به نقل از «الف»

در تحقیقات مشترک محققان ایرانی و خارجی تایید شد حل مشکل جداسازی گازها با فرآیندهای جذب غشایی مبتنی بر چارچوب‌های فلزی

تاریخ انتشار: ۱۹ شهریور ۱۴۰۱ | کد خبر: ۳۵۹۷۲۸۲۷

به گزارش ایسنا، پیشرفت‌های قابل توجهی در فناوری جذب مبتنی بر MOFها با راندمان بالا و انرژی کم به عنوان جایگزین مناسب برای جداسازی گازهای حیاتی صورت گرفته است. این نوآوری‌ها زمانی آشکار می‌شوند که مواد متخلخل با مکانیسم‌های جداسازی هیبریدی (سینتیکی و ترمودینامیکی) طراحی شوند که عملکرد قابل‌توجهی در جداسازی گاز از خود نشان می‌دهند.

بیشتر بخوانید: اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!

مهمتر از آن، مواد متخلخل این پیشرفت را مدیون پیشرفت‌های قابل توجه در کنترل اندازه منافذ و شیمی منافذ هستند. با این حال، از دیدگاه صنعتی، MOFها هنوز نیاز به ارزیابی بیشتری دارند.

با حرکت به سمت صنعتی شدن، الزامات بسیار مهمی برای گذار از روش‌های سنتی انرژی­‌بر مانند تقطیر برودتی به جداسازی مبتنی بر جاذب با انرژی کارآمد وجود دارد و این الزامات شامل هزینه‌های تولید بالا، پایداری (شیمیایی، حرارتی و مکانیکی)، اثرات نامطلوب زیست‌محیطی استفاده از حلال‌های آلی، ارتباط معکوس بین ظرفیت جذب و گزینش‌پذیری، قابلیت بازیافت MOF و شکل دادن به پودر آن‌ها می‌شود.

چارچوب‌های فلزی-آلی فلوئوردار (F-MOFs) به عنوان مواد متخلخل با رشد سریع، به دلیل منافذ قابل تنظیم، ویژگی‌های شیمیایی جذاب و پایداری عالی، حوزه جداسازی گاز را متحول کرده‌اند. درک عمیق ساختار-عملکرد برای سنتز و توسعه F-MOFهای جدید بسیار حیاتی است.

در مقاله مروری تیم تحقیقاتی از دانشگاه اراک با دانشگاه‌های اسپانیا و آمریکا بر چندین استراتژی برای طراحی دقیق و سنتز F-MOFهای جدید با ساختارهای تنظیم شده برای اهداف جداسازی گاز خاص تمرکز شده است. رشد سریع تعداد مطالعات در این زمینه، به ویژه پس از سال ۲۰۱۸، اهمیت این مواد متخلخل را در کاربردهای جداسازی گاز آشکار می‌کند.

نتایج تجزیه و تحلیل در این مقاله نشان داد که عملکرد جداسازیF-MOFها بر روی اکثر جداسازی صنعتی گازهای مهم متمرکز بوده است. بر اساس این نتایج مشخص شد که F-MOFها مواد معیار در اکثر جداسازی‌های چالش برانگیز گازها هستند. چشم‌انداز و جهت‌گیری‌های آینده علم و مهندسیF-MOFها و چالش‌های آنها برای مقابله با مسائل مربوط به غلبه بر مبادله بین ظرفیت/تراوایی و گزینش‌پذیری برای یک حرکت جدی به سمت صنعتی شدن برجسته شده است.

در مورد جداسازی غشایی گازها، اکثر غشاهای ساخته شده باF-MOFها یا به حد بالای تجاری رسیده‌اند یا از آن فراتر رفته‌اند. پیشرفت در جاذب‌های F-MOF می‌تواند چالش‌های اقتصادی عمده فرآیندهای جداسازی سنتی را نیز برطرف کند، به‌ویژه در مواردی که فشار گاز خوراک پایین این فرآیندها را غیراقتصادی می‌کند، این جاذب‌های پیشرفته با دستیابی به خلوص/ظرفیت بالا مشکل را حل می‌کنند.

به نقل از ستاد نانو، در نهایت، فرآیندهای جذب و غشایی مبتنی بر F-MOFها، علی‌رغم چالش‌های بالقوه فراوان، قطعاً می‌توانند بسیاری از مشکلات کنونی، به ویژه در مصرف انرژی جهانی و جداسازی گازها را حل کنند. علیرغم پیشرفت‌های قابل توجه در توسعهF-MOFها، همچنان با برخی از مشکلات اساسی که برای صنعتی‌ سازی MOFهای دیگر وجود دارد، مواجه هستند. با این حال،F-MOFها بر برخی از این مشکلات، مانند ظرفیت جذب گاز کم، پایداری ضعیف آب و انرژی زیاد برای احیا غلبه کرده‌اند.

