صنعت و فناوری سبز
کد مطلب: 80367
02:00
10 فروردین 1398

مطالعه مروری روش های حذف مواد آلاینده از آب به وسیله فناوری نانو

امیر غلامی

آب سالم آبی است که عاری از مواد شیمیایی سمی و عوامل بیماری زا باشد. آب سالم برای سلامتی انسان ضروری است. همچنین آب سالم یک ماده خام حیاتی در بسیاری از صنایع کلیدی از جمله الکترونیک، دارو و مواد غذایی محسوب می شود.

به گزارش زیست آنلاین، هم اکنون جهان به دلیل کمبود منابع آب شیرین با چالش های زیادی برای به تامین آب سالم روبرو است. امروزه گذر علم و فناوری و پیشرفت سریع تکنولوژی توانسته است، راهکارها و دستاوردهای جدیدی را در زمینه علوم مختلف از جمله تصفیه انواع پسابها و فاضلابهای صنعتی ارائه کند. در زمینه شناخت و ازبین بردن انواع آلاینده های آلی، علم نانو دارای جایگاه ویژه ای است. اخیرا با ورود فناوریهای نوین در تصفیه آب و پسابهای صنعتی، راهکارهای جدیدی با استفاده از فناوری نانو و محیطهای متخلخل معرفی شده است. توانایی بالای فناوری نانو در حذف مواد آلی از آب و پسابها موجب توجه ویژه ای به این موضوع گردیده است. در این مطالعه مروری پژوهشهایی در زمینه نانو مواد از جمله: ۱- حذف مواد آلی توسطح نانوذرات و زغال سنگ فعال از آب، ۲- انتقال نانوذرات اکسید فلزی در ماده متخلخل اشباع، ۳- استفاده نانوذرات آهن صفر ظرفیتی جهت حذف کروم از آب، ۴- حذف آرسنیک از آب به کمک عنصر صفر ظرفیتی آهن بر روی کربن فعال، ۵- کاهش موثر برومات در آب توسطح کربن فعال گرانول آغشته به نانو هیدروکسید آهن،۶- کاهش نیترات با استفاده از ذرات نانو آهن- مس، ۷- سنتز نانوکمپوزیت متخلخل از زغال چوب طبیعی- منیزیم اکسید جهت پاکسازی فسفات و نیترات از محلول آبی، ۸-توسعه و تعیین ویژگی های غشای سرامیکی میکرومتخلخل تیتانیوم سیلیکون کاربید جهت فیلتراسیون میکروارگانیسمها مورد بررسی قرار گرفته است. هدف از این مطالعه، مروری بر روشها و ترکیباتی جهت از بین بردن مواد آلی از مایعاتی مانند اسیدهای آبی و ذرات مشابه دیگر، و همچنین معرفی برخی کاربردهای نانو مواد در حذف آلاینده ها از آب است.

آلودگی محیط زیست، تهدیدی جدی برای سلامتی انسان محسوب میگردد. باکتریها و ویروسهای منتشر شده در هوا و آب عامل بسیاری از بیماریهای کشنده می باشند. پیشرفت فیلتراسیون آب با استفاده از مواد غیر سمی جهت پاکسازی میکروارگانیسمها و جلوگیری از انتشار آنها دارای اهمیت چشمگیری است.

راهها و فرایندهای شناخته شده زیادی جهت پاکسازی، خالص سازی و سایر سالم سازیهای مایعات، در مصرف روزانه و رفع سایر نیازها وجود دارد. روشهای تصفیه آب شامل: سانتریفیوژ، فیلتراسیون جهت حذف مواد شیمیایی، استریل کردن آب، تقطیر، افزایش خلوص مایعاتت، سرازیر کردن، اسمز معکوس و الکترودیالیز، پاستوریزاسیون و فرایندهای کاتالیستی جهت پوشاندن می باشند. هر کدام از این روشها جهت برنامه های کاربردی خاصی مناسب هستند و به طور معمول ترکیبی از این روشها به منظور دستیابی به محصول نهایی مورد استفاده قرار می گیرند.

در مواردی نیاز است غلظت هیدروکربنها و مواد آلی تا سطحح بسیار پایینی کاهش یابند. پاکسازی هیدروکربنها شامل:

نشست تانک، جداسازهای الکترواستاتیک و جداسازهای سیلیکونی می باشد. انجام این جداسازی ها بسیار سخت و پرهزینه است و نیاز به تجهیزات و ماشین آلات پیشرفته ای دارد تا بتوانند تا حد ممکن هیدروکربنها و مواد ارگانیک را از مایعات با پایه آب جدا کنند.

در گذشته نه چندان دور، تصفیه آب آشامیدنی با روشهای متداول فیلتراسیون و گندزدایی انجام می شد. هدف از آن کاهش مواد معلق و زدودن عوامل زنده بیماریزا در آب آشامیدنی بود. این روشها جواب گوی نیاز تصفیه خانه ها نبوده و لازم است از فرآیندهای جدید، برای تصفیه آب آشامیدنی، فاضلابهای صنعتی و کشاورزی استفاده گردد.

یکی از مشکلات کنونی تصفیه آب، عدم توانایی جذب مواد آلی ازجمله: کربن آلی موجود در خاک سنگ، مواد هیومیک، کربن سیاه از جمله دوده، زغال سنگ، کربنهای آلی حل شدنی و دیگر مواد آلی طبیعی از آب میباشد.

نانو مواد

نانومواد در مقایسه با مواد در ابعاد بزرگ ، دارای سطوح بسیار وسیع تری هستند. آنها همچنین به دلیل داشتن میل ترکیبی زیاد، قادر به بر هم کنش با گروههای شیمیایی مختلف میباشند. همچنین نانو مواد میتوانند به عنوان لیگاندهای (Ligand) قابل بازیافت با ظرفیت و عملکرد انتخابی بسیار بالا برای جذب یونهای فلزی سمی از هسته های رادیواکتیو، حلالهای آلی و معدنی به شمار آیند. جاذبها می توانند به عنوان جداساز محیطی در خالص سازی آب و برای حذف آلاینده های آلی از آب آلوده استفاده میشوند.

محیطهای نانو متخلخل

هنگامی که آلایندهه ای آلی آب گریز از طریق آب وارد خاک میشوند، به راحتی توسطح ذرات جامد غیر محلول در آب جذب و از آب جدا میشوند. پدیده جذب و دفع اینگونه آلاینده ها از آب به خاک و از خاک به هوا بسیار پیچیده است. این پدیده به عوامل متعددی از قبیل حلالیت در آب، آب موجود در شبکه، خاک و قابلیت اجزای گوناگون خاک برای جذب این ذرات بستگی دارد. هنگامی که بیش از یک مولکول آب گریز در محیط وجود داشته باشد، مولکولهای آلاینده به جسمی متصل میشوند که از لحاظ شیمیایی بیشترین شباهت را به آنها داشته باشد. به همین دلیل محیط نانو متخلخل که شباهت زیادی به مولکولهای مواد آلاینده دارد، مناسب ترین وسیله برای جداسازی این نوع آلاینده های آلی از آب و خاک به شمار می رود. به طور کلی محیطهای نانو متخلخل به دلیل قابلیت استفاده مکرر آنها در کاربردهای زیست محیطی بسیار مقرون به صرفه هستند.

کاربردهای زیست محیطی آن ها شامل: جداسازی آلاینده های آلی از آّب آشامیدنی، تصفیه پسابهای واحدهای صنعتی مانند نیروگاههای هسته ای برای استفاده مجدد از آنها، پاکسازی منابع آبی آلوده شده به مواد نفتی، پاکسازی منابع آب زیرزمینی از آلاینده های آلی می باشد.

روش های مختلف پاک سازی آلاینده ها از آب

حذف مواد آلی از آب توسطح نانوذرات و زغال سنگ فعال:

زغال سنگ آلودگی های سمی متعددی را به هوا، آب و خاک منتقل میکند. عناصر سمی موجود در زغال سنگ همچون کادمیوم، جیوه، سلنیوم و دیگر آلاینده ها از طریق آبهای زیرزمینی و سطحی وارد آب میشوند. استفاده از ترکیب نانوذرات - شن میتواند منار به جذب خاک زغال سنگ از مایعات آبی آلوده میگردد. یک بسته متخلخل پوشیده با نانوذرات از جمله اکسیدهای فلزات قلیایی خاکی، هیدروکسیدها، کریستالهای پیزوالکتریک (piezoelectric) و یا پیروالکتریک (pyroelectric) می توانند بخش قابل توجهی از زغال سنگ را حذف کنند. نگه داشتن نانوذرات روی بستر شن و ماسه از طریق نیروهای واندروالسی و یا نیروهای الکترواستاتیک امکان پذیر است. نانوذرات میتوانند از طریق پوششی از الکل، گلیکول و روغنهای معدنی به بستر اضافه شوند.

جیمز و کریوز با اختراع ترکیب جدید دریافتند: به منظور حذف زغال سنگ از مایعات میتوان از نانوذرات کمک گرفت. بستر مورد بررسی میتواند حاوی شن و ماسه، مهره های سرامیکی و یا دانه های شیشه ای باشد. بستر شامل یک ماده متخلخل فعال که ذراتی پوشش نسبی از نانوذرات و ذرات جاذب ثابت شده است، می باشد. جذب مواد آلی از طریق مواد جاذب روی سطح ماده متخلخل فعال صورت میگیرد، اما به دلیل شسته شدن آنها به وسیله آب از روی سطح ماده متخلخل نیاز است که مواد جاذب به سطح فعال ماده متخلخل ثابت شوند. نمونه ها شامل دو بطری از پساب حاوی لیمونن هستند که تست فیلتراسیون روی آنها صورت گرفته است. نمونه اول شامل ۲/۰ درصد وزنی زغال آنتراسیت است و نانوذرات روی آن تثبیت شده است. پس از عبور ۵۰۰ میلی لیتر پساب، آب فیلتر شده همچنان پا بود. نمونه دوم حاوی ذرات آنتراسیت و فاقد نانوذرات است. فیلتر بدون نانوذرات قادر به پاکسازی پساب نبود. نتایج بدست آمده نشان می دهد که وجود نانو ذرات جذب شده به زغال سنگ فعال، شیوه خوبی برای جذب مواد آلی از ترکیبات آبی می باشد.

فیلتراسیون آب

انتقال نانوذرات اکسید فلزی در ماده متخلخل اشباع:

فتوکاتالیستها موادی هستند که باعث نابودی آلاینده ها در فاضلاب و تبدیل آنها به مواد بی خطر نظیر آب و دی اکسید کربن میشوند. تعدادی از مواد فتوکاتالیست عبارتند از دی- اکسید تیتانیوم (۲TiO)، اکسید روی (۲ZnO)، اکسید آهن (۴Fe۳O) و اکسید مس (CuO) که به علت قیمت کم، عدم نیاز به انرژی بالا و عدم ایجاد آلودگی از بقیه مشهورتر هستند.

تال و همکاران رفتار چهار نوع از نانوذرات اکسید فلزی در محیط متخلخل اشباع را مورد بررسی قرار دادند. انتقال این نانو مواد در یک سری از آزمایشات اندازه گیری شد. ستونهای عمودی با ذرات کروی شیشه ای یک شکل پر شد. ذره ها به صورت یک پالس معلق در محلول آبی در نظر گرفته شدند.

این پژوهش نشان داد که حرکت در میان نانوذرات به شدت با یکدیگر متفاوت است. همچنین اکسید تیتانیوم دارای بالاترین تحرک است. افزایش قدرت یونی سبب افزایش رسوب نانوذرات میگردد. به عبارت دیگر افزودن هیومیک اسید سبب افزایش قابل توجه حرکت نانوذرات میگردد. به طور کلی در سیستمهای طبیعی انتظار میرود که وجود هیومیک اسید (در خاک و مواد آلی) بر تعیین سرعت حرکت نانوذرات تاثیر کلیدی داشته باشد. اثر قدر یونی در حمل و نقل نانوذرات با تکرار این آزمایش (پودر و محلول در آب) با غلظتهای مختلف نمک طعام بررسی شد. نمودار بدست آمده برای اکسید آهن صفر ظرفیتی دارای ماکزیمم در یک مقدار مشخصی از منافذ بود. به طور قابل توجهی سرعت حرکت نانوذرات آهن مغناطیسی در محیط متخلخل بسیار کم است که ممکن است به ثبات کم در سوسپانسیون نسبت داده شود. برای غلظتهای پایین تر نمک، با افزایش غلظت هیومیک اسید سرعت حرکت نانوذرات به شدت افزایش مییابد. برای محلول شامل ۰، ۱۰، ۳۰، ۶۰ گرم بر لیتر هیومیک اسید بیشتر از ۱/۵ درصد، ۲۹ درصد، ۷۱/۵ درصد و ۷۵ درصد نانوذرات از شن کوارتز شسته شدند. نتایج این مقاله نشان میدهد که نانوذرات دی اکسید تیتانیوم دارای بیشترین تحرک، اکسید مس دارای تحرک کمتر و اکسید آهن و اکسید روی دارای حداقل تحرک در محلول بودند. ذرات دارای تحرک کمتر برای جذب شدن به ذرات شن کوارتز مناسب تر هستند.

استفاده نانوذرات آهن صفر ظرفیتی جهت حذف کروم از آب:

کروم یکی از فلزات صنعتی مهم است که در فرآیندها و تولیدات صنعتی بسیاری از آن استفاده میشود. این ماده از طریق فاضلابهای تولیدی صنایع آبکاری، نساجی، چرم سازی و کودسازی به محیط زیست و آبهای سطحی و زیر زمینی وارد میشود. کروم از طریق نشت یا روشهای دفع نادرست در محیط رها میشود که در دو حالت کروم سه ظرفیتی و شش ظرفیتی یافت میشود. کروم شکش ظرفیتی در محیط حرکت میکند و بسیار سمی و سرطان زا است در حالی که کروم سه ظرفیتی سمیت کمتری دارد. کروم همچنین باعث ایجاد اختلال در کار کبد، کلیه و ریه میشود. طبق اعلام سازمان بهداشت جهانی میزان مجاز کروم در آب ۰/۰۱ میلی گرم در لیتر می باشد. امروزه برای حذف کروم از روشهای فیزیکی و شیمیایی متعددی شامل: اسمز معکوس و الکترودیالیز استفاده می شود. روشهای مذکور علاوه بر محدودیت در استفاده دارای هزینه بالایی می باشند. یک روش سریع و موثر که امروزه بسیار مورد توجه قرار گرفته روش احیای شیمیایی است. سان و همکاران با بررسی روی عنصر صفر ظرفیتی آهن دریافتند که میتوان از عوامل کاهنده مانند Na۲So۳ ،Fe۰ ، ۳ NaHso بجای روشهای سنتی استفاده کرد. در این بین، آهن صفر ظرفیتی به دلیل فراوانی، ارزانی، غیرسمی بودن، واکنش سریع و بازده بالا در تجزیه آلاینده ها در اولویت قرار دارد. حذف کروم به وسیله آهن صفر ظرفیتی تکنولوژی بسیار موفقی میباشد و از چندین واکنش به صورت چرخه خورندگی الکتروشکیمیایی تشکیل شده است. اندازه ذرات یک ویژگی نسبتا مهم، در جذب و واکنش با آلاینده هاست. نانوذرات آهن به دلیل سطح موثر بالا، میزان کروم را به طور قابل توجهی کاهش میدهند. شکل اولیه نانوذرات باعث واکنش سریع با ماده اطراف خودش میشود.

احیاء کروم شش ظرفیتی با آهن صفر ظرفیتی باعث تولید آهن فریک و یون کروم سه ظرفیتی میشود. کروم سه ظرفیتی می تواند از طریق ته نشینی ترکیب هیدوکسید کروم سه ظرفیتی و آهن سه ظرفیتی حذف گردد. در شکل ۱ تاثیر آهن صفر ظرفیتی بر کاهش کروم نشان داده شده است. این پژوهش نشان میدهد که آهن صفر ظرفیتی کارایی و صرفه اقتصادی بیشتری نسبت به دیگر مواد سنتی، در جذب مواد آلاینده دارد.

تاثیر کاهش کروم شش ظرفیتی با دوزهای مختلف آهن صفر ظرفیتی

شکل ۱: تاثیر کاهش کروم شش ظرفیتی با دوزهای مختلف آهن صفر ظرفیتی و مواد دیگر با اقتباس از مرجع

حذف آرسنیک از آب به وسیله عنصر صفر ظرفیتی آهن- روی-کربن فعال:

آرسنیک اسید یا همان مرگ موش، یکی از عوامل سرطان زا شناخته شده است که از طریق فرآیندهای طبیعی مانند واکنشهای هوازدگی، فعالیتهای بیولوژیکی، آتشفشان، متالوژی، ساخت شیشه و سرامیک، تولید ابر رساناها و نیمه هادیها وارد محیط زیست میشود. استفاده طولانی مدت از آب آشامیدنی حاوی آرسنیک میتواند باعث افزایش ویتیلیگو (vitiligo)، سرطان پوست، بیماریهای قلبی و عصبی شود. غلظت بالای آرسنیک در آب علاوه بر سوء تغذیه و هپاتیت باعث تشدید اثرات سمی آن میشود.

ژو و همکاران با مطالعه روی کربن فعال آغشته به عنصر صفرظرفیتی آهن، توسط ترکیب کربن فعال با سولفات آهن توانستند غلظت آرسنیک را در آب کاهش دهند. ذرات آهن در منافذ کربن نفوذ کرده و باعث جذب کاتیونهای فلزی، فسفات، سیلیکات،+۲ Ca۲+ , Mg شد. همچنین آهن فروس (+۲Fe) مانع جذب آرسنیک توسط عنصر صفر ظرفیتی شد. آرسنیک می تواند به وسیله محلول سدیم هیدروکسید احیا شود. نتایج این پژوهش نشان میدهد که نانوذرات آهن صفر ظرفیتی میتواند، به جای سطح خارجی درون منافذ کربن فعال نفوذ کنند. ماندگاری ذرات آهن صفر ظرفیتی درون کربن فعال باعث کاهش موثر غلظت آرسنیک از محلول آبی می شود.

کاهش موثر برومات در آب توسط کربن فعال گرانول آغشته به نانو هیدروکسید آهن:

در سالهای اخیر اندازه گیری برومات در آب نوشیدنی به دلیل خاصیت سرطانزایی این یون اهمیت ویژه ای یافته است. از کربن فعال گرانول آغشته به نانو هیدروکسید آهن جهت کاهش برومات در اّب استفاده می شود. نانو هیدروکسید آهن به ذرات  SO۴متصل شده و به طور مساوی روی سطح کربن فعال گرانول توزیع میشود. آهن متصل شده به کربن فعال گرانول، به طور موثری برومات را از آب جذب میکند. در طول کاهش برومات به برومیت، آهن سه ظرفیتی پس از اتصال به ترکیب آهن و کربن فعال گرانول، به آهن دو ظرفیتی کاهش پیدا میکند. کاتالیزورهای آهن سه ظرفیتی و آهن دو ظرفیتی، به کاهش میزان برومات از طریق کربن فعال گرانول سرعت میبخشد. چهار آنیون غیر طبیعی به ترتیب شامل So۴ و CO۳۳-و Cl-و Po۴ ترکیب شده با آهن و کربن فعال گرانول سبب کاهش کارآمد برومات در آب می گردد. در شکل ۲ ظرفیت جذب کربن فعال گرانول و ترکیب آهنهای با درصدهای وزنی ۰/۶، ۰/۹، ۱/۲ و کربن فعال گرانول صورت گرفته است. افزایش درصد وزنی آهن در کربن فعال گرانول باعث جذب بیشتر برومات در آب میگردد.

