محققان دانشگاه علوم پزشکی تهران موفق به ساخت آزمایشگاهی نانوجاذب‌هایی شده‌اند که بازده بالایی در حذف فلورید از آب‌های آلوده دارد. مواد اولیه‌ی استفاده شده در ساخت این نانوجاذب کم هزینه و در دسترس است. این نانوجاذب دارای خاصیت مغناطیسی بوده و به راحتی از م
دانشگاه علوم پزشکی تهران: حذف فلورید از آب به کمک نانوجاذب مغناطیسی
حضور مقادیر بالای فلورید در منابع آبی به خصوص آب آشامیدنی، خطرات بهداشتی زیادی را به دنبال دارد. یکی از روش‌های مؤثر و کم هزینه جهت حذف غلظت‌های بالای این ماده از آب، جذب سطحی است که همواره مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته است.
دکتر روشنک رضایی کلانتری، با اشاره به این موضوع که کیتوسان به عنوان یک ماده‌ی جاذب ارزان قیمت و بی ضرر برای انسان، از پتانسل جذب عالی برای حذف آلاینده‌ها برخوردار است، عنوان کرد: «در این مطالعه از کیتوسان به عنوان ماده‌ی جاذب جهت حذف فلورید از محیط‌های آبی استفاده شد. اما از آنجایی که جداسازی این جاذب از محلول مشکل و هزینه بر است، به منظور رفع این مشکل، از طریق نانوذرات اکسید آهن، خاصیت مغناطیسی به بافت آن القا گردید. با کمک این روش، کامپوزیت مغناطیسی سنتز شده در زمان بسیار کوتاهی در حضور یک میدان مغناطیسی، از فاز محلول جداسازی می‌شود.»
نتایج نشان داده که کامپوزیت سنتز شده به دلیل جداسازی ساده و سریع، کارایی بالا و عدم تولید آلودگی ثانویه در محلول، می‌تواند به عنوان یک جاذب مؤثر برای تصفیه آب‌های آلوده به فلورید مورد توجه قرار گیرد. این کامپوزیت حتی بعد از ۵ بار استفاده، قابلیت کاربرد مجدد را دارد و به راحتی و تنها توسط یک محلول اسیدی احیاء می‌شود. لازم به ذکر است که کیتوسان مورد استفاده در ساخت این جاذب از زائده‌های پوست میگو استخراج شده است.
به طور کلی می‌توان گفت که کاهش آلودگی آب‌های سطحی و یا آب‌های آشامیدنی، کاهش هزینه‌های ناشی از خرید مواد اولیه و افزایش سرعت جداسازی جاذب‌ها و آلاینده‌های جذب شده از فاز مایع، از مهم‌ترین دستاوردهای این طرح هستند.
به گفته‌ی رضایی کلانتری، کامپوزیت سنتز شده، علاوه بر استفاده به عنوان جاذب، به دلیل حضور نانوذرات مغناطیسی در ساختار خود، می‌تواند به عنوان یک کاتالیست هتروژن در فرایندهای اکسیداسیون پیشرفته (نظیر فنتون و فتوفنتون) برای تصفیه‌ی آب‌های آلوده، فاضلاب‌های صنعتی و یا تجزیه‌ی ترکیبات آلی پیچیده مورد استفاده قرار گیرد.
این محقق روند ساخت و بررسی عملکرد جاذب کامپوزیتی را اینگونه شرح داد: «در این کار، ابتدا کیتوسان از پوست میگو حاصل از زائدات صنایع دریایی جنوب کشور استخراج و تهیه شد. سپس به روش هم ترسیبی شیمیایی و با کمک نانوذرات اکسید آهن (مگنتیت) مغناطیسی شد. ویژگی‌های ساختاری، سطحی و فیزیکی وشیمیایی کامپوزیت با استفاده از روش‌های مربوطه از جمله TEM، SEM، VSM، BET، XRD و FTIR مورد بررسی قرار گرفت. پس از آن کامپوزیت تهیه شده به عنوان یک جاذب برای حذف فلورید از محیط‌های آبی و با بررسی تأثیر پارامترهایی از قبیل pH محلول، دما، زمان تماس، غلظت اولیه فلورید و مقدار جاذب، مورد ارزیابی قرار گرفت و آن شرایط آزمایشگاهی برای جذب مؤثر فلورید بهینه سازی شد. در نهایت فرایند جذب فلورید با استفاده از کیتوسان مغناطیسی شده با استفاده از معادلات سینتیک، ایزوترم و ترمودینامیک مدل سازی شد.»
