پژوهشگران مرکز تحقیقات فناوری‌های زیست محیطی دانشگاه علوم پزشکی جندی شاپور اهواز موفق به ساخت کاتالیستی شده‌اند که قادر است در حضور امواج فراصوت، آلاینده‌های آلی رنگزا را تجزیه کرده و سبب تصفیه‌ی مؤثر فاضلاب شود. این تحقیقات در مقیاس آزمایشگاهی صورت گرفته
اهواز: کمک به تصفیه آلاینده‌ی آلی پساب با سونوکاتالیست
تخلیه‌ی فاضلاب‌های شهری و صنعتی به آب رودخانه‌ها، صدمات جبران ناپذیری به محیط زیست و سلامت افراد جامعه وارد می‌کند. امروزه در سراسر جهان استفاده از فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته نظیر فرآیندهای سونوکاتالیستی جهت تصفیه‌ی آب و فاضلاب (گندزدایی و تجزیه آلاینده‌های آلی دیرتجزیه پذیر و خطرناک) به عنوان جایگزین فرآیندهای اکسیداسیون سنتی نظیر کلرزنی و ازن زنی، مورد توجه فراوانی قرار گرفته است.
دکتر رضا درویشی چشمه سلطانی، در خصوص هدف دنبال شده در این طرح گفت: «به نظر می‌رسد فرایندهای کارآمدتر همچون تصفیه‌ی سونوکاتالیستی باید به عنوان جایگزینی برای فرآیندهای اکسیداسیون متداول در ایران نیز مدنظر قرار گیرد. لذا این کار پژوهشی در راستای سنتز و تثبیت یک کاتالیست (اکسید روی) در ابعاد نانو، جهت بررسی پتانسیل آن به عنوان سونوکاتالیست در تجزیه‌ی آلاینده‌های آلی در محیط‌های آبی صورت گرفت.»
به گفته‌ی این محقق، جهت تثبیت این کاتالیست از بستر بیوسیلیکا، که یک ساختار منحصربه فرد و متخلخل دارد، استفاده شده است. تثبیت کاتالیست بر روی یک بستر مناسب نظیر بیوسیلیکا و یا حتی شیشه و یا بتون، امکان استفاده از آن را در راکتورهای تصفیه‌ی آب به صورت مقرون به صرفه مهیا می‌سازد. این نانوکامپوزیت در یک راکتور تابش دهنده‌ی امواج فراصوت جهت حذف و تجزیه‌ی سونوکاتالیستی آلاینده آلی مورد نظر استفاده شده است.
به گفته‌ی این محقق، نتایج این مطالعه حاکی از کارایی مطلوب نانوکامپوزیت حاصله (ترکیب نانو ذرات اکسید روی و بیوسیلیکا) جهت تجزیه و حذف آلاینده‌های آلی (به عنوان نمونه‌ی رنگزاهای آلی) بوده است.
وی در ادامه افزود: «استفاده از این ترکیب در نهایت منجر به کاهش هزینه‌های فرآیندهای مبتنی بر کاربرد کاتالیست‌هایی نظیر اکسید روی می‌گردد. دلیل این امر را اینگونه می‌توان توضیح داد که استفاده از یک بستر مناسب نظیر بیوسیلیکا سبب جلوگیری از خروج و هدر رفت کاتالیست (در ابعاد ریز نانو) از محیط راکتور و نیز افزایش پتانسیل استفاده‌ی مجدد از کاتالیست در فازهای متوالی بهره‌برداری می‌شود. علاوه بر این افزایش راندمان حذف آلاینده مورد نظر و کاهش بیشتر آلودگی زیست محیطی را نیز در پی دارد.»
نکته‌ی جالب توجه این است که تثبیت نانو ذرات اکسید روی بر بستر بیوسیلیکا در حین سنتز، باعث کاهش ابعاد و اندازه‌ی نانو ذرات سنتز شده در قیاس با نانوذرات تثبیت نشده (سوسپانسیون) گردید.
به گفته‌ی درویشی، علاوه بر کاربرد تجزیه آلاینده‌های آلی در محیط‌های آبی؛ ترکیب نانوذرات اکسید روی با بیوسیلیکا می‌تواند در صنعت لاستیک سازی هم مفید فایده باشد.