شکل 2: ظرفیت جذب کربن فعال گرانول و آهن

شکل ۲: ظرفیت جذب کربن فعال گرانول و آهن با اقتباس از مرجع.

نتایج نشان میدهند که ترکیب آهن-کربن فعال گرانول، قدرت بالایی در کاهش برومات از محلولهای آبی دارد.

کاهش نیترا با استفاده از نانوذرات :Fe/Cu

عدم رعایت حد ماکزیمم غلظت نیترات در آب آشامیدنی، منجر به خطراتی برای سلامتی از جمله سرطان و سندرم کودکان آبی میگردد. روشهای حذف نیترات از آب مشتمل بر فرآیندهای فیزیکی و شیمیایی و بیولوژیکی میباشکد. تبادل یونی، اسمز معکوس و احیای شیمیایی روشهایی هستند که تا کنون برای حذف نیترات از آب مورد استفاده قرار گرفته اند. روشهای فوق ضمن اثرات جانبی احتمالی بر روی آب، از نظر اقتصادی مقرون صرفه نیستند. حسینی و همکارانش دریافتند، قرارگرفتن یک نانواکسید فلزی صفرظرفیتی روی نانوذره آهن، میتواند باعث کاهش نیترات از آب شود. پوشش فلزی میتواند به انتقال الکترون از هسته آهن صفرظرفیتی، برای کاهش نیترات کمک کند. نیترات محلول درآب، در سطح مشترک مس و آب حرکت میکند. نیترات در سطح مشترک پخش شده و با دادن الکترون از هسته و H+ از آب سبب تولید ۳NH و NO۲- و NH+ میگردد. سطح نانوذرات اکسید فلزی روی عنصرصفر ظرفیتی آهن میتواند از اکسیداسیون سریع آن جلکوگیری کند. این فرآیند در آب زیرزمینی حل نمیشود. نتایج این پژوهش نشان داد که ترکیب عنصر آهن صفر ظرفیتی با مس میتواند جاذب خوبی برای نیترات از محلول آبی باشد.

سنتز نانوکمپوزیت متخلخل از زغال چوب طبیعی- منیزیم اکسید جهت پاکسازی فسفات و نیترات از محلول آبی:

تحقیقات انجام شده نشان میدهد که آلودگی آبهای زیرزمینی و سطحی به نیترات، در بسیاری از مناطق دنیا به صورت یکی از شایعترین آلایندگی های شیمیایی جهان مطرح است. استفاده از کودهای شیمیایی در کشاورزی، یکی از منابع مهم ورود نیترات به آبهای زیرزمینی میباشد. فسفات به عنوان دیگر منبع بزرگ آلاینده، از طریق شوینده ها و کودهای شیمیایی وارد آب های زیرزمینی و سطحی میشود. در کشتزارهایی که کود شیمیایی فسفات در آنها استفاده میشوند، مقادیر زیادی فسفات وارد آبهای طبیعی میشود. یونهای نیترات نسبتا غیرسمی هستند، اما احیای آنها با میکروارگانیسمها به نیتریت میتواند خطرات بهداشتی جدی به دنبال داشته باشد. از جمله می توان ابتلا به سرطان در اثر تشکیل نیتروآمین ها اشاره کرد. زنگ و همکارانش توانستند یک سنتز جدید از مواد نانوکمپوزیت طبیعی با منیزیوم اکسید بسازند. این ماده دارای قابلیت جذب بالایی برای آلاینده های یونی است. نانوکمپوزیت از منیزیوم هیدروکسید به عنوان پوشش دهنده سطح زغال چوب طبیعی با سایز متوسطح ۲ تا ۴ نانومتر، که درون شبکه های زغال چوب با اندازه منافذ ۳۰ نانومتر قرار دارد، ساخته شده است. نانوکمپوزیت تشکیل شده از تفاله چغندر قند و پوسته بادام زمینی با ظرفیتهای لانگمویر بالا، دارای توانایی جذب بیشتر از ۸۳۵ میلیگرم تا ۱ گرم فسفات و ۹۵ میلیگرم تا ۱ گرم نیترات از مواد جاذب را دارا است. این امر نشان دهنده برتری مواد در ساخت نانوکمپوزیت است. نتایج نشان میدهد نانوکمپوزیت تولید شده از لحاظ توانایی جذب بالا و صرفه اقتصادی بسیار مناسب است.

