طراحی ابرجاذب‌های نانوکامپوزیتی برای تصفیه پساب‌های رنگی در دانشگاه آزاد اسلامی واحد تبریز

به گزارش گروه علم و فناوری آنا به نقل از ستاد ویژه توسعه نانو، محدود بودن منابع آب و گسترش روزافزون واحدهای صنعتی، افزایش تولید فاضلاب‌های صنعتی و آلوده شدن منابع آب، یکی از معضلات اجتماعی و اقتصادی محسوب می‌شود. فاضلاب حاصل از کارخانه‌ها و مراکز تولیدی همچون صنعت نساجی، کاغذسازی، داروسازی و صنعت چرم‌سازی به علت مصـرف انواع مواد شیمیایی و رنگی، روند تصفیه فاضلاب را پیچیده می‌کنند. ازاین‌رو، بهره‌گیری از روش‌های نوین در حذف مواد شیمیایی همچون رنگ از فاضلاب‌های نساجی و کارخانه‌های تولید رنگ از اهمیت ویژه‌ای در کشورهای در حال ‌توسعه، برخوردار است.

به گفته دکتر محمدتقی وردینی، در این کار تحقیقاتی سعی شده است ابرجاذب‌هایی نانوکامپوزیتی با پایه طبیعی به‌منظور تصفیه پساب‌های رنگی صنایع مختلف با کارایی بهتر تهیه شود.

وی با اشاره به بهره‌گیری از روش‌های دوست‌دار محیط‌زیست در حذف آلاینده‌های رنگی در این تحقیق، افزود: «ابرجاذب‌هایی پایه طبیعی از قبیل نشاسته، کیتوسان، کاراگینان و سلولز به دلیل زیست‌ تخریب‌پذیری و سازگاری با محیط‌زیست از گزینه‌های مناسب در فرایند تصفیه پساب‌های صنعتی هستند. از این ‌رو، در این تحقیق، ابرجاذب‌هایی بر پایه پلیمر طبیعی کاراگینان که از جلبک‌های دریایی قابل‌استخراج است، تهیه شده و عملکرد آنها در حذف رنگ کاتیونی از پساب‌های کارخانه‌های رنگرزی مورد مطالعه قرار گرفته است».

محقق این طرح با بیان اینکه سرعت و ظرفیت جذب بالای ابرجاذب‌ها ناشی از حضور نانوذرات در روش مذکور است، عنوان کرد: «نانوذرات مغناطیسی به دلیل اندازه نانومتری و مساحت سطح به حجم بالای خود، توانایی بسیار خوبی در جذب مواد رنگ‌زای کاتیونی به ابرجاذب‌ها می‌بخشند. نتایج نشان می‌دهد که حضور نانوذرات اکسید آهن باعث افزایش سرعت جذب نیز می‌شود. همچنین با افزایش غلظت نانوذرات اکسید آهن در پلیمر طبیعی، میزان جذب رنگ افزایش می‌یابد».

لازم به ذکر است حضور نانوذرات مغناطیسی موجب می‌شود این ابرجاذب‌ها پس از فرایند تصفیه به‌آسانی جداسازی شوند. طراحی ساده، هزینه پایین، پاسخ سریع، قابلیت تجزیه بیولوژیک، میزان و ظرفیت جذب بالا از مزایای دیگر این ابرجاذب نانوکامپوزیتی محسوب می‌شود.

وردینی در خصوص مراحل ساخت و بررسی عملکرد ابر جاذب‌های نانوکامپوزیتی گفت: «در ابتدا، با استفاده از روش پلیمریزاسیون رادیکالی مونومرهای آب‌دوست آکریلیک اسید در حضور شبکه‌ساز متیلن بیس آکریل آمید، ابرجاذب سنتزی حاصل شد. سپس جهت تهیه ابرجاذب نانوکامپوزیتی، از نانوذرات اکسید آهن مغناطیسی استفاده شد. به این منظور، در حین پلیمریزاسیون، نانوذرات اکسید آهن را به محیط واکنش اضافه کرد و اثر آن بر خواص هیدروژل ابرجاذب نانوکامپوزیتی شامل میزان جذب آب درpH های متفاوت و توانایی در حذف رنگ‌های کاتیونی بررسی شد. همچنین ساختار و خواص مغناطیسی هیدروژل نانوکامپوزیتی طراحی شده، به‌وسیله اسپکتروسکوپی مادون‌قرمز (FT-IR)، پراش پرتو X (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) و مغناطیس‌سنج ارتعاشی (VSM) مطالعه شد».

این طرح با همت دکتر محمدتقی وردینی، عضو هیئت علمی دانشگاه آزاد اسلامی واحد تبریز انجام شده است.