پژوهشگران ایرانی، در تحقیقات خود به بررسی عملکرد یک نمونه‌ی آزمایشگاهی غشای نانوکامپوزیتی در فرایند تصفیه‌ی آب و جداسازی ترکیبات رنگی پرداختند. این غشا قادر است ترکیبات رنگی را به میزان بسیار بالایی از آب جدا کند. در صورت دستیابی به تولید انبوه، می‌توان ا
کرمانشاه: بهبود عملکرد آزمایشگاهی غشای نانوکامپوزیتی در تصفیه آب
یک گام مهم در حفظ منابع آب پس از مصرف بهینه، ایجاد امکان تصفیه و استفاده‌ی مجدد از آب و پساب صنعتی جهت مقابله با بحران کم آبی است. در این میان، روش تصفیه و جداسازی غشایی به عنوان یک روش بسیار کارا و بهینه شناخته شده که مورد تأیید بسیاری از محققان نیز قرار گرفته است.
به گفته‌ی دکتر نگین قائمی، هدف این کار تحقیقاتی ساخت غشای نانوکامپوزیت پلیمری و اصلاح عملکرد آن بوده است. این غشا به منظور تصفیه‌ی آب و جداسازی مواد رنگی به عنوان یکی از آلودگی‌های مهم در بسیاری از صنایع مورد آزمایش قرار گرفته است.
قائمی در ادامه عنوان کرد: «روش‌های جداسازی غشایی نسبت به دیگر روش‌های جداسازی از قبیل تقطیر، تبخیر، جذب، تبادل یون و غیره، از راندمان بالا، هزینه‌ی پایین و اثرات جانبی کمتری برخوردارند. لذا با توجه به این مزایا و نیز درصد جداسازی بالای ترکیبات رنگی از آب به کمک این نمونه‌ی آزمایشگاهی؛ انتظار می‌رود که با تمکیل آزمایش‌ها بتوان از نتایج این پژوهش در صنایع مرتبط با رنگ مانند رنگ‌سازی، نساجی، خودروسازی، صنایع غذایی و یا هر صنعتی که تولید پساب رنگی می‌نماید، استفاده کرد.»
نمونه‌ی آزمایشگاهی غشای پلیمری ساخته شده از جنس نانوکامپوزیت پلی اترسولفون است که در ساختار آن از نانولوله‌های کربنی چند دیواره استفاده شده است. نانولوله‌های کربنی دارای خواص منحصر به فردی بوده و کاربرد زیادی در ساخت غشاهای نانوکامپوزیتی دارند، اما عدم توزیع یکنواخت این نانوذرات در ساختار پلیمر غشا می‌تواند به عنوان یک مشکل جدی مطرح گردد.
به گفته‌ی این محقق، در این کار تحقیقاتی به عنوان یک راهکار جدید در راستای بهبود توزیع یکنواخت نانوذرات در پلیمر، سطح نانوذرات با استفاده از پلی استایرن سولفونات پوشانده شده است. این روش تأثیر قابل توجهی بر نحوه‌ی توزیع نانوذرات در پلیمر غشا داشته و باعث بهبود ساختار و در نتیجه عملکرد جداسازی آن شده است.
در این مطالعات ساختار غشا با استفاده از دستگاه میکروسکوپ الکترونی (SEM) و میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) مورد ارزیابی قرار گرفته است. همچنین از روش طراحی آزمایشات (روش پاسخ سطحی (RSM)) جهت بهینه سازی تعداد آزمایش‌ها و پیش بینی عوامل مؤثر و مهم در عملکرد جداسازی غشاها تحت شرایط محیطی گوناگون، استفاده شده است.
این تحقیقات حاصل تلاش‌های دکتر نگین قائمی و تیم تحقیقاتی وی از دانشگاه صنعتی کرمانشاه، و همچنین پژوهشگرانی از دانشگاه رازی کرمانشاه است که نتایج آن در مجله‌ی Journal of Hazardous Materials (جلد ۲۹۸، شماره ۱، سال ۲۰۱۵، صفحات ۱۱۱ تا ۱۲۱) منتشر شده است.
به گفته‌ی دکتر نگین قائمی، هدف این کار تحقیقاتی ساخت غشای نانوکامپوزیت پلیمری و اصلاح عملکرد آن بوده است. این غشا به منظور تصفیه‌ی آب و جداسازی مواد رنگی به عنوان یکی از آلودگی‌های مهم در بسیاری از صنایع مورد آزمایش قرار گرفته است.
قائمی در ادامه عنوان کرد: «روش‌های جداسازی غشایی نسبت به دیگر روش‌های جداسازی از قبیل تقطیر، تبخیر، جذب، تبادل یون و غیره، از راندمان بالا، هزینه‌ی پایین و اثرات جانبی کمتری برخوردارند. لذا با توجه به این مزایا و نیز درصد جداسازی بالای ترکیبات رنگی از آب به کمک این نمونه‌ی آزمایشگاهی؛ انتظار می‌رود که با تمکیل آزمایش‌ها بتوان از نتایج این پژوهش در صنایع مرتبط با رنگ مانند رنگ‌سازی، نساجی، خودروسازی، صنایع غذایی و یا هر صنعتی که تولید پساب رنگی می‌نماید، استفاده کرد.»
نمونه‌ی آزمایشگاهی غشای پلیمری ساخته شده از جنس نانوکامپوزیت پلی اترسولفون است که در ساختار آن از نانولوله‌های کربنی چند دیواره استفاده شده است. نانولوله‌های کربنی دارای خواص منحصر به فردی بوده و کاربرد زیادی در ساخت غشاهای نانوکامپوزیتی دارند، اما عدم توزیع یکنواخت این نانوذرات در ساختار پلیمر غشا می‌تواند به عنوان یک مشکل جدی مطرح گردد.
به گفته‌ی این محقق، در این کار تحقیقاتی به عنوان یک راهکار جدید در راستای بهبود توزیع یکنواخت نانوذرات در پلیمر، سطح نانوذرات با استفاده از پلی استایرن سولفونات پوشانده شده است. این روش تأثیر قابل توجهی بر نحوه‌ی توزیع نانوذرات در پلیمر غشا داشته و باعث بهبود ساختار و در نتیجه عملکرد جداسازی آن شده است.
در این مطالعات ساختار غشا با استفاده از دستگاه میکروسکوپ الکترونی (SEM) و میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) مورد ارزیابی قرار گرفته است. همچنین از روش طراحی آزمایشات (روش پاسخ سطحی (RSM)) جهت بهینه سازی تعداد آزمایش‌ها و پیش بینی عوامل مؤثر و مهم در عملکرد جداسازی غشاها تحت شرایط محیطی گوناگون، استفاده شده است.
این تحقیقات حاصل تلاش‌های دکتر نگین قائمی و تیم تحقیقاتی وی از دانشگاه صنعتی کرمانشاه، و همچنین پژوهشگرانی از دانشگاه رازی کرمانشاه است که نتایج آن در مجله‌ی Journal of Hazardous Materials (جلد ۲۹۸، شماره ۱، سال ۲۰۱۵، صفحات ۱۱۱ تا ۱۲۱) منتشر شده است.