نتایج این تحقیقات در مجله‌ی Ultrasonics Sonochemistry (جلد ۲۸، شماره ۱، سال ۲۰۱۶، صفحات ۶۹ تا ۷۸) منتشر شده و دکتر رضا درویشی چشمه سلطانی- عضو هیأت علمی دانشگاه علوم پزشکی اراک- و دکتر سهند جرفی- عضو هیأت علمی دانشگاه علوم پزشکی جندی شاپور- به عنوان مجریان طرح در انجام آن همکاری داشته‌اند.
دکتر رضا درویشی چشمه سلطانی، در خصوص هدف دنبال شده در این طرح گفت: «به نظر می‌رسد فرایندهای کارآمدتر همچون تصفیه‌ی سونوکاتالیستی باید به عنوان جایگزینی برای فرآیندهای اکسیداسیون متداول در ایران نیز مدنظر قرار گیرد. لذا این کار پژوهشی در راستای سنتز و تثبیت یک کاتالیست (اکسید روی) در ابعاد نانو، جهت بررسی پتانسیل آن به عنوان سونوکاتالیست در تجزیه‌ی آلاینده‌های آلی در محیط‌های آبی صورت گرفت.»
به گفته‌ی این محقق، جهت تثبیت این کاتالیست از بستر بیوسیلیکا، که یک ساختار منحصربه فرد و متخلخل دارد، استفاده شده است. تثبیت کاتالیست بر روی یک بستر مناسب نظیر بیوسیلیکا و یا حتی شیشه و یا بتون، امکان استفاده از آن را در راکتورهای تصفیه‌ی آب به صورت مقرون به صرفه مهیا می‌سازد. این نانوکامپوزیت در یک راکتور تابش دهنده‌ی امواج فراصوت جهت حذف و تجزیه‌ی سونوکاتالیستی آلاینده آلی مورد نظر استفاده شده است.
به گفته‌ی این محقق، نتایج این مطالعه حاکی از کارایی مطلوب نانوکامپوزیت حاصله (ترکیب نانو ذرات اکسید روی و بیوسیلیکا) جهت تجزیه و حذف آلاینده‌های آلی (به عنوان نمونه‌ی رنگزاهای آلی) بوده است.
وی در ادامه افزود: «استفاده از این ترکیب در نهایت منجر به کاهش هزینه‌های فرآیندهای مبتنی بر کاربرد کاتالیست‌هایی نظیر اکسید روی می‌گردد. دلیل این امر را اینگونه می‌توان توضیح داد که استفاده از یک بستر مناسب نظیر بیوسیلیکا سبب جلوگیری از خروج و هدر رفت کاتالیست (در ابعاد ریز نانو) از محیط راکتور و نیز افزایش پتانسیل استفاده‌ی مجدد از کاتالیست در فازهای متوالی بهره‌برداری می‌شود. علاوه بر این افزایش راندمان حذف آلاینده مورد نظر و کاهش بیشتر آلودگی زیست محیطی را نیز در پی دارد.»
نکته‌ی جالب توجه این است که تثبیت نانو ذرات اکسید روی بر بستر بیوسیلیکا در حین سنتز، باعث کاهش ابعاد و اندازه‌ی نانو ذرات سنتز شده در قیاس با نانوذرات تثبیت نشده (سوسپانسیون) گردید.
به گفته‌ی درویشی، علاوه بر کاربرد تجزیه آلاینده‌های آلی در محیط‌های آبی؛ ترکیب نانوذرات اکسید روی با بیوسیلیکا می‌تواند در صنعت لاستیک سازی هم مفید فایده باشد.
نتایج این تحقیقات در مجله‌ی Ultrasonics Sonochemistry (جلد ۲۸، شماره ۱، سال ۲۰۱۶، صفحات ۶۹ تا ۷۸) منتشر شده و دکتر رضا درویشی چشمه سلطانی- عضو هیأت علمی دانشگاه علوم پزشکی اراک- و دکتر سهند جرفی- عضو هیأت علمی دانشگاه علوم پزشکی جندی شاپور- به عنوان مجریان طرح در انجام آن همکاری داشته‌اند.
