نانوماده‌ای برای حذف سرب از آب
امروزه، روش‌های متعددی برای حذف مؤثر فلزهای سنگین از آب ارائه شده‌اند که برخی از آن‌ها شامل ته‌نشینی شیمیایی، تبادل یونی، جذب، فیلتراسیون غشا و فناوری‌های الکتروشیمیایی هستند. بین این روش‌ها، فناوری جذب در طراحی و عمل، انعطاف‌پذیری بالایی دارد. در بسیاری از موارد، این روش، پساب تصفیه‌شده با کیفیت بالایی تولید می‌کند. همچنین، به علت طبیعت برگشت‌پذیر اکثر فرایندهای جذب، جاذب‌ها می‌توانند از طریق فرایندهای موسوم به واجذب، برای کاربردهای متعددی بازتولید شوند. به‌علاوه، بسیاری از فرایندهای جذب کم‌هزینه و مؤثر بوده و استفاده آسانی دارند.
به علت طبیعت برگشت‌پذیر اکثر فرایندهای جذب، جاذب‌ها می‌توانند از طریق فرایندهای موسوم به واجذب، برای کاربردهای متعددی بازتولید شوند. به‌علاوه، بسیاری از فرایندهای جذب کم‌هزینه و مؤثر بوده و استفاده آسانی دارند.
این موارد، به اعتقاد متخصصین مربوطه، باعث شده‌اند که «جذب» به‌عنوان یک روش مؤثر و اقتصادی برای حذف عنصر سرب یا Pb(II) از فاضلاب‌ها شناخته شود. اما برای این فرایند، تاکنون از جاذب‌های متنوعی استفاده شده است. در این خصوص، برخی مواد کربنی به‌عنوان مواد جاذب برای حذف سرب انتخاب شده‌اند که از میان آن‌ها، مواد نانوکمپوزیتی مبتنی بر پایه اکسید گرافن یا GO اهمیت زیادی به‌عنوان جاذب پیدا کرده‌اند. این مواد به دلیل ارزان‌تر و کاربردپذیرتر بودن نسبت به نانومواد گران‌قیمت‌تر مانند CNT های عامل دار شده، می‌توانند به‌راحتی در مقیاس بزرگ و به‌عنوان مواد چندکاره هیبریدی، از گرافیت طبیعی ارزان‌قیمت به دست آیند.
بر همین مبنا، در یک پژوهش جمعی مشترک که توسط محققانی از دانشگاه آزاد اسلامی واحدهای واحد قم، قزوین و تهران شمال، موسسه پژوهش فناوری و علوم هسته‌ای و دانشگاه تربیت مدرس انجام شده است، حذف عنصر سمی سرب از آب را به کمک یک نانوکمپوزیت قابل بازیافت نوین مبتنی بر اکسید گرافن مورد بررسی قرار داده‌اند.
محققان فوق برای انجام این فرایند که به دلیل استفاده از ماده‌ای قابل بازیافت، «حذف سبز» نامیده شده است، ابتدا نانوماده مغناطیسی Ag/γ- Fe2O3@rGO قابل بازیافت را سنتز کردند و سپس آن را به‌عنوان یک ماده جاذب برای حذف سرب سمی از آب، به کار گرفتند.
پس از سنتز، ساختار این جاذب با روش‌های FT-IR، XRD و TEM مشخص و تأیید شد و سپس اثرات پارامترهای مختلف مربوط به آن نظیر زمان تماس، غلظت جاذب، اسیدیته و غلظت اولیه Pb(II) مورد پژوهش قرار گرفت.
یافته‌های حاصل از آزمایش‌های مختلف نشان دادند که نانوماده به کارگرفته شده، دارای توان مناسبی برای حذف سبز سرب از آب است و همچنین این ماده، دوام و قابلیت بازیافت مناسبی دارد.
محمدزمان کسایی، محقق گروه شیمی دانشگاه تربیت مدرس و سایر همکارانش در این تحقیق می‌گویند: «بررسی‌های ما نشان داد که فرایند حذف سرب با افزایش زمان تماس، غلظت جاذب و اسیدیته محیط، افزایش یافته و با افزایش غلظت 
سرب کاهش می‌یابد. در آزمایش‌های ما، حذف بهینه حدود 93 درصد از سرب، از طریق نانوذرات سنتزشده مبتنی بر GO، در مدت‌زمان 40 دقیقه از محلول حاوی 25 میلی‌گرم در لیتر سرب و تحت محیط اسیدی با pH حدود 5 انجام شد».
این محققان می‌افزایند: «نتایج آزمایش‌ها با مدل‌های ایزوترم جذب استاندارد، با حداکثر ظرفیت جذب 42.9 میلی‌گرم در لیتر سرب به ازای هر 20 میلی‌گرم در لیتر نانوماده سنتزی Ag/Fe2O3@GO هماهنگی خوبی دارند. لذا استفاده از جاذب مغناطیسی ضدباکتری اخیر، در افق‌های نزدیک قابل پیش‌بینی است».
گفتنی است این یافته ارزشمند که نانوکمپوزیت نوین و قابل بازیافت Ag/γ-Fe2O3@r-GO را به‌عنوان عاملی مهم برای حذف عنصر سمی سرب Pb(II) از آب‌ها معرفی کرده است، در قالب مقاله‌ای علمی پژوهشی در نشریه بین‌المللی شیمی و مهندسی شیمی ایران (IJCCE) که متعلق به موسسه پژوهش و توسعه صنایع شیمی ایران و زیرمجموعه جهاد دانشگاهی است، به چاپ رسیده است.
گزارش: دکتر محمدرضا دلفیه
منبع: Iranian Journal of Chemistry and Chemical Engineering (IJCCE)
No tags for this post.
