کنترل و حذف آلاینده های مضر هوا با یک نوع کامپوزیت محقق شد

کنترل و حذف آلاینده های مضر هوا با یک نوع کامپوزیت محقق شد

محققان دانشگاه امیرکبیر موفق شدند در راستای تخریب و حذف آلاینده های هوا با کامپوزیت گرافن اکساید گام بردارند.

به نقل از دانشگاه امیرکبیر، نعیمه سیف وند فارغ التحصیل دکتری شیمی کاربردی دانشگاه صنعتی امیرکبیر با بیان اینکه وجود آلاینده ها به خصوص مونوکسید کربن در هوا امروزه به یک چالش اساسی تبدیل شده است، گفت: حذف و کنترل این آلاینده ها برای پیشگیری از بیماریهای تنفسی و سرطان یک امر ضروری است.

وی افزود: فرآیند فتوکاتالیستی یک فرآیند اکسیداسیون پیشرفته است که از انرژی نور برای فعال کردن فتوکاتالیست نیمه هادی استفاده می کند، استفاده از فتوکاتالیست های ارزان قیمت بر پایه اکسید تیتانیم که در شرایط فشار و دمای محیط از آنها استفاده می شود، جاذبه بیشتری دارد.

این پژوهشگر خاطر نشان کرد: در این تحقیق از کامپوزیت گرافن اکساید به دلیل داشتن سطح ویژه بالا و خاصیت عامل دارشدن سطح استفاده شده است؛ در مرحله بعدی سطح گرافن اکساید با کروم که خاصیت کمپلکس کنندگی خوبی با گازهای آلاینده هوا مانند مونوکسید کربن دارد، عامل دار شد.

به گفته سیف وند، تلفیق دو خاصیت فتوکاتالیستی و تشکیل کمپلکس پایدار با گازهای آلاینده دستاورد مهم این تحقیق است.

وی عنوان کرد: از نتایج این پروژه می توان در دستگاه های تصفیه هوا، کفپوش خیابان ها، پوشش سطح ساختمان ها و مبدل اگزوز خروجی خودروها استفاده کرد.

این پژوهشگر با بیان اینکه این پروژه مراحل پایانی خود را طی می کند، اظهار داشت: قصد داریم طرح را به مرحله نیمه صنعتی و صنعتی برسانیم.

سیف وند تاکید داشت: همچنین قابلیت بازگشت پذیر کردن فتوکاتالیست، افزایش عمر فتوکاتالیست، دائمی شدن آن و بالابردن مقاومت آن در مقابل تابش نور ماورابنفش از طرح های آتی در قالب این پروژه به شمار می روند.

وی گفت: پیدا کردن راه حل مناسب برای حذف آلاینده مونوکسید کربن به دلیل مشکل بودن روشهای دیگر پیشنهاد شده توسط سایر محققان، حل معضل امروزه انسان ها با وجود آلودگی هوا در شهرهای بزرگ و صنعتی، استفاده از فتوکاتالیست که یک روش سبز برای حل مشکل آلودگی محیط زیست از جمله اهداف این پروژه محسوب می شود.

این پژوهشگر با تاکید بر اینکه نتیجه این طرح کنترل و حذف آلاینده های مضرهوا است و با اشاره به روند مراحل انجام این طرح گفت: ابتدا لایه نازک دی اکسید تیتانیوم TiO۲ به روش لایه نشانی بخار شیمیایی به کمک پلاسما بر روی صفحه کوارتز تهیه می شود.

این پژوهشگر اضافه کرد: سپس سطح گرافن اکساید با کمک فلز کروم و مایع یونی برای تشکیل بهتر کمپلکس اصلاح شده و در مرحله بعدی کامپوزیت GO بر روی لایه نازک TiO۲ نشانده می شود.

سیف وند افزود: در نتیجه کامپوزیت تهیه شده در دستگاه تست فتوکاتالیست نصب شده و  آزمایشات مربوط به حذف مونوکسید کربن از هوا بر روی آن انجام می گیرد.

به گفته وی، نتایج به دست آمده میزان بالایی از حذف تقریبا کامل منوکسید کربن به میزان (۹۷ درصد) را نشان می دهد که در مقایسه با سایر فتوکاتالیست ها بسیار مطلوب است.

این پژوهشگر خاطرنشان کرد: با توجه به اینکه استفاده فتوکاتالیست ها برای تصفیه هوا موضوع جدیدی نیست، اما گام بلند ابتکاری این روش در هماهنگی فتوکالیست با ماده ای که همزمان با مونوکسید کربن تشکیل کمپلکس تشکیل دهد و از طرفی خاصیت گزینش پذیری این آلاینده را در مخلوطی از گازها داشته باشد.

سیف وند افزود: کاهش آلودگی هوا، تصفیه فتوکاتالیستی هوا، قابلیت صنعتی شدن طرح و استفاده از فتوکاتالیست صفحه ای به جای پودری از جمله نتایج کاربردی شدن این طرح محسوب می شود.

وی گفت: قابلیت حذف آلاینده ها به میزان بالا (مونوکسید کربن به میزان ۹۷ درصد)، استفاده از فتوکاتالیست به صورت لایه نازک و صفحه ای در مقایسه با فتوکاتالیست های پودری، قابلیت استفاده مجدد از فیلتر و تعویض راحت آن، امکان تولید صنعتی فیلتر در مقیاس بالا، امکان شستشوی فیلتر بدون تخریب آن، فعال شدن فتوکاتالیست در نور مرئی به جای ماورابنفش، تلفیق دو روش فتوکاتالیستی و خاصیت تشکیل کمپلس پایدار فلز کروم با مونوکسید کربن از ویژگی های نوآورانه این طرح به شمار می رود.

این پروژه توسط نعیمه سیف وند فارغ التحصیل دکتری شیمی کاربردی دانشگاه صنعتی امیرکبیر و الهه کوثری دانشیار گروه مستقل شیمی دانشگاه صنعتی امیرکبیر انجام گرفته است.