پژوهشگران دانشگاه صنعتی امیرکبیر و مؤسسه علوم و فناوری رنگ ایران با تهیه ترکیب کیتوسان با نانوساختار دندریمر، موفق به ساخت بیوجاذب با کارایی بسیار بالا برای حذف مواد رنگی از پساب‌های نساجی شدند.
حذف مواد رنگی از پساب‌های نساجی با نانوبیوپلیمرهای طبیعی
پژوهشگران دانشگاه صنعتی امیرکبیر و مؤسسه علوم و فناوری رنگ ایران با تهیه ترکیب کیتوسان با نانوساختار دندریمر، موفق به ساخت بیوجاذب با کارایی بسیار بالا برای حذف مواد رنگی از پساب‌های نساجی شدند. از ویژگی منحصربه‌فرد این بیوجاذب‌ها می‌توان به قدرت جذب بالا، زیست تخریب پذیری، زیست سازگاری و غیرسمی بودن آنها اشاره کرد.
پساب‌های رنگرزی صنعت نساجی، یکی از بزرگترین منابع آلودگی هستند که اثرات مخربی برروی محیط زیست ایجاد می‌کنند. باتوجه به محدودیت‌های سخت گیرانه‌ای که برای ترکیب‌های آلی پساب‌های صنعتی وضع شده است، حذف مواد آلاینده از پساب‌ها قبل از تخلیه امری ضروری است. در کنار این امر، باید به مواد جاذب مناسب این مواد توجه ویژه‌ای شود. بیوپلیمرطبیعی کیتوسان بواسطه حضور گروه‌های نیتروژن و خصلت ذاتی کاتیونی خود، از ظرفیت جذب بالایی در حذف مواد رنگزای آنیونی نساجی برخوردار است. دندریمرها نیز بعنوان یک جاذب با قدرت جذب بالا (سوپرجاذب) با ابعاد ساختاری نانو در رنگزدایی پساب رنگرزی کالای نساجی مطرح شده‌اند.
هدف از این مقاله، تهیه ترکیب کیتوسان-دندریمر به منظور رنگزدایی پساب حاوی مواد رنگزای راکتیو بوده است. برای این منظور، درمرحله اول کیتوسان با اتیل اکریلات اصلاح شد و سپس در مرحله دوم به‌وسیله دندریمر نسل دوم PPI ترکیب کیتوسان-دندریمر تهیه شد. متغیرهای تأثیرگذار برفرآیند رنگزدایی پساب‌های رنگی مثلpH، غلظت ماده رنگزا، دما و زمان تماس برای بهینه کردن فرآیند رنگزدایی با استفاده از برنامه آماری RSM بررسی شده است. همچنین بررسی‌های سینتیک و ایزوترم جذب در حالت تعادل برای ارزیابی مقدار ماده رنگزای جذب شده روی جاذب انجام گرفت.
دکتر موسی صادقی کیاخانی دانش آموخته مهندسی نساجی دانشگاه امیرکبیر، در تکمیل مراحل انجام شده افزود: «برای سنتز ترکیب مورد نظر، به مواد اصلی مثل کیتوسان، اتیل اکریلات و دندریمر نیاز است که در طی سه مرحله واکنش ترکیب موردنظر سنتز گردید. با استفاده از غشاهای دیالیز ترکیب‌های سنتز شده خالص‌سازی شدند. سپس در بررسی قابلیت رنگزدایی ترکیب سنتز شده به عنوان کاربردی جدید، از ترکیب حد واسط و همچنین ترکیب کیتوسان-دندریمر برای رنگزدایی پساب کالای نساجی رنگرزی شده با مواد رنگزای راکتیو استفاده شد که نتایج مناسبی به‌دست آمد.»
نتایج حاکی از آن است که بیوجاذب اصلاح شده با نانوساختار دندریمر پتانسیل بسیار بالایی برای رنگزدایی پساب نساجی حاوی مواد رنگزای به‌کار برده شده را دارد. صادقی در این باره افزود: «در آزمایش‌های انجام شده افزایش زمان تماس و دما اثر مثبت در مقدار رنگزدایی داشت، درحالی که افزایش غلظت محلول ماده رنگزا و pH باعث کاهش مقدار جذب مواد رنگزا بر روی بیوجاذب شد. همچنین با بررسی نتایج آزمایش‌ها شرایط بهینه برای عملکرد بهتر این بیوجاذب تعیین شد.»
بررسی نتایج این مقاله نشان می‌دهد که بیوجاذب پلیمر کیتوسان-دندریمر می‌تواند یک بیوجاذب با پتانسیل بالا و زیست تخریب‌پذیر برای حذف ترکیب‌های آنیونی مثل مواد رنگزای راکتیو از پساب صنایع نساجی باشد. ویژگی منحصر به‌فرد این جاذب‌ها، قدرت جذب بالا، زیست تخریب پذیری، زیست سازگاری و غیرسمی بودن آنها است.
ترکیب کیتوسان-دندریمر تهیه شده، می‌تواند پتانسیل کاربردهای صنعتی مختلفی از جمله در تصفیه آب، تصفیه آلاینده‌های آلی و فلزی مضر برای محیط زیست و یا تهیه نانوالیاف به منظور استفاده از آن در کاربردهای پزشکی را داشته باشد. در کنار این موارد کاربرد این مواد در انتقال دارورسانی در زمینه پزشکی و کاربرد آنها به عنوان یک ترکیب ضدمیکروبی و بهبود دهنده قابلیت رنگ پذیری الیاف نساجی نیز مطرح است.
نتایج این تحقیقات که به‌وسیله‌ی دکتر موسی صادقی کیاخانی، دکتر مختار آرامی از دانشگاه امیرکبیر و دکتر کمال الدین قرنجیگ از مؤسسه علوم و فناوری رنگ ایران صورت گرفته است، در مجله Journal of Applied Polymer Science (جلد ۱۲۷، شماره ۴، ۱۵ فوریه ۲۰۱۳) منتشر شده است. علاقه‌مندان می‌توانند متن کامل مقاله را در صفحات ۲۶۰۷ تا ۲۶۱۹ همین شماره مشاهده نمایند.
