بهره‌گیری از نانوذرات برای حذف آلاینده‌ها و فلزات سنگین فاضلاب!

به گزارش مجله خبری نگار/به نقل از ستاد فناوری نانو ایران، پژوهشگران در دانشگاه ارومیه با استفاده از فناوری نانو، یک روش نوآورانه را برای تصفیه آب و حذف آلاینده‌ها ارائه کرده‌اند. در این پروژه، پژوهشگران غشا‌های نانوکامپوزیتی از نوع پلی‌سولفون (PSU) با استفاده از ذرات نانو زایف-۸ (ZIF-۸) را برای بهبود فرآیند‌های تصفیه آب توسعه داده‌اند. این تحقیق با هدف افزایش کارایی غشا‌ها در حذف آلاینده‌ها، از جمله نمک‌ها و فلزات سنگین، و بهبود ویژگی‌های ضدآلودگی انجام شده است.

با توجه به افزایش سریع جمعیت و نیاز روزافزون به منابع آب شیرین، روش‌های جدید و مؤثر برای تصفیه آب و پساب‌های صنعتی ضروری به نظر می‌رسند. استفاده از غشا‌های نانوکامپوزیتی به‌ویژه با ترکیب ذرات نانو، می‌تواند راه‌حل مناسبی برای تصفیه آب‌های آلوده باشد. این پژوهش در راستای توسعه فناوری‌های نوین تصفیه آب و مقابله با آلودگی‌های محیط زیست و منابع آبی انجام شده است.

در این تحقیق، غشا‌های نانوکامپوزیتی از پلی‌سولفون (PSU) با افزودن ذرات ZIF-۸ به اندازه‌های مختلف (۱۴، ۲۳، ۶۵، ۱۴۴ و ۲۶۲ نانومتر) ساخته شدند. از روش انجماد فازی برای ساخت این غشا‌ها استفاده شد. نتایج به‌دست‌آمده از آزمون‌های مختلف نشان می‌دهند که اندازه ذرات ZIF-۸ تأثیر زیادی بر عملکرد غشا‌ها دارد.

غشا‌هایی که با ذرات ZIF-۸ به اندازه ۱۴ نانومتر اصلاح شده بودند، بهترین عملکرد را در حذف آلاینده‌ها نشان دادند. این غشا قادر بود یون‌های سدیم و منیزیم را با راندمان‌های ۵۷٫۳۵٪ و ۵۹٫۵۰٪ از آب حذف کند. همچنین، این غشا در حذف فلزات سنگین مانند سرب، مس، نیکل و کروم با راندمان‌های بالا عمل کرد؛ به‌طوری‌که توانست سرب را با راندمان ۹۶٫۲۵٪ و مس را با راندمان ۹۰٫۵۶٪ از آب حذف کند.

برای شبیه‌سازی و ساخت این غشا‌ها از روش‌هایی همچون طیف‌سنجی مادون‌قرمز تبدیل فوریه (FTIR)، پخش پرتو ایکس (XRD)، آنالیز حرارتی (TGA)، میکروسکوپ الکترونی میدان (FE-SEM)، آنالیز پراکندگی اشعه ایکس (EDAX)، میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) و اندازه‌گیری زاویه تماس (CA) استفاده شد تا ساختار و خواص فیزیکی غشا‌ها ارزیابی شود. این روش‌ها نه تنها به بررسی ساختار غشا کمک کردند، بلکه اطلاعات دقیقی از نحوه توزیع و اندازه ذرات ZIF-۸ در ماتریس پلی‌سولفون به‌دست آوردند.

پژوهشگران دانشگاه ارومیه با بررسی عملکرد غشا‌های نانوکامپوزیتی در حذف آلاینده‌ها از آب و فاضلاب به این نتیجه رسیدند که غشا‌های اصلاح‌شده با ذرات ZIF-۸ اندازه ۱۴ نانومتر دارای بهترین عملکرد هستند. علاوه بر این، نتایج آزمون‌های آلودگی نیز نشان داد که این غشا‌ها مقاومت بالایی در برابر آلودگی‌های میکروبی دارند و می‌توانند به‌طور مؤثر از کاهش کارایی ناشی از آلودگی جلوگیری کنند.

در این پژوهش، استفاده از غشا‌های نانوکامپوزیتی به‌عنوان یک روش نوآورانه برای کاهش آلودگی‌های آب و فاضلاب و افزایش کیفیت منابع آبی مورد تأکید قرار گرفته است. این غشا‌ها همچنین می‌توانند در تصفیه پساب‌های صنعتی و کاهش فلزات سنگین موجود در آنها به کار روند.

پژوهشگران دانشگاه ارومیه با ساخت غشا‌های نانوکامپوزیتی پلی‌سولفون و افزودن ذرات ZIF-۸ به اندازه‌های مختلف، موفق به توسعه روشی مؤثر برای تصفیه آب و حذف آلاینده‌های موجود در آن شدند. غشا‌های اصلاح‌شده با ذرات ZIF-۸، به‌ویژه با اندازه ۱۴ نانومتر، نشان‌دهنده کارایی بالا در حذف نمک‌ها و فلزات سنگین از فاضلاب و منابع آبی هستند. این دستاورد می‌تواند به‌عنوان یک راهکار نوین در صنعت تصفیه آب و فاضلاب مورد استفاده قرار گیرد و به حفظ منابع آبی و کاهش آلاینده‌ها کمک کند.