تولید فتوکاتالیست جدید برای حذف آلاینده های سرطان زا از آب آشامیدنی
ساخت فتوکاتالیست نانوکامپوزیت ذرات مغناطیسی اکسیدآهن (Fe3O4) با اکسید گرافن آلاییده با نیتروژن به منظور تجزیه پایرن راه حلی جدید و تازه برای تجزیه آروماتیک‌ها و آلاینده‌های سفره های آب‌های زیرزمینی، رودخانه‌ها و دریاچه‌ها با بهره‌گیری از فناوری نانو و نانوکامپوزیت مغناطیسی با خاصیت فتوکاتالیستی است.این دستاورد علمی در جلوگیری از انتشار پساب های آلوده به محیط زیست بسیار موثر است. آلودگی سفره‌های آب‌های زیرزمینی و رودخانه و دریاچه ها در برخی شهرستان های کشور حاکی از آلودگی این آب ها توسط آروماتیک ها می باشد که این آروماتیک‌ها از چاه نفتی به سفره آب های زیر زمینی نفوذ کرده است.
تحقیقات نشان داده است وجود این آروماتیک ها باعث بروز مشکلاتی برای مردم مناطق مورد مطالعه شده است. برای مثال به دنیا آمدن نوزادانی با مشکلات جسمی و همچنین شیوع بیماری سرطان، از عواقب استفاده از این آب های آلوده بوده است.
این دست آورد علمی توسط پژوهشگران دانشگاه علوم و تحقیقات کشور صورت گرفته است. برنایی با بیان اینکه یافتن راه حلی برای تجزیه این آروماتیک ها و آلاینده ها با روش هایی ساده و کم هزینه، کمک بزرگی به ساکنان این مناطق خواهد بود، افزود: کار تحقیقاتی با عنوان ساخت فتوکاتالیست کامپوزیت نانوذرات مغناطیسی اکسیدآهن (Fe3O4) با اکسید گرافن آلاییده با نیتروژن به منظور تجزیه پایرن در واحد علوم و تحقیقات صورت گرفت.
مجری این تحقیق ادامه داد: در این تحقیق، با استفاده از نانوکامپوزیت ذرات مغناطیسی اکسیدآهن و اکسیدگرافن آلاییده با نیتروژن به عنوان جاذب به روش ساده و کم هزینه شیمیایی، در حضور نور مرئی (لامپ¬گازی 250 وات) و پرتودهی در معرض نور خورشید، عملکرد فتوکاتالیستی جاذب در تجزیه و حذف ترکیب آروماتیکی پایرن محلول در محیط های آبی، بررسی شد.
وی با اشاره به اینکه ذرات مغناطیسی اکسیدآهن به دلیل خواص منحصربه فرد به عنوان پایه اولیه نانوکامپوزیت مطلوب، برای استفاده در مصارف تجزیه و حذف آلاینده انتخاب شدند، ادامه داد: برای سنتز این ذرات از روش هم‌رسوبی استفاده شد که روشی ساده و کم هزینه است.
این آزمایش با میزان کمی از دوز جاذب، جذب بالایی داشت. اکسیدگرافن آلاییده با نیتروژن در این ترکیب تعداد الکترون-حفره را افزایش و در نتیجه خواص فتوکاتالیستی را بهتر کرد. همچنین گاف انرژی کاهش یافت؛ در نتیجه محدوده نوری از فرابنفش به محدوده نور مرئی انتقال یافت. بنابراین به جای نور فرابنفش از نور خورشید و نور لامپ های معمولی استفاده شد. حضور نانوذرات مغناطیسی اکسیدآهن به هنگام سنتز نانوکامپوزیت، به دلیل خاصیت مغناطیسی، سطح ویژه بالا، اندازه ذرات کوچک، جداسازی نهایی توسط میدان های مغناطیسی را امکان‌پذیر کرد.
به گفته وی این نانوکامپوزیت با این ترکیبات سازنده، برای اولین بار ساخته شده و شیوه ترکیب مواد در ساخت این کامپوزیت کاملاً جدید و نوآورانه بوده است. پس از انجام آزمایشات مربوطه در محیط های آبی مختلف با در نظرگرفتن مقادیر بهینه عوامل موثر (pH، زمان، میزان دوز جاذب، طول موج های مختلف نوری و سختی های متفاوت آب) متوجه شده فتوکاتالیست نانوکامپوزیت مغناطیسی سنتز شده، قابلیت جذب و حذف آلاینده پایرن را در محیط های آبی مختلف دارد.
به گفته مجری این طرح تحقیقاتی آزمایش ها نشان داد هر چه سختی و شوری آب بیشتر می‌شود راندمان تجزیه و حذف آلاینده کاهش پیدا می کند و بیشترین عملکرد فتوکاتالیستی نانوکامپوزیت برای تجزیه و حذف ترکیب آروماتیکی پایرن از محیط های آبی در شرایط بهینه و تحت تابش پرتو نور مرئی در pH اسیدی برابر 3 و غلظت 30 میلی گرم درمیلی لیتر (ppm) جاذب، به 2/93 درصد در مدت زمان 180 دقیقه، رسید.در نتیجه بیشترین بازده حذف آلاینده را در بین نمونه آب های آزمایش شده می توان به آب مقطر با کمترین میزان سختی و کمترین بازده حذف آلاینده را به آب دریای خزر به علت سختی زیاد، شوری و وجود انواع املاح و ناخالصی‌های موجود در این آب های سخت، نسبت داد.
منبع:ایرنا
