سنتزآزمایشگاهی نانوذرات فوتوکاتالیستی برای تصفیه پساب ها

وی بیان کرد: بخش هایی همانند صنایع پتروشیمی، دارویی، نساجی وکشاورزی پساب های زائد تولید می کنند، بسیاری از این مواد به شدت سمی بوده و باید قبل ازدور ریختن تصفیه شوند، دراغلب موارد، آب های آلوده شده می تواند به طورکارآمدی به وسیله روش های زیستی همچون کربن فعال جاذب یا مواد جاذب دیگر و یا به وسیله عملیات مرسوم فیزیکی و شیمیایی (معلق سازی، کلر زنی و …) تصفیه شود.

میرکاظمی اظهارکرد: با این وجود، دربرخی موارد این روش ها برای رسیدن به درجه خلوص ملزم شده توسط قانون و یا برای استفاده نهایی کافی نیست، در چنین مواردی یکی از روش های کارآمد، استفاده از فتوکاتالیست های نیمه هادی ومغناطیسی است.به گفته دکتر سید محمد میرکاظمی، از میان فتوکاتالیست ها، اکسید تیتانیوم (TiO2) به دلایلی از جمله فعالیت کاتالیستی عالی، غیرسمی بودن وقیمت پایین، مناسب ترین ماده فتوکاتالیست به حساب می آید، با این وجود جداسازی پودرهای فتوکاتالیستی و استفاده مجدد از آن ها بعد ازعملیات تصفیه آب یک مشکل اساسی است، اخیرا برای حل این مشکل، استفاده از پودرهای مغناطیسی پوشش داده شده با اکسید تیتانیوم با نام فتوکاتالیست مغناطیسی پیشنهاد شده است که با اعمال یک میدان مغناطیسی خارجی می توان آن ها را از آب جدا کرد.

وی ادامه داد: در تحقیق حاضر به جای اکسید تیتانیوم از ماده فریت بیسموت استفاده شده است که دو برتری قابل توجه نسبت به اکسید تیتانیوم دارد، نخست آنکه فریت بیسموت در مقیاس نانومتری، دارای خاصیت مغناطیسی (فری مغناطیس) است، پس نیازی به هسته مغناطیسی ندارد، همچنین این ماده در محدوده نور مریی رفتار فوتوکاتالیسیتی خوبی بروز می دهد، برخلاف اکسید تیتانیوم که عمده رفتار فوتوکاتالیستی آن در محدوده ماورای بنفش است.
میرکاظمی افزود: در این طرح یک روش ارزان با مواد اولیه نسبتا کم هزینه و دردمای پایین برای سنتز نانوذرات فریت بیسموت ارائه شده است، همچنین طبق نتایج، این نانوذرات در تصفیه نمونه پساب های مورد آزمایش عملکرد مناسب و قابل قبولی داشته اند.

وی گفت: با توجه به مزایای این ماده در مقایسه با اکسید تیتانیوم و همچنین با اشاره به اینکه فریت بیسموت ماده سمی و مضر برای محیط زیست نیست، لذا در صورت تولید انبوه می تواند بدون اینکه اثرات جانبی سوئی به جای گذارد، نقش مؤثر و کلیدی در کاهش آلودگی های آب و هوا و کاهش هزینه ها داشته باشد.

کاظمی در ادامه به مقایسه روش جداسازی مغناطیسی با سایر روش های تصفیه پرداخت و بیان کرد: استفاده از روش جداسازی مغناطیسی در تصفیه آب نسبت به رسوب سازی و معلق سازی دارای مزایایی به ویژه کاهش در هزینه های سرمایه ای و عملیاتی است، استفاده از فتوکاتالیست مغناطیسی، امکان بازیابی آسان فتوکاتالیست ها را از آب تصفیه شده به وسیله میدان مغناطیسی فراهم می کند، این فتوکاتالیست ها به دلیل خصوصیت تجدید پذیری می توانند دوباره مورد استفاده قرارگیرند و همچنین می توان در یک سیستم معلق با اعمال یک میدان مغناطیسی متناوب آن ها را هم زد.
به گفته این پژوهشگر، در این تحقیقات، نانوذرات فریت بیسموت به روش تجزیه حرارتی تهیه شده و از آزمون هایی چون طیف سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز،آزمون حرارتی افتراقی و توزین حرارتی، پراش پرتو ایکس و میکروسکوپ های الکترونی، برای بررسی و شناسایی ساختار، خواص مغناطیسی و خواص نوری نانوذرات سنتز شده استفاده شده است، در ادامه به بررسی عملکرد این نانوذرات در تصفیه نمونه های آزمایشگاهی حاوی آلاینده متیلن بلو پرداخته شده است. نتایج این تحقیقات در مجله Ceramics International منتشر شده است.