ଆଣବିକ ଚାଲୁଣୀ ZSM

# ମଲିକ୍ୟୁଲାର ସିଭ ZSM କୁ ବୁଝିବା: ଗୁଣଧର୍ମ, ପ୍ରୟୋଗ ଏବଂ ଉଦ୍ଭାବନ

ଏକ ପ୍ରକାରର ଜିଓଲାଇଟ୍, ମଲିକ୍ୟୁଲାର ସିଭ ZSM, କ୍ୟାଟାଲିସିସ୍, ଶୋଷଣ ଏବଂ ପୃଥକୀକରଣ ପ୍ରକ୍ରିୟା କ୍ଷେତ୍ରରେ ଯଥେଷ୍ଟ ଧ୍ୟାନ ଆକର୍ଷଣ କରିଛି। ଏହି ପ୍ରବନ୍ଧଟି ଆଣବିକ ସିଭ ZSM ସମ୍ପର୍କିତ ଗୁଣ, ପ୍ରୟୋଗ ଏବଂ ସାମ୍ପ୍ରତିକ ଉଦ୍ଭାବନ ବିଷୟରେ ଆଲୋଚନା କରେ, ବିଭିନ୍ନ ଶିଳ୍ପ ପ୍ରକ୍ରିୟାରେ ଏହାର ଗୁରୁତ୍ୱକୁ ଉଲ୍ଲେଖ କରେ।

## ମଲିକ୍ୟୁଲାର ସିଭ ZSM କ'ଣ?

ଆଣବିକ ଚାଳନା ZSM, ବିଶେଷକରି ZSM-5, ଏକ ଅନନ୍ୟ ଛିଦ୍ରଯୁକ୍ତ ଗଠନ ସହିତ ଏକ ସ୍ଫଟିକ ଆଲୁମିନୋସିଲିକେଟ୍। ଏହା ଜିଓଲାଇଟ୍ସଙ୍କ MFI (ମଧ୍ୟମ ପୋର୍ ଫ୍ରେମୱାର୍କ) ପରିବାରର ଅନ୍ତର୍ଭୁକ୍ତ, ଯାହା ଏହାର ଚ୍ୟାନେଲ ଏବଂ ଗହ୍ବରର ତ୍ରି-ପରିମାଣ ନେଟୱାର୍କ ଦ୍ୱାରା ବର୍ଣ୍ଣିତ। ଫ୍ରେମୱାର୍କରେ ସିଲିକନ୍ (Si) ଏବଂ ଆଲୁମିନିୟମ୍ (Al) ପରମାଣୁ ଥାଏ, ଯାହା ଅମ୍ଳଜାନ (O) ପରମାଣୁ ସହିତ ଟେଟ୍ରାହେଡ୍ରାଲି ସମନ୍ୱିତ। ଆଲୁମିନିୟମ୍ ର ଉପସ୍ଥିତି ଫ୍ରେମୱାର୍କରେ ନକାରାତ୍ମକ ଚାର୍ଜ ପ୍ରବର୍ତ୍ତନ କରେ, ଯାହା କ୍ୟାଟେସନ୍ ଦ୍ୱାରା ସନ୍ତୁଳିତ ହୋଇଥାଏ, ସାଧାରଣତଃ ସୋଡିୟମ୍ (Na), ପୋଟାସିୟମ୍ (K), କିମ୍ବା ପ୍ରୋଟନ୍ (H+)।

