ساخت ابر جاذب‌های نانوكامپوزیتی برای تصفیه‌ پساب‌های رنگی

به گزارش روز سه شنبه گروه علمی ایرنا از ستاد ویژه توسعه نانو ریاست جمهوری،محدود بودن منابع آب و گسترش روزافزون واحدهای صنعتی، افزایش تولید فاضلاب‌های صنعتی و آلوده شدن منابع آب، یكی از معضلات اجتماعی و اقتصادی محسوب می‌شود.
فاضلاب حاصل از كارخانه‌ها و مراكز تولیدی همچون صنعت نساجی، كاغذسازی، داروسازی و صنعت چرم‌سازی به علت مصـرف انواع مواد شیمیایی و رنگی، روند تصفیه‌ فاضلاب را پیچیده می كنند. ازاین‌رو، بهره‌گیری از روش‌های نوین در حذف مواد شیمیایی همچون رنگ از فاضلاب‌های نساجی و كارخانه‌های تولید رنگ از اهمیت ویژه‌ای در كشورهای درحال‌توسعه، برخوردار است.
دكتر محمدتقی وردینی محقق دانشگاه آزاد اسلامی تبریز گفت:در این كار تحقیقاتی سعی شده است ابرجاذب‌هایی نانوكامپوزیتی با پایه‌ طبیعی به‌منظور تصفیه‌ پساب‌های رنگی صنایع مختلف با كارایی بهتر تهیه شود.
وردینی با اشاره به بهره‌گیری از روش‌های دوست دار محیط ‌زیست در حذف آلاینده‌های رنگی در این تحقیق، افزود: ابر جاذب‌هایی پایه طبیعی از قبیل نشاسته، كیتوسان، كاراگینان و سلولز به دلیل زیست‌ تخریب پذیری و سازگاری با محیط‌ زیست از گزینه‌های مناسب در فرایند تصفیه‌ پساب‌های صنعتی هستند.
به گفته وی در این تحقیق، ابرجاذب‌هایی بر پایه‌ پلیمر طبیعی كاراگینان كه از جلبك‌های دریایی قابل‌استخراج است، تهیه شده و عملكرد آن‌ها در حذف رنگ كاتیونی از پساب‌های كارخانه‌های رنگرزی مورد مطالعه قرار گرفته است.
محقق این طرح با بیان اینكه سرعت و ظرفیت جذب بالای ابرجاذب‌ها ناشی از حضور نانوذرات در روش مذكور است، خاطر نشان كرد: نانوذرات مغناطیسی به دلیل اندازه‌ نانومتری و مساحت سطح به حجم بالای خود، توانایی بسیار خوبی در جذب مواد رنگ‌زای كاتیونی به ابرجاذب‌ها می‌بخشند. نتایج نشان می‌دهد كه حضور نانوذرات اكسید آهن باعث افزایش سرعت جذب نیز می‌شود. همچنین با افزایش غلظت نانوذرات اكسید آهن در پلیمر طبیعی، میزان جذب رنگ افزایش می‌یابد.
حضور نانوذرات مغناطیسی موجب می‌شود این ابرجاذب‌ها پس از فرایند تصفیه به‌آسانی جداسازی شوند. طراحی ساده، هزینه‌ پایین، پاسخ سریع، قابلیت تجزیه‌ بیولوژیك، میزان و ظرفیت جذب بالا از مزایای دیگر این ابرجاذب نانوكامپوزیتی محسوب می‌شود.
وردینی در خصوص مراحل ساخت و بررسی عملكرد ابر جاذب‌های نانوكامپوزیتی گفت: در ابتدا، با استفاده از روش پلیمریزاسیون رادیكالی مونومرهای آب‌دوست آكریلیك اسید در حضور شبكه ساز متیلن بیس آكریل آمید، ابرجاذب سنتزی حاصل شد. سپس جهت تهیه‌ ابرجاذب نانوكامپوزیتی، از نانوذرات اكسید آهن مغناطیسی استفاده شد.
وی تصریح كرد: به این منظور، در حین پلیمریزاسیون، نانوذرات اكسید آهن را به محیط واكنش اضافه كرده و اثر آن بر خواص هیدروژل ابرجاذب نانوكامپوزیتی شامل میزان جذب آب درpH های متفاوت و توانایی در حذف رنگهای كاتیونی بررسی شد. همچنین ساختار و خواص مغناطیسی هیدروژل نانوكامپوزیتی طراحی شده، به‌وسیله‌ اسپكتروسكوپی مادون‌قرمز (FT-IR)، پراش پرتو X (XRD)، میكروسكوپ الكترونی روبشی (SEM)، میكروسكوپ الكترونی عبوری (TEM) و مغناطیس سنج ارتعاشی (VSM) مطالعه شد.
عضو هیات علمی دانشگاه آزاد اسلامی تبریز با بیان مكانیسم‌های عملكردی نانوذرات در ابرجاذب مذكور، افزود: نانوذرات اكسید آهن (Fe3O4) موجود در ابرجاذب سنتز شده، در محلول‌های آبی به فرم هیدراته هستند و سطح این نانوذرات می‌تواند به‌وسیله‌ی گروه‌های Fe-OHپوشش داده شود. pH محلول‌های آبی این گروه‌ها را تحت تأثیر قرار داده و در حقیقت گروه‌های Fe-OH در شرایط اسیدی به شكل FeOH+2 در می‌آیند. درصورتی‌كه در شرایط قلیایی گروه‌های Fe-OH به‌صورت -Fe-O در می‌آید. دافعه‌ای كه بین این گروه‌های آنیونی در شرایط قلیایی، افزایش در میزان حذف رنگ كریستال ویولت در حضور مقادیر بالای نانوذرات اكسید آهن را منجر می‌شود.
این طرح با همت دكتر محمدتقی وردینی- عضو هیأت علمی دانشگاه آزاد اسلامی واحد تبریز- انجام شده است. نتایج این كار در مجله‌ Carbohydrate Polymers (جلد 136، سال 2016، صفحات 772 تا 781) به چاپ رسیده است.
علمی(1)**1023**1440

انتهای پیام /*

ویدیو مرتبط :
Iran made Water treatment unit, phase two, Khoy city ساخت تصفیه خانه پساب شهر خوی ایران