تولید نسل جدید مبدل‌های کاتالیستی برای کاهش آلودگی هوا

ساخت و بررسی عملکرد نسل جدید مبدل‌های کاتالیستی بر پایه نانوآرایه‌های اکسید فلزی جهت کاهش آلودگی هوا در پژوهشگاه مواد و انرژی انجام شد.

کد خبر: ۱۲۹۶۰۶

تاریخ: ۲۷ مهر ۱۳۹۵ - ۱۱:۲۵

به گزارش ایران اکونومیست به نقل از روابط عمومی پژوهشگاه مواد و انرژی، دکتر ایمان صفایی، فارغ‌التحصیل مهندسی مواد و مجری این طرح با اشاره به اهمیت مبدل‌های کاتالیستی در کاهش آلودگی هوا بویژه نانوآرایه‌های اکسید فلزی تک‌بعدی که اخیرا مورد توجه قرار گرفته است، گفت: در این پروژه، در ابتدا ساخت یک مبدل با کاتالیستی از نانوآرایه‌های متراکم تک‌بعدی سریای تزئین شده با پالادیوم که بر روی سطح مونولیت لانه زنبوری کوردیریتی به صورت یکنواخت توزیع شده است، مورد بررسی قرار گرفت.

وی افزود: سپس آزمایشات صنعتی مبدل‌های کاتالیستی از قبیل واکنش اکسیداسیون مونوکسید کربن و آزمایش پایداری در این مبدل‌ها انجام شد و در نهایت با یک نمونه تجاری، مورد مقایسه قرار گرفت.

این پژوهشگر با تشریح روند کار این پروژه گفت: به منظور ساخت مبدل کاتالیستی بر پایه نانوآرایه‌های سریا، در ابتدا جوانه‌های اکسید روی درون کانال‌های مونولیت توسط فرایند سونوشیمیایی با اندازه بلورک‌های حدوداً 25 نانومتر ایجاد شد. سپس نانوآرایه‌های اکسید روی درون کانال‌های مونولیت لانه زنبوری کوردیریتی به روش هیدروترمال با قطر میانگین 140 نانومتر سنتز شد و به عنوان شابلون سخت برای ایجاد نانوآرایه‌های سریا مورد استفاده قرار گرفت.

وی افزود: نانـوذرات سریا، به همراه آلاینده پرازئودمیا طی واکنش هیدروترمال بر روی نانوآرایه‌های اکسید روی جوانه‌زنی کرده و بطور همزمان نانوآرایه‌های اکسید روی حذف شدند که سبب ایجاد ساختار نهایی نانولوله‌ای، متشکل از نانوذرات سریای دوپ شده با پرازئودمیا با ضخامت 80 نانومتر شد. تزئین نانوآرایه‌ ها توسط پالادیوم، طی فعال‌سازی سطح و واکنش فتـوشیمیایی انجام شد.

وی افزود: در آزمایش‌های کاتالیستی، دمای لایت آف مبدل کاتالیستی بر پایه نانوآرایه‌های سریای دوپ شده با پرازئودمیا نسبت به نمونه تجاری در واکنش اکسیداسیون منوکسید کربن 44 درجه سانتی‌گراد کاهش یافت، ضمن اینکه ضخامت پوشش حدوداً 100 برابر و میزان پالادیوم 33 درصد کاهش یافت.

دکتر صفایی توضیح داد: میزان تبدیل منوکسید کربن به دی اکسید کربن درمبدل کاتالیستی بر پایه نانوآرایه‌های سریای دوپ شده با پرازئودمیا در دمای 200 درجه سانتی‌گراد، تا 16 ساعت 100 درصد و از 16 تا 20 ساعت، 73 درصد بدست آمد. این در حالیست که برای نمونه تجاری میزان تبدیل بعد از حدوداً 3 ساعت، به صفر درصد رسید.

بر اساس این گزارش، این پژوهش با راهنمایی دکترمحمود کاظم زاد و دکتر مهدی علی زاده و نیز با مشاوره دکتر محمدرضا رحیمی پور در پژوهشکده سرامیک پژوهشگاه مواد و انرژی انجام شده است.