محققان دانشگاه مازندران با استفاده از طرح آزمايشي تاکوچي، برخي از پارامترهاي موثر بر سنتز نانوزئوليت ZSM-5 را بهينه کردند.

سنتز و شناسايي نانوزئوليت‌ها بهدليل کاربرد وسيع آنها بسيار حائز اهميت است. بهينه کردن پارامترهاي موثر بر سنتز زئوليت‌ها با روش‌هاي تک‌متغيره وقت‌گير بوده و مستلزم مصرف مواد شيميايي زيادي است.

از سويي ديگر به راحتي نمي‌توان تاثير متغيرهاي مورد مطالعه را بر يکديگر به‌خوبي ارزيابي کرد. به همين جهت پژوهشگران دانشگاه مازندران، با از استفاده از طرح آزمايشي تاکوچي به دنبال بهينه کردن برخي از پارامترهاي موثر بر سنتز نانوزئوليت ZSM-5 بودند.

دکتر مريم ابريشم‌کار، عضو هيئت علمي دانشگاه علوم و تحقيقات خوزستان، در رساله‌ي دکتري خود به بهينه کردن عوامل موثر بر سنتز نانوزئوليت ZSM-5 به‌منظور دست يافتن به اين زئوليت با کمترين اندازه‌ي کريستال پرداخته‌است.

وي در رابطه با چگونگي سنتز اين نانوزئوليت گفت: «تترااتيل اورتو سيليکا (به‌عنوان منبع سيليس) و تتراپروپيل آمونيوم هيدروکسيد و ايزوپروپکسيد آلومينيوم را در مقدار مناسبي از محلول سود حل کرديم و محلول شفاف به‌دست آمده را (به‌منظور بلوري شدن) در حمام روغن حرارت داديم. پس از پايان دوره‌ي سنتز، براي جدا نمودن نانوبلورهاي تهيه شده، مخلوط کلوئيدي به‌دست آمده را با سانتريفيوژ صاف کرديم. سپس نانوزئوليت محصول را چندين بار با آب مقطر شستشو داده و در نهايت در آون خشک نموديم».

دکتر ابريشم‌کار دست يافتن به شرايط بهينه براي تهيه‌ي مخلوط آزمايشي مورد نياز به‌منظور سنتز نانوزئوليت ZSM-5 با انجام حداقل آزمايشات را به‌دليل استفاده از طرح آزمايشي تاکوچي عنوان کرد.

وي گفت: «از آنجايي که طرح آزمايشي تاکوچي، ظرفيت انجام در سطح صنعتي را دارد و از سويي صرفه‌ي اقتصادي هم دارد، انجام اين پروژه با اين روش پيشنهادي مي‌تواند رمز موفقيت اين پروژه باشد».

به گفته‌ي محقق اين پژوهش، سنتز نانوزئوليت ZSM-5 با روش‌هاي ديگري نيز امکان‌پذير است ولي مستلزم صرف زمان بيشتر، مصرف مواد آزمايشي بيشتر و همچنين اعمال شرايط سخت‌تر براي دست يافتن به بهترين شرايط توليد محصول با خلوص فازي قابل توجه و اندازه‌ي بلور کمتر است، در حالي‌که روش پيشنهادي ما بسيار ساده، سريع و قابليت صنعتي شدن را به راحتي دارد.

از نانوزئوليت‌ها مي‌توان به‌عنوان کاتاليزور در انجام واکنش‌هاي کراکينگ، در تهيه‌ي الکترودهاي اصلاح شده و غيره استفاده نمود.

دکتر ابريشم‌کار در پايان ابراز داشت: «به‌منظور تجاري‌سازي اين پروژه، مطالعاتي در زمينه‌ي تهيه‌ي الکترودهاي اصلاح شده با زئوليت‌هاي سنتز شده صورت گرفته‌است».

جزئيات اين پژوهش -که با همکاري دکتر سيد ناصر عزيزي، عضو هيئت علمي دانشگاه مازندران و دکتر حسين کاظميان، محقق در زمينه‌ي زئوليت‌ها در دانشگاه وسترن کانادا انجام شده‌است- در مجله‌ي Zeitschrift für Anorganische und Allgemeine Chemie (جلد 636، صفحات 139-134، سال 2010) منتشر شده‌است.