هدف اصلی این پژوهش بر طراحی و تولید یک جاذب گاز CO2، بر مبنای اصلاح نانو ذرات سیلیکا با استفاده از یک ترکیب آمینی، استوار است. در راستای این هدف، نانو ذرات فیومد سیلیکا با استفاده از آمینو اتیل اتانول آمین (AEEA)، عامل دار شدند. عامل دار کردن نانو ذرات سیلیکا، منجر به جذب شیمیایی مولکول هدف به سطح جاذب مبتنی بر سیلیکا میشود. این در حالی است که اتصال مولکول هدف به سطح سیلیکا اصلاح نشده، از طریق جذب فیزیکی صورت میپذیرد.
فیومد سیلیکا دارای خواص منحصر به فردی نظیر مساحت سطح بالا، پایداری گرمایی قابل توجه و حفراتی با ساختار قابل کنترل است. ویژگی های مذکور، فیومد سیلیکا را به یک گزینه مطلوب به منظور تولید یک جاذب گاز، تبدیل میسازند. فرآیند آمین دار کردن فیومد سیلیکا، فرآیندی نسبتاً ساده محسوب میشود. این سادگی از “تعداد بالای گروه های سیلانول سطحی قابل دسترس” و “حداقل بودن محدودیت های نفوذ مولکولی” در فیومد سیلیکا ناشی میشود.
از طرف دیگر، یکی از نکات برجسته جاذب مذکور، استفاده از AEEA به جای پلی آمین های مرسوم، به منظور عامل دار کردن سطح نانو ذرات سیلیکا است. به طور کلی اصلاح سطح جاذبهای CO2 با گروه های آمینی، به دلیل تمایل زیاد آمین ها به برقراری پیوند با مولکول های CO2، رویکردی مؤثر در راستای افزایش ظرفیت جذب CO2 توسط جاذب محسوب میشود. کوچک بودن اندازه مولکول های AEEA، منجر به کاهش محدودیت های نفوذ مولکولی به سطح فیومد سیلیکا، کاهش ممانعت فضایی و تقلیل مسدود شدن حفرات فیومد سیلیکا میشود. به این ترتیب، امکان توزیع یکنواخت و حداکثری مولکول های آمینی در تمام سطوح نانو ذرات سیلیکا فراهم میگردد. این ساختار منجر به بهبود امکان دسترسی به مکان های شیمیایی فعال موجود در ساختار جاذب میشود و به دنبال آن ظرفیت جذب گاز CO2 توسط جاذب، ارتقاء مییابد.
بر مبنای نتایج آزمون های مختلف، مقدار بهینه بارگیری AEEA بر روی نانو ذرات فیومد سیلیکا معادل 35% گزارش شد. در این شرایط مقدار پارامتر ظرفیت جذب گاز CO2 معادل mmol/g 6/3 (در دمای °C 25 و فشار bar 1) میباشد. این مقدار یکی از بیشترین مقادیر گزارش شده برای پارامتر “ظرفیت جذب گاز CO2” توسط جاذب های مبتنی بر سیلیکا میباشد.
یکی از ویژگی های قابل توجه جاذب مذکور، قابل بازیافت بودن آن بدون کاهش قابل توجه در ظرفیت جذب گاز CO2 میباشد. لازم به ذکر است که عملکرد نانو ذرات فیومد سیلیکا اصلاح شده با AEEA به عنوان جاذب در کاربردهای صنعتی مورد آزمایش قرار گرفت و نتایج رضایت بخشی حاصل شد.
در نهایت لازم به ذکر است که تسهیل فرآیند استفاده مؤثر از این جاذب، در زمینههای مختلف صنعتی تلاش ارزشمندی در راستای حفظ محیط زیست محسوب میشود.
Adhya, P., Sardar, P., Saha Chowdhury, S., Samanta, A.N., Mondal, T. and Kaushal, M., 2026. Aminoethylethanolamine-Modified Silica Nanoparticles for CO2 Capture. Industrial & Engineering Chemistry Research.
Ind. Eng. Chem. Res. 2026, 65, 22, 11642–11654
