تولید نسل جدید نانو مواد تصفیه‌گر در دانشگاه امیرکبیر



پژوهشگر دانشگاه صنعتی امیرکبیر موفق به کسب دانش فنی تولید نانومواد نسل جدید شد که قادر است در تصفیه انواع پساب‌های رنگی، صنعتی و دارویی بکار رود.

به گزارش ایسنا، دکتر میلاد جورشعبانی، مجری این طرح با بیان اینکه با توجه به مشکلات کم آبی و چالش‌های موجود در کشور یکی از روش‌های بسیار مهم و موثر استفاده مجدد از پساب‌های مختلف است، خاطر نشان کرد: در مستندات علمی اشاره شده است که حدود ۹۵ درصد از پساب‌ها قابلیت استفاده مجدد دارند، علاوه بر این استفاده از پساب‌ها می‌تواند تا حدود زیادی مشکلات زیست محیطی و آلودگی‌های ناشی از نشت پساب‌ها به محیط زیست را نیز بر طرف کند. به عنوان مثال در منابع علمی به اهمیت تصفیه آب تولیدی در صنایع نفت و گاز اشاره می‌شود. بطور خلاصه در عملیات تولید نفت و گاز، برای حفظ فشار و رسیدن به سطح بازیافت بالاتر، آب اضافی به مخزن تزریق می‌شود. آب تزریق شده و آب تشکیل شده همراه با مخلوطی از هیدروکربن‌ها ایجاد می‌شوند. آب تولیدی حاوی ترکیب‌های نفتی محلول و معلق، ساختارهای معدنی محلول، و انواع ترکیبات آروماتیک است که به ازای هر بشکه نفت ۱۰ بشکه پساب تولید می‌شود و تخلیه این پساب می‌تواند سطح زمین، خاک و سفره‌های آب زیر زمینی یا دریا را نیز آلوده کند.

وی ضمن اشاره به اینکه تکنولوژی‌های مختلف تصفیه پساب نظیر استفاده از ازن، لجن فعال، روش‌های غشایی و فیلتراسیون‌ها دارای مزایا و معایب مختص به خود هستند و با توجه به نوع پساب دارای محدودیت کارایی هستند، به مزایای این طرح اشاره و بیان کرد: در این طرح تلاش شد تا از فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته با استفاده از فتوکاتالیزرها استفاده شود و بر سنتز و تولید فتوکاتالیزرها متمرکز کنیم.

مجری طرح نانومواد تصفیه گر، ضمن معرفی تیتانیوم دی اکساید به عنوان یکی از معروفترین کاتالیزورها به طرح معایب اساسی آن پرداخت و گفت: معروف‌ترین فتوکاتالیزر حال حاضر که در صنعت کاربردهای زیادی دارد تیتانیم دی اکسید است که دارای معایبی اساسی است. از جمله می‌توان به باند گپ ۳.۲ الکترون ولت آن اشاره کرد که برای فعال شدن نیاز به تابش نور ماوراء بنفش دارد تا قادر به راه اندازی مکانیسم‌هایی در جهت حذف آلاینده‌ها شود. یکی دیگر از معایب کاتالیزرهای تیتانیوم دی‌اکسید که استفاده آن ها را در صنعت بسیار محدود می‌کند عدم ته نشینی و عدم جداسازی آسان این مواد بعد از اتمام واکنش راکتوری است. بر همین اساس برای جداسازی آن روش‌های دیگری نظیر فیلتر کردن مورد نیاز است که هزینه‌های عملیاتی آن را به شدت افزایش می‌دهد.

جور شعبانی در عین حال به مزایای فتوکاتالیزرهای طرح حاضر و رفع عیوب قبلی اشاره کرد و گفت: این پروژه با بکارگیری از سنتز و اصلاح فتوکاتالیزرهای نسل جدید امکان کاهش باند گپ را فراهم آورد و به عبارت ساده‌تر میزان پاسخ‌گویی آن‌ها به تابش نور مرئی فراهم شد و همچنین نانومواد تولید شده به راحتی بعد از واکنش راکتوری در حالت دوغابی از محیط آبی بدون نیاز به روش‌های جانبی قابل جداسازی شدند. در حقیقت ما از روش‌های اصلاح اسکلت کربن نیتریدها به عنوان نانومواد نسل جدید با استفاده از داپینگ غیرفلزات و رشد درجای نانوذرات فلزی در طی یک فرآیند ساده تک مرحله‌ای بهره گرفتیم. در مجموع از نانومواد تولید شده برای حذف کامل انواع آلاینده‌های رنگی، دارویی و صنعتی نظیر متیلن بلو، متیل اورانژ، ردامین ب و فنل به کار گرفته شد.

وی در ادامه به استفاده موفقیت آمیز از روش‌های ترکیبی تصفیه اشاره و اظهار کرد: در بخش دیگری از پروژه که در دوره فرصت تحقیقاتی در کشور کانادا انجام شد از روش‌های ترکیبی تصفیه پساب نظیر ازن، نانومواد برای ارزیابی بیشتر توانایی مواد تولید شده در حذف آلاینده‌های سرسخت نظیر کربومازپین و بیس فنل آ در پساب‌ها بکار گرفته شد و نتایج بسیار خوبی بدست آمد. همچنین در این دوره اثر انواع تابش مانند UVC، UVA، مرئی و حتی لامپ‌های کم مصرف نظیر LED با طول موج ۴۶۰ نانومتر بکار گرفته شد و اثر آن‌ها بر راندمان نانومواد تولیدی ارزیابی شد و در همه موارد این مواد با منبع نوری فعال شدند.

جور شعبانی درباره نتیجه این تحقیقات در مقیاس نیمه صنعتی گفت: در این پروژه یکی از نانومواد تولید شده برای کاربرد عملیاتی افزایش مقیاس شد و با استفاده از یک پساب نفتی مورد سنجش قرار گرفت. پساب استفاده شده دارای ترکیبات هیدروکربنی سر سخت و سمی از خانواده‌ نفتنیک اسیدها بود که با استفاده از نانومواد تولید شده تصفیه شد و نتایج بسیار امیدبخشی حاصل شد.

وی در پایان خاطر نشان کرد: با توجه به نتایج آزمایشگاهی و ارزیابی این نانومواد با انواع پساب‌های مصنوعی و طبیعی امکان استفاده از این ترکیبات در مقیاس پایلوت و صنعتی فراهم است و حتی امکان استفاده از نور خورشید برای فعالسازی این نانومواد وجود دارد. همچنین نتیجه این طرح قابلیت استفاده در دستگاه‌های تصفیه هوا با استفاده از حتی نور خورشید را فراهم می‌کند.

این طرح از سوی میلاد جورشعبانی و با راهنمایی دکتر زهرا شریعتی‌نیا (عضو هیئت علمی دانشگاه صنعتی امیرکبیر) و دکتر علیرضا بدیعی (عضو هیئت علمی دانشگاه تهران) به اجرا در آمده است که حاصل آن ۷ مقاله ISI با درجه Q۱ در معتبرترین مجله‌های بین المللی بوده است که می‌توان به چاپ مقاله در Journal of materials chemistry A با ایمپکت ۹.۳۹ اشاره کرد.

انتهای پیام

منبع: خبرگزاری ایسنا

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *