عرضه نانوكاتالیستی برای تصفیه 3 بعدی و الكتروشیمیایی پساب ها و منابع آب زیرزمینی
محققان دانشگاه صنعتی امیركبیر با فناوری نانو، كاتالیستی را در جهت تصفیه سه بعدی و الكتروشیمیایی منابع آبی طراحی كردند كه در تصفیه پساب های كارخانجات لبنی هم به كار می آید.
به گزارش ام آی جی تی به نقل از ایسنا، حسنا قنبرلو، فارغ التحصیل دانشگاه صنعتی امیرکبیر و مجری طرح «سنتز اقتصادی نانوالکتروکاتالیست بر پایه گرافن نیتروژن دهی شده در جهت تصفیه سه بعدی و الکتروشیمیایی منابع آب، اظهار داشت: تصفیه منابع آبی از گذشته تابحال توسط روش های فیزیکی و شیمیایی مختلف صورت می گرفته که همچون آنها می توان به روش های جذب، فیلتراسیون غشایی، حذف فتوکاتالیستی، حذف بیولوژیکی و فرآیندهای الکتروشیمیایی اشاره نمود.
وی ادامه داد: آفت کش ها همچون منابع بزرگ ایجاد آلودگی در آب های زیرزمینی هستند که از راه اقدامات انجام گرفته در صنایع کشاورزی باعث آلودگی بخش عظیمی از منابع آب شرب می شوند؛ چونکه این ترکیبات به محض تماس با خاک جذب آن شده و با نفوذ به لایه های زیرین زمین باعث ایجاد آلودگی در سفره های آبی زیرزمینی خواهند شد.
به قول وی، این نوع از آلاینده ها تابحال مشکلات زیادی را برای تصفیه آب در سراسر جهان بوجود آورده اند. هرچند استفاده از آفت کش ها در عرصه جهانی طی دهه های اخیر به شدت محدود شده است، با این وجود همچنان برخی بقایای آفتکش ها و محصولات تغییر یافته آنها به منابع آب زیرزمینی نفوذ می کنند.
وی با اشاره به اینکه مساله آلایندگی آفت کش ها در کشورهای اروپایی جزو مهمترین مسائل در تصفیه آب شرب شهری به حساب می آید، بیان نمود: برای مثال در کشور دانمارک تمرکز اصلی برای حذف آلاینده ها برروی سه ترکیب آفت کشی مهم همچون ۲و۶- دی کلروبنزامید، ۲- متیل ۴ -کلروفنوکسی استیک اسید و مکوپروپ است.
فارغ التحصیل دانشگاه صنعتی امیرکبیر با اشاره به کاتالیستی که طی انجام این پروژه تهیه شده است، بیان نمود: این کاتالیست، بدلیل دارا بودن نانوساختارهای کربنی نیتروژن دهی شده در ترکیب با ذرات آهن، فعالیت الکتروشیمیایی ذاتی بالایی درجهت تصفیه الکتروشیمیایی آب داشت؛ چون که ساختارگرافن نیتروژن دهی باعث پیشرفت در فعالیت واکنش احیای اکسیژن شد و ذرات آهن از طرفی باعث پیشبرد واکنش فنتون و افزایش فرآیندهای اکسیداسیون آلاینده ها شدند.
قنبرلو تصریح کرد: پیچیده ترین بخش انجام کار، چگونگی انجام فرایند سنتز کاتالیست با یک روش و ایده ای نوآورانه بود. با این وجود بعد از مشخص شدن روش کلی و پیش ماده مورد نظر برای سنتز کاتالیست، شناسایی واسطه های ارگانیک تولید شده در حین فرایند تصفیه الکتروشیمیایی آب هم یکی دیگر از پیچیدگی های کار حاضر بود. این مرحله یکی از مراحل مهم در بحث تصفیه منابع آبی خصوصا آب شرب شهری به صورت الکتروشیمیایی به حساب می آید.
این محقق با اشاره به کاربرد نتیجه این تحقیق اظهار داشت: این الکتروکاتالیست قابل کاربرد در تمامی صنایع در رابطه با دستگاه های تولید انرژی پایا و تجدیدپذیر، نظیر انواع باتری های فلز-هوا، لیتیوم-یون، پیلهای سوختی و سیستم های تصفیه الکتروشیمیایی آب است.
وی افزود: این نوع از سیستم های تصفیه آب برای تصفیه پساب های حاصل از کارخانه های لبنیاتی خصوصا به صورت پایلوت پلنت هم کاربردی هستند. نوآوری این کار در زمینه استفاده از پیش ماده کم هزینه، روش ساده تولید و ایجاد نانوساختارهای سه بعدی شبه تمشکی از گرافن نیتروژندهی شده و نانوکریستالهای اکسید آهن در ساختار کاتالیست محصول بود.
وی با اشاره به اینکه در بعضی کشورهای اروپایی و امریکایی در مقیاس کارخانه از این نوع فرآیند تصفیه آب بهره می برند، افزود: متاسفانه در کشور ما، این تکنولوژی حتی در مقیاس پایلوت هم استفاده نشده است. این درحالیست که این نوع از فرآیندهای تصفیه آب، جزو تکنولوژی های سبز و عاری از آلودگی برای محیط زیست هستند.
وی با اشاره به مزیت های رقابتی طرح اظهار داشت: فرایند تصفیه آب به روش الکتروشیمیایی همچون روش های سبز با مزیت های فشردگی سیستم، عدم آلودگی ثانویه، کاربرد به صورت غیرمتمرکز و امکان کنترل فرایند از راه دور است؛ استفاده از فرآیندهای سه بعدی معمولا با اضافه شدن ذرات الکترودی بین الکترودهای اصلی آند و کاتد (در سیستم دوبعدی) به وجود می آیند.
استاد راهنمای این طرح، دکتر بهرام ناصرنژاد عضو هیئت علمی دانشگاه صنعتی امیرکبیر و دکتر ینس ماف استاد راهنمای خارجی این طرح از دانشگاه آلبورگ دانمارک بوده اند.
منبع: ام آی جی تی
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب