ستاد ویژه توسعه فناوری نانو

حباب‌ها، عصای دست نانوفتوکاتالیست‌ها در حذف آلاینده‌های آبی

محققان دانشگاه گیلان یک روش آزمایشگاهی پربازده را جهت بهبود کارایی نانوفتوکاتالیست‌ها در تخریب آلاینده‌های آبی ارائه کردند. این روش که در قالب طراحی و ساخت یک رآکتور ارائه شده و برخی عیوب روش‌های حذف آلاینده‌ها مبتنی بر فتوکاتالیست‌های با بستر ثابت را برطرف می‌کند.

با گسترش صنایع در جوامع بشری، مشکل آلودگی آب بیشتر خود را نمایان کرده‌است. از سوی دیگر پیشرفت فناوری‌های مختلف افق دید گسترده‌ای را برای تصفیه‌ی آب پیش روی محققان قرار داده‌است. یکی از مهم‌ترین فناوری‌ها که اخیراً جهت تصفیه‌ی آب مورد استفاده قرار گرفته، فناوری استفاده از مواد فتوکاتالیستی است.

دکتر روحان رخشایی ضمن اشاره به مشکلات استفاده از فناوری فتوکاتالیستی مرسوم، ابداع روشی پربازده جهت افزایش کارایی فناوری فتوکاتالیستی برای حذف چهار نوع آلاینده‌ی خطرناک آبی را از اهداف اصلی این طرح عنوان کرد. استفاده از این روش ابداعی نه‌تنها موجب افزایش بازدهی در فرایند فتوکاتایستی حذف آلاینده‌ها می‌شود، بلکه کاهش قابل‌ توجه هزینه‌ها را نیز در پی خواهد داشت.

رخشایی در تشریح سازوکار روش ابداعی در این طرح گفت: «در طرح حاضر برخلاف روش‌های مرسوم استفاده از نانوذرات فتوکاتالیستی که ذرات را بر روی یک بستر تثبیت می‌کنند، از حباب‌های هوا جهت معلق کردن نانوذرات استفاده شده‌است. این امر سبب می‌شود از کل سطح نانوذرات جهت جذب نور استفاده شود و از این طریق کارایی فرایند بهبود یابد، ضمن آنکه مشکل افت فشار جریان نیز رفع می گردد.»

وی ادامه داد:‌ «در این طرح از نانوذرات هماتیت در دو شکل خام و تثبیت‌شده به‌عنوان یک فوتوکاتالیست استفاده شده‌است. در این راستا پس از اتمام فرایند تولید، از روش‌های مختلف مشخصه‌یابی برای آنالیز کیفی نانوذرات حاصله استفاده شده و در نهایت بازدهی آن‌ها در حذف چهار نوع آلاینده آبی متیلن بلو، بیسمارک براون، ردامین بی و مالاشیت گرین در دماهای عملیاتی مختلف محاسبه شده و نتایج به‌دست آمده با نتایج استفاده از رآکتور پیوسته متداول مقایسه شد.»

نتایج حاکی از آن است که در شرایط مختلف حجمی، بازدهی رآکتور فتوکاتالیستی جدید نسبت به رآکتور پیوسته‌ی متداول، بی آنکه مشکلات ناشی از افت فشار و صرف هزینه‌ی مربوط به تأمین اجسام کروی برای ساخت بستر ثابت را داشته باشد، افزایش راندمانی بالغ ‌بر 12، 15، 18 و 20 درصد را برای حذف این رنگ‌ها در پی داشته است.

این تحقیقات حاصل تلاش‌های دکتر روحان رخشایی- عضو هیأت علمی دانشگاه گیلان- و جواد دروازه- دانشجوی مقطع کارشناسی ارشد این دانشگاه- است. نتایج این کار در مجله‌ی معتبر Journal of Hazardous Materials با ضریب تأثیر 6.06 (جلد 356، سال 2018، صفحات 61 تا 72) منتشر شده‌است.