تصفیه‌ی پساب‌های صنعتی با اعمال همزمان امواج فراصوت و نانوذرات اکسیدی
این نانوذرات که در مقیاس آزمایشگاهی تولید شده‌اند، از خواص ضد میکروبی و قارچ کشی با اثرات ضد درد و التهاب نیز برخوردارند، به نحوی که التیام دهنده ناراحتی های گوارشی هستند. ازاین‌رو این ماده با الگوی ساخت و پیش سازهای ارزان‌قیمت جایگزین مناسبی برای مواد مشابه محسوب می‌شود.
تصفیه‌ی پساب صنعتی حاوی ترکیبات آلی سمی و مقاوم، از قبیل رنگ‌های آلی مصنوعی، نقش مهمی در فرایند بهبود سلامت و کیفیت زندگی جوامع بشری و حفظ اکوسیستم‌های آبی ایفا می‌کند. از لحاظ زیست محیطی، تخلیه‌ی پساب مربوط به صنعت نساجی به محیط‌های آبی موجب جلوگیری از نفوذ نور درون محیط آب و در نتیجه پدیده‌ی فتوسنتز می‌شود. به‌طورکلی، پساب تولیدی صنایع نساجی اغلب دارای ترکیبات رنگ‌زا با خاصیت زیست‌تخریب‌پذیری پایین هستند. از آنجایی که فناوری‌های مرسوم جهت تصفیه‌ی آب مناسب این نوع پساب‌ها نیست، فرایندهای تصفیه شیمیایی نوینی جهت تصفیه‌ی پساب صنایع نساجی توسعه یافته‌اند.
دکتر رضا درویشی چشمه سلطانی، در رابطه با اهداف دنبال شده در این طرح گفت: «تهیه‌ی کاتالیزوری با الگوی ساخت ساده و فعالیت کاتالیزوری بالا جهت تصفیه‌ی پساب‌های صنعتی حاوی آلاینده‌های آلی، از مهم‌ترین اهداف طرح مذکور بوده است. با توجه به نتایج مثبت حاصل شده کاتالیزور اکسید منیزیم تهیه شده در ابعاد نانو، با توجه به الگوی ساخت ساده، می‌تواند جهت فرآیندهای تصفیه‌ی پساب‌های صنعتی به کار رود.»
یکی از راهکارهای تصفیه‌ی پساب‌های صنعتی، استفاده از فرایندهای اکسیداسیون پیشرفته بر مبنای تولید رادیکال هیدروکسیل در محیط است که یکی از قدرتمندترین اکسیدکننده‌ها به شمار می‌رود. اخیراً استفاده از انرژی امواج فراصوت به‌منظور تولید یون هیدروکسیل، توجهات بسیاری را به خود جلب کرده است. انتشار امواج فراصوت درون محیط آبی منجر به تولید حباب خلاء می‌شود. ترکیدن این حباب‌ها حرارت و فشار بسیار زیادی را درون مایع ایجاد می‌کند که به پدیده‌ی نقطه‌ی داغ موسوم است. این میزان حرارت باعث تجزیه‌ی حرارتی مولکول‌های آب شده و رادیکال هیدروکسیل تولید می‌کند. اما استفاده از این فرایند به‌تنهایی به زمان و قدرت بالای امواج نیاز دارد. ازاین‌رو همزمان با اعمال امواج فراصوت از کاتالیزورهایی که موسوم به سونوکاتالیست هستند نیز استفاده می‌شود. این مواد غیرقابل‌حل، وقتی در معرض امواج فراصوت قرار می‌گیرند، تولید رادیکال هیدروکسیل را تشدید می‌کنند. موادی مانند اکسید تیتانیوم، اکسید روی و اکسید منیزیم از این خاصیت برخوردارند.
درویشی مراحل سنتز و ارزیابی نانوذره اکسید منیزیم را بدین شرح عنوان کرد: «در ابتدا ساخت کاتالیزور اکسید منیزیم به روش سونوشیمیایی صورت گرفت. در ادامه، کاتالیزور تهیه‌شده به رآکتور جریان ناپیوسته‌ی حاوی آلاینده‌ی آلی (ماده رنگ‌زا) اضافه شد. رآکتور در یک حمام التراسونیک با توان و فرکانس متغیر قرار داده شد تا تأثیر پارامترهای مختلف بر کارایی رآکتور مورد بررسی قرار گیرد. به منظور بررسی ابعادی و ارزیابی خلوص به ترتیب از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و پراش اشعه ایکس (XRD) استفاده شد. همچنین جهت مطالعه‌ی روند معدنی سازی آلاینده‌های آلی، آزمون رنگ نگاری گازی- طیف نگاری جرمی مورداستفاده قرار گرفت.»
نتایج آزمایش‌های صورت گرفته، تهیه‌ی نانوکاتالیزور با سطح واکنش مطلوب را تأیید می‌کنند. به‌علاوه ارزیابی‌های ساختاری صورت گرفته نیز مبین خلوص بالای نانوذرات تولیدی است. نتایج پژوهش نیز نشان داداند که سونوکاتالیست حاصله توانایی بالایی در تبدیل آلاینده‌ی آلی به مواد غیر آلی غیر سمی نظیر آب و دی‌اکسید کربن دارد.
