روشی جدید برای حذف یون نیترات از آب‌های آشامیدنی به‌وسیله‌ی نانوکامپوزیتهای سنتز شده بر پایه نانولوله کربنی به دست پژوهشگران دانشگاه شهید بهشتی طراحی و بکارگرفته شد.
روشی جدید برای حذف یون‌های سمی نیترات از آب‌های آشامیدنی
روشی جدید برای حذف یون نیترات از آب‌های آشامیدنی به‌وسیله‌ی نانوکامپوزیتهای سنتز شده بر پایه نانو لوله کربنی به دست پژوهشگران دانشگاه شهید بهشتی طراحی و بکارگرفته شد. نانوکامپوزیت استفاده شده قابلیت بازیابی داشته و می‌تواند چندین بار مورد استفاده قرار گیرد.
با توجه به مضرات فراوان نیترات برای سلامت انسان مخصوصا کودکان و عدم پاسخ مناسب روش‌هایی که تاکنون برای حذف نیترات ارائه شده‌اند، در این کار از روشی جدید برای حذف نیترات از آب‌های آشامیدنی استفاده شده است که سعی شد تا خطرات ناشی از تولید محصولات فرعی و حدواسط‌های مضر و سمی برطرف شوند.
دکتر محمدرضا نبید از دانشگاه شهید بهشتی درباره این تحقیقات توضیح داد: «به دنبال بررسی روش‌های مختلفی که تا به امروز جهت حذف یون نیترات از آب‌های شرب ارائه گردیده است و همچنین بررسی زوایای مختلف محدودکننده‌ی کاربرد این روش‌ها، در این تحقیق تلاش شد تا روشی نوین و کارامد برای حذف یون نیترات معرفی گردد که در عین حال معایب روش‌های ارائه شده تا به امروز را به همراه نداشته باشد. بدین منظور با توجه به مزایای استفاده از نانوذرات و نانوکامپوزیت‌ها، سنتز نانوکامپوزیتهای پلیمری با مورفولوژی مناسب، مساحت سطح بالا و استحکام بالا را جهت استفاده‌های پی در پی در پیش گرفتیم. به عنوان بستر مستحکم در سایز نانو برای سنتز نانوکامپوزیت‌ها از نانولوله‌های کربنی چند‌دیواره استفاده شد و به عنوان سطح مناسبی که بتواند نقش موثری در حذف یون‌های نیترات داشته باشد از لایه‌های نازک و متخلخل پلیمرهای رسانای دوپه شده استفاده گردید. طی بررسی‌هایی که صورت گرفت، خاصیت تعویض پذیری یون‌های دوپانت موجود در ساختار پلیمر اثبات گردید و پس از اثبات این موضوع اسیدکلریدریک به عنوان بهترین دوپانت با درصدهای بالاتر تعویض یونی انتخاب شد. نهایتا تمام فاکتورهایی که احتمال میرفت در حذف یون نیترات موثر باشند مورد بررسی قرار گرفتند و مقادیر بهینه به صورتی که در مقاله اصلی آورده شده اعلام گردیدند. به عنوان فاکتوری با اهمیت، کارایی روش در استفاده‌های مجدد نانوکامپوزیت بررسی شد و نتایج مطلوب که اثبات‌کننده پتانسیل استفاده‌ی چندباره‌ی نانوکامپوزیت بود، به‌دست آمد.»
در این کار از نانوکامپوزیت‌هایی که سنتز آسان و ارزان دارند استفاده گردید. بعلاوه سعی شد تا خطرات ناشی از تولید محصولات فرعی و حدواسط‌های مضر و سمی برطرف شوند. مزیت دیگر این روش آن است که نانوکامپوزیت استفاده شده قابلیت بازیابی داشته و می‌تواند چندین بار مورد استفاده قرار گیرد.
در طی این آزمایشات مشخص شد که کار با پلیمرهای رسانا به دلیل عدم استحکام پلیمر مشکل بوده و جدا کردن آن از محیط واکنش به سختی صورت می‌گیرد. همچنین عدم استحکام پلیمر امکان بازیافت پلیمر برای استفاده‌های بعدی را از بین می‌برد. بازیافت پلیمر و استفاده مجدد از آن از فاکتورهای مهم اقتصادی در کاربرد آن بوده و استفاده صنعتی از آنها را مقرون به صرفه می‌نماید. از بهترین روش‌های فرآیندپذیر کردن پلیمرها و استحکام بخشیدن به آنها تهیه نانوکامپوزیت‌ها بر پایه‌ی نانوذرات مستحکم است.
همچنین کنترل پلیمریزاسیون برای حفظ مورفولوژی هسته- پوسته در نانوکامپوزیت تهیه شده از اهمیت بسزایی برخوردار است، به این صورت که از استحکام بستر یا همان نانولوله‌ها زمانی بیشترین استفاده خواهد شد که مورفولوژی نانوذره حفظ گردیده و لایه نازکی از پلیمر روی سطح نانوذره قرار بگیرد.
نبید در تکمیل نتایج به‌دست آمده افزود: «نتایج حاصل از بررسی نانوکامپوزیتهای پلیمرهای رسانا در حذف یون نیترات نشان دادند که کارامدترین نانوکامپوزیت PANI/MWCNTs با دوپانت اسیدکلریدریک است. با توجه به توانایی تبادل جفت یون‌های متصل به پلیمر با یون‌های موجود در محیط، در این تحقیقات دوپه شدن اکسایشی پلیمر مورد توجه قرار گرفت. به عبارت دیگر، آنیون متصل به پلیمر که در هنگام دوپه شدن در پلیمر ایجاد می‌شود، می‌تواند با آنیون نیترات تبادل شده و نیترات را از محیط به داخل شبکه پلیمری بیاورد. در این فرایند حذف یون نیترات را بدون هیچگونه تغییر و تولید محصولات جانبی و یا محصولاتی با سمیتی بیشتر از نیترات خواهیم داشت. بنابراین ترکیبات مضری همچون نیتریت، آمونیوم و نیتروزاکسیدها که به شدت سرطانزا هستند و در روش‌های بیولوژیکی و کاتالیتیکی تولید می‌شدند در این روش تولید نخواهند شد.»
نتایج این کار تحقیقاتی که به دست دکتر محمدرضا نبید و همکاران وی صورت گرفته است، در مجله Iranian Polymer Journal (جلد ۲۲، شماره ۲، فوریه سال۲۰۱۳، صفحات ۸۵–۹۲) منتشرشده است.
