در زمينه ب: انجام عمليات مختلف؛حمل ونقل و ترابري ; فناوري ساختارهاي ذره‌بيني، نانو فناوري امروزه ساخت نانو كاتاليزگرها از اهميت زيادي برخوردار است .هدف سازنده نانو كاتاليزگر ها هميشه ساخت كاتاليزگرهايي با سطح ويژه بالا مي باشد و سنتز نانو ذرات با صرف كمترين انرژي و كمترين وقت از اهميت زيادي برخوردار است. براي كاهش زمان و استفاده از كمترين مقدار دما ( دماي اتاق ) براي سنتز نانو ذرات TiO2/SiO2 از روش تركيبي سل – ژل و اولتراسونيك (فراصوتي ) و از تمپليت اسيد فوليك استفاده كرديم كه استفاده از روش سل –ژل اين امكان را فراهم مي كند كه واكنش در دماي محيط انجام شود و استفاده از امواج فراصوتي زمان واكنش را به حداقل مي رساند و واكنش طي 25دقيقه انجام مي شود. از تمپليت اسيد فوليك به دليل غير سمي بودن در سنتز اين نانوذرات استفاده شده است. از جمله كاربرد هاي اين نانوذرات مي توان به 1- خواص كاتاليزگري نوري بالا اشاره كرد كه براي از بين بردن آلودگيها مناسب هستند و در صافي تصفيه كننده هوا و آب مورد استفاده قرار مي گيرند 2- منعكس كننده نور ماوراءبنفش و مادون قرمز3- خود تميز كنندگي 4- اكسيد كنندگي 5- قدرت آبدوستي بالا 6- بعنوان كاتاليزگر در فرآيند دهيدروژناسيون

تولید بیودیزل با استفاده از مواد معدنی موجود در ایران

امروزه ساخت نانو كاتاليزگرها از اهميت زيادي برخوردار است .هدف سازنده نانو كاتاليزگر ها هميشه ساخت كاتاليزگرهايي با سطح ويژه بالا مي باشد و سنتز نانو ذرات با صرف كمترين انرژي و كمترين وقت از اهميت زيادي برخوردار است. از طرفي با وارد شدن مواد شيميايي به محيط زيست و بدليل تخريب كند اين مواد در طبيعت ، حضور اين مواد در طبيعت به معضل بزرگ محيط زيست تبديل شده‌است پس استفاده از تركيباتي كه هم باعث افزايش عملكرد نانوكاتاليزگر و اصلاح سطح آن شود و هم براي محيط زيست مضر نباشد از اهميت ويژه اي برخوردار است. براي استفاده از كمترين مقدار دما براي سنتز نانوذرات از روش هيدروترمال استفاده شد و براي افزايش مساحت سطح و ايجاد مورفولوژي ميله اي شكل كه در حلالهاي \\"محيط زيست دوست \\" حل شود و خود تركيب نيز ماده سمي نباشد، از نشاسته استفاده گرديد. به اين ترتيب هيبريد بيسموت – نشاسته بامورفولوژي ميله اي براي اولين بار سنتز شد. وقتي هيبريد بيسموت –نشاسته كلسينه مي شود نانوذرات ميله اي شكل اكسيد بيسموت با مورفولوژي ميله اي شكل به روش هيدروترمال نيز حاصل مي گردد. از نانوذرات هيبريد بيسموت و اكسيد بيسموت ميله اي شكل در فرآيند هيدروژن زدايي بدون نياز به اكسيدكننده يا دماي بالا(اكثر واكنش هاي هيدروژن زدايي در دماهاي بالاتر از 200درجه سانتيگراد يا در حضور اكسيد كننده هايي مثل آب اكسيژنه يا اكسيژن و... انجام مي شود) استفاده شد.

