محققان دانشگاه صنعتی شریف، برای حذف فلزات سنگین از پساب‌ها، با استفاده از فناوری نانو، جاذبی با بازده بالا تولید نموده‌اند که تولید آن، گامی به سوی استفاده از نانومواد مختلف در فرایند تصفیه آب است.
دانشگاه صنعتی شریف: حذف فلزات سنگین از پساب‌های صنعتی به کمک نانوجاذب‌ها
محققان دانشگاه صنعتی شریف، برای حذف فلزات سنگین از پساب‌ها، با استفاده از فناوری نانو، جاذبی با بازده بالا تولید نموده‌اند که تولید آن، گامی به سوی استفاده از نانومواد مختلف در فرایند تصفیه آب است.
اندازه ذرات نانوجاذب تولید شده، ۲۰ نانومتر است که برای حذف یون‌های نیکل، کبالت و باریم از آب مناسب است. با توجه به بازده بالای این نانوجاذب، مقدار مصرفی آن کم بوده و در نتیجه کاهش هزینه‌های عملیاتی را به دنبال خواهد داشت. این محققان همچنین معادله‌ای ارائه داده‌اند که با در نظر گرفتن عوامل مختلف موثر بر بازده جذب، سینتیک این واکنش را بیان می‌کند.
به گفته صوفیا مهدیزاده، کارشناس ارشد مهندسی شیمی از دانشگاه صنعتی شریف، در بین جاذب‌های معدنی مختلف، «زئولیت» یکی از نویدبخش‌ترین مواد برای انجام عملیات تصفیه فلزات به شمار می‌رود. مزیت زئولیت نسبت به انواع رزین‌ها، هزینه پایین آن است. این جاذب، از نشاندن نانوذرات پلاتین بر پایه زئولیت ۴A تولید شده است.
در حذف یون‌های فلزی به کمک این نانوجاذب، از فرایند جذب سطحی استفاده شده است. این فرایند، نسبت به عملیات جداسازی تقطیر جز به جز و استخراج، هزینه ی کمتری دارد. از طرفی، برخلاف برخی روش‌های جداسازی همچون استخراج با حلال، روش جذب سطحی در بسترهای ثابت، یک روش جداسازی مستقیم است و نیاز به فرایند تکمیل‌کننده دیگری برای جداسازی ندارد.
اندازه ذرات نانوجاذب تولید شده، ۲۰ نانومتر است که برای حذف یون‌های نیکل، کبالت و باریم از آب مناسب است. با توجه به بازده بالای این نانوجاذب، مقدار مصرفی آن کم بوده و در نتیجه کاهش هزینه‌های عملیاتی را به دنبال خواهد داشت. این محققان همچنین معادله‌ای ارائه داده‌اند که با در نظر گرفتن عوامل مختلف موثر بر بازده جذب، سینتیک این واکنش را بیان می‌کند.
به گفته صوفیا مهدیزاده، کارشناس ارشد مهندسی شیمی از دانشگاه صنعتی شریف، در بین جاذب‌های معدنی مختلف، «زئولیت» یکی از نویدبخش‌ترین مواد برای انجام عملیات تصفیه فلزات به شمار می‌رود. مزیت زئولیت نسبت به انواع رزین‌ها، هزینه پایین آن است. این جاذب، از نشاندن نانوذرات پلاتین بر پایه زئولیت ۴A تولید شده است.
در حذف یون‌های فلزی به کمک این نانوجاذب، از فرایند جذب سطحی استفاده شده است. این فرایند، نسبت به عملیات جداسازی تقطیر جز به جز و استخراج، هزینه ی کمتری دارد. از طرفی، برخلاف برخی روش‌های جداسازی همچون استخراج با حلال، روش جذب سطحی در بسترهای ثابت، یک روش جداسازی مستقیم است و نیاز به فرایند تکمیل‌کننده دیگری برای جداسازی ندارد.
مهندس مهدیزاده در ادامه افزود: «در این طرح کیفیت و اندازه پودر تولید شده، با طیف سنج پراش پرتو ایکس(XRD) و میکروسکوپ عبور الکترونی(TEM) مورد ارزیابی قرار گرفت. برای بررسی عملکرد این جاذب، محلولی از نمک‌های فلزی مختلف تهیه شد و میزان جذب این یون‌ها به کمک جاذب محاسبه شد. همچنین عوامل تاثیرگذار بر این فرایند که شامل: غلظت اولیه یون‌های فلزی، دما، زمان تماس، pH اولیه محلول و مقدار جاذب است نیز مطالعه شد».
وی ادامه داد: «نتایج، حاکی از این است که با افزایش مقدار جاذب، میزان جذب نیز افزایش می‌یابد. به عبارتی: با این عمل، سطح تماس ذرات با جاذب افزایش می یابد و یون‌های بیشتری امکان نشستن بر سطح جاذب‌ها را دارند. از طرفی افزایش دما نیز سبب افزایش درصد جذب خواهد شد. میزان بازده این نانوجاذب در محیط‌های اسیدی بیشتر است».
این پژوهش، حاصل تلاش صوفیا مهدیزاده، فارغ التحصیل دانشگاه صنعتی شریف، و سایر همکارانشان است و در مجله Journal of Environmental Health Science & Engineering (جلد ۱۲، شماره ۱، ماه ژانویه، سال ۲۰۱۴، صفحات ۱ تا ۷) به چاپ رسیده است.
وی ادامه داد: «نتایج، حاکی از این است که با افزایش مقدار جاذب، میزان جذب نیز افزایش می‌یابد. به عبارتی: با این عمل، سطح تماس ذرات با جاذب افزایش می یابد و یون‌های بیشتری امکان نشستن بر سطح جاذب‌ها را دارند. از طرفی افزایش دما نیز سبب افزایش درصد جذب خواهد شد. میزان بازده این نانوجاذب در محیط‌های اسیدی بیشتر است».
این پژوهش، حاصل تلاش صوفیا مهدیزاده، فارغ التحصیل دانشگاه صنعتی شریف، و سایر همکارانشان است و در مجله Journal of Environmental Health Science & Engineering (جلد ۱۲، شماره ۱، ماه ژانویه، سال ۲۰۱۴، صفحات ۱ تا ۷) به چاپ رسیده است.