این تحقیقات حاصل تلاش‌های دکتر روشنک رضایی کلانتری- عضو هیأت علمی دانشگاه علوم پزشکی ایران– مهندس اعظم کرامتی- دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی بهداشت محیط دانشگاه تهران- و همکارانشان است. نتایج این طرح در مجله‌ی RSC Advances (جلد ۵، شماره ۸۹، سال ۲۰۱۵، صفحات ۷۳۲۷۹ تا ۷۳۲۸۹) به چاپ رسیده است.
دکتر روشنک رضایی کلانتری، با اشاره به این موضوع که کیتوسان به عنوان یک ماده‌ی جاذب ارزان قیمت و بی ضرر برای انسان، از پتانسل جذب عالی برای حذف آلاینده‌ها برخوردار است، عنوان کرد: «در این مطالعه از کیتوسان به عنوان ماده‌ی جاذب جهت حذف فلورید از محیط‌های آبی استفاده شد. اما از آنجایی که جداسازی این جاذب از محلول مشکل و هزینه بر است، به منظور رفع این مشکل، از طریق نانوذرات اکسید آهن، خاصیت مغناطیسی به بافت آن القا گردید. با کمک این روش، کامپوزیت مغناطیسی سنتز شده در زمان بسیار کوتاهی در حضور یک میدان مغناطیسی، از فاز محلول جداسازی می‌شود.»
نتایج نشان داده که کامپوزیت سنتز شده به دلیل جداسازی ساده و سریع، کارایی بالا و عدم تولید آلودگی ثانویه در محلول، می‌تواند به عنوان یک جاذب مؤثر برای تصفیه آب‌های آلوده به فلورید مورد توجه قرار گیرد. این کامپوزیت حتی بعد از ۵ بار استفاده، قابلیت کاربرد مجدد را دارد و به راحتی و تنها توسط یک محلول اسیدی احیاء می‌شود. لازم به ذکر است که کیتوسان مورد استفاده در ساخت این جاذب از زائده‌های پوست میگو استخراج شده است.
به طور کلی می‌توان گفت که کاهش آلودگی آب‌های سطحی و یا آب‌های آشامیدنی، کاهش هزینه‌های ناشی از خرید مواد اولیه و افزایش سرعت جداسازی جاذب‌ها و آلاینده‌های جذب شده از فاز مایع، از مهم‌ترین دستاوردهای این طرح هستند.
به گفته‌ی رضایی کلانتری، کامپوزیت سنتز شده، علاوه بر استفاده به عنوان جاذب، به دلیل حضور نانوذرات مغناطیسی در ساختار خود، می‌تواند به عنوان یک کاتالیست هتروژن در فرایندهای اکسیداسیون پیشرفته (نظیر فنتون و فتوفنتون) برای تصفیه‌ی آب‌های آلوده، فاضلاب‌های صنعتی و یا تجزیه‌ی ترکیبات آلی پیچیده مورد استفاده قرار گیرد.
این محقق روند ساخت و بررسی عملکرد جاذب کامپوزیتی را اینگونه شرح داد: «در این کار، ابتدا کیتوسان از پوست میگو حاصل از زائدات صنایع دریایی جنوب کشور استخراج و تهیه شد. سپس به روش هم ترسیبی شیمیایی و با کمک نانوذرات اکسید آهن (مگنتیت) مغناطیسی شد. ویژگی‌های ساختاری، سطحی و فیزیکی وشیمیایی کامپوزیت با استفاده از روش‌های مربوطه از جمله TEM، SEM، VSM، BET، XRD و FTIR مورد بررسی قرار گرفت. پس از آن کامپوزیت تهیه شده به عنوان یک جاذب برای حذف فلورید از محیط‌های آبی و با بررسی تأثیر پارامترهایی از قبیل pH محلول، دما، زمان تماس، غلظت اولیه فلورید و مقدار جاذب، مورد ارزیابی قرار گرفت و آن شرایط آزمایشگاهی برای جذب مؤثر فلورید بهینه سازی شد. در نهایت فرایند جذب فلورید با استفاده از کیتوسان مغناطیسی شده با استفاده از معادلات سینتیک، ایزوترم و ترمودینامیک مدل سازی شد.»
این تحقیقات حاصل تلاش‌های دکتر روشنک رضایی کلانتری- عضو هیأت علمی دانشگاه علوم پزشکی ایران– مهندس اعظم کرامتی- دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی بهداشت محیط دانشگاه تهران- و همکارانشان است. نتایج این طرح در مجله‌ی RSC Advances (جلد ۵، شماره ۸۹، سال ۲۰۱۵، صفحات ۷۳۲۷۹ تا ۷۳۲۸۹) به چاپ رسیده است.
