پژوهشگران دانشگاه کاشان در طرحی آزمایشگاهی، اقدام به ساخت نانو غشاهای لایه نازک پلیمری با بار سطحی مثبت نمودند. این نانو غشاها قادر به حذف یون‌های فلزات سنگین هستند و در تصفیه‌ی پساب‌های صنعتی از جمله صنایع نساجی، صنایع آبکاری و همچنین شیرین سازی آب دریا
دانشگاه کاشان: حذف فلزات سنگین از پساب‌های صنعتی به کمک نانوغشاهای پلیمری
آلودگی ناشی از فلزات سنگین از قبیل سرب، مس و نیکل موجود در پساب‌های صنعتی یکی از مشکلات و نگرانی¬های زیست‌محیطی در جهان امروز محسوب می‌شود. این فلزات حتی در غلظت‌های کم نیز برای بدن بسیار خطرناک هستند و در غلظت‌های بالاتر می‌تواند باعث بروز سرطان‌های ریه، مجاری تنفسی و استخوان گردند. یون نیکل دو ظرفیتی از آن دسته فلزاتی است که با غلظت‌های مختلف در فاضلاب خام صنایعی همچون آبکاری و صنایع فلزات غیر آهنی یافت می‌شود. فرایندهای متفاوتی به‌منظور حذف فلزات مذکور مورد استفاده قرار می‌گیرند. فرایند نانوفیلتراسیون که به کمک نانوغشاها انجام می‌شود، یکی از فرایندهای تصفیه‌ی پساب‌های صنعتی و حذف یون‌های سمی است. کارایی این فرایند را می‌توان از طریق اصلاح و بهینه‌سازی نانوغشاها افزایش داد.
دکتر احمد اکبری با اشاره به مکانیسم دافعه‌ی یونی به‌عنوان یکی از مکانیسم‌های مؤثر در جداسازی آلاینده‌های موجود در پساب‌های صنعتی به روش نانوفیلتراسیون گفت: «هدف از انجام این پژوهش، سنتز نانوغشاهای پلیمری با بار سطحی مثبت و ارزیابی کارایی آن در حذف یون نیکل دو ظرفیتی در روش نانوفیلتراسیون است.»
عملکرد این نوع غشاهای سنتز شده نسبت به نمونه‌های مشابه چه از لحاظ جداسازی یونی و چه از لحاظ میزان نفوذپذیری بسیار بهتر است.
لازم به توضیح است برای سنتز این نانوغشاها از روش پلیمریزاسیون بین سطحی استفاده شده است. این فرایند حاصل واکنش پلی‌اتیلن ایمین با پارازایلن است که یک لایه‌ی نازک پلی آمیدی با اتصالات عرضی بین گروه‌های آمین را روی غشای اولیه به وجود می‌آورد.
اکبری در ادامه به ارائه‌ی توضیحات کامل‌تری در خصوص مراحل سنتز و ارزیابی نانوغشای مذکور پرداخت: «ابتدا غشای زیرلایه از جنس پلی سولفون به روش جدایش فازی تهیه شد. سپس با استفاده از روش پلیمریزاسیون بین سطحی یک لایه‌ی نازک پلی آمیدی بر روی سطح غشای پلی سولفون ایجاد شد. پس از آن به‌منظور ایجاد بارهای مثبت روی سطح غشا از متیل یدید در محیط‌های قلیایی استفاده شد. در نهایت غشای سنتز شده برای جداسازی محلول حاوی یون نیکل دو ظرفیتی به‌عنوان یک آلاینده مورد استفاده قرار گرفت. به‌علاوه جهت ارزیابی ساختاری نانوغشای پلیمری سنتز شده از آزمون‌های FTIR وMWCO و میکروسکوپ‌های SEM و AFM استفاده شد. همچنین میزان پس‌زنی نمک‌های معدنی مختلف مورد ارزیابی قرار گرفت.»
نتایج آزمون‌ها و مشاهدات، اندازه‌ی حفرات غشاهای سنتز شده را حدود ۱/۵ نانومتر نشان می‌دهند. همچنین این نتایج جداسازی ۹۶ درصدی کاتیون‌های دو ظرفیتی نیکل را از پساب مورد آزمون تائید می‌کنند.
این تحقیقات حاصل تلاش‌های احمد اکبری- عضو هیأت علمی دانشگاه کاشان و آرش یونس نیا لهی و حسنا سلیمانی دانشجویان دکترای این دانشگاه است. نتایج این کار در مجله‌ی Membrane Water Treatment(جلد ۶، شماره ۳، سال ۲۰۱۵، صفحات ۱۷۳ تا ۱۸۷) به چاپ رسیده است.
