حذف آفت‌کش‌ها از آب با استفاده از فرآیند نانوفیلتراسیون توسط محققان ایرانی

به گزارش گروه علم و فناوری آنا به نقل از ستاد خبری صندوق حمایت از پژوهشگران و فناوران کشور، در این مطالعه، از غشا فیلم نازک مرکب در فرآیند NF برای حذف آفت‌کش‌ها از آب استفاده شد و عملکرد هفت غشا نانوکامپوزیت جدید شامل پلی سولفون/پلی آمید/نانوسیلیکا با درصدهای مختلف نانوسیلیکا مورد مطالعه قرار گرفت.

نانوذرات سیلیکا پیش از استفاده به وسیله اولئیک اسید اصلاح سطح شد. برای انجام عملیات جداسازی، یک دستگاه جداسازی غشایی شامل یک سل غشایی طراحی و ساخته شد. در انتخاب آفت‌کش‌های مورد استفاده در جداسازی از 3 نوع علف‌کش از خانواده تریازین‌ها شامل آترازین، پروپازین و پرومترین، به علت مصارف گسترده‌شان در مزارع غلات، حبوبات، چمن و غیره استفاده شد.

خصوصیات غشاهای ساخته شده و تاثیر درصد نانوذرات روی آن توسط آزمون‌های ATR-IR،TGA ،AFM ،TEM ،FESEM و زاویه تماس آب مورد بررسی قرار گرفت. همچنین برای تعیین خصوصیات جداسازی غشاهای ساخته شده از آزمون‌های اندازه‌گیری شار آب خالص و درصد جداسازی نمک MgSO4 استفاده شد.

پس از بررسی نتایج آزمون‌های انجام شده، چهار غشا با عملکرد بهتر انتخاب و برای جداسازی تریازین‌ها در یک فرایند نانوفیلتراسیون مورد استفاده قرار گرفتند. در ادامه عوامل تاثیر گذار بر این جداسازی شامل وزن و اندازه مولکول، آّبگریزی و دوقطبی لحظه‌ای تریازین‌ها و شرایط عملیاتی از جمله فشار و غلظت خوراک بررسی شد.

نتایج این مطالعه نشان داد که با افزایش درصد نانوذرات سیلیکا به غشا، آبدوستی غشا و در نتیجه شار آب عبوری از آن افزایش می‌یابد. با افزودن حداکثر 17 درصد نانوذرات سیلیکا به غشا، درصد دفع آفت‌کش‌ها افزایش و پس از آن با مقادیر بیشتر نانوذرات، کاهش می‌یابد.

همچنین درصد دفع آفت‌کش‌ها توسط غشاهای ساخته شده با افزایش دوقطبی لحظه‌ای مولکول‌های آفت‌کش افزایش می‌یابد. بنابراین پرومترین که دارای بزرگترین اندازه مولکولی و کمترین دوقطبی لحظه‌ای است، بیشترین درصد دفع را داراست.

همچنین کمترین درصد دفع به پروپازین که دارای بیشترین دوقطبی لحظه‌ای است، متعلق است. به طور کلی با اضافه کردن 17 درصد نانوسیلیکا اصلاح شده به غشا پلی آمید درصد دفع آفت‌کش‌ها افزایش یافته و نتایج بهتری نسبت به غشاهای تجاری پلی آمید فاقد نانوذرات به دست آمد.