ZSM-5 ର ଅନନ୍ୟ ଗଠନ ଏହାକୁ ଆକାର ଏବଂ ଆକୃତି ଆଧାରରେ ଅଣୁଗୁଡ଼ିକୁ ଚୟନିତ ଭାବରେ ଶୋଷଣ କରିବାକୁ ଅନୁମତି ଦିଏ, ଯାହା ଏହାକୁ ଏକ ପ୍ରଭାବଶାଳୀ ଆଣବିକ ଚାଲୁଣୀ କରିଥାଏ। ZSM-5 ର ଛିଦ୍ର ଆକାର ପ୍ରାୟ 5.5 Å, ଯାହା ଏହାକୁ ବିଭିନ୍ନ ପରିମାଣ ସହିତ ଅଣୁଗୁଡ଼ିକୁ ପୃଥକ କରିବାକୁ ସକ୍ଷମ କରିଥାଏ, ତେଣୁ ଏହାକୁ ବିଭିନ୍ନ ପ୍ରୟୋଗରେ ଏକ ମୂଲ୍ୟବାନ ସାମଗ୍ରୀ କରିଥାଏ।

## ଆଣବିକ ସିଭ ZSM ର ଗୁଣଧର୍ମ

### 1. ଉଚ୍ଚ ପୃଷ୍ଠ କ୍ଷେତ୍ରଫଳ

ଆଣବିକ ଚାଳନା ZSM ର ସବୁଠାରୁ ଉଲ୍ଲେଖନୀୟ ଗୁଣ ମଧ୍ୟରୁ ଗୋଟିଏ ହେଉଛି ଏହାର ଉଚ୍ଚ ପୃଷ୍ଠ କ୍ଷେତ୍ରଫଳ, ଯାହା 300 m²/g ଅତିକ୍ରମ କରିପାରିବ। ଏହି ଉଚ୍ଚ ପୃଷ୍ଠ କ୍ଷେତ୍ରଫଳ ଉତ୍ପ୍ରକାଶକ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ପାଇଁ ଅତ୍ୟନ୍ତ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ, କାରଣ ଏହା ପ୍ରତିକ୍ରିୟାକାରୀମାନଙ୍କୁ ପାରସ୍ପରିକ କ୍ରିୟା କରିବା ପାଇଁ ଅଧିକ ସକ୍ରିୟ ସ୍ଥାନ ପ୍ରଦାନ କରେ।

### 2. ତାପଜ ସ୍ଥିରତା

ZSM-5 ଉତ୍କୃଷ୍ଟ ତାପଜ ସ୍ଥିରତା ପ୍ରଦର୍ଶନ କରେ, ଯାହା ଏହାକୁ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ଅବନତି ବିନା ଉଚ୍ଚ ତାପମାତ୍ରା ସହ୍ୟ କରିବାକୁ ଅନୁମତି ଦିଏ। ଏହି ଗୁଣ ବିଶେଷ ଭାବରେ ଉତ୍କୃଷ୍ଟ ତାପମାତ୍ରାରେ କାର୍ଯ୍ୟ କରୁଥିବା ଉତ୍ପ୍ରକାଶକ ପ୍ରକ୍ରିୟାଗୁଡ଼ିକରେ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ।

### 3. ଆୟନ ବିନିମୟ କ୍ଷମତା

ZSM-5 ର ଢାଞ୍ଚାରେ ଆଲୁମିନିୟମର ଉପସ୍ଥିତି ଏହାକୁ ଏକ ଉଚ୍ଚ ଆୟନ ବିନିମୟ କ୍ଷମତା ପ୍ରଦାନ କରେ। ଏହି ଗୁଣ ZSM-5 କୁ ଅନ୍ୟ ଧାତୁ ଆୟନ ସହିତ ଏହାର କାଟାସନଗୁଡ଼ିକୁ ବିନିମୟ କରି ପରିବର୍ତ୍ତନ କରିବାକୁ ଅନୁମତି ଦିଏ, ଯାହା ଏହାର ଉତ୍ପ୍ରକାଶକ ଗୁଣ ଏବଂ ଚୟନକୁ ବୃଦ୍ଧି କରିଥାଏ।

