلوفان بوي معطري دارد و محصول را معطر مينمايد. از كلوفان به عنوان دهنده اكسيژن به فلز تيتانيوم و تشكيل nano TiO2 استفاده كرديم. همچنين دي اكسيد تيتانيوم را براي ساپورت كلينوپتيلوليت خالص و فلزدار با موفقيت سنتز گرديد. جهت ارزيابي و كارايي كاتاليستهاي سنتز شده از تكنيك اكسايش كاتاليستي براي حذف تركيبات آلي فرار اكسيژن دار استفاده گرديد.

در اين اختراع هدف طراحي پايلوت مناسب براي واكنش هيدروژن زدايي از اتيل بنزن و تبديل آن به استايرن مي باشد. اين پايلوت داراي راكتور از جنس استيل نسوز، كوره، سيستم كنترلي دما، پيش گرم كن، پمپ تزريق خوراك مايع، كندانسور محصولات، شيرالات و سيستم ايمني مي باشد. كوره الكتريكي با سيستم كنترل دمايي قابليت افزايش دما تا C˚ 1200 را دارد. پيش گرمكن تا C˚ 300 گرم مي شود و جهت تبخير اوليه اتيل بنزن و آب و اختلاط اجزاء تشكيل دهنده خوراك به كار مي رود. توسط دو عدد پمپ تزريقي با قابليت تزريق دقيق خوراك مايع در محدوده ml/hو 60-0/4 مي توان اجزاي مايع را با نسبت مشخص وارد راكتور نمود. از طرفي كندانسور طوري طراحي شده است كه قابليت زيادي در جمع آوري محصولات مايع را داشته و خروج اين اجزاء به محيط بيرون را به حداقل مي رساند. وجود شيرآلات تخليه و محافظ، ايمني دستگاه را تا حد زيادي بالا برده است. اين راكتور به طور مؤثري در واكنش هيدروژن زدايي از اتيل بنزن و تبديل آن به استايرن عمل مي نمايد. براي ارزيابي عملكرد پايلوت، كاتاليستهاي جديد فري سيليكات تهيه گرديد كه در دماي C˚560 گزينش پذيري استايرن را تا 86% افزايش مي دهد.

دستگاه اتوكلاو طراحي شده جهت تهيه و سنتز تركيبات نانو حفره و نانو مواد در اشل نيمه صنعتي منحصر به فرد بوده و هيچ مشابه خارجي يا داخلي ديگري ندارد. با اين دستگاه مي توان انواع نانو اكسيدها، نانو سولفيدها، سراميكهاي صنعتي و مواد نانو حفره نظير زئوليتها (غربالهاي مولكولي با ساختار هاي گوناگون) و كاتاليستهاي مختلف براي دسولفوريزاسيون ، دهيدروژناسيون، ايزومريزاسيون، كراكينگ و آلكيلاسيون و ... ساخت.

تاكنون نانو اكسيدهاي زيادي به عنوان كاتاليزور جهت تخريب 4- نيتروفنل در حضور نور UV مورد آزمايش قرار گرفته اند، ولي در اين كار براي اولين بار از زئوليتهاي حاوي نانو اكسيدها استفاده شده است. در ضمن از يك روش جديد (روش ژل آكريل آميد) براي وارد كردن نانو اكسيد ZnO به داخل حفرات زئوليت استفاده شده است. با اين نانو كامپوزيتها ما توانستيم در نور معمول مرئي آلاينده پارانيتروفنول را حذف كنيم.

در اين كار پژوهشي كاتاليستهاي جديدي از ساپورت نمودن نانو اكسيدهاي برخي از فلزات واسطه بر روي زئوليت بيعي كلينويتيلولايت سنتز شدند. كاتاليستهاي سنتز شده توسط تكنيكهاي SEM, FT-IR, XRD و EDX مورد ارزيابي و شناسايي قرار گرفتند و در فرآيند تخريب و بازگرداني استايرن از SM-Tar مورد مطالعه قرار گرفتند. SM-Tar به عنوان محصول ناخواسته در صنايع پتروشيمي طي فرآيند دهيدروژناسيون اتيل بنزن ايجاد مي شود كه به صورت ماده ويسكوز و شامل محصولات جانبي اتيل بنزن، بنزن و اليگومرها و پليمرهاي استايرن مي باشد و حذف يا كاهش آن در صنعت موجب كاهش آلودگي هاي زيست محيطي مي گردد. براي اين منظور از يك راكتور با بستر ثابت استفاده شد. شرايط دمايي و زماني بهينه براي تخريب و بازيافت SM-Tar تعيين گرديد به طوري كه تخريب در دو مرحله انجام گرفت. حدودو 80 محصول مايع طي دو مرحله (حرارتي - كاتاليتيكي) توسط كاتاليستها ايجاد شد كه با GC و GC-MS مورد ارزيابي قرار گرفت. به طوري كه حتي با استفاده از اين كاتاليستهاي ارزان قيمت 88/38% استايرن بازيافت شد و تخريب صددرصد SM-Tar انجام گرفت.

