تصفیه و نمک‌زدایی از آب به کمک پلاستیک‌های دورریختنی

به گزارش مجله خبری نگار/برنا _ پژوهشگران موسسه فناوری ناگویا در ژاپن موفق به ابداع روشی شده‌اند که پلاستیک‌های دور ریختنی را به ذرات ترکیبی چندمنظوره‌ای تبدیل می‌کند که می‌توانند آب را تصفیه و حتی نمک‌زدایی کنند. این دستاورد می‌تواند گامی مهم در رفع بحران آب و استفاده بهینه از زباله‌های پلاستیکی محسوب شود.

به گزارش تیم تحقیقاتی به سرپرستی استادیار تاکاشی شیراِی و با مشارکت کونیهیکو کاتو، یونزی شین و یوپینگ ژو این ذرات ترکیبی می‌توانند با استفاده از انرژی خورشید، آلاینده‌ها را از آب حذف کرده و آب آشامیدنی تولید کنند. نتایج این پژوهش در نشریه ACS Applied Materials & Interfaces منتشر شده است.

سنتز مکانوشیمیایی با استفاده از آسیاب توپ سیاره‌ای

برای ساخت این ماده نوآورانه پژوهشگران از آسیاب توپ سیاره‌ای استفاده و فرایند آسیاب کردن را به‌طور دقیق بهینه‌سازی کردند. آنها با ترکیب ساده‌ای از مولیبدن تری‌اکسید (MoO ۳) و پلی‌پروپیلن که یک نوع پلاستیک رایج در بسته‌بندی و کالا‌های خانگی است، شروع کردند.

فرایند مکانیکی دقیق این ترکیب دورریختنی را به ذراتی تبدیل کرد که شامل برنز هیدروژن مولیبدن (HxMoO ۳–y)، دی‌اکسید مولیبدن (MoO ۲) و کربن فعال هستند. این مواد با هم نور خورشید را جذب کرده و واکنش‌های متعدد تصفیه آب را امکان‌پذیر می‌کنند.

شیرای در این زمینه می‌گوید: فرایند مکانوشیمیایی پیشنهادی از نظر بهره‌وری انرژی و صرفه‌جویی در هزینه از سایر روش‌های موجود پیشی گرفته است.

قابلیت‌های چندمنظوره ذرات ترکیبی

تیم تحقیقاتی با انجام آزمایش‌های گسترده توانایی‌های شگفت‌انگیز ذرات ترکیبی را به نمایش گذاشت. این ذرات گستره وسیعی از نور‌های نزدیک به مادون قرمز تا فرابنفش را جذب می‌کنند و می‌توانند آلاینده‌های آلی مدل را به‌طور فوتوکاتالیستی تجزیه کنند. جالب این که این ترکیبات حتی بدون نور نیز به‌عنوان کاتالیزور اسید برونستد عمل کرده و آلاینده‌های آب را حذف می‌کنند.

بهره‌گیری از اثرات پلاسمونی و فوتوترمال

این کاتالیزور همچنین خواص پلاسمونی دارد که باعث ایجاد اثر فوتوترمال قابل توجهی می‌شود و به سرعت آب را با استفاده از نور خورشید گرم می‌کند. این ویژگی امکان تبخیر سریع آب با کارایی بالای تبدیل انرژی خورشیدی را فراهم می‌سازد. علاوه بر این کربن‌های حاوی اکسیژن که به عنوان محصولات جانبی آسیاب باقی می‌مانند می‌توانند یون‌های فلزات سنگین را از فاضلاب جذب و حذف کنند.

تیم تحقیقاتی قصد دارد فرایند آسیاب توپ خود را بهینه‌سازی کند تا کاتالیزور‌های همه‌کاره مشابه برای تصفیه آب و دیگر کاربرد‌ها تولید شود. شیرای در پایان می‌گوید: این فناوری توسعه یافته، قابلیت استفاده در طیف وسیعی از اکسید‌ها و پلاستیک‌ها را دارد و انتظار می‌رود کاربرد‌های متنوعی از جمله بهبود عملکرد مواد موجود و بازیافت پلاستیک‌های دورریز برای تامین آب آشامیدنی ایجاد کند.