### ୪. ଆକୃତି ଚୟନ

ZSM-5 ର ଅନନ୍ୟ ଛିଦ୍ର ଗଠନ ଆକୃତି ଚୟନ ପ୍ରଦାନ କରେ, ଏହାକୁ ଅନ୍ୟଗୁଡ଼ିକୁ ବାଦ ଦେଇ କିଛି ଅଣୁକୁ ପସନ୍ଦିତ ଭାବରେ ଶୋଷଣ କରିବାକୁ ସକ୍ଷମ କରେ। ଏହି ଗୁଣ ବିଶେଷ ଭାବରେ ଉତ୍ପ୍ରକାଶକ ପ୍ରକ୍ରିୟାରେ ଲାଭଦାୟକ ଯେଉଁଠାରେ ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ପ୍ରତିକ୍ରିୟାକାରୀଙ୍କୁ ଟାର୍ଗେଟ କରିବାକୁ ପଡ଼ିଥାଏ।

## ଆଣବିକ ସିଭ ZSM ର ପ୍ରୟୋଗ

### ୧. ଉତ୍ପ୍ରକାଶନ

ବିଭିନ୍ନ ରାସାୟନିକ ପ୍ରତିକ୍ରିୟାରେ ଆଣବିକ ଚାଲୁଣୀ ZSM-5 କୁ ଏକ ଉତ୍ପ୍ରକାଶକ ଭାବରେ ବହୁଳ ଭାବରେ ବ୍ୟବହୃତ କରାଯାଏ, ଯଥା:

- **ହାଇଡ୍ରୋକାର୍ବନ କ୍ରାକିଙ୍ଗ**: ZSM-5 ଭାରୀ ହାଇଡ୍ରୋକାର୍ବନକୁ ପେଟ୍ରୋଲ ଏବଂ ଡିଜେଲ ଭଳି ହାଲୁକା ଉତ୍ପାଦରେ ରୂପାନ୍ତରିତ କରିବା ପାଇଁ ତରଳ କ୍ରାକିଙ୍ଗ (FCC) ପ୍ରକ୍ରିୟାରେ ନିୟୋଜିତ କରାଯାଏ। ଏହାର ଆକୃତି-ଚୟନକାରୀ ଗୁଣଗୁଡ଼ିକ ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ହାଇଡ୍ରୋକାର୍ବନର ପସନ୍ଦିତ ରୂପାନ୍ତରକୁ ଅନୁମତି ଦିଏ, ଯାହା ଉତ୍ପାଦ ଉତ୍ପାଦନ ବୃଦ୍ଧି କରେ।

- **ଆଇସୋମେରାଇଜେସନ୍**: ZSM-5 ଆଲକେନ୍‌ଗୁଡ଼ିକର ଆଇସୋମେରାଇଜେସନ୍‌ରେ ବ୍ୟବହୃତ ହୁଏ, ଯେଉଁଠାରେ ଏହା ଉଚ୍ଚ ଅକ୍ଟାନ୍ ରେଟିଂ ସହିତ ଶାଖାଯୁକ୍ତ ଆଇସୋମେର୍ ଉତ୍ପାଦନ କରିବା ପାଇଁ ଆଣବିକ ଗଠନର ପୁନର୍ବିନ୍ୟାସକୁ ସହଜ କରିଥାଏ।

- **ନିଷ୍କାସନ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା**: ZSM-5 ଡିହାଇଡ୍ରେସନ ପ୍ରତିକ୍ରିୟାରେ ପ୍ରଭାବଶାଳୀ, ଯେପରିକି ଆଲକୋହଲକୁ ଓଲେଫିନରେ ପରିବର୍ତ୍ତନ। ଏହାର ଅନନ୍ୟ ଛିଦ୍ର ଗଠନ ପାଣିକୁ ବାଛି ବାହାର କରିବାକୁ ଅନୁମତି ଦିଏ, ଯାହା ପ୍ରତିକ୍ରିୟାକୁ ଆଗକୁ ବଢାଇଥାଏ।

### 2. ଶୋଷଣ ଏବଂ ପୃଥକୀକରଣ

ଆଣବିକ ଚାଳନା ZSM ର ଚୟନାତ୍ମକ ଶୋଷଣ ଗୁଣ ଏହାକୁ ବିଭିନ୍ନ ପୃଥକୀକରଣ ପ୍ରକ୍ରିୟା ପାଇଁ ଏକ ଆଦର୍ଶ ପ୍ରାର୍ଥୀ କରିଥାଏ:

- **ଗ୍ୟାସ୍ ପୃଥକୀକରଣ**: ZSM-5 ଗ୍ୟାସଗୁଡ଼ିକୁ ସେମାନଙ୍କର ଆଣବିକ ଆକାର ଆଧାରରେ ପୃଥକ କରିବା ପାଇଁ ବ୍ୟବହାର କରାଯାଇପାରିବ। ଉଦାହରଣ ସ୍ୱରୂପ, ଏହା ବଡ଼ ଅଣୁଗୁଡ଼ିକୁ ଚୟନିତ ଭାବରେ ଶୋଷଣ କରିପାରେ ଏବଂ ଛୋଟ ଅଣୁଗୁଡ଼ିକୁ ମଧ୍ୟ ଦେଇ ଗତି କରିବାକୁ ଦେଇଥାଏ, ଯାହା ଏହାକୁ ପ୍ରାକୃତିକ ଗ୍ୟାସ୍ ବିଶୋଧନ ଏବଂ ବାୟୁ ପୃଥକୀକରଣରେ ଉପଯୋଗୀ କରିଥାଏ।

- **ତରଳ ଶୋଷଣ**: ZSM-5 ତରଳ ମିଶ୍ରଣରୁ ଜୈବ ଯୌଗିକର ଶୋଷଣରେ ମଧ୍ୟ ନିୟୋଜିତ ହୁଏ। ଏହାର ଉଚ୍ଚ ପୃଷ୍ଠ କ୍ଷେତ୍ରଫଳ ଏବଂ ଆକୃତି ଚୟନ ଏହାକୁ ଶିଳ୍ପ ନିର୍ଗତ ପଦାର୍ଥରୁ ପ୍ରଭାବଶାଳୀ ଭାବରେ ଅଶୁଦ୍ଧତା ଦୂର କରିବାକୁ ସକ୍ଷମ କରିଥାଏ।

### 3. ପରିବେଶଗତ ପ୍ରୟୋଗ

ପରିବେଶଗତ ପ୍ରୟୋଗରେ, ବିଶେଷକରି ପ୍ରଦୂଷକ ଅପସାରଣରେ ଆଣବିକ ଚାଳନା ZSM-5 ଏକ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ଭୂମିକା ଗ୍ରହଣ କରେ:

- **ଉତ୍ପ୍ରବାହକ ପରିବର୍ତ୍ତକ**: ZSM-5 କୁ ଅଟୋମୋଟିଭ୍ ଉତ୍ପ୍ରବାହକ ପରିବର୍ତ୍ତକରେ କ୍ଷତିକାରକ ନିର୍ଗମନ ହ୍ରାସ କରିବା ପାଇଁ ବ୍ୟବହୃତ ହୁଏ। ଏହାର ଉତ୍ପ୍ରବାହକ ଗୁଣ ନାଇଟ୍ରୋଜେନ୍ ଅକ୍ସାଇଡ୍ (NOx) ଏବଂ ଅଜଣା ହାଇଡ୍ରୋକାର୍ବନକୁ କମ୍ କ୍ଷତିକାରକ ପଦାର୍ଥରେ ପରିବର୍ତ୍ତନ କରିବାରେ ସହଜ କରିଥାଏ।

