حذف ساده‌تر و ارزان‌تر نیترات از آب با این روش

به گزارش مجله خبری نگار،با توجه به تخلیه پساب‌های صنعتی و استفاده نادرست از کود‌های کشاورزی، پیامد‌های منفی نیترات اضافی موجود در آب بر بهره وری و زندگی انسان‌ها بیشتر مورد توجه قرار گرفته است.

گروهی از محققان در یک تحقیق گسترده به بررسی دشواری حذف موثر نیترات پرداختند. اقدامات مختلفی برای حذف نیترات از آب وجود دارد از جمله نیترات‌زدایی بیولوژیکی که از نظر فنی، اقتصادی و به طور گسترده‌ای توسعه یافته است، اما فرآیند‌های بیولوژیکی اغلب به کندی انجام می‌شوند و به راحتی تحت تأثیر عوامل محیطی متغیر مانند دما قرار می‌گیرند.

محققان فناوری الکتروکاتالیستی را به دلیل مقادیر کم مواد شیمیایی لازم، نبود لجن ایجاد شده و سهولت اجرا به عنوان یک روش بالقوه برای حذف نیترات توصیه کردند.

برای احیای الکتروکاتالیستی نیترات، کاتد‌های صفحه‌ای سنتی استفاده می‌شود که اغلب در راکتور‌های صفحه‌ای موازی قرار دارند که در آن‌ها انتقال جرم به شدت محدود می‌شود. در نتیجه، نرخ کلی احیای نیترات الکتروکاتالیستی کاهش می‌یابد.

غشا‌های الکتروشیمیایی واکنش‌پذیر جدید (REMs) برای احیای نیترات در گذشته توصیه شده‌اند، اما استفاده عملی از آن‌ها به دلیل دشواری و هزینه‌های آماده‌سازی گران با مشکل مواجه شده است.

محققان دانشگاه ووهان و دانشگاه مینزو در چین یک غشای از جنس نانولوله کربنی اصلاح‌شده با Pd-Cu ساختند که برای احیای نیترات در یک راکتور الکتروشیمیایی قابل استفاده بوده و این مشکلات را به حداقل می‌رساند.

با توجه به مطالعه آنها، غشایی که با نسبت Pd:Cu ۱:۱ تولید شده، بازدهی حذف نیترات و انتخابگری نیتروژن نسبتاً بالایی دارد. نتایج این مطالعه در قالب مقاله‌ای با عنوان احیای الکتروکاتالیستی نیترات با استفاده از غشا‌های نانولوله کربنی اصلاح‌شده Pd-Cu به صورت آنلاین در نشریه Frontiers of Environmental Science & Engineering منتشر شد.

برای حل مساله انتقال جرم در حین احیای نیترات، این تیم تحقیقاتی یک کاتد غشایی نانولوله کربنی اصلاح‌شده با Pd-Cu را بر روی بستر پلی‌وینیلیدین فلوراید (PVDF) ایجاد کردند. احیای نیترات ابتدا با غشا‌های CNT اصلاح شده با Pd-Cu با پتانسیل‌های مختلف از ۲٫۰- تا ۰٫۴- ولت انجام شد تا ظرفیت ایده‌آل برای احیاء الکتروکاتالیستی نیترات در حالت جریان عبوری ایجاد شود.

محققان گزارش دادند که یافته‌های ولتامتری اسکن خطی برای غشا‌های CNT در محلول‌های مختلف نشان داد که ظرفیت و زمان ایده‌آل برای کدگذاری Pd و Cu به ترتیب ۰٫۷ ولت و ۵ دقیقه است.

آن‌ها دریافتند که غشای تولید شده دارای نسبت Pd:Cu ۱:۱ بوده و دارای گزینش‌پذیری عالی N ۲ و اثربخشی حذف نیترات است.