تصفیه آب و پساب با استفاده از نانو الیاف پلیمری

اساتید و دانشجویان دانشگاه سیستان و بلوچستان موفق به ساخت و سنتز غشاهایی با ساختار کاملاً کنترل شده از نانوالیاف های پلیمری شده اند که می‌تواند با کارایی و عملگرد بالا در تصفیه آب و پساب های صنعتی مورد استفاده قرار گیرد. این غشاها نسبت به نمونه‌های تجاری مورد مقایسه عملکرد بهتری در زمینه آب دوستی و شار عبوری از خود نشان می دهند. در ادامه از جم شیمی به شرح این دستاورد علمی می پردازیم.
می‌دانیم که میزان آب مطلوب در دسترس به دلایل متعدد هم‌چون وقوع خشکسالی، افزایش رشد جمعیت، تشدید و بهبود مقررات بهداشتی و افزایش کلی مصرف آب رو به کاهش است.

در واقع اگرچه آب به مقدار زیاد درسطح زمین موجود است، اما به صورت یکنواخت پخش نشده و بخش زیاد آن یا برای استفاده مناسب نیست و یا استخراج و دسترسی به آن دشوار است. از طرفی استخراج بیش از حد آب، مشکلات زیست محیطی فراوانی را بوجود آورده است که از آن‌ جمله نشست زمین، تداخل آب‌های شور در آب‌های شیرین و نفوذ آلاینده‌ها به آب‌های سطحی و زیرزمینی را می‌توان نام برد.
به گفته راضیه بیگمرادی محقق دانشگاه سیستان و بلوچستان، فناوری غشایی یکی از فناوری‌های استراتژیک در دنیاست که کاربرد گسترده‌ای در فرایند‌های مختلف همچون نفت، دارو، صنایع غذایی و به ویژه آب پیدا کرده است.

بیگمرادی در خصوص روش به کار رفته در ساخت این غشاها گفت: این روش ساده، قابل کنترل و کارآمد برای ساخت غشاهای نانولیفی قابل کاربرد در صنعت آب است که توانایی کنترل ساختار غشاء و عملکرد نهایی آن را بخوبی داراست. در واقع در این طرح، از روش الکتروریسی (که روشی برای تولید نانوالیاف پلیمریست) استفاده شده است. لذا می‌توان طی فرایند تولید، قطر الیاف و اندازه حفرات غشا را کنترل و همزمان با افزایش قابلیت آبدوستی غشاء، طی یک مرحله، غشایی با کارایی بالا تولید نمود.
به گفته‌ این محقق نتایج نشان داد که میزان آب دوستی غشای ساخته شده را نزدیک به 70% و شار آب خالص عبوری از غشاء نسبت به نمونه تجاری موجود حدود 60% افزایش یافته است.

وی افزود: کاربرد نانوالیاف پلیمری در ساختار غشا سبب شده علاوه بر ساخت غشاهایی با تخلخل و مقاومت مکانیکی بسیار بالا و ضخامت کم، بتوان با تغییر زبری سطوح نانوالیاف و کنترل میزان قطبیت آن‌ها، میزان آبدوستی و شار عبوری از غشا را بهبود بخشید. ذکر این نکته نیز ضروری است که در طی فرایند تولید از فعال کننده سطحی در محلول پلیمری استفاده شده است.
بیگمرادی همچنین عنوان کرد که در این تحقیقات برای بررسی ساختار غشا از آزمون‌هایی همچون SEM، FTIR، AFM و تخلخل سنجی جیوه و برای ارزیابی میزان آبدوستی غشا از آزمون اندازه گیری زاویه تماس (CA) استفاده شده است.
این محقق در پایان با اشاره به این موضوع که این طرح هم اکنون در مقیاس آزمایشگاهی در حال انجام است، گفت: با توجه به نتیجه نهایی طرح که دست یابی به فناوری تولید غشاهای نانولیفی قابل کاربرد در صنایع تصفیه آب و پساب است، بدون شک این محصول قابلیت تجاری شدن را داشته و پس از گذراندن سطوح 9 گانه آمادگی فناوری می‌تواند بصورت صنعتی تولید و روانه بازار شود.

این تحقیقات حاصل تلاش‌های راضیه بیگمرادی- دانشجوی دکتری مهندسی شیمی از دانشگاه سیستان و بلوچستان، پرفسور عبدالرضا صمیمی و دکتر داود محبی کلهری- اعضای هیأت علمی این دانشگاه است. نتایج این طرح در مجله‌ Polymer با ضریب تأثیر 3/483 (جلد 143، سال 2018، صفحات 271 تا 280) به چاپ رسیده است.