حذف فلوراید از آب به کمک نانوجاذب مغناطیسی در دانشگاه علوم پزشکی تهران

به گزارش گروه علم و فناوری آنا به نقل از روابط عمومی ستاد نانو،‌ حضور مقادیر بالای فلوراید در منابع آبی به خصوص آب آشامیدنی، خطرات بهداشتی زیادی را به دنبال دارد. یکی از روش‌های مؤثر و کم هزینه جهت حذف غلظت‌های بالای این ماده از آب، جذب سطحی است که همواره مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته است.

دکتر روشنک رضایی کلانتری، با اشاره به این موضوع که کیتوسان به عنوان یک ماده جاذب ارزان قیمت و بی‌ضرر برای انسان، از پتانسل جذب عالی برای حذف آلاینده‌ها برخوردار است، عنوان کرد: «در این مطالعه از کیتوسان به عنوان ماده جاذب جهت حذف فلوراید از محیط‌های آبی استفاده شد. اما از آنجایی که جداسازی این جاذب از محلول مشکل و هزینه بر است، به منظور رفع این مشکل، از طریق نانوذرات اکسید آهن، خاصیت مغناطیسی به بافت آن القا شد. با کمک این روش، کامپوزیت مغناطیسی سنتز شده در زمان بسیار کوتاهی در حضور یک میدان مغناطیسی، از فاز محلول جداسازی می‌شود.»

نتایج نشان داده که کامپوزیت سنتز شده به دلیل جداسازی ساده و سریع، کارایی بالا و عدم تولید آلودگی ثانویه در محلول، می‌تواند به عنوان یک جاذب مؤثر برای تصفیه آب‌های آلوده به فلوراید مورد توجه قرار گیرد. این کامپوزیت حتی بعد از 5 بار استفاده، قابلیت کاربرد مجدد را دارد و به راحتی و تنها توسط یک محلول اسیدی احیاء می‌شود. لازم به ذکر است که کیتوسان مورد استفاده در ساخت این جاذب از زائده‌های پوست میگو استخراج شده است.

به طور کلی می‌توان گفت که کاهش آلودگی آب‌های سطحی و یا آب‌های آشامیدنی، کاهش هزینه‌های ناشی از خرید مواد اولیه و افزایش سرعت جداسازی جاذب‌ها و آلاینده‌های جذب شده از فاز مایع، از مهم‌ترین دستاوردهای این طرح هستند.

به گفته رضایی کلانتری، کامپوزیت سنتز شده، علاوه بر استفاده به عنوان جاذب، به دلیل حضور نانوذرات مغناطیسی در ساختار خود، می‌تواند به عنوان یک کاتالیست هتروژن در فرایندهای اکسیداسیون پیشرفته (نظیر فنتون و فتوفنتون) برای تصفیه آب‌های آلوده، فاضلاب‌های صنعتی و یا تجزیه ترکیبات آلی پیچیده مورد استفاده قرار گیرد.

این محقق روند ساخت و بررسی عملکرد جاذب کامپوزیتی را اینگونه شرح داد: «در این کار، ابتدا کیتوسان از پوست میگو حاصل از زائدات صنایع دریایی جنوب کشور استخراج و تهیه شد. سپس به روش هم ترسیبی شیمیایی و با کمک نانوذرات اکسید آهن (مگنتیت) مغناطیسی شد. ویژگی‌های ساختاری، سطحی و فیزیکی وشیمیایی کامپوزیت با استفاده از روش‌های مربوطه از جمله TEM، SEM، VSM، BET، XRD و FTIR مورد بررسی قرار گرفت».

وی افزود:‌ «پس از آن کامپوزیت تهیه شده به عنوان یک جاذب برای حذف فلوراید از محیط‌های آبی و با بررسی تأثیر پارامترهایی از قبیل pH محلول، دما، زمان تماس، غلظت اولیه فلوراید و مقدار جاذب، مورد ارزیابی قرار گرفت و آن شرایط آزمایشگاهی برای جذب مؤثر فلوراید بهینه سازی شد. در نهایت فرایند جذب فلوراید با استفاده از کیتوسان مغناطیسی شده با استفاده از معادلات سینتیک، ایزوترم و ترمودینامیک مدل سازی شد».

این تحقیقات حاصل تلاش‌های دکتر روشنک رضایی کلانتری، عضو هیئت علمی دانشگاه علوم پزشکی ایران، مهندس اعظم کرامتی، دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی بهداشت محیط دانشگاه تهران و همکارانشان است.