- **ଅପଚୟ ଜଳ ଚିକିତ୍ସା**: ZSM-5 କୁ ପରିଷ୍କାର ଜଳ ଉତ୍ସରେ ଯୋଗଦାନ କରି ଭାରୀ ଧାତୁ ଏବଂ ଜୈବ ପ୍ରଦୂଷକମାନଙ୍କୁ ଶୋଷଣ କରିବା ପାଇଁ ପରିଷ୍କାର ଜଳ ଚିକିତ୍ସା ପ୍ରକ୍ରିୟାରେ ବ୍ୟବହାର କରାଯାଇପାରିବ।

## ମଲିକ୍ୟୁଲାର ସିଭ ZSM ରେ ନବସୃଜନ

ଆଣବିକ ଚାଳନା ZSM ର ସଂଶ୍ଳେଷଣ ଏବଂ ପରିବର୍ତ୍ତନରେ ସାମ୍ପ୍ରତିକ ଉନ୍ନତି ଏହାର ପ୍ରୟୋଗ ପାଇଁ ନୂତନ ରାସ୍ତା ଖୋଲିଛି:

### ୧. ସଂଶ୍ଳେଷଣ କୌଶଳ

ଉନ୍ନତ ଗୁଣ ସହିତ ZSM-5 ଉତ୍ପାଦନ କରିବା ପାଇଁ ଜଳତାପୀୟ ସଂଶ୍ଳେଷଣ ଏବଂ ସୋଲ-ଜେଲ୍ ପଦ୍ଧତି ଭଳି ଅଭିନବ ସଂଶ୍ଳେଷଣ କୌଶଳ ବିକଶିତ ହୋଇଛି। ଏହି ପଦ୍ଧତିଗୁଡ଼ିକ କଣିକା ଆକାର, ଆକୃତି ଏବଂ ଫ୍ରେମୱାର୍କ ରଚନାକୁ ନିୟନ୍ତ୍ରଣ କରିବାକୁ ଅନୁମତି ଦିଏ, ଯାହା ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ପ୍ରୟୋଗରେ ZSM-5 ର କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତାକୁ ବୃଦ୍ଧି କରିଥାଏ।

### ୨. ଧାତୁ-ପରିବର୍ତ୍ତିତ ZSM-5

ZSM-5 ଢାଞ୍ଚାରେ ଧାତୁ ଆୟନଗୁଡ଼ିକର ଅନ୍ତର୍ଭୁକ୍ତିକରଣ ଧାତୁ-ପରିବର୍ତ୍ତିତ ZSM-5 ଉତ୍ପ୍ରକାଶକଙ୍କ ବିକାଶକୁ ନେଇଛି। ଏହି ଉତ୍ପ୍ରକାଶକମାନେ ବାୟୋମାସକୁ ଜୈବ ଇନ୍ଧନରେ ପରିବର୍ତ୍ତନ ଏବଂ ସୂକ୍ଷ୍ମ ରାସାୟନିକ ପଦାର୍ଥର ସଂଶ୍ଳେଷଣ ଭଳି ବିଭିନ୍ନ ପ୍ରତିକ୍ରିୟାରେ ଉନ୍ନତ କାର୍ଯ୍ୟକଳାପ ଏବଂ ଚୟନଶୀଳତା ପ୍ରଦର୍ଶନ କରନ୍ତି।

### 3. ହାଇବ୍ରିଡ୍ ସାମଗ୍ରୀ

ସାମ୍ପ୍ରତିକ ଗବେଷଣା ZSM-5 କୁ ଅନ୍ୟାନ୍ୟ ସାମଗ୍ରୀ, ଯେପରିକି କାର୍ବନ-ଆଧାରିତ ସାମଗ୍ରୀ କିମ୍ବା ଧାତୁ-ଜୈବ ଫ୍ରେମୱାର୍କ (MOF) ସହିତ ମିଶ୍ରିତ କରୁଥିବା ହାଇବ୍ରିଡ୍ ସାମଗ୍ରୀର ବିକାଶ ଉପରେ ଧ୍ୟାନ କେନ୍ଦ୍ରିତ କରିଛି। ଏହି ହାଇବ୍ରିଡ୍ ସାମଗ୍ରୀଗୁଡ଼ିକ ସମନ୍ୱୟଶୀଳ ପ୍ରଭାବ ପ୍ରଦର୍ଶନ କରନ୍ତି, ସେମାନଙ୍କର ଶୋଷଣ ଏବଂ ଉତ୍ପ୍ରକାଶକ ଗୁଣଗୁଡ଼ିକୁ ବୃଦ୍ଧି କରନ୍ତି।

