محققان دانشگاه آزاد شهرضا با همکاری دانشگاه صنعتی مالک اشتر موفق به ساخت نانوکاتالیستی از جنس سولفید روی شدند که سبب افزایش بازده فرایند تصفیه پساب آلاینده‌های شیمیایی می‌شود.
ساخت نانوکاتالیستی جهت تصفیه پساب آلاینده‌های صنایع داروسازی
محققان دانشگاه آزاد شهرضا با همکاری دانشگاه صنعتی مالک اشتر موفق به ساخت نانوکاتالیستی از جنس سولفید روی شدند که سبب افزایش بازده فرایند تصفیه پساب آلاینده‌های شیمیایی می‌شود. این نانوکاتالیست با استفاده از مواد اولیه مناسب و ارزان قیمت تولید شده و فرایند تولید آن ساده و قابل کنترل است.
در صنایع داروسازی، وجود ترکیبات دارویی در پساب از نظر زیست محیطی بسیار حائز اهمیت است. چرا که با وارد شدن ترکیباتی مانند ترکیبات آنتی بیوتیک در محیط زیست از طریق تخلیه پساب، باکتری‌ها به این نوع ترکیبات مقاوم شده و نتیجه آن نیاز به دوزهای بالاتر و لذا مصرف بیشتر برای انسان‌ها است. بنابراین، توسعه روش‌های تصفیه فاضلاب با غلظت‌های بالای آلاینده نیازمند تلاش جدی است. فراموش نشود که روش پیشنهادی برای تصفیه باید ارزان، مؤثر و بی خطر باشد.
امروزه استفاده از نیمه هادی‌هایی مانند اکسیدروی، سولفید روی وآکسیدآهن به عنوان فتوکاتالیست در فرایند تخریب یکی از روش‌های مهم برای افزایش بازده تصفیه است. فعالیت فوتوکاتالیستی بالا، هزینه کم، عدم سمیت، و انرژی شکاف نوار(band gap) از مزایای مطلوب استفاده از این فتوکاتالیست‌ها است. بنابراین، در این کار تحقیقاتی، پژوهشگران به دنبال تولید نانوذرات سولفیدروی و استفاده از آن به عنوان فتوکاتالیست در افزایش تخریب آنتی بیوتیک‌هایی نظیر آموکسی سیلین، آمپی سیلین، پنی سیلین و کلوگزاسیلین بودند.
این محققان با استفاده از مواد اولیه مناسب و ارزان قیمت و به روش رسوب دهی کنترل شده به تولید نانوذرات سولفید روی پرداخته و با استفاده از آنالیزهای متداول مانند XRD و TEM ساختار نانوذرات مورد بررسی قرار دادند. برخورد فتون‌های تابش با مولکول‌های ترکیبات آنتی بیوتیک منجر به تخریب این مولکول‌ها می‌شود. از این رو در ادامه تحقیقات، نمونه‌های آبی از ترکیبات آنتی بیوتیک تهیه شده و به روش پیمانه‌ای تحت تابش فرابنفش قرار داده شد. همچنین جهت افزایش سرعت فتوتخریب، از نانوذرات سولفیدروی به عنوان فتوکاتالیست استفاده شد.
دکتر حمیدرضا پوراعتدال، عضو هیأت علمی دانشگاه مالک اشتر، بیان کرد: «وجود فتوکاتالیست سرعت تولید رادیکال‌های فعال برای واکنش‌های شیمیایی را افزایش می‌دهد. از طرفی با کاهش اندازه ذرات و لذا تهیه نانوذرات آن، تأثیر فتوکاتالیست در سرعت تخریب افزایش می‌یابد. بنابراین در این تحقیق، فتوتخریب ترکیبات مورد بررسی در حضور نانوذرات سولفید روی به عنوان یک فتوکاتالیست ناهمگن در نمونه‌های آبی مورد مطالعه قرار گرفت. در ادامه تأثیر چندمتغیر بر بازده فرآیند فتوتخریب، مانند مقدار فتوکاتالیست، pH محیط و مدت زمان تابش‌دهی و دستیابی به شرایط بهینه بررسی شد. مطالعه تأثیر مقادیر ترکیبات آنتی بیوتیک بر سرعت فرایند فتوتخریب از جمله فعالیت‌های دیگر این تحقیقات بود.»
نتایج این پژوهش که برگرفته از پایان نامه محمدعلی حسنعلی، دانش آموخته کارشناسی ارشد شیمی بود، نشان داد حذف ترکیبات دارویی آنتی بیوتیک در نمونه‌های آبی به روش فتوتخریب به کمک این نانوذرات در مدت زمان کوتاه با بازده بالای ۹۰٪ امکان پذیر است. همچنین از آنجا که سطح کاتالیست‌های ناهمگن در واکنش‌های شیمیایی، یک متغیر بسیار تاثیرگذار در سرعت واکنش است، مشخص شد که با کاهش اندازه ذرات و افزایش سطح قابل دسترس فتوکاتالیست سرعت واکنش افزایش می‌یابد.
از مهم‌ترین ویژگی‌های این نانوکاتالیست تولید آن با استفاده از یک روش کم هزینه است که خود نویدبخش تصفیه پساب‌های صنعت داروسازی با استفاده از یک روش کارآمد و در مدت زمان مناسب و به ویژه مقرون به صرفه است.
به گفته پوراعتدال این محققان در ادامه این پژوهش به دنبال استفاده از سایر نانوکاتالیست‌ها به منظور افزایش سرعت فرآیند فتوتخریب آلاینده‌های شیمیایی در نمونه‌های آبی موجود در پساب صنایع مختلف هستند.
این کار تحقیقاتی به دست دکتر حمیدرضا پوراعتدال و محمد علی حسنعلی انجام شده است و نتایج آن اخیراً در مجله Desalination and Water Treatment (جلد ۵۱، ماه مارس سال ۲۰۱۳، صفحات ۲۶۱۷ تا ۲۶۲۳) به چاپ رسیده است.
