تولید سنتز فوتوکاتالیست‌های مؤثر در حذف گازهای آلاینده هوا در دانشگاه صنعتی امیرکبیر
به گزارش گروه علم و فناوری آنا به نقل از ستاد ویژه توسعه نانو، امروزه آلودگی هوا یکی از معضلات مهم جوامع شهری محسوب می‌شود. این مسئله، به‌خصوص برای بیماران مبتلا به آسم، کودکان و سالمندان مشکلات دو چندانی را ایجاد می‌کند. گازهایی از قبیل مونواکسید کربن و اکسیدهای نیتروژن ازجمله گازهای سمی به شمار می‌روند که می‌توانند موجب بروز بیماری‌های خطرناکی مانند سرطان شوند. ازاین‌رو، امروزه دانشمندان به دنبال راهکارهایی جهت کاهش آلودگی هوا به طرق مختلف هستند.
دکتر الهه کوثری، با اشاره به استفاده از فوتوکاتالیست‌ها به‌عنوان راه حل اساسی برای رفع آلودگی‌های زیست‌محیطی گفت: «فرایند فوتوکاتالیستی، یک فرایند اکسیداسیون پیشرفته است که از انرژی نور برای فعال کردن فوتوکاتالیست استفاده می‌کند. این مواد هنگامی که در معرض گازهای آلاینده قرار می‌گیرند، باعث تسریع فرایند اکسید شدن این گازها می‌شوند و آن‌ها را به گازهای بی‌خطر یا کم‌خطر تبدیل می‌کنند. هدف از اجرای این طرح تولید فوتوکاتالیست‌های نانو کامپوزیتی حاوی گرافن است که قادرند مولکول‌های گازهای سمی از قبیل مونواکسید کربن و اکسیدهای نیتروژن را با بازدهی بالا تخریب کنند».
به گفته این پژوهشگر، گازهای مونواکسید کربن و اکسیدهای نیتروژن به‌سختی اکسید می‌شوند. تصفیه هوا به کمک فوتوکاتالیست‌های سنتز شده در این طرح، به دلیل ارزانی، بازدهی بالا، عدم سمیت و همچنین تولید محصولات جانبی بی‌ضرر ناشی از اکسید گازهای آلاینده‌ها، می‌تواند جایگزین خوبی برای سایر روش‌های تصفیه هوا باشد.
همان‌گونه که اشاره شد مواد تولید شده در این طرح، در قالب یک نانوکامپوزیت هستند که اکسید تیتانیوم و گرافن عامل دار شده با کبالت اجزای آن را تشکیل می‌دهند. در این مواد دوجزئی، همزمان از خاصیت فتوکاتالیستی اکسید تیتانیوم و قابلیت تشکیل کمپلکس گرافن عامل دار شده، استفاده شده است که این موضوع موجب افزایش بازدهی این مواد نسبت به مواد مشابه گردیده است.
کوثری در خصوص مراحل انجام این طرح افزود: «ابتدا لایه نازک اکسید تیتانیوم به روش لایه‌نشانی کند و پاش بر روی سطح کوارتز تهیه شد. سپس سطح نانوذرات گرافن اکسید با کمک فلز کبالت و ایمیدازول به‌منظور تشکیل بهتر کمپلکس اصلاح شد. در مرحله بعد، کامپوزیت اکسید گرافن بر روی لایه نازک اکسید تیتانیوم نشانده شده و در نهایت نانوکامپوزیت تولید شده در دستگاه آزمون فتوکاتالیست نصب شد و آزمایش‌های مربوطه بر روی آن انجام گرفت».
نتایج به‌دست‌آمده، تخریب نیتروژن اکسید به میزان 51 درصد و مونواکسید کربن به میزان 46 درصد را نشان می‌دهد که در مقایسه با سایر فتوکاتالیست‌ها مطلوب‌تر است. با وجود اینکه فتوکاتالیست‌ها برای تصفیه هوا قبلاً هم مورد استفاده قرار می‌گرفت اما تلفیق این روش با ماده‌ای که همزمان با آلاینده‌ها کمپلکس تشکیل می‌دهد، از نوآوری‌های این طرح است که به‌طور چشم‌گیری موجب افزایش فعالیت فتوکاتالیست شده است.
این تحقیق حاصل همکاری دکتر الهه کوثری، عضو هیئت علمی دانشگاه صنعتی امیرکبیر و نعیمه سیف وند، دانشجوی دکترای شیمی کاربردی این دانشگاه است.
انتهای پیام/