ولی جامعه علمی و صنعت همچنان نیاز به همکاری مؤثر برای انتقال این مواد از آزمایشگاه به صنعت دارند.

نتایج این پژوهش که توسط دکتر آبتین عبادی و دکتر حمیدرضا سنایی‌پور از اعضای هیات‌علمی گروه مهندسی شیمی دانشگاه اراک با همکاری دانشمندانی از دانشگاه کوردوبا و دانشگاه پلی تکنیک والنسیا از کشور اسپانیا و دانشگاه تگزاس در سن آنتونیو کشور ایالات متحده آمریکا در سال ۲۰۲۲ میلادی به انجام رسیده است، در شماره اخیر مجله‌ بسیار معتبر Chemical Society Reviews با ضریب تاثیر ۶۰٫۶۱۵ که پرچمدار مجلات انتشارات Royal Society of Chemistry است، به چاپ رسیده است.

منبع: الف

کلیدواژه: مواد متخلخل جداسازی گاز

درخواست حذف خبر:

«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت www.alef.ir دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «الف» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۵۹۷۲۸۲۷ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.

با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.

خبر بعدی:

استفاده از ظروف چدنی برای این افراد مشکل‌ساز می‌شود

برای انتخاب ظرف مورد نیاز برای پخت غذا باید به امکان تمیز کردن و شست‌وشوی ظرف دقت شود، زیرا اگر ظرف از نظر فیزیکی به گونه‌ای باشد که نتوان خوب آن را تمیز کرد و موجب تجمع باکتر‌های و میکروب‌ها شود، موجب بیماری روده‌ای می‌شود.

به گزارش ایسنا، مدیر غذا، آشامیدنی، آرایشی و بهداشتی دانشگاه علوم پزشکی دزفول با اشاره به انواع ظروف برای پخت غذا، گفت: یک ظرف مناسب باید دارای قوام و داوم باشد و با این وجود هنگام استفاده از ظروف باید از کفی چوبی استفاده شود تا خط و خش روی ظرف ایجاد نشود و پوشش ظرف دچار مشکل نشود.

غلامرضا مهشاد با اشاره به انواع ظروف مورد استفاده برای پخت غذا اظهار کرد: ظروف با جنس‌های مختلفی در بازار وجود دارند و در این شرایط مساله بروز بیماری‌های مختلف در پی استفاده از برخی از ظروف مطرح است و مردم باید به ایمنی غذا دقت کنند، زیرا ممکن است بهترین مواد غذایی و با بیشترین هزینه تهیه و تامین شود، اما در فرآیند پخت دچار اشکال شود و غذای مصرفی به نوعی سلامت را به مخاطره بیندازد.

وی افزود: اکنون اطلاعات مردم در زمینه ظروف، قدیمی است و به روز رسانی نشده است؛ به عنوان مثال شاید مردم ندانند که ابتلا به برخی از بیماری‌ها مانند تجمع آهن در بدن یا بیماری هموکروماتوز می‌تواند مشکل‌ساز شود و معمولا برای پخت غذای مبتلایان به این بیماری از ظروف چدنی استفاده نمی‌شود، زیرا در صورت استفاده از این ظروف، تجمع آهن در بدن این افراد زیاد می‌شود.

برای انتخاب ظرف پخت غذا باید به چه نکاتی توجه کرد؟

مدیر غذا، آشامیدنی، آرایشی و بهداشتی دانشگاه علوم پزشکی دزفول بیان کرد: برای انتخاب ظرف مورد نیاز برای پخت غذا باید به امکان تمیز کردن و شست‌وشوی ظرف دقت شود، زیرا اگر ظرف از نظر فیزیکی به گونه‌ای باشد که نتوان خوب آن را تمیز کرد و موجب تجمع باکتر‌های و میکروب‌ها شود، موجب بیماری روده‌ای می‌شود بنابراین برای تهیه یک ظرف باید به نحوه تمیز کردن آن توجه شود.

مهشاد ادامه داد: یک ظرف مناسب باید دارای قوام و داوم باشد و با این وجود هنگام استفاده از ظروف باید از کفگیر چوبی استفاده شود تا خط و خش روی ظرف ایجاد نشود و پوشش ظرف دچار مشکل نشود.

وی با اشاره به ویژگی‌های ظروف آلومینیومی عنوان کرد: آلومینیوم فلز سبکی است و گرما به سرعت به این ظروف منتقل می‌شود. از طرف دیگر شست‌وشوی این ظروف بسیار آسان است، اما مشکلی که این ظروف دارند این است که تجمع رسوبات آلومینیوم در بدن موجب بروز برخی از بیمار‌های به ویژه آلزایمر و بروز مشکلات عصبی در کودکان می‌شود.

