پژوهشگران سازمان پژوهشهای علمی و صنعتی ایران در قالب یک طرح پژوهشی، موفق به سنتز و توسعه یک ماده جاذب نوین بر پایه آئروژل گرافنی اصلاحشده با حلال اوتکتیک عمیق پلیمریزهشونده شدند که قابلیت استفاده در فرآیند گوگردزدایی جذبی سوخت را دارد.
این طرح با عنوان «سنتز و بهکارگیری حلال اوتکتیک عمیق قابل پلیمریزه در اصلاح گرافن و بررسی کاربرد در گوگردزدایی سوخت» به سرپرستی دکتر یاسمین بیده، دانشیار گروه صنایع آلی و دارویی پژوهشکده فناوری های شیمیایی و با همکاری دکتر نیلوفر ناصری و با حمایت بنیاد علم ایران انجام شده است.
در این پژوهش، ابتدا یک حلال اوتکتیک عمیق بر پایه اسید ایتاکونیک و کولین کلرید سنتز شد و سپس با استفاده از استایرن بهعنوان کومونومر و بنزوئیل پراکسید بهعنوان آغازگر، پلیمر حاوی حلال اوتکتیک عمیق تهیه شد. در ادامه، این پلیمر بهعنوان فاصلهدهنده و عامل برهمکنش میان صفحات گرافنی مورد استفاده قرار گرفت تا از تجمع مجدد صفحات جلوگیری کرده و امکان تشکیل یک ساختار سهبعدی متخلخل را فراهم کند.
با بهرهگیری از ترکیب فرآیندهای هیدروترمال و خشککردن انجمادی، آئروژل گرافنی اصلاحشده با پلیمر حلال اوتکتیک عمیق سنتز شد. در ادامه، عملکرد جاذب سنتزشده در حذف ترکیبات گوگردی از سوخت مورد بررسی قرار گرفت. همچنین اثر پارامترهای مختلف از جمله مقدار جاذب، زمان تماس، دما و نسبت اکسید گرافن به پلیمر حلال اوتکتیک عمیق بر عملکرد گوگردزدایی ارزیابی شد. قابلیت بازیافت جاذب و حفظ عملکرد آن در چندین چرخه استفاده نیز مورد بررسی قرار گرفت. یکی از جنبههای نوآورانه این پژوهش، استفاده از حلال اوتکتیک عمیق پلیمریزهشونده بهعنوان عامل فاصلهدهنده و اصلاحکننده صفحات گرافنی است؛ رویکردی که ضمن ایجاد ساختار سهبعدی پایدار، امکان تلفیق ویژگیهای شیمیایی حلالهای اوتکتیک عمیق با خواص سطحی و ساختاری مواد کربنی متخلخل را فراهم میکند.
دستاوردهای این طرح علاوه بر ایجاد یک مسیر جدید برای طراحی جاذبهای پیشرفته، میتواند در توسعه فناوریهای نوین برای حذف ترکیبات گوگردی از سوختها و کاهش آلایندههای ناشی از احتراق سوختهای فسیلی مورد توجه قرار گیرد.
از نتایج این پژوهش، مقالهای با عنوان «Poly(deep eutectic solvent)-based synthesis of hierarchically porous graphene aerogels for fuel desulfurization application» در مجله Fuel منتشر شده است که نشاندهنده ظرفیت علمی و کاربردی نتایج بهدستآمده در این طرح است.
این پژوهش نمونهای از تلاشهای پژوهشگران سازمان پژوهشهای علمی و صنعتی ایران در جهت توسعه مواد پیشرفته، حلالهای سبز و فناوریهای نوین جداسازی و تصفیه با رویکرد پاسخ به نیازهای زیستمحیطی و صنعتی کشور به شمار میرود.