سنتز و ارزیابی خواص زئولیت نانوساختار sapo-34 به روش هیدروترمال بهبود یافته با تابش امواج فراصوت

زئولیت ها گروه مهمی از نانو ساختارهای 3 بُعدی بلورین با تخلخل در ابعاد نانو متری هستند؛ از اینرو به آنها مواد نانو متخلخل نیز گفته می شود. گروهی از زئولیت ها که گاهی با نام شبه زئولیت نیز شناخته می شوند سیلیکوآلومینوفسفات ها هستندکه حاصل جانشینی اتم های سیلیکون در ساختار آلومینوفسفاات ها است. sapo-34 یکی از سیلیکوآلومینوفسفات های مهم است که با حفره هایی با اندازه تقریبی nm1 و ورودی های nm 38/0 به عنوان یک غربال مولکولی پر کاربرد به عنوان غشا در جداسازی گاز مطرح است. با این حال sapo-34 به دلیل سایت های اسیدی برونشتد با قدرت متوسط، انتخاب پذیری بسیار بالایی در فرایند تبدیل متانول به اولفین های سبک دارد؛ با این وجود sapo-34 از مشکل بزرگ طول عمر کوتاه در این فرایند رنج می برد. در شرایط فعلی sapo-34 به دلیل انتخاب پذیری بسیار بالای اولفین های سبک، نوید بخش ترین کاتالیست برای فرایند تبدیل متانول به اولفین های سبک است. این نانو ساختار به روش هیدروترمال یا گرمابی سنتز می شود؛ مشکل اصلی فرایند سنتز sapo-34 زمان طولانی آن است. روش های شیمی صوتی روش های جدیدی هستند که از تابش امواج فراصوت به محیط های محلول برای تسهیل واکنش های شیمیایی و سریع آنها استفاده می کنند. استفاده از فناوری فراصوت در زمینه سنتز زئولیت ها و خصوصاً sapo-34 یکی از زمینه های نوید بخش برای دست یابی به محصولات بهتر و ارزان تر است. از اینرو زئولیت نانو ساختار sapo-34 با بهره گرفتن از تابش امواج فراصوت و فراوری ژل پیش ماده ها سنتز گردید. برای کاهش حجم آزمایش ها و صرفه جویی در وقت و هزینه، از طراحی آزماش تاگوچی برای هدفمند کردن آزمایش ها استفاده گردید و در نهایت بر اساس خواص بلوری محصولات (آنالیز xrd) و توزیع اندازه ذرات (آنالیز fesem) شرایط بهینه سنتز تعیین گردید. نمونه بهینه دارای بلورینگی متوسط، اندازه ذرات در حد nm 400، سطح ویژه m2/g 484، سایت های اسیدی با قدرت تعدیل شده و ... بود. در ادامه نمونه بهینه در فرایند تبدیل متانول به اولفین های سبک استفاده شده و با تبدیل کامل متانول به محصولات، دارای انتخاب پذیری بیش از 90% برای اولفین های سبک بود. این کاتالیست با پایداری بسیار مناسب در فرایند، توانست به مدت 44 ساعت با انتخاب پذیری بیش از 40% به طور کامل متانول را تبدیل کند.