زئوليتها گروهي از پلي مرهاي معدني هستند كه بصورت طبيعي و سنتزي وجود دارند. زئوليت ZSM-5 با ساختار كانالي منحصر به فرد پايداري حرارتي اسيديه گزينش پذيري بعنوان جاذب كاتاليست مبادله كننده يون استفاده مي شود. در اين كار پژوهشي نانو زئوليت ZSM-5 به روش هيدرو نزمال با استفاده از كائولن زنوز سمنتز شده است. نتايج طيف FT-IR حاكي از آن است كه زئوليت ZSM-5 تقريبا بصورت 100% خالص سنتز شده است. نسبت شدت پيك 550Cm1 و 450cm1 تقريبا برابر 1 مي باشد كه نشانه كريستاليزاسيون كامل زئوليت است. همچنين وجود پيك در ناحيه 1225cm دليل بر نانو بودن زئوليت سنتزي مي باشد. طيف XRD اثبات مي كند كه زئوليت ZSM-5 سنتز شده كاملا خالص است و SEM نمونه تهيه شده نيز مويد اين مسئله است. محاسبات براساس رابطه د باي - شرر بر روي طيف XRD نمونه بدست آمده نانو بودن كريستالها (27nm) را ثابت مي كند.

عنوان اختراع : حذف آرسنيك از آبهاي آلوده بوسيله نانو كامپوزيت هاي تهيه شده از كانيهاي منطقه Removal of arsenic from polluted water by Nano composites produced from local minerals فرمولاسيون اختراع : كامپوزيت (Fe2Al6Si30O72 .20 H2O) خلاصه اختراع : به دليل محدود بودن منابع آب دركشور ما، حذف آلاينده هاي سمي از آب و پسآب هاي صنعتي از اهميت بسيار زيادي برخوردار است. بنابراين، به دليل حفظ محيط زيست و سلامتي انسانها و قابل استفاده كردن آبهاي آلوده پس از تصفيه آنها، انجام اين پروژه از نظر اقتصادي بسيار حايز اهميت است. در اين كار از مواد معدني ارزان فيمت موجود در يكي ازمعادن استان آذربايجان شرقي استفاده مي شود و حذف آرسنيك بيشتر از 95 درصد انجام مي شود. مقدار آرسنيك در آب هاي طبيعي مناطق مختلف ايران pbb 30-100 است. هدف پروژه حاضر ، حذف اكسي آنيون هاي آرسنات (AsO43-) وآرسنيت معدني (AsO33-) وكاهش غلظت آن ها به مقدار كمتر از ppb 10(مقدار مجاز) ميباشد. براي اين منظور نانوكامپوزيت هايي از كانيهاي منطقه تهيه كرده و كارايي آنها در حذف آرسنيك ارزيابي مي شود.  كامپوزيت تهيه شده از كلينوپتيلوليت منطقه آذربايجان براي اولين بار جهت حذف آرسنيك از آبهاي آلوده به آن استفاده شده است.  تهيه ي اين كامپوزيت به دليل استفاده از كاني هاي منطقه، بسيار ساده و ارزان قيمت بوده و نياز به مواد وارداتي ندارد.  كارايي اين كامپوزيت بسيار بالا بوده و بيشتر از 96% از آرسنيك موجود در آب را حذف مي كند.  كامپوزيت مذكور از لحاظ آسيب رساني به سلامتي انسان و محيط زيست نيز مطالعه شد و كاملا بي ضرر مي باشد.  مدت زمان لازم براي فرايند حذف نسبتا كوتاه وظرفيت جاذب براي حذف آرسنيك بسيار زياد ميباشد .لذا اين جاذبها به مدت طولاني قابل استفاده ميباشند.

‏زئوليت ها از جمله موادي هستند كه به دليل خصوصيات جذب سطحي و تعويض يوني در حذف فلزات سنگين از پساب ها مورد استفاده قرار مي گيرند. از طرفي با توجه به اينكه رس هايي مانند بنتونيت و كائولن خصوصياتي مشابه زئوليت ها دارند، در اين اختراع از زئوليت كلينوپتيلوليت به عنوان ماده اصلي در تركيب با بنتونيت و كائولن به عنوان بايندرهاي غيرآلي و كربوكسي متيل سلولز به عنوان بايندر آلي به منظور شكل دهي زئوليت و ساخت جاذب و با هدف حذف فلز سنگين سرب استفاده شد و ده تركيب متفاوت از اين سه ماده توسط روش طراحي آزمايش انتخاب شده و براي اولين بار در جهان از طريق فرآيند اكستروژن به صورت حلقه هاي راشينگ به عنوان جاذب و شكل دهي شدند. نمونه هاي شكل داده شده در دو دماي 600 و ٧٠٠ ‏درجه سانتيگراد كلسينه شدند. اثر تركيب جاذب هاي كلسينه شده در هر دو دما بر ميزان جذب سرب، مقاومت فشاري و مدول وبل مورد ارزيابي قرار گرفتند و نتايج به دست آمده نشان داد كه آكنه حاوي 66.67 ‏درصد زئوليت، 29.17 ‏درصد بنتونيت و 4.16 ‏درصد كائولن، كلسينه شده در دماي 600 ‏درجه سانتيگراد با مقاومت مكانيكي خام 2240 ‏كيلوپاسكال و ميزان جذب سرب 91.3 ‏درصد، مقاومت فشاري 11.1 ‏مگاپاسكال و مدول وبل 20.6 ‏به عنوان جاذب بهينه انتخاب شد.