در ايران مخازن و ذخائر فراوان گازهاي طبيعي مثل متان فراوان است. مثل منابع گازي پارسيان در عسلويه ايران، اگر بتوان اين گازها را كه به مقدار زيادي در ايران وجود دارند، توسط عواملي مثل كاتاليست هاي مخصوص تبديل به محصولات با ارزشي كه در جاي ديگري قابل استفاده باشند كرد،كمك زيادي به اقتصاد، اشتغال ورزي، صرفه جويي ارزي، استقلال و ... به صنايع نفت، گاز و پتروشيمي مي كنيم. مخصوصا كه اين مسئله سالهاست كه اهميت استراتژيكي بالايي در ميان كشورهاي عمده دنيا داشته است، درست عين مسائل انرژي هسته اي و با همان بازتاب فراوانش. تبديل گاز متان به تركيبات CO و H2 را اصطلاحا POM يا اكسيداسيون جزيي گاز متان مي گويند. راههاي ديگري هم براي توليد منواكسيدكربن و هيدروژن وجود دارد كه بنام Steam reforming معروف است كه در پالايشگاه آبادان انجام مي شود و در آن گاز متان با آب مخلوط مي شود و با انرژي بخار تبديل به CO و H2 مي شوند، اما سالهاست كه مسئولين وزارت نفت و پتروشيمي در پي آنند كه روشي ابداع كنند تا بتواند جايگزين آن شود (حدود 24 سال است). منو اكسيد كربن و هيدروژن دو عامل سوخت هستند كه براي توليد انرژي در پالايشگاه و كارخانه ها بسيار مورد استفاده هستند. مكانيسم ديگري نيز بنام OCM است، كه در آن گاز متان توسط اكسيژن هوا اكسيد مي شود و توليد گازهاي سبك اتيلن و اتان مي كنند، كه خوراك اوليه و اصلي پتروشيمي بندر امام جهت توليد لاستيك و پليمرهاي PVC است. كاتاليست هاي نوآور و جديد ما به سه شكل زير هستند. كه در آن از فلزات اكتيو Ni و كبالت استفاده شده و روي پايه هاي مخلوط اكسيدهاي ZrO2 و CeO2 نشانده شده است. 1) Ni/CeO2/ZrO2 nano 2)Co/Ceo2/ZrO2 nano 3)Ni/TEOS nano در سال 2004 ميلادي دانشمندان چيني نظير كاتاليست (1) را با دو نسبت مولي معين درست كرده اند، كه يكي از آن دو كاتاليست به علت توليد كك و دوده زياد غير قابل استفاده اعلام شد. ما با الگو گرفتن از نحوه تبديل پذيري و بررسي و مطالعه اين دسته از كاتاليست ها و با مقايسه با پايه هاي ارزان تر سيليكاژل، اقدام به سنتز كاتاليست هايي با همان ساختار ولي با انتخاب نسبت هاي مولي مناسب تر و اتخاذ روش توليد و تاثير دهي PH محلول و بررسي هاي زيادي روي طول مدت رفلاكس محلول مورد نظر در سنتز كاتاليست جهت نشاندن فلزات Co و Ni روي پايه هاي CeO2/ZrO2 موفق به ساخت كاتاليست هايي شديم كه از خودكارايي بسيار چشمگيري در تبديل گاز متان به CO و H2 نشان دادند و در تمام طول واكنش پايدار باقي مي مانند و منحني هاي درصد تبديل پذيري متان نسبت به زمان يا افزايش دماي واكنش همه سير صعودي را نشان دادند. نوآوري اين طرح، كه هم اكنون براي پتروشيمي دفتر مركزي ونك و با استفاده از تجهيزات و Setup مخصوص POM,OCM در مركز پژوهشگاه پليمر و پتروشيمي ايران واقع در كرج انجام مي شود. به خاطر مسائل زير است: 1- دستيابي به دانش جديد ساخت و سنتز كاتاليست هاي نانو داخل يا رفع مشكلات و پيچيدگي توليد آنها در آزمايشگاه و صنعت 2- با توليد داخلي اينگونه كاتاليست ها مي توان در آينده به فن آوري توليد متانول و هيدروكربورهاي سنگين تر (C36) بنام واكنش هاي فيشرتروپ دست يافت. 3- كسب تجربه و تبحر براي توليد كاتاليست هاي نانو براي صنعت، كه هم اكنون مدنظر تمام دنياست و از لحاظ قدرت سياسي و استراتژيك مطرح هستند. 4- توليد رقابت خوب با سيستم Steam reforming كه هم اكنون در پالايشگاههاي ايران وجود دارد و نياز شديدي به قدرت و انرژي جهت عمليات دارند. 5- توليد اشتغال و كار و راه اندازي پايلوت POM در صنعت پتروشيمي. 6- بدست آوردن دانش كافي و فنون ويژه براي ورود به بازار جهاني و ميادين نفت و گاز و پتروشيمي همانند فن آوري توليد انرژي هسته اي

2- خلاصه اختراع و نوآوري آن: در اين پروژه سعي شده است كه با توجه به روشهاي ساخت قديم و جديد براي توليد نانو ذرات اكسيد تيتانيوم روشي ابداع شود كه در راستاي توليد ذرات نانو در اندازه بسيار ريز 2nm -و 1) باشد. تاكنون روش هاي زيادي مثل ، هيدروليز اسيدي، Sol-gel و impregnation تلقيح co-prcipitation/digestion ماكروويو Radio frequency thermal plasma و روش هاي دوپ كردن عناصر كاتيوني به داخل شبكه هاي فازي اكسيد فلزات در جهت ساخت نانو ذرات Tio2 گزارش شده است. اما تاكنون از اين روش استفاده نشده است. خصوصا اينكه اين روش بسيار راحت و كم هزينه مي باشد. ضمن اينكه نانو ذرات خيلي ريزتر مي شوند و شبكه هاي يكدست و يك پارچه و منظم مي سازند و ماحصل آن، مساحت سطح گسترده اي است كه روي آن حفرات ريزي توليد شده و براي كارهاي كاتاليستي و نيمه رسانايي بسيار موثر هستند. اصطلاحا يك excellent host هستند براي نشاندن عناصر فلزي اكتيو ديگري روي شبكه توليد شده. از مزاياي عمده توليد اين نانو ذرات به روش جديد fast-Quenching در دماي پايين 225C - و 200 مي باشد و اين جاي اميدواري زياد است كه مشتكل تجمع پذيري با Agglomeration نانو ذرات را كه در دماهاي بالاي كلسينه شدن بوجود مي آيند، كاهش داد و در همان دماهاي اوليه به ريزترين شكل نانو ذره اي بدون مسائل مزاحمتي تجمع پذيري دست يافت. طيف سنجي فرابنفش - مرئي و فوتولومينسانس XRD و SEM و TEM و از همه دقيق تر آزمايش TGA و DSC ريز شدن نانو ذرات را براساس اين روش در دماي 225C نشان مي دهد. اين كار براي اولين بار در ايران و دنيا انجام شده است و به راحتي مي توان آن را به صنعت برد و بدون هزينه هاي سنگين و با تجهيزات پيچيده آن را تهيه كرد. نوآوري اين پروژه به خاطر جديد بودن روش، دسترسي به نانو ذرات خيلي ريز راحتي و ارزاني هزينه توليد و راحت تر انتقال دادن به صنعت است. و از همه مهمتر اينكه هنوز كسي تهيه Tio2 نانو را به اين روش گزارش نكرده است.