پژوهشگران دانشگاه سیستان و بلوچستان با همکاری محققی از مؤسسه‌ی پژوهشی علوم و فناوری رنگ و پوشش موفق به ساخت نوعی غشای سرامیکی شده‌اند که قابلیت بالایی در تصفیه‌ی نمونه‌های پساب مورد آزمایش از خود نشان داده است. در صورت دستیابی به تولید انبوه استفاده از ای
زاهدان: بهبود بازده تصفیه پساب‌ها به کمک نمونه‌های آزمایشگاهی غشای سرامیکی
آلودگی‌های زیست محیطی و صنعتی، توجه بسیاری را به استفاده از فناوری‌های ارزان، پاک و دوستدار محیط زیست کشانده است. استفاده از غشاها در فرایند تصفیه‌ی آب و پساب یکی از این موارد است. غشاهای سرامیکی گونه‌ای از غشاها هستند که از چند لایه‌ی مختلف از جنس مواد سرامیکی تشکیل شده‌اند.
در این طرح تلاش شده تا گونه‌ای از غشاهای کامپوزیتی پایه سرامیکی به منظور فیلتراسیون پساب‌ها تهیه شده و عملکرد آن مورد ارزیابی قرار گیرد.
دکتر سارا خمسه در خصوص مزیت غشاهای سرامیکی عنوان کرد: «غشاهای سرامیکی قابلیت بالایی در فیلتراسیون پساب‌ها دارند. این غشاها دارای پایداری حرارتی بالا بوده و از مقاومت شیمیایی و مکانیکی مناسب و عمر طولانی برخوردارند. توانایی شستشوی معکوس مؤثر، قابلیت استفاده‌ی مجدد و خاصیت کاتالیستی از دیگر ویژگی‌های این جنس غشاهاست.»
طبق نتایج بررسی‌های صورت گرفته غشاهای سنتز شده در این تحقیق، قابلیت استفاده در تصفیه‌ی آب‌ها و پساب‌ها و دستیابی به آب آشامیدنی سالم را دارند. از طرف دیگر می‌توان از آن‌ها جهت جداسازی مولکولی گازها و اجزای یونی محلول در پساب‌های صنعتی استفاده کرد.
در صورت تکمیل مطالعات و دستیابی به تولید انبوه، استفاده از این غشاها سبب کاهش هزینه، افزایش سرعت فیلتراسیون و کاهش آلودگی‌های زیست محیطی می‌گردد.
خمسه در خصوص جنس نمونه‌های غشای ساخته شده عنوان کرد:«غشاهای کامپوزیتی پایه سرامیکی تهیه شده شامل سه لایه‌ی مختلف هستند. لایه‌ی اول از جنس آلفا آلومیناست که به روش ریخته گری دوغابی تهیه شده است. لایه‌ی میانی گاما آلومینا به روش غوطه وری و نانوپوشش نهایی دی اکسید تیتانیم است که به روش کندوپاش لایه نشانی گردیده است.»
وی در ادامه افزود: «ضخامت و یکنواختی نانو لایه‌ی نهایی دی اکسید تیتانیم در این نوع غشاها بسیار مهم است؛ زیرا عمل جداسازی توسط همین لایه صورت می‌گیرد. با توجه به قابلیت کنترل ضخامت و یکنواختی لایه پوشش داده شده در سیستم کندوپاش، این روش، روشی مناسب جهت تهیه‌ی لایه نهایی بود. نتایج حاصل نشان داد که شار و تراوایی غشای دارای لایه نهایی دی اکسید تیتانیم، نسبت به نمونه‌ی پایه، افت بسیاری دارد که نشان دهنده‌ی قابلیت فیلتراسیون مناسب غشا بود.»
به گفته‌ی این محقق در مطالعات گذشته بر روی غشاهای سرامیکی کامپوزیتی، لایه‌ی نهایی که نقش اساسی در فرآیند فیلتراسیون دارد، به روش‌های دیگری از قبیل سل-ژل و هیدروترمال تهیه شده است. نتایج نهایی حاصل از ارزیابی شار و تراوایی این قبیل غشاها در مقایسه با غشاهای به دست آمده از طرح حاضر بسیار ضعیف‌تر بود. علت این امر عدم یکنواختی پوشش نهایی و عدم توانایی کنترل دقیق ضخامت لایه است.
