طراحی نانوکاتالیستی ارزان جهت تصفیه‌ پساب‌های حاوی مواد آلی و رنگی توسط محققان دانشگاهی

محققان دانشگاه تبریز نانوکاتالیست‌هایی را جهت تصفیه‌ پساب‌های حاوی مواد رنگزا طراحی کرده‌اند که قادر است بازده تصفیه را افزایش دهد. نانوکاتالیست پیشنهادی از مواد اولیه‌ای ارزان که به وفور در کشور وجود دارد و به روشی ساده تهیه شده است. این تحقیقات در مقیاس آزمایشگاهی صورت گرفته است.

به گزارش سرویس فناوری ایسنا، در صورتی که پساب‌های رنگی بدون تصفیه به محیط زیست تخلیه شوند، می‌توانند به طرق مختلف اکوسیستم آبی را بطور نامطلوبی تحت تأثیر قرار دهند و به مرور زمان سبب تخریب محیط زیست ‌شوند. در حال حاضر چندین روش مانند لخته سازی، فیلتراسیون غشایی، جذب سطحی و جذب توسط کربن فعال برای تصفیه‌ پساب حاوی آلاینده‌های آلی و رنگزا به کار می‌روند. ولی این فرآیندها نمی‌توانند راه حل قاطعی برای حذف آلاینده‌های آلی از آب باشند.

دکتر علیرضا ختائی مجری این طرح درباره هدف دنبال شده در طرح به منظور تصفیه‌ بهتر پساب‌های رنگی عنوان کرد: «فرآیند سونوکاتالیستی هتروژن از جمله فرآیندهای کارآمد اکسایش پیشرفته است. این فرایند به دلیل واکنش با طیف وسیعی از ترکیبات آلی و عدم ایجاد مواد آلاینده‌ سمی در حین واکنش اکسیداسیون، روشی بسیار مؤثر در حذف آلاینده‌های مقاوم از محیط آبی به شمار می‌رود. فرایند سونوکاتالیستی هتروژن نسبت به سایر روش‌های ذکر شده مقرون به صرفه‌تر و ساده‌تر است. در این طرح به ساخت و بررسی نانوکاتالیستی کاربردی برای این فرایند پرداخته شد. این نانوکاتالیست از سنگ معدن طبیعی پیریت تهیه شده است.»

از آنجا که سنگ معدن پیریت در ایران به فراوانی یافت می‌شود، هزینه‌ پایین‌تری در مقایسه با استفاده از سایر کاتالیست‌های سنتزی دارد. از طرفی با کاهش ابعاد پیریت و تبدیل آن به نانوساختارهای مربوطه، امکان افزایش مساحت سطح و به تبع آن بالا بردن کارایی این کاتالیست وجود دارد.

به گفته‌ این محقق در این کار پژوهشی از روش ساده، ارزان و بی ضرر پلاسما برای تولید نانوساختارهای پیریت از سنگ معدن مربوطه استفاده شده است. طبق نتایج حاصل شده راندمان رنگزدایی در حضور نانوساختارهای پیریت فرآوری شده با پلاسما نسبت به پیریت طبیعی بیشتر است.

از آنجا که پیریت فراوان‌ترین سولفید فلزی روی سطح زمین بوده و در ایران نیز به فراوانی یافت می‌شود، لذا امکان تکمیل فاز مطالعاتی و دستیابی به تولید انبوه این نانوکاتالیست دور از انتظار نیست. در این صورت می‌توان از فرآیند سونوکاتالیستی هتروژن با استفاده از نانوساختارهای پیریت در حذف مواد رنگزای موجود در فاضلاب خروجی صنایع نساجی و رنگرزی و یا آلاینده‌های آلی مختلف که در برابر سایر روش‌های تصفیه مقاومند، استفاده کرد.

ختائی درادامه به نحوه‌ ساخت و بررسی نانوکاتالیست پیریت پرداخت و افزود: «در این کار تحقیقاتی، میکروذرات پیریت طبیعی به روش پلاسمای تخلیه‌ تابان گاز آرگون فرآوری شده و به نانوساختارهای مربوطه تبدیل شد. به منظور بررسی خواص این نانوساختار و نیز تعیین مشخصات آن از تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، آزمون‌های پراش اشعه ایکس (XRD)، طیف سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز (FT-IR) و روش برانوار- امت- تلر (BET) بهره گرفته شده است. در ادامه از نانوساختارهای پیریت به دست آمده در فرآیند سونوکاتالیستی هتروژن جهت تخریب ماده‌ رنگزای راکتیو قرمز 84 استفاده شد. تأثیر پارامترهای عملیاتی مانند pH اولیه‌ محلول، غلظت کاتالیست، غلظت ماده‌ رنگزا، قدرت امواج فراصوت و حضور نمک‌های معدنی بر راندمان رنگزدایی راکتیو قرمز 84 بررسی شد و در نهایت پایداری و امکان استفاده‌ مجدد از کاتالیست و حدواسط‌های ناشی از این فرآیند نیز تعیین شد.»

نتایج این کار تحقیقاتی در مجله‌ Ultrasonics Sonochemistry (جلد 29، سال 2016، صفحات 213 تا 225) به چاپ رسیده است. دکتر علیرضا ختائی- عضو هیأت علمی دانشگاه تبریز، پیمان غلامی-دانشجوی کارشناسی ارشد شیمی این دانشگاه و دکتر بهروز وحید- عضو هیأت علمی دانشگاه آزاد اسلامی واحد تبریز در انجام این طرح همکاری داشته‌اند.

انتهای پیام

تبلیغات

داغ ترین اخبار

تبلیغات

جدیدترین اخبار