 استفاده از ابزارهای کاهش فشار خطر ذخیره و انتقال در فشار بالا را کاهش میدهد
«مایعهای یونی» (Ionic Liquids) میتوانند خطرهای ذخیره و حملونقل گازهای سمی و واکنشپذیر با فشار بالا را کاهش دهند.
بهگزارش سایت «اخبار شیمی و مهندسی» (Chemical & Engineering News) (C&EN) محققان مرکز «مواد شیمیایی و محصولات فضایی» (Air Products & Chemicals) نشان دادهاند که مایعهای یونی میتوانند طی فرایندهای برگشتپذیر مقادیر زیادی از مواد سمی مانند «فسفین» (Phosphine) و «برم تری فلورید» (Boron Trifluoride) را جذب کنند. این فرایند با تشکیل کمپلکس شیمیایی از موادی انجام میشود که فشار بخار کم خود را حفظ میکنند. این خاصیت ویژگی مایعهای یونی است. نگهداری و جابهجایی مواد فوقالعاده سمی در فشارهای بالا، خطرهای نظیر ذیل را افزایش میدهد: - نشر گاز - سرریز شدن اتفاقی . البته این مسأله در مورد جائدها و مایعهایی است که فشار بسیار ناچیزی دارند. اما بعضی از گازها باید در فشارهای بالا نگهداری شوند، مثلاً آنهایی که نمیتوانند در فرایندهای عادی صنعتی به شکل مایع در بیایند و یا گازهای مایع فشردهای که حتی در دماهای معمولی فشار بخار بالایی دارند. صنایع گاز بهطور سنتی خطرات بالقوهی امنیتی را در مورد این گازهای فشار بالا با استفادهی معقول از سیلندرها، شیرفلکهها و تجهیزهای مرتبط مدیریت میکنند. یک راه دیگر مواجه با خطرهای امنیتی گازها با فشار بالا آن است که از اعمال فشار بالا خودداری شود و بهجای آن از محیطهای واسطه برای نگهداری گازهای خطرناک استفاده شود که میتواند مقادیر بسیار زیادی از این گازها را در خود جای داده و برای مصارف صنعتی کاربرد داشته باشد. همچنین آمادهی جابهجایی گازها در مواقع مورد نیاز باشد.
این شیوه توسط «دانیل تمپل» (Daniel J. Tempel) و همکارانش در مرکز«مواد شیمیایی و محصولات فضایی» (Air Products & Chemicals) اتخاذ شد. با استفاده از ابزارهای آزمایشگاهی و محاسبهای، محققان قدرت اسیدی و بازی لوییس گازهای خطرناک و مایعهای یونی را به زوجهایی مرتبط کردند که بهطور برگشتپذیری از کمپلکسهای شیمیایی تولید میشود.
در یک حالت آنها نشان دادند که گاز سمی فسفین که باز لوییس است نسبت 2 به 1 به مایع یونی «ایمیدازولیوم تریکورودیکاپرات» (Imidazolium Trichorodicuprate) که یک اسید لوییس است تبدیل میشود. همچنین آنها دریافتند که گاز اسید لوییس و خطرناک «برم تری فلورید» به نسبت مولی یکبهیک به «ایمیدازولیوم تترا فلوئوروبرات» (Imidazolium Tetrafluoroboate) تبدیل میشود. در هر دو حالت، در بالاترین ظرفیت گاز مایعهای یونی، فشار نزدیک به 1 اتمسفر باقی میماند که این فشار کسر بسیار کوچکی از فشاری محسوب میشود که بهطور معمول در حمل و نگهداری PH3 و BF3 اعمال میشود. استخراج گاز از مایعهای یونی محتاج اتصال ساده به ظرفی است که در آن مواد بهصورت کمپلکس در خلاء نگهداری شدهاند. با این کار فرایند کمپلکس کردن معکوس شده و گاز فعال با سرعتی مناسب آزاد میشود.
«دانیل اف. او. کانل» (Daniel F.O. Connell) مدیر بازرگانی مرکز «مواد شیمیایی و محصولات فضایی» (Air Products & Chemicals) متذکر شد که اخیراًً شرکت آزمایشهایی را انجام داده است که در آن گازهای کمپلکس در ابزارهای الغای یونی برای ایجاد تحرک در ویفرهای نیمهرسانا -که از اتمهای فسفر و برم ساخته شدهاند- استفاده شده است.
«کانل» (Connell) میگوید در حال حاضر شرکت در حال بررسی گزینههایی است برای تجاری کردن فناوری ذخیرهی گاز و انتظار دارد که نتایج آن در صنایع الکترونیک و دیگر حوزههای صنعتی بهکار رود.
«کنز آر. سدون» (Kenneth R. Seddon) پرفسور شیمیدان در دانشگاه «کویینز بلفاست» (Queen University of Belfast) در ایرلند شمالی میگوید: این پژوهش «خیلی مهم است» و از آن با عنوان «کاربرد سبز مایعهای یونی، روشی جدید» یاد میکند. او اضافه کرد که این روش که بر اساس مایع یونی بنا نهاده شده است بر کوششهای انجام شده در زمینهی جذب گازهای فعال توسط سطوح جامد تأثیر خیلی مهمی دارد.
|