این تحقیقات حاصل همکاری دکتر سارا خمسه- عضو هیأت علمی موسسه‌ی پژوهشی علوم و فناوری رنگ و پوشش- فرناز عبداله زاده دوانی- دانشجوی کارشناسی ارشد دانشگاه سیستان و بلوچستان- و دکتر عبدالرضا صمیمی- عضو هیأت علمی دانشگاه سیستان و بلوچستان- است. نتایج این کار در مجله‌ی Surface and Coatings Technology (جلد ۲۵۸، سال ۲۰۱۴، صفحات ۱۲۵۶ تا ۱۲۵۸) به چاپ رسیده است.
در این طرح تلاش شده تا گونه‌ای از غشاهای کامپوزیتی پایه سرامیکی به منظور فیلتراسیون پساب‌ها تهیه شده و عملکرد آن مورد ارزیابی قرار گیرد.
دکتر سارا خمسه در خصوص مزیت غشاهای سرامیکی عنوان کرد: «غشاهای سرامیکی قابلیت بالایی در فیلتراسیون پساب‌ها دارند. این غشاها دارای پایداری حرارتی بالا بوده و از مقاومت شیمیایی و مکانیکی مناسب و عمر طولانی برخوردارند. توانایی شستشوی معکوس مؤثر، قابلیت استفاده‌ی مجدد و خاصیت کاتالیستی از دیگر ویژگی‌های این جنس غشاهاست.»
طبق نتایج بررسی‌های صورت گرفته غشاهای سنتز شده در این تحقیق، قابلیت استفاده در تصفیه‌ی آب‌ها و پساب‌ها و دستیابی به آب آشامیدنی سالم را دارند. از طرف دیگر می‌توان از آن‌ها جهت جداسازی مولکولی گازها و اجزای یونی محلول در پساب‌های صنعتی استفاده کرد.
در صورت تکمیل مطالعات و دستیابی به تولید انبوه، استفاده از این غشاها سبب کاهش هزینه، افزایش سرعت فیلتراسیون و کاهش آلودگی‌های زیست محیطی می‌گردد.
خمسه در خصوص جنس نمونه‌های غشای ساخته شده عنوان کرد:«غشاهای کامپوزیتی پایه سرامیکی تهیه شده شامل سه لایه‌ی مختلف هستند. لایه‌ی اول از جنس آلفا آلومیناست که به روش ریخته گری دوغابی تهیه شده است. لایه‌ی میانی گاما آلومینا به روش غوطه وری و نانوپوشش نهایی دی اکسید تیتانیم است که به روش کندوپاش لایه نشانی گردیده است.»
وی در ادامه افزود: «ضخامت و یکنواختی نانو لایه‌ی نهایی دی اکسید تیتانیم در این نوع غشاها بسیار مهم است؛ زیرا عمل جداسازی توسط همین لایه صورت می‌گیرد. با توجه به قابلیت کنترل ضخامت و یکنواختی لایه پوشش داده شده در سیستم کندوپاش، این روش، روشی مناسب جهت تهیه‌ی لایه نهایی بود. نتایج حاصل نشان داد که شار و تراوایی غشای دارای لایه نهایی دی اکسید تیتانیم، نسبت به نمونه‌ی پایه، افت بسیاری دارد که نشان دهنده‌ی قابلیت فیلتراسیون مناسب غشا بود.»
به گفته‌ی این محقق در مطالعات گذشته بر روی غشاهای سرامیکی کامپوزیتی، لایه‌ی نهایی که نقش اساسی در فرآیند فیلتراسیون دارد، به روش‌های دیگری از قبیل سل-ژل و هیدروترمال تهیه شده است. نتایج نهایی حاصل از ارزیابی شار و تراوایی این قبیل غشاها در مقایسه با غشاهای به دست آمده از طرح حاضر بسیار ضعیف‌تر بود. علت این امر عدم یکنواختی پوشش نهایی و عدم توانایی کنترل دقیق ضخامت لایه است.
این تحقیقات حاصل همکاری دکتر سارا خمسه- عضو هیأت علمی موسسه‌ی پژوهشی علوم و فناوری رنگ و پوشش- فرناز عبداله زاده دوانی- دانشجوی کارشناسی ارشد دانشگاه سیستان و بلوچستان- و دکتر عبدالرضا صمیمی- عضو هیأت علمی دانشگاه سیستان و بلوچستان- است. نتایج این کار در مجله‌ی Surface and Coatings Technology (جلد ۲۵۸، سال ۲۰۱۴، صفحات ۱۲۵۶ تا ۱۲۵۸) به چاپ رسیده است.
