نوآوری نانویی پژوهشگران ارومیه در حذف آلاینده های سنگین از آب
آجاک: محققان دانشگاه ارومیه با استفاده از نانوذرات ZIF-8، غشاهای پلی سولفون نوآورانه ای توسعه داده اند که می توانند آلاینده ها و فلزات سنگین فاضلاب را به صورت مؤثر حذف کند.
به گزارش آجاک به نقل از ستاد فناوری نانو ایران، محققان در دانشگاه ارومیه با استفاده از فناوری نانو، یک روش نوآورانه را برای تصفیه آب و حذف آلاینده ها عرضه کرده اند. در این پروژه، محققان غشاهای نانوکامپوزیتی از نوع پلی سولفون (PSU) را با استفاده از ذرات نانو زایف-۸ (ZIF-۸) برای بهبود فرآیندهای تصفیه آب توسعه داده اند. این مطالعه با هدف افزایش کارآمدی غشاها در حذف آلاینده ها، همچون نمک ها و فلزات سنگین، و بهبود خصوصیت های ضدآلودگی انجام شده است.
با توجه به افزایش سریع جمعیت و نیاز بیش از پیش به منابع آب شیرین، روشهای جدید و مؤثر برای تصفیه آب و پساب های صنعتی ضروری به نظر می رسند. استفاده از غشاهای نانوکامپوزیتی بخصوص با ترکیب ذرات نانو، می تواند چاره مناسبی برای تصفیه آب های آلوده باشد. این مطالعه در امتداد توسعه تکنولوژی های جدید تصفیه آب و رویارویی با آلودگی های محیط زیست و منابع آبی انجام شده است.
در این مطالعه، غشاهای نانوکامپوزیتی از پلی سولفون (PSU) با افزودن ذرات ZIF-۸ به اندازه های مختلف (۱۴، ۲۳، ۶۵، ۱۴۴ و ۲۶۲ نانومتر) ساخته شدند. از روش انجماد فازی برای ساخت این غشاها استفاده شد. نتایج به دست آمده از آزمون های مختلف نشان می دهند که اندازه ذرات ZIF-۸ تاثیر زیادی بر عملکرد غشاها دارد.
غشاهایی که با ذرات ZIF-۸ به اندازه ۱۴ نانومتر اصلاح شده بودند، بهترین عملکرد را در حذف آلاینده ها نشان دادند. این غشا قادر بود یون های سدیم و منیزیم را با راندمان های ۵۷٫۳۵٪ و ۵۹٫۵۰٪ از آب حذف کند. همچنین، این غشا در حذف فلزات سنگین مانند سرب، مس، نیکل و کروم با راندمان های بالا عمل کرد؛ بطوریکه توانست سرب را با راندمان ۹۶٫۲۵٪ و مس را با راندمان ۹۰٫۵۶٪ از آب حذف کند.
برای شبیه سازی و ساخت این غشاها از روش هایی همچون طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه (FTIR)، پخش پرتو ایکس (XRD)، آنالیز حرارتی (TGA)، میکروسکوپ الکترونی میدان (FE-SEM)، آنالیز پراکندگی اشعه ایکس (EDAX)، میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) و اندازه گیری زاویه تماس (CA) استفاده شد تا ساختار و خواص فیزیکی غشاها ارزیابی شود. این شیوه ها نه تنها به بررسی ساختار غشا کمک کردند، بلکه اطلاعات دقیقی از نحوه توزیع و اندازه ذرات ZIF-۸ در ماتریس پلی سولفون به دست آوردند.
پژوهشگران دانشگاه ارومیه با بازبینی کارکرد غشاهای نانوکامپوزیتی در حذف آلاینده ها از آب و فاضلاب به این نتیجه رسیدند که غشاهای اصلاح شده با ذرات ZIF-۸ اندازه ۱۴ نانومتر دارای بهترین عملکرد هستند. علاوه بر این، نتایج آزمون های آلودگی هم نشان داد که این غشاها مقاومت بالایی در مقابل آلودگی های میکروبی دارند و می توانند به صورت مؤثر از کاهش کارآمدی ناشی از آلودگی جلوگیری نمایند.
در این مطالعه، استفاده از غشاهای نانوکامپوزیتی به عنوان یک روش نوآورانه برای کاهش آلودگی های آب و فاضلاب و افزایش کیفیت منابع آبی مورد تاکید قرار گرفته است. این غشاها همینطور می توانند در تصفیه پساب های صنعتی و کاهش فلزات سنگین موجود در آنها به کار روند.
پژوهشگران دانشگاه ارومیه با ساخت غشاهای نانوکامپوزیتی پلی سولفون و افزودن ذرات ZIF-۸ به اندازه های مختلف، موفق به توسعه روشی مؤثر برای تصفیه آب و حذف آلاینده های موجود در آن شدند. غشاهای اصلاح شده با ذرات ZIF-۸، بخصوص با اندازه ۱۴ نانومتر، نشان دهنده کارآمدی بالا در حذف نمک ها و فلزات سنگین از فاضلاب و منابع آبی هستند. این موفقیت می تواند به عنوان یک راهکار نوین در صنعت تصفیه آب و فاضلاب مورد استفاده قرار گیرد و به حفظ منابع آبی و کاهش آلاینده ها کمک نماید.
به طور خلاصه این غشا در حذف فلزات سنگین مانند سرب، مس، نیکل و کروم با راندمان های بالا عمل کرد؛ بطوریکه توانست سرب را با راندمان ۹۶٫۲۵٪ و مس را با راندمان ۹۰٫۵۶٪ از آب حذف کند. برای شبیه سازی و ساخت این غشاها از روش هایی همچون طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه (FTIR)، پخش پرتو ایکس (XRD)، آنالیز حرارتی (TGA)، میکروسکوپ الکترونی میدان (FE-SEM)، آنالیز پراکندگی اشعه ایکس (EDAX)، میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) و اندازه گیری زاویه تماس (CA) استفاده شد تا ساختار و خواص فیزیکی غشاها ارزیابی شود. علاوه بر این، نتایج آزمون های آلودگی هم نشان داد که این غشاها مقاومت بالایی در مقابل آلودگی های میکروبی دارند و می توانند به شکل مؤثر از کاهش کار آمدی ناشی از آلودگی جلوگیری نمایند.
منبع: آجاك
این مطلب آجاک را پسندیدید؟
(0)
(0)
تازه ترینهای مرتبط
نظر بینندگان آجاک در این باره