ساخت نانوجاذبی برای جذب مقادیر ناچیز هیدروکربن آروماتیک از آب دریا

به گزارش خبرگزاری آنا به نقل از روابط عمومی ستاد نانو، استفاده از جاذب‌های نانوساختار نظیر گرافن در فرایند استخراج فاز جامد، منجر به ایجاد فشار برگشتی زیاد در مقابل عبور حلال از ستون حاوی جاذب می‌شود. لذا یکی از راه‌های حل این مشکل استفاده از جاذب‌های مغناطیسی به جای پر کردن ستون استخراجی با جاذب است.

از طرفی، در صورتی که نانوذرات اکسید آهن به تنهایی مورد استفاده قرار گیرند، دچار تجمع شده و سطح مؤثر و خاصیت سوپرپارامغناطیسی آن‌ها کاهش می‌یابد. اصلاح سطح نانوذرات مغناطیسی با استفاده از اصلاحگرها راهکاری جهت ممانعت از تجمع آن‌هاست.

به گفته دکتر علی مهدی‌نیا، یکی از این اصلاحگرهای مؤثر، پلیمرهای هادی هستند. از بین این دسته از پلیمرها، پلی تیوفن (PT) به دلیل

خواصی چون پایداری بالا در مقابل دما، هوا، رطوبت و حلال‌های مختلف قابلیت بالایی برای کاربرد در فرایند استخراج فاز جامد دارد. در این تحقیق برای رفع مشکل احتمالی کاهش سایت‌های جذبی گرافن مغناطیسی (به دلیل وجود ذرات Fe3O4 در سطح گرافن) از پلی تیوفن، استفاده شده است.

این نانوجاذب کامپوزیتی، راندمان استخراج فوق العاده‌ای برای استخراج هیدروکربن‌های آروماتیک چندحلقه‌ای از محیط‌‌های آبی از خود نشان داده است.

مهدی‌نیا در توضیح مزایای این نانوجاذب عنوان کرد: «در واقع با استفاده از این اصلاحگر، علاوه بر استفاده از مزیت گرافن در استخراج، مزیت پلی تیوفن نیز به آن افزوده می‌شود. کاهش زمان استخراج (افزایش سرعت استخراج)، افزایش فاکتور پیش تغلیظ و افزایش حساسیت اندازه‌گیری برای اندازه‌گیری مقادیر اندک هیدروکربن‌های آروماتیک چند حلقه‌ای (PAHs) در محیط‌های آبی و در نهایت امکان استفاده از جاذب پیشنهادی برای حذف آلاینده‌های آلی از مزیت‌های استفاده از این ماده جاذب است».

ساخت نانوجاذب کامپوزیتی پیشنهادی در مقایسه با بسیاری از جاذب‌های تجاری موجود هزینه بالایی ندارد. لذا می‌توان آن را پس از ارزیابی‌های زیست محیطی، در مقیاس بالا تهیه و برای تعیین هیدروکربن‌های آروماتیک چند حلقه‌ای و سایر آلاینده‌ها (آلی یا معدنی) در محیط‌های آبی استفاده کرد.

این محقق نحوه ساخت و بررسی این نانوجاذب را توضیح داد و گفت: «با سنتز اکسید گرافن و احیای آن، کامپوزیت گرافن با اکسید آهن (G/Fe3O4) به روش سولوترمال تهیه شد. پلی تیوفن (PT) به عنوان عامل اصلاح کننده سطح کامپوزیت گرافن مغناطیسی از طریق پلیمریزاسیون شیمیایی بر روی سطح این کامپوزیت پوشانده شد. جاذب ساخته شده از لحاظ ساختار و ویژگی‌ها با روش‌هایی از جمله FT-IR، SEM، TEM و VSM مورد ارزیابی قرار گرفت. این کامپوزیت در استخراج فاز جامد مغناطیسی هیدروکربن‌های پلی آروماتیک، به عنوان ترکیبات مدل، در محیط‌های آبی مورد آزمایش قرار گرفت و پتانسیل آن برای استخراج ترکیبات هدف با کارایی بالا به اثبات رسید».

این تحقیقات از همکاری دکتر علی مهدی نیا، عضو هیئت علمی پژوهشگاه ملی اقیانوس شناسی و علوم جوی ایران، دکتر علی جباری، عضو هیئت علمی دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی و نادر خدایی، دانشجوی کارشناسی ارشد دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی حاصل شده است.