### ୪. କମ୍ପ୍ୟୁଟେସନାଲ୍ ମଡେଲିଂ

କମ୍ପ୍ୟୁଟେସନାଲ୍ ମଡେଲିଂରେ ଉନ୍ନତି ଗବେଷକମାନଙ୍କୁ ବିଭିନ୍ନ ପ୍ରୟୋଗରେ ଆଣବିକ ଚାଳନା ZSM ର ଆଚରଣ ପୂର୍ବାନୁମାନ କରିବାକୁ ସକ୍ଷମ କରିଛି। ଏହି ମଡେଲିଂ ଶୋଷଣ ଯନ୍ତ୍ରକୁ ବୁଝିବାରେ ଏବଂ ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ପାଇଁ ZSM-ଆଧାରିତ ଉତ୍ପ୍ରେରକଙ୍କ ଡିଜାଇନ୍ ଅପ୍ଟିମାଇଜ୍ କରିବାରେ ସାହାଯ୍ୟ କରେ।

## ନିଷ୍କର୍ଷ

ଆଣବିକ ଚାଳନା ZSM, ବିଶେଷକରି ZSM-5, ଏକ ବହୁମୁଖୀ ସାମଗ୍ରୀ ଯାହା ଉତ୍ପ୍ରସାରଣ, ଶୋଷଣ ଏବଂ ପରିବେଶଗତ ପ୍ରତିକାରରେ ବିସ୍ତୃତ ପ୍ରୟୋଗ ସହିତ। ଏହାର ଅନନ୍ୟ ଗୁଣ, ଯେପରିକି ଉଚ୍ଚ ପୃଷ୍ଠ କ୍ଷେତ୍ର, ତାପଜ ସ୍ଥିରତା ଏବଂ ଆକୃତି ଚୟନ, ଏହାକୁ ବିଭିନ୍ନ ଶିଳ୍ପ ପ୍ରକ୍ରିୟାରେ ଏକ ଅମୂଲ୍ୟ ସମ୍ପତ୍ତି କରିଥାଏ। ସଂଶ୍ଳେଷଣ, ପରିବର୍ତ୍ତନ ଏବଂ କମ୍ପ୍ୟୁଟେସନଲ୍ ମଡେଲିଂରେ ଚାଲିଥିବା ନବସୃଜନ ଆଣବିକ ଚାଳନା ZSM ର ସମ୍ଭାବନାକୁ ବିସ୍ତାର କରିଚାଲିଛି, ନୂତନ ପ୍ରୟୋଗ ପାଇଁ ପଥ ପ୍ରଶସ୍ତ କରୁଛି ଏବଂ ବିଦ୍ୟମାନ କ୍ଷେତ୍ରରେ ଉନ୍ନତ କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତା ପ୍ରଦାନ କରୁଛି। ଶିଳ୍ପଗୁଡ଼ିକ ଅଧିକ ଦକ୍ଷ ଏବଂ ସ୍ଥାୟୀ ପ୍ରକ୍ରିୟା ପାଇଁ ପ୍ରୟାସ କରୁଥିବାରୁ, ଭବିଷ୍ୟତରେ ଆଣବିକ ଚାଳନା ZSM ର ଭୂମିକା ଆହୁରି ପ୍ରମୁଖ ହେବାର ସମ୍ଭାବନା ରହିଛି।