مدیر غذا، آشامیدنی، آرایشی و بهداشتی دانشگاه علوم پزشکی دزفول افزود: ممکن است بروز برخی از سرطان‌ها نیز به استفاده از این ظروف ارتباط داشته باشد.

وی بیان کرد: بنابراین باید توجه شود در صورت استفاده از ظروف آلومینومی، اگر مواد غذایی اسیدی باشد انتقال آلومینیوم از ظرف به مواد غذایی افزایش می‌یابد و موجب بروز بیماری می‌شود.

مهشاد گفت: در حال حاضر نوعی از ظروف آلومینیوم وارد بازار شده‌اند که زیباتر هستند و راحت‌تر شسته می‌شوند و علاوه بر آن، دارای پوششی هستند که انتقال مواد آلومینیوم به مواد غذایی را کمتر می‌کند بنابراین اگر قرار است برای پخت غذا از ظروف آلومینیومی استفاده شود باید از ظروف آلومینیومی آنودایز شده که بسیار مناسب و مقاوم‌تر هستند استفاده شود.

وی عنوان کرد: ظرف دیگری که استفاده از آن بسیار رایج است و معمولا یکی از سالم‌ترین ظروف است، ظروف نوع استیل یا فولاد ضدزنگ است که از طریق آلیاژی مرکب از آهن، کروم و نیکل ساخته شده است.

مدیر غذا، آشامیدنی، آرایشی و بهداشتی دانشگاه علوم پزشکی دزفول گفت: این ظرف در برابر خوردگی و زنگ‌زدگی بسیار مقاوم است. از سوی دیگر معمولا آلیاژ به صورت یکسان گرما را به مواد غذایی می‌رساند و در نتیجه غذایی که در این ظروف تهیه می‌شود خوشمزه‌تر است.

وی افزود: هنوز شواهدی وجود ندارد که بگوییم خرده‌های این فولاد ضد زنگ وارد مواد غذایی می‌شود و سلامتی را به خطر می‌اندازد. تنها توصیه این است که برای پخت و پز‌های طولانی یا در صورت دمای بالا به صورت نامتعارف یا جوشاندن مواد غذایی اسیدی در این ظروف، احتمال افزایش نیکل یا کروم وجود دارد و باید حواس‌مان را جمع کنیم، زیرا افرادی که به این مواد حساسیت دارند ممکن است آلرژی‌شان تشدید شود.

شرط استفاده از ظروف سرامیکی برای داشتن غذای سالم

مهشاد بیان کرد: ظروف دیگری که بسیار در بازار رایج‌اند و جوان‌پسند هستند، ظروف سرامیکی هستند. بسیاری می‌گویند سرامیک یکی از سالم‌ترین ظروف برای پخت و پز است و با سایر ظروف مانند تفلون مقایسه می‌شود.

وی افزود: ظروف سرامیکی در دمای بالا ضرری ندارند. البته باید توجه شود ظروف سرامیکی کاملا سرامیک نیستند و از فلز ساخته شده‌اند و با ماده‌ای مانند پایه سرامیکی پوشانده شده‌اند.

مدیر غذا، آشامیدنی، آرایشی و بهداشتی دانشگاه علوم پزشکی دزفول ادامه داد: معمولا این ظروف بسیار مناسب هستند، اما توصیه می‌شود افرادی که از این ظروف استفاده می‌کنند ظرف را با دست بشویند.

مهشاد ادامه داد: ظروف دیگری که در بازار زیاد هستند و استقبال خوبی از آن‌ها شده ظروف چدنی هستند؛ این ظروف دوام زیادی دارند و از آهن ساخته شده‌اند، اما استفاده از این ظروف برای افراد کم خون انتخاب مناسبی است و جزو سالم‌ترین ظروف برای پخت و پز هستند. مواد غذایی دارای بافت سخت مانند گوشت، در این ظروف بسیار خوب پخته می‌شوند و نسبت به حرارت‌های بالا مقاوم هستند.

وی افزود: با این حال استفاده از این ظروف برای کسانی که دچار بیماری هموکروماتوز هستند به علت تجمع آهن در بدن‌شان مشکل‌ساز می‌شود و این افراد نباید از این ظروف استفاده کنند.

وی عنوان کرد: مردم به سمت پخت و پز با استفاده از ظروف مسی نیز رفته‌اند؛ این ظروف به راحتی حرارت را به مواد غذایی انتقال می‌دهند و کیفیت غذا با استفاده از این ظروف بالا می‌رود، اما باید توجه شود این ظروف کاملا از مس ساخته نشده‌اند و با فلز ساخته و تنها روکش مس دارند.

