کاربرد نانو جاذب های مهندسی شده در بهینه سازی فرآیند جذب دی اکسید کربن از جریان های گازی صنعتی

افزایش روزافزون غلظت گازهای گلخانه ای به ویژه دی اکسید کربن (CO₂) در اتمسفر، به عنوان یکی از مهم ترین عوامل موثر بر تغییرات اقلیمی و گرمایش جهانی شناخته می شود. سهم عمده ای از این انتشارها ناشی از فعالیت های صنعتی، نیروگاه های فسیلی و فرآیندهای احتراقی در صنایع شیمیایی و پتروشیمی است. در دهه های اخیر، توسعه فناوری های جذب، ذخیره سازی و استفاده مجدد از دی اکسید کربن (CCUS) به عنوان یک راهکار کلیدی در مهار این بحران جهانی مورد توجه قرار گرفته است. در این میان، نانوجاذب ها به دلیل ویژگی های منحصربه فرد خود نظیر سطح ویژه بالا، ساختار متخلخل، قابلیت اصلاح پذیری سطحی، انتخاب پذیری بالا و پایداری حرارتی، نقش بسیار موثری در ارتقای کارایی جذب CO₂ ایفا می کنند. در این مقاله، ضمن مروری جامع بر مفاهیم پایه ای جذب فیزیکی و شیمیایی CO₂، ساختار و عملکرد انواع نانوجاذب ها از جمله نانوذرات فلزی، نانوکامپوزیت ها، چارچوب های فلزی–آلی (MOF)، نانولوله ها، گرافن و سایر مواد پیشرفته بررسی می گردد. همچنین، روش های سنتز، بهینه سازی عملکرد، چالش های فنی، اقتصادی و زیست محیطی مرتبط با کاربرد نانوجاذب ها به صورت جامع تحلیل شده است. مقایسه این جاذب ها با جاذب های سنتی نشان می دهد که نانوجاذب ها قابلیت ارتقای چشمگیر ظرفیت جذب، کاهش مصرف انرژی، و افزایش پایداری عملیاتی را دارند. در ادامه، راهکارهای توسعه صنعتی این فناوری شامل کاهش هزینه تولید، استفاده از منابع ارزان و تجدیدپذیر، استانداردسازی، و پیاده سازی پایلوت های صنعتی ارائه شده است. تحلیل اقتصادی و زیست محیطی نیز نشان می دهد که استفاده از نانوجاذب ها در صورت حمایت سیاست گذاران، می تواند به کاهش قابل ملاحظه آلاینده های گازی منجر شود. در نهایت، چشم انداز آینده بر توسعه نسل جدید نانوجاذب های هوشمند و سازگار با محیط زیست متمرکز خواهد بود که می توانند تحولی اساسی در فرآیندهای کنترل انتشار گازهای گلخانه ای ایجاد نمایند. واژگان کلیدی: دی اکسید کربن، نانوجاذب، جذب گاز، چارچوب فلزی-آلی (MOF)، نانوکامپوزیت، تغییرات اقلیمی، انرژی پاک

کلیدواژه ها:

دی اکسید کربن ، نانوجاذب ، جذب گاز ، نانولوله کربنی ، MOF ، صنعت گاز