مروری بر کاربردهای کاتالیستی زئولیت‌ها برای تبدیل کربن‌دی‌اکسید

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری مهندسی شیمی، دانشگاه علم و صنعت ایران

2 استاد مهندسی شیمی، دانشگاه علم و صنعت ایران

doi
10.22034/farayandno.2025.2046473.1979
چکیده

زئولیت‌ها به‌عنوان کاتالیزورهای اسیدی نقش کلیدی در انتخاب‌پذیری، بهره‌وری و پایداری واکنش‌های تبدیل کربن‌دی‌اکسید (CO₂) ایفا می‌کنند. این مطالعه عملکرد زئولیت‌های مختلف را در تبدیل CO₂ به دی‌متیل‌اتر  (DME)، الفین‌های سبک، هیدروکربن‌ها و ترکیبات آروماتیک بررسی کرده است. نتایج نشان داد که زئولیت ZSM-5  به دلیل ساختار متخلخل متوسط و اسیدیته قوی، انتخاب‌پذیری بیش از %80 برای تولید ترکیبات آروماتیک را نشان می‌دهد​. همچنین، زئولیت‌های موردنیت (H-MOR) به دلیل پایداری حرارتی بالا و توانایی حمل سایت‌های اکسید فلزی، در سنتز هیبریدی فعال برای تولیدDME  با انتخاب‌پذیری %74 عملکرد مطلوبی نشان داده‌اند. از سوی دیگر، اصلاح زئولیت‌ها از طریق افزودن فلزات واسطه مانند Ga، Zn، Fe وCu  موجب بهبود تبدیل CO₂ به آروماتیک‌ها شده است، به‌گونه‌ای که در حضور زئولیت ZSM-5 اصلاح‌شده با Fe₂O₃/KO₂، انتخاب‌پذیری آروماتیک‌ها تا %74/3 افزایش یافته است. همچنین، ترکیب SAPO-34 با فلز پالادیم در فشار 50 بار و دمای°C 350‌ نرخ تبدیل  %40 CO₂ به پروپان را فراهم کرده است. این یافته‌ها نشان می‌دهد که تنظیم نسبت Si/Al، نوع فلز افزوده‌شده و روش سنتز زئولیت تأثیر مستقیمی بر انتخاب‌پذیری و پایداری کاتالیست‌ها دارد و زئولیت‌ها به‌عنوان بسترهای کاتالیستی پیشرفته، می‌توانند نقش مهمی در کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای و تولید ترکیبات با ارزش در صنایع شیمیایی و انرژی داشته باشند.