پژوهشگران کشورمان با همکاری محققان دانشگاه یانگنام کره‌ی جنوبی، با استفاده از فناوری نانو، فوتوکاتالیست‌هایی سنتز نموده‌اند که قابل کاربرد در صنایع مختلف از جمله نساجی و دارویی است. این فوتوکاتالیست به دلیل حساسیت به نور مرئی، کاهش هزینه‌های تصفیه‌ی پساب
تبریز: تصفیه پساب‌های صنعتی با فوتوکاتالیست‌های حساس به نور مرئی
با توجه به هزینه‌ی کم و دسترسی فراوان رنگ‌های مصنوعی، این مواد به طور گسترده در صنایع مختلف از قبیل نساجی، آرایشی و بهداشتی، چرم و مواد غذایی مورد استفاده قرار می‌گیرند. این مواد طیف گسترده‌ای از رنگ‌های مختلف را با خواص مناسب تولید می‌کنند. با این حال بسیاری از رنگ‌های مصنوعی، سمی و سرطان زا بوده و حذف آن‌ها از فاضلاب برای حفاظت از محیط زیست ضروری است.
دکتر علیرضا ختائی ضمن بیان اهمیت این بحث، گفت: «هدف اصلی این کار پژوهشی، معرفی نسل جدیدی از فوتوکاتالیست‌های حساس به نور مرئی و روش‌های افزایش کارایی این فوتوکاتالیست‌ها جهت تصفیه‌ی پساب‌های رنگی بوده است.»
برای این منظور از نانوذرات سلنید سرب که با عنصر لانتانیدی اربیوم دوپه شده، فوتوکاتالیست حساس به نور مرئی سنتز شده و عملکرد آن در حذف نوعی ماده‌ی آلاینده‌ی آلی موجود در پساب‌های صنعتی، موسوم به مالاشیت سبز استفاده شده است.
استفاده از نانوذرات کاتالیستی پیشنهادی، در فرآیند اکسایش فوتوکاتالیزوری مواد آلاینده تحت نور مرئی، منجر به کاهش هزینه و افزایش سرعت تخریب این مواد می‌شود. همچنین نانوذرات مذکور سمیت قابل ملاحظه‌ای را بر روی نمونه‌های گیاهی ایجاد نمی‌کنند.
به گفته‌ی ختائی، با توجه به نتایج موفق حاصل شده، می‌توان از این دستاورد در تصفیه‌ی پساب صنایع رنگرزی و یا پساب‌های مواد دارویی تحت نور مرئی استفاده کرد.
بیشتر فوتوکاتالیست‌های مورد استفاده در فرآیند اکسایش فوتوکاتالیزوری با استفاده از اشعه‌ی فرابنفش تحریک می‌شوند. با توجه به مشکلات ناشی از هزینه‌ی تأمین منابع نوری فرابنفش در صنعت و مصرف بالای انرژی الکتریسته توسط این منابع نوری، معرفی فوتوکاتالیست حساس به نور مرئی می‌تواند مسیر را برای صنعتی شدن استفاده از فرآیند اکسایش فوتوکاتالیزوری با فوتوکاتالیست‌های مذکور را در صنعت هموارتر نماید.
این محقق در ادامه، دلیل دوپه کردن نانوذرات سلنید سرب با لانتانید اربیوم را توضیح داد و گفت: «دوپه کردن نانوذرات با اربیوم باعث افزایش طول عمر حفر‌ه‌ی تشکیل شده در سطح کاتالیست می‌شود. این امر منجر به افزایش راندمان حذف آلاینده زیر نور مرئی شده و عملکرد فرآیند اکسایش فوتوکاتالیزوری را به طور قابل ملاحظه ای بهبود می‌بخشند.»
در این کار تحقیقاتی ابتدا نانوذرات سلنید سرب (PbSe) و نانوذرات سلنید سرب دوپه شده با لانتانید اربیوم (Er-PbSe) در درصدهای مولی مختلف با استفاده از روش هیدروترمال تهیه شده‌است. مشخصات نانوذرات سنتز شده با روش‌های SEM، XRD و XPS تعیین گردیده است.
توزیع اندازه نانوذرات سلنید سرب در محدوده ۷۰-۶۰ نانومتر و توزیع اندازه نانوذرات سلنید سرب دوپه شده با اربیوم در محدوده ۶۰-۵۰ نانومتر بوده است. همچنین راندمان رنگزدایی با استفاده از نانوذرات سلنید سرب و سلنید سرب دوپه شده با اربیوم در مدت زمان ۷۵ دقیقه به ترتیب برابر با ۶۴% و ۹۶% است. از طرفی کارایی نانوذرات مذکور در طول ده مرتبه استفاده‌ی متوالی کاهش نمی‌یابد.
این تحقیقات حاصل تلاش‌های دکتر علیرضا ختائی- عضو هیأت علمی دانشگاه تبریز- و همکارانشان است که نتایج آن در مجله‌ی Journal of Molecular Catalysis A: Chemical (جلد ۳۹۸، شماره ۱، سال ۲۰۱۵، صفحات ۲۵۵ تا ۲۶۷) چاپ شده است.
برای این منظور از نانوذرات سلنید سرب که با عنصر لانتانیدی اربیوم دوپه شده، فوتوکاتالیست حساس به نور مرئی سنتز شده و عملکرد آن در حذف نوعی ماده‌ی آلاینده‌ی آلی موجود در پساب‌های صنعتی، موسوم به مالاشیت سبز استفاده شده است.
استفاده از نانوذرات کاتالیستی پیشنهادی، در فرآیند اکسایش فوتوکاتالیزوری مواد آلاینده تحت نور مرئی، منجر به کاهش هزینه و افزایش سرعت تخریب این مواد می‌شود. همچنین نانوذرات مذکور سمیت قابل ملاحظه‌ای را بر روی نمونه‌های گیاهی ایجاد نمی‌کنند.
به گفته‌ی ختائی، با توجه به نتایج موفق حاصل شده، می‌توان از این دستاورد در تصفیه‌ی پساب صنایع رنگرزی و یا پساب‌های مواد دارویی تحت نور مرئی استفاده کرد.
بیشتر فوتوکاتالیست‌های مورد استفاده در فرآیند اکسایش فوتوکاتالیزوری با استفاده از اشعه‌ی فرابنفش تحریک می‌شوند. با توجه به مشکلات ناشی از هزینه‌ی تأمین منابع نوری فرابنفش در صنعت و مصرف بالای انرژی الکتریسته توسط این منابع نوری، معرفی فوتوکاتالیست حساس به نور مرئی می‌تواند مسیر را برای صنعتی شدن استفاده از فرآیند اکسایش فوتوکاتالیزوری با فوتوکاتالیست‌های مذکور را در صنعت هموارتر نماید.
این محقق در ادامه، دلیل دوپه کردن نانوذرات سلنید سرب با لانتانید اربیوم را توضیح داد و گفت: «دوپه کردن نانوذرات با اربیوم باعث افزایش طول عمر حفر‌ه‌ی تشکیل شده در سطح کاتالیست می‌شود. این امر منجر به افزایش راندمان حذف آلاینده زیر نور مرئی شده و عملکرد فرآیند اکسایش فوتوکاتالیزوری را به طور قابل ملاحظه ای بهبود می‌بخشند.»
در این کار تحقیقاتی ابتدا نانوذرات سلنید سرب (PbSe) و نانوذرات سلنید سرب دوپه شده با لانتانید اربیوم (Er-PbSe) در درصدهای مولی مختلف با استفاده از روش هیدروترمال تهیه شده‌است. مشخصات نانوذرات سنتز شده با روش‌های SEM، XRD و XPS تعیین گردیده است.
توزیع اندازه نانوذرات سلنید سرب در محدوده ۷۰-۶۰ نانومتر و توزیع اندازه نانوذرات سلنید سرب دوپه شده با اربیوم در محدوده ۶۰-۵۰ نانومتر بوده است. همچنین راندمان رنگزدایی با استفاده از نانوذرات سلنید سرب و سلنید سرب دوپه شده با اربیوم در مدت زمان ۷۵ دقیقه به ترتیب برابر با ۶۴% و ۹۶% است. از طرفی کارایی نانوذرات مذکور در طول ده مرتبه استفاده‌ی متوالی کاهش نمی‌یابد.
این تحقیقات حاصل تلاش‌های دکتر علیرضا ختائی- عضو هیأت علمی دانشگاه تبریز- و همکارانشان است که نتایج آن در مجله‌ی Journal of Molecular Catalysis A: Chemical (جلد ۳۹۸، شماره ۱، سال ۲۰۱۵، صفحات ۲۵۵ تا ۲۶۷) چاپ شده است.