مهشاد افزود: اگر بیش از اندازه از ظروف مسی استفاده شود موجب تجمع مس در کبد می‌شود در نتیجه در آینده این موضوع برای فرد مشکل‌ساز می‌شود بنابراین روی این مس روکشی از نیکل زده می‌شود و باید حواس‌مان باشد اگر این ظروف روکش قلع یا نیکل دارند، زیاد ساییده نشوند تا این پوشش از بین نرود و موجب آزاد شدن بیش از حد مس در غذا و تجمع آن در بدن نشود، زیرا در صورت وقوع این اتفاق مشکلات زیادی برای افراد ایجاد می‌شود.

مدیر غذا، آشامیدنی، آرایشی و بهداشتی دانشگاه علوم پزشکی دزفول گفت: ظروف دیگر مورد استفاده، ظروف تفلون هستند. شست‌وشوی این ظروف بسیار راحت است و روغن کمی استفاده می‌کنند بنابراین این ظروف بسیار مورد استقبال قرار گرفته‌اند، اما این ظروف برای سلامتی مناسب نیستند.

وی ادامه داد: تفلون ماده شیمیایی مضری است که موجب بروز برخی بیماری‌ها از جمله سرطان‌ها می‌شود و با آسیب‌های بیماری ریوی نیز ارتباط دارد.

مدیر غذا، آشامیدنی، آرایشی و بهداشتی دانشگاه علوم پزشکی دزفول ادامه داد: اگر یک ظرف تفلون را بدون روغن روی گاز قرار دهیم بوی خاصی می‌دهد که موجب بروز سرفه و برخی مشکلات برای افراد دچار بیماری تنفسی می‌شود.

مهشاد عنوان کرد: فرمول ساخت ظروف تفلون در سال ۲۰۱۳ مقداری تغییر کرد و بهتر شد، اما باز هم داغ کردن بیش از حد این ظروف بسیار خطرناک است و نمی‌توانیم آن‌ها را جزو سالم‌ترین ظروف برای پخت و پز حساب کنیم.

وی افزود: ظروف دیگر مورد استفاده برای پخت و پز ظروف سفالی و سنگی هستند که استفاده از این ظروف حالت نوستالژیک دارد. باید توجه شود معمولا لعابی که روی ظروف سفالی ایجاد می‌شود غیر استاندارد است و موجب می‌شود مقدار زیادی کاتیون که یک ماده خطرناک و سرطان‌زا است در فرآیند پخت وارد مواد غذایی شود.

مهشاد ادامه داد: بیشتر رنگ‌هایی که در ظروف سفالی استفاده می‌شود مناسب نیستند بنابراین استفاده از این ظروف زیاد توصیه نمی‌شود.

خوب و بد ظروف شیشه‌ای

مدیر غذا، آشامیدنی، آرایشی و بهداشتی دانشگاه علوم پزشکی دزفول گفت: یکی از بهترین ظروف برای پخت غذا ظروف شیشه‌ای هستند. این ظروف تحمل دمای بسیار بالا را دارند، اما باید توجه شود کمتر از ظروف شیشه‌ای رنگی استفاده شود یا اصلا استفاده نشود، زیرا حرارت بالا موجب می‌شود یک سری یون‌ها و فلزات سنگین از این ظروف رنگی آزاد و وارد غذا شود.

وی افزود: باید حواس‌مان باشد که ضربه‌ای وارد نشده باشد و این ظروف لب پریدگی نداشته باشند یا از دمای خیلی داغ وارد دمای خنک نشوند.

مهشاد گفت: توصیه می‌شود هرگز برای آشپزی از کفگیر‌های فلزی استفاده نشود، زیرا استفاده از این ابزار موجب خراشیدگی ظرف و به خطر افتادن سلامت غذا می‌شود.

وی گفت: همچنین زمانی که غذایی در ظرف فلزی پخت می‌شود باید به ظرف شیشه‌ای یا ظرف دیگری منتقل شود و زیاد در ظرفی که پخته شده نگهداری نشود. ظروف نچسب یا تفلون و آلومینیوم حتی اگر سالم باشند باید بعد از دو سه سال استفاده عوض شوند.

مدیر غذا، آشامیدنی، آرایشی و بهداشتی دانشگاه علوم پزشکی دزفول توصیه کرد: بهتر است بعد از پخت مواد غذایی به ویژه در ظروف شیشه‌ای یا سنگی، در ظروف فلزی نگهداری نشوند مگر اینکه جنس ظرف شیشه‌ای یا سنگی باشد.

وی عنوان کرد: در مجموع بهترین ظروف مورد استفاده برای پخت مواد غذایی، ظروف استیل هستند و در مرحله بعد ظروف شیشه‌ای قرار دارند؛ استاندارد ظروف شیشه‌ای بسیار خوب است، اما نمی‌توان هر جایی از این نوع ظروف استفاده کرد و مراقبت‌های خاصی نیاز دارند.