حذف یون‌های سمی فاضلاب‌ پتروشیمی با نانوجاذب

[fr.chemi3t]

پژوهشگران دانشگاه صنعتی شریف موفق به سنتز یکسری از نانوساختارهای اصلاح شده زئولیتی شدند ‏که توانایی به دام انداختن یون‌های سمی فلزات سنگین در آب را دارند.


وجود مقدار ناچیز کاتیون‌های فلزات سنگین در محیط‌های آبی باعث بروز بیماری‌های خطرناک در انسان ‏شده و همچنین حیات موجودات در اکوسیستم‌های آبی را به مخاطره می‌اندازد. حذف آلاینده‌هایی از این نوع در ‏محیط‌های آبی مشکلات موجود را حل خواهد کرد.‏ این کار شامل سنتز چند مرحله‌ای نانوساختار‌های هسته (مغناطیسی) -لایه (زئولیتی) و بررسی کاربرد آنها ‏در راستای حذف یون‌های سمی فلزات سنگین مانند سرب و کادمیم از آب‌های آلوده است. در این بین تأثیر ‏پارامترهای موثری مانند دما و میزان گرم جاذب موجود در محیط بر میزان بازدهی حذف، بررسی و در نهایت ‏بهترین نانوساختار جهت فرایند حذف یون سنگین انتخاب می‌شود.‏

دکتر محسن پادروند، فارغ التحصیل دکتری دانشکده شیمی دانشگاه صنعتی شریف در مورد هدف این ‏تحقیقات گفت: هدف از انجام این کار سنتز یکسری نانوساختار‌های اصلاح یافته زئولیتی کروی شکل با ‏هسته مغناطیس بود که بواسطه تخلخل ناشی از حفره‌ها و کانال‌های لایه زئولیتی، قابلیت به دام‌اندازی ‏یون‌هایی نظیر یون‌های سمی فلزات سنگین را از آب‌های آلوده دارند. همچنین وجود هسته مغناطیس در مرکز ‏این نانوساختار‌های کروی شکل، قابلیت جداسازی آسان آن‌ها از محیط را به کمک یک مگنت خارجی ‏امکان‌پذیر کرده که در ادامه با شستشوی نانوساختار آلوده امکان استفاده مجدد از آن فراهم می‌شود.
وی در ادامه در مورد مراحل این تحقیقات افزود: این پروژه شامل سنتز هیدروترمال ‏هسته‌های مغناطیس نیکل فریت، سیلیکا نشانی آنها جهت آماده‌سازی بستر برای رشد لایه زئولیتی بر روی ‏سطح، رشد هیدروترمال لایه زئولیتی در حضور تمپلت‌های آلی و تست‌های حذف یون سنگین از محیط‌های ‏آبی آلوده به این یون‌ها است. در نهایت پس از بررسی ایزوترم‌های جذبی و سینتیکی و مطالعه اثر ‏pH‏، بهترین ‏نانوساختار با بیشترین بازده‌ شناسایی شد.

پادروند تصریح کرد: نتایج این تحقیقات نشان می‌دهد که نانوکامپوزیت‌های سنتز شده قابلیت بالایی را در حذف یون‌های سرب ‏و کادمیم از آب‌های آلوده از خود نشان دادند. همچنین نتایج نشان داد اصلاح سطح با گروه‌های آلی موثر تأثیر ‏بسزایی در میزان بازدهی فرایند دارد. علاوه‌ بر این موارد مطالعه اثر ‏pH‏ نشان داد با افزایش ‏pH‏ محیط ‏میزان بازدهی حذف افزایش می‌یابد که این امر بر اساس ظرفیت تبادل یونی کانال‌های زئولیتی و ساختار انواع ‏گونه‌های موجود بر روی سطح قابل توضیح است.‏
وی با بیان این که کاربرد مستقیم این طرح در ‏سیستم‌های تصفیه فاضلاب‌های پتروشیمی است، خاطرنشان کرد: رشد دادن موفقیت‌آمیز لایه‌های زئولیتی با شبکه‌های ساختاری مورد نظر بر روی هسته‌های مغناطیس و ‏نوع گونه‌های آلی مورد استفاده در فرایند اصلاح سطح جهت بالا بردن میزان بازدهی هرچه بیشتر فرایند حذف ‏آلاینده، از دیگر دستاورد‌های مهم این تحقیقات است.‏