ایجاد اولین پایلوت کوچک تولید ماده سحرآمیز نانوزئولیت در کشور

دکتر حسین کاظمیان مجری طرح در گفتگو با خبرنگار مهر با بیان اینکه نانوزئولیت ها موادی منحصربفرد هستند که به عنوان جاذب (غربال مولکولی)، کاتالیست و مبادله کننده یونها کاربردهای بی شماری دارند، گفت : در صنعتی کردن استفاده از زئولیتها به عنوان غشاء در فرایندهای جداسازی مشکلات جدی وجود دارد. یکی از راههای بهینه کردن استفاده از این ماده جادویی، نانوذره کردن زئولیت است که نه تنها باعث افزایش کارایی زئولیتها در فرآیند جداسازی می شود بلکه کاربردهای کاتالیستی منحصربفرد آنها را هم بطور چشمگیری افزایش می دهد.

طراحی و ساخت اولین مینی پایلوت نانوزئولیت مراحل پایانی خود را می گذراند. این ماده سحرآمیز می تواند انواع مولکولهای گازی و مایع را در فرآیندهای مختلف صنعتی و زیست محیطی جداسازی کند

وی افزود: به منظور دستیابی به دانش تولید نانوزئولیتها در مقیاس بزرگتر از مقیاس آزمایشگاهی تاکنون بیش از 15- 10 پروژه در زمینه انواع نانوزئولیتها در آزمایشگاه تحقیق و توسعه شرکت سامان پژوهان آریا گستر، مستقر در مرکز رشد پارک علم و فناوری دانشگاه تهران تعریف شده که خوشبختانه همه آنها در مقیاس آزمایشگاهی به جواب رسیده اند و طراحی و ساخت اولین مینی پایلوت نانوزئولیت مراحل پایانی خود را می گذراند.

کاظمیان سپس به کاربردهای گوناگون نانوزئولیتها پرداخت و اظهار داشت: این ماده سحرآمیز به عنوان غربال مولکولی و جاذب می تواند انواع مولکولهای گازی و مایع را در فرآیندهای مختلف صنعتی و زیست محیطی جدا سازی کند. به عنوان مثال برای جدا کردن آمونیاک از خروجی گازی سیستمهای صنعتی و یا جداسازی اکسیژن و نیتروژن از هوا مورد استفاده قرار می گیرند. بخش عمده دستگاههای مولد اکسیژن، نیتروژن و آرگون از هوا با استفاده از این غربال مولکولی معدنی (زئولیت) کار می کنند. علاوه بر این در کلیه مراحل جداسازی صنعت نفت، گاز و پتروشیمی و جداسازی های آزمایشگاهی (پیش تغلیظ و...) از زئولیت استفاده می شود که تحت عنوان مولکولارسیو (غربال مولکولی) شناخته می شود.

مجری طرح با بیان اینکه وقتی از نانوزئولیت به عنوان جاذب استفاده می شود، غشاها عمده ترین روش کاربردی آن است، افزود: عموما فرآیندهای غشایی راندمان جداسازی را بالا برده، فضای مورد نیاز را کاهش داده و سرمایه گذاری کلان را کاهش می دهد.

وی اضافه کرد: اگر بخواهیم زئولیتهای تولید شده به روشهای معمول را به صورت غشا درآورده و مورد استفاده قرار دهیم به دلیل ضخامت زیاد شار (FLUX) یا همان میزان عبور مواد بر واحد سطح بر واحد زمان را کاهش می دهد که این امر مانع بزرگی در کاربردی کردن آنهاست چرا که برای بدست آوردن غشای بدون نقص و سالم باید چندین لایه زئولیت بر روی پایه نشاند که سبب افزایش ضخامت خواهد شد. به این جهت تاکنون کاربردی و صنعتی کردن غشاهای زئولیتی به روشهای قدیمی و غیرنانویی خیلی مشکل بوده است به طوری که تا امروز فقط تعداد معدودی واحد صنعتی آن هم از یک نوع زئولیت ساده گزارش شده است.

به گفته مدیر گروه تحقیقاتی زئولیتی "سامان پژوهان آریا گستر SPAG " این شرکت توانسته با سنتز نانو زئولیت، غشای نانو زئولیت تولید کند.

متاسفانه بر اساس شنیده ها پروژه هایی در راستای استفاده از نانوزئولیتها در شوینده ها تعریف شده است. این اقدام بسیار خطرناک است چون به دلیل نامحلول بودن این ذرات در آب امکان جذب آنها از طریق پوست وجود دارد

کاظمیان همچنین به کاربردهای این ماده در شوینده ها به عنوان سختی گیر اشاره کرد و با انتقاد از عدم جایگزینی کامل زئولیت به جای ترکیبات فسفاته مورد استفاده، نگرانی خود از عدم دقت پژوهشگران به مسائل ایمنی و بهداشتی کار با نانوذرات زئولیتی را این گونه بیان کرد: وقتی اندازه ذرات زئولیت از میکرون به سمت نانو می رود اگرچه باعث ایجاد بهبود چشمگیری در کارایی زئولیتها در همه جنبه های کاربردی آنها می شود ولی در صورت عدم رعایت جوانب کار می تواند مشکلات ایمنی و سلامتی به دنبال داشته باشد چرا که وقتی این ذرات به ابعاد 10 تا 15 نانومتر یعنی در ابعاد اندازه ویروس ها می رسند علاوه بر خطرات استنشاق آنها می توانند از طریق پوست وارد بدن شده و مشکلات جدی برای سلامت ایجاد کنند. از این رو متخصصین به هیچ وجه استفاده از نانو ذرات زئولیتها را در شوینده ها توصیه نمی کنند. 

کاظمیان اضافه کرد: متاسفانه بر اساس شنیده ها و مقالات ارائه شده در همایشهای علمی با وجودی که ما هنوز در استفاده از زئولیتهای بسیار عقب هستیم اما پروژه هایی در راستای استفاده از نانوزئولیتها در شوینده ها تعریف شده است. این اقدام بسیار خطرناک است چون شوینده ها با انسان سرو کار دارند و به دلیل نامحلول بودن در آب در بافت لباسها باقی می مانند و امکان جذب آنها از طریق پوست و یا استنشاق وجود دارد.

وی راکتورهای غشایی نانوزئولیتی را از کاربردهای دیگر محصولات تولیدی این شرکت ذکر کرد و گفت: با استفاده از راکتورهای غشایی زئولیتی (ZMR) هر دو فرایند انجام واکنش کاتالیستی و جداسازی مواد اولیه و محصولات قابل دستیابی است. لذا با توجه به اینکه درصد بسیار بالایی از واکنشهای و فرآیند جداسازی صنعت نفت، گاز و پتروشیمی با استفاده از جاذبها و  کاتالیستهای زئولیتی در حال انجام است، این راکتورهای غشایی می تواند کاربردهای فراوانی را در آینده این صنایع پیدا کند.

با وجود توان داخلی کشور تمامی نیازهای کشور در زمینه کاتالیستها، جاذبها و مبادله کنندهای زئولیتی از خارج وارد می شود!

کاظمیان با تاکید بر اینکه با توجه به کاربردهای بسیار متنوع و بعضا منحصربفرد زئولیتها این ترکیبات به ویژه به عنوان کاتالیست جزء مواد استراتژیک تلقی شده و لذا این تکنولوژی یک تکنولوژی استراتژیک است، به مهر گفت: علی رغم اینکه این ماده کاربردهای زیادی دارد و به طور مثال در تولید بنزین به عنوان پایه کاتالیست فرایند FCC کاربرد دارد و ما به شدت به آن نیاز داریم اما متاسفانه در حال حاضر این طرح در کشور مورد بی مهری قرار گرفته است و تمامی نیازهای کشور در زمینه کاتالیستها، جاذبها و مبادله کنندهای زئولیتی از خارج وارد می شود!.

وی کمبود مواد اولیه آزمایشگاهی و نیز امکانات دستگاهی آزمایشگاهی در کشور را یکی از معضلات جدی تحقیقاتی در زمینه نانو زئولیتها دانست و ادامه داد: متاسفانه اکثر منابع و تجهیزات آزمایشگاهی به دلیل سوء مدیریت و نیز فقدان یک سیستم و شبکه اطلاع رسانی جامع و کارآمد و یا عدم استفاده از اپراتورهای مجرب و متخصص، مورد استفاده بهینه قرار نمی گیرد و یا نتایج آنها قابل اعتماد نیست!.