به گزارش ستاد توسعه فناوری نانو،این تحقیق حاصل همکاری دکتر رضا درویشی چشمه سلطانی- عضو هیئت‌علمی دانشگاه علوم پزشکی اراک- دکتر مهدی صفری- عضو هیئت‌علمی دانشگاه علوم پزشکی کردستان- و معصومه مشایخی- کارشناس آزمایشگاه دانشگاه علوم پزشکی اراک- است. نتایج این کار در مجله‌ی Ultrasonic Sonochemistry (جلد 30 ، سال 2016، صفحات 123 تا 131) منتشر شده است.
No tags for this post.دکتر رضا درویشی چشمه سلطانی، در رابطه با اهداف دنبال شده در این طرح گفت: «تهیه‌ی کاتالیزوری با الگوی ساخت ساده و فعالیت کاتالیزوری بالا جهت تصفیه‌ی پساب‌های صنعتی حاوی آلاینده‌های آلی، از مهم‌ترین اهداف طرح مذکور بوده است. با توجه به نتایج مثبت حاصل شده کاتالیزور اکسید منیزیم تهیه شده در ابعاد نانو، با توجه به الگوی ساخت ساده، می‌تواند جهت فرآیندهای تصفیه‌ی پساب‌های صنعتی به کار رود.»
یکی از راهکارهای تصفیه‌ی پساب‌های صنعتی، استفاده از فرایندهای اکسیداسیون پیشرفته بر مبنای تولید رادیکال هیدروکسیل در محیط است که یکی از قدرتمندترین اکسیدکننده‌ها به شمار می‌رود. اخیراً استفاده از انرژی امواج فراصوت به‌منظور تولید یون هیدروکسیل، توجهات بسیاری را به خود جلب کرده است. انتشار امواج فراصوت درون محیط آبی منجر به تولید حباب خلاء می‌شود. ترکیدن این حباب‌ها حرارت و فشار بسیار زیادی را درون مایع ایجاد می‌کند که به پدیده‌ی نقطه‌ی داغ موسوم است. این میزان حرارت باعث تجزیه‌ی حرارتی مولکول‌های آب شده و رادیکال هیدروکسیل تولید می‌کند. اما استفاده از این فرایند به‌تنهایی به زمان و قدرت بالای امواج نیاز دارد. ازاین‌رو همزمان با اعمال امواج فراصوت از کاتالیزورهایی که موسوم به سونوکاتالیست هستند نیز استفاده می‌شود. این مواد غیرقابل‌حل، وقتی در معرض امواج فراصوت قرار می‌گیرند، تولید رادیکال هیدروکسیل را تشدید می‌کنند. موادی مانند اکسید تیتانیوم، اکسید روی و اکسید منیزیم از این خاصیت برخوردارند.
درویشی مراحل سنتز و ارزیابی نانوذره اکسید منیزیم را بدین شرح عنوان کرد: «در ابتدا ساخت کاتالیزور اکسید منیزیم به روش سونوشیمیایی صورت گرفت. در ادامه، کاتالیزور تهیه‌شده به رآکتور جریان ناپیوسته‌ی حاوی آلاینده‌ی آلی (ماده رنگ‌زا) اضافه شد. رآکتور در یک حمام التراسونیک با توان و فرکانس متغیر قرار داده شد تا تأثیر پارامترهای مختلف بر کارایی رآکتور مورد بررسی قرار گیرد. به منظور بررسی ابعادی و ارزیابی خلوص به ترتیب از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و پراش اشعه ایکس (XRD) استفاده شد. همچنین جهت مطالعه‌ی روند معدنی سازی آلاینده‌های آلی، آزمون رنگ نگاری گازی- طیف نگاری جرمی مورداستفاده قرار گرفت.»
نتایج آزمایش‌های صورت گرفته، تهیه‌ی نانوکاتالیزور با سطح واکنش مطلوب را تأیید می‌کنند. به‌علاوه ارزیابی‌های ساختاری صورت گرفته نیز مبین خلوص بالای نانوذرات تولیدی است. نتایج پژوهش نیز نشان داداند که سونوکاتالیست حاصله توانایی بالایی در تبدیل آلاینده‌ی آلی به مواد غیر آلی غیر سمی نظیر آب و دی‌اکسید کربن دارد.
به گزارش ستاد توسعه فناوری نانو،این تحقیق حاصل همکاری دکتر رضا درویشی چشمه سلطانی- عضو هیئت‌علمی دانشگاه علوم پزشکی اراک- دکتر مهدی صفری- عضو هیئت‌علمی دانشگاه علوم پزشکی کردستان- و معصومه مشایخی- کارشناس آزمایشگاه دانشگاه علوم پزشکی اراک- است. نتایج این کار در مجله‌ی Ultrasonic Sonochemistry (جلد 30 ، سال 2016، صفحات 123 تا 131) منتشر شده است.
