کنترل و حذف آلاینده های مضر هوا با کامپوزیت گرافن اکساید
فارغ التحصیل دکترای شیمی کاربردی این دانشگاه در خصوص طرح خود با بیان اینکه وجود آلاینده ها به خصوص مونوکسید کربن در هوا امروزه به یک چالش اساسی تبدیل شده است، اظهارداشت: حذف و کنترل این آلاینده ها برای پیشگیری از بیماریهای تنفسی و سرطان یک امر ضروری است.
نعیمه سیف وند افزود: فرآیند فتوکاتالیستی یک فرآیند اکسیداسیون پیشرفته است که از انرژی نور برای فعال کردن فتوکاتالیست نیمه هادی استفاده می کند؛ استفاده از فتوکاتالیست های ارزان قیمت بر پایه اکسید تیتانیم که در شرایط فشار و دمای محیط از آن ها استفاده می شود، جاذبه بیشتری دارد.
وی خاطرنشان کرد: یکی از محدودیت های نانو فتوکاتالیست تیتانیوم دی اکسید جذب نور آن فقط در ناحیه ماورای بنفش است که روشهای مختلفی برای غلبه بر این محدودیت پیشنهاد شده است.
این محقق جوان ادامه داد: در این تحقیق از کامپوزیت گرافن اکساید به دلیل داشتن سطح ویژه بالا و خاصیت عامل دارشدن سطح استفاده شده است؛ در مرحله بعدی سطح گرافن اکساید با کروم که خاصیت کمپلکس کنندگی خوبی با گازهای آلاینده هوا مثل مونوکسید کربن دارد، عامل دار شد.
وی تلفیق دو خاصیت فتوکاتالیستی و تشکیل کمپلکس پایدار با گازهای آلاینده را دستاورد مهم تحقیق خود ذکر کرد و درباره کاربردهای پروژه خود اظهار داشت: از نتایج این طرح می توان در دستگاههای تصفیه هوا، کفپوش خیابانها، پوشش سطح ساختمانها و مبدل اگزوز خروجی خودروها استفاده کرد.
سیف وند با بیان اینکه این پروژه مراحل پایانی خود را طی می کند، رساندن آن به مراحل نیمه صنعتی و صنعتی را از هدفهای خود برشمرد.
وی تاکید داشت: قابلیت بازگشت پذیر کردن فتوکاتالیست، افزایش عمر فتوکاتالیست، دائمی شدن آن و بالابردن مقاومت آن در مقابل تابش نور ماورای بنفش از طرحهای آتی در قالب این پروژه به شمار می رود.
سیف وند یافتن راه حل مناسب برای حذف آلاینده مونوکسید کربن به دلیل مشکل بودن روشهای دیگر پیشنهاد شده توسط سایر محققان، حل معضل امروزه انسان ها با وجود آلودگی هوا در شهرهای بزرگ و صنعتی، استفاده از فتوکاتالیست که یک روش سبز برای حل مشکل آلودگی محیط زیست را از جمله اهداف این پروژه عنوان کرد.
وی با تاکید بر اینکه نتیجه این طرح کنترل و حذف آلاینده های مضر هوا است و با اشاره به روند مراحل انجام این طرح گفت: ابتدا لایه نازک دی اکسید تیتانیوم TiO2 به روش لایه نشانی بخار شیمیایی به کمک پلاسما بر روی صفحه کوارتز تهیه می شود.
دانش آموخته دانشگاه صنعتی امیرکبیر ادامه داد: سپس سطح گرافن اکساید با کمک فلز کروم و مایع یونی برای تشکیل بهتر کمپلکس اصلاح شده و در مرحله بعدی کامپوزیت GO بر روی لایه نازک TiO2 نشانده می شود.
وی افزود: در نتیجه کامپوزیت تهیه شده در دستگاه تست فتوکاتالیست نصب شده و آزمایشهای مربوط به حذف مونوکسید کربن از هوا بر روی آن انجام می گیرد.
به گفته این محقق، نتایج به دست آمده میزان بالایی از حذف تقریبا کامل منوکسید کربن به میزان 97 درصد را نشان می دهد که در مقایسه با سایر فتوکاتالیست ها بسیار مطلوب است.
وی خاطرنشان کرد: با توجه به اینکه استفاده فتوکاتالیست ها برای تصفیه هوا موضوع جدیدی نیست، اما گام بلند ابتکاری این روش در هماهنگی فتوکالیست با ماده ای که همزمان با مونوکسید کربن تشکیل کمپلکس تشکیل دهد و از طرفی خاصیت گزینش پذیری این آلاینده را در مخلوطی از گازها داشته باشد.
سیف وند افزود: کاهش آلودگی هوا، تصفیه فتوکاتالیستی هوا، قابلیت صنعتی شدن طرح و استفاده از فتوکاتالیست صفحه ای به جای پودری از جمله نتایج کاربردی شدن این طرح محسوب خواهد شد.
این فارغ التحصیل دانشگاه صنعتی امیرکبیر خاطرنشان کرد: قابلیت حذف آلاینده ها به میزان بالا (مونوکسید کربن به میزان 97 درصد)، استفاده از فتوکاتالیست به صورت لایه نازک و صفحه ای در مقایسه با فتوکاتالیست های پودری، قابلیت استفاده مجدد از فیلتر و تعویض راحت آن، امکان تولید صنعتی فیلتر در مقیاس بالا، امکان شستشوی فیلتر بدون تخریب آن، فعال شدن فتوکاتالیست در نور مرئی به جای ماورابنفش، تلفیق دو روش فتوکاتالیستی و خاصیت تشکیل کمپلس پایدار فلز کروم با مونوکسید کربن از ویژگی های نوآورانه این طرح به شمار می رود.
این پروژه توسط نعیمه سیف وند فارغ التحصیل دکترای شیمی کاربردی دانشگاه صنعتی امیرکبیر و دکتر الهه کوثری دانشیار گروه مستقل شیمی دانشگاه صنعتی امیرکبیر انجام گرفته است.
