محقق کشورمان با همکاری محققان کشور سوئد برای بهبود فرایند حذف آلاینده‌های صنعتی از آب، به بررسی استفاده از نانوساختارهای مختلف اکسید مس و تفاوت بازده آن‌ها پرداختند.
اهواز: افزایش بازده تصفیه‌ی آب به کمک نانوساختارهای متفاوت اکسیدمس
یکی از مسائل مهم پیش روی جوامع امروزی، مشکل آلودگی آب است. محققان بسیاری در این حوزه مشغول تحقیق و بررسی برای رفع این مشکل هستند. یکی از راهکارهایی که مورد توجه بسیاری از پژوهشگران قرار گرفته، استفاده از نانوساختارها برای حذف انواع آلاینده‌ها است. این تحقیق نیز با هدف بررسی و معرفی نانوساختارهای مختلف اکسید مس با بازده فوتوکاتالیستی بالا در حذف آلاینده‌ها به ویژه رنگ آلی قرمز کنگو(Red Congo) انجام شده است. این رنگ، ماده‌ای سمی است که به دلیل تغییر رنگ، با تغییر pH از محیط بازی به اسیدی، مورد استفاده محققان است.
در حذف این آلاینده از ساختارهای مختلفی نظیر نانومیله، نانوصفحه و نانوبرگ‌های اکسید مس استفاده شده است. بر اساس نتایج به دست آمده، از میان ساختارهای مختلف، بازده عملکرد نانومیله‌ها بالاتر از سایر موارد بوده است؛ به گونه‌ای که میزان حذف رنگ قرمز کنگو با استفاده از نانومیله‌ها ۶۷ درصد و برای نانوبرگ‌ها و نانوصفحه‌ها به ترتیب ۴۸ و ۱۲ درصد گزارش شده است.
همه‌ی نانوساختارهای استفاده شده در این تحقیقات به روش آبی- حرارتی در دمای پایین تولید شده است. این روش نیازمند استفاده از تجهیزات پیچیده نیست و هزینه پایینی دارد. از طرفی با توجه به نتایج آزمون‌هایی XRD و FTIR نانوساختارهای تولید شده کاملاً خالص بوده و هیچگونه فاز اضافی در آن‌ها وجود ندارد.
به گفته‌ی آذر سعداله خانی، دانشجوی دکتری فیزیک دانشگاه شهید چمران اهواز،: «از جمله دلایل استفاده از نانوساختارها در این حوزه می‌توان به سرعت بالای فرایند تصفیه و عدم تولید ماده آلاینده پس از تجزیه آلاینده اولیه اشاره کرد. از طرفی با توجه به نسبت سطح ویژه بالا در نانوساختارها نسبت به حالت توده‌ای آن‌ها، می‌توان با بهره‌گیری از مقدار اندکی از نانوساختار، به میزان بازده بالای فرایند دست یافت. این امر سبب کاهش هزینه‌های فرایند تصفیه خواهد شد.»
وی در ادامه افزود: «این نتایج بخشی از پروژه‌ای جامع‌تر است که به سرپرستی پروفسور مگنس ویلاندر در دانشگاه لینشوپینگ کشور سوئد در حال انجام است. در واقع در این پژوهش خواص مختلف نانوساختارهای اکسید فلزی در کاربردهایی همانند حسگر زیستی و فرایندهای فوتوکاتالیستی مورد بررسی قرار گرفته است.»
نتایج این تحقیقات که حاصل همکاری آذر سعداله خانی و محققان دانشگاه لینشوپینگ کشور سوئد است، در مجله‌ی Ceramics International (جلد ۴۰، شماره ۷، ماه ژانویه، سال ۲۰۱۴، صفحات ۱۱۳۱۱ تا ۱۱۳۱۷) منتشر شده است.
در حذف این آلاینده از ساختارهای مختلفی نظیر نانومیله، نانوصفحه و نانوبرگ‌های اکسید مس استفاده شده است. بر اساس نتایج به دست آمده، از میان ساختارهای مختلف، بازده عملکرد نانومیله‌ها بالاتر از سایر موارد بوده است؛ به گونه‌ای که میزان حذف رنگ قرمز کنگو با استفاده از نانومیله‌ها ۶۷ درصد و برای نانوبرگ‌ها و نانوصفحه‌ها به ترتیب ۴۸ و ۱۲ درصد گزارش شده است.
همه‌ی نانوساختارهای استفاده شده در این تحقیقات به روش آبی- حرارتی در دمای پایین تولید شده است. این روش نیازمند استفاده از تجهیزات پیچیده نیست و هزینه پایینی دارد. از طرفی با توجه به نتایج آزمون‌هایی XRD و FTIR نانوساختارهای تولید شده کاملاً خالص بوده و هیچگونه فاز اضافی در آن‌ها وجود ندارد.
به گفته‌ی آذر سعداله خانی، دانشجوی دکتری فیزیک دانشگاه شهید چمران اهواز،: «از جمله دلایل استفاده از نانوساختارها در این حوزه می‌توان به سرعت بالای فرایند تصفیه و عدم تولید ماده آلاینده پس از تجزیه آلاینده اولیه اشاره کرد. از طرفی با توجه به نسبت سطح ویژه بالا در نانوساختارها نسبت به حالت توده‌ای آن‌ها، می‌توان با بهره‌گیری از مقدار اندکی از نانوساختار، به میزان بازده بالای فرایند دست یافت. این امر سبب کاهش هزینه‌های فرایند تصفیه خواهد شد.»
وی در ادامه افزود: «این نتایج بخشی از پروژه‌ای جامع‌تر است که به سرپرستی پروفسور مگنس ویلاندر در دانشگاه لینشوپینگ کشور سوئد در حال انجام است. در واقع در این پژوهش خواص مختلف نانوساختارهای اکسید فلزی در کاربردهایی همانند حسگر زیستی و فرایندهای فوتوکاتالیستی مورد بررسی قرار گرفته است.»
نتایج این تحقیقات که حاصل همکاری آذر سعداله خانی و محققان دانشگاه لینشوپینگ کشور سوئد است، در مجله‌ی Ceramics International (جلد ۴۰، شماره ۷، ماه ژانویه، سال ۲۰۱۴، صفحات ۱۱۳۱۱ تا ۱۱۳۱۷) منتشر شده است.