تعیین ویژگیهای غشای سرامیکی میکرومتخلخل تیتانیوم سیلیکون کاربید جهت فیلتراسیون میکروارگانیسمها:

اشریشیا کُلی (Escherichia coli) نوعی باسیل گرم منفی از خانواده آنتروباکتریال است. این باکتری شایع ترین عامل عفونت دستگاه ادراری است که حدود ۹۰ درصد عفونتهای ادراری در زنان جوان را به خود اختصاص می دهد. زینلی و همکاران موفق به ساخت یک فیلتر متخلخل نوظهور، با استفاده از روش سنتز عناصر واکنشی شدند. غشای متخلخل متشکل از تیتانیوم سیلیکون کاربید سنتز شده، دارای منافذ زیرلایه بزرگ و منافذ غشاء کوچک است. از این ماده میتواند به طور همزمان برای دبی فیلتراسیون و دقت تصفیه بالا استفاده کرد. در پژوهش حاضر از طریق فیلتر کردن سوسپانسیون اشرشیاکولی از طریق غشاء ماده متخلخل تیتانیوم سیلیکون کاربید، ویژگیهای فیلتراسیون میکروارگانیسم مورد بررسی قرار گرفت. نتایج این پژوهش نشان داد که عملکرد ماده متخلخل در تصفیه آب بسیار عالی بوده است. در این مطالعه یک فیلتر متخلخل نو ظهور به نام تیتانیوم سیلیکون کاربید به طور موفقیت آمیزی با استفاده از سنتز واکنشی از ترکیب پودرهای خالص بدست آمد.

ضخامت و قطر منافذ از طریق روش سنتز قابل تنظیم بود. فیلتر میکرومتخلخل می تواند بیشتر از ۹۹/۹۹ درصد از باکتری اشرشیاکولی را از محلول آبی پا کند. نتایج نشان داد که این غشای نامتقارن میتواند یک عامل بسیار خوب جهت پاکسازی میکروارگانیسمهای موجود در آب و یا گاز باشد.

نتیجه گیری

نتایج حاصل از این مطالعه نشان میدهد که: نانوذرات میتوانند نقش بسیار مهمی در تصفیه و پاکسازی آبهای آلوده ایفا کنند. نانوذرات با توجه به قیمت مناسب و سازگاری بالایشان با محیط زیست، قابلیت بسیار زیادی در رفع آلودگیهای آب و تصفیه پساب دارند. پیشرفتهای اخیر در صنعت و علوم مهندسی فرصتهای بی نظیری در توسعه فرآیندهای تصفیه آب سازگار با محیط زیست، فراهم می آورد. نانومواد دارای چندین ویژگی فیزیکوشیمیایی کلیدی هستند. بررسی آنها همچنین به عنوان فیلتر، به منظور تصفیه آب حائز اهمیت می باشد. نانومواد میتوانند با گروههای شیمیایی مختلف برای افزایش میل به یک ترکیب مشکخص مورد استفاده قرار گیرند. همچنین آنها میتوانند به عنوان مواد جاذب با قابلیت انتخاب بالا، ظرفیت بالا و قابل بازیافت برای یونهای فلزی سمی، رادیونوکلوئیدها، املاح، آنیونهای آلی و معدنی در محلولهای آبی، مورد استفاده قرارگیرند.

نویسنده: امیر غلامی، گروه مهندسی مکانیک، واحد دزفول، دانشگاه آزاد اسلامی، دزفول، ایران

لینک کوتاه:


ارسال یک پاسخ

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.