تصفیه‌ فاضلاب‌های صنعتی با نانوکامپوزیت‌های حساس به نور

تصفیه‌ فاضلاب‌های صنعتی با نانوکامپوزیت‌های حساس به نور

محققان ایرانی نانوکامپوزیتی سنتز کرده‌اند که قادر است با نور خورشید، سرعت فرایند تصفیه‌ فاضلاب‌های صنعتی را افزایش دهد.

به گزارش خبرگزاری مهر به نقل از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو، امروزه با توسعه صنایع مختلف، موضوعاتی از قبیل آلودگی‌های زیست‌محیطی، کاهش انرژی و معضل گرمایش جهانی، توجهات بسیاری را برای تحقیقات علمی در جهان به خود جلب کرده‌اند.

در این راستا، مواد نیمه رسانایی که انرژی خورشیدی را به انرژی‌های دیگر از جمله انرژی شیمیایی تبدیل می‌کنند، کاربردهای بالقوه‌ای در موضوعات مذکور خواهند داشت. تاکنون مطالعات بسیاری به‌منظور تولید و بهینه‌سازی عملکرد این نوع مواد صورت گرفته است.

عزیز حبیبی ینگجه، مجری طرح اظهار داشت: کربن نیترید گرافیت مانند به‌عنوان یک نیمه‌هادی پلیمری بوده که قادر است با جذب نور مرئی به حذف آلاینده‌ها کمک کند.

وی با بیان اینکه هدف از انجام این تحقیق سنتز نانوکامپوزیت متشکل از کربن نیترید گرافیت مانند، اکسید آهن و یدید بیسموت و بررسی فعالیت فتوکاتالیزوری آن در حذف آلاینده‌هاست، گفت: مواد اولیه‌ ارزان‌قیمت، روش تهیه‌ ارزان و زیست سازگار بودن از مزایای استفاده از این نانوفتوکاتالیزور است.

حبیبی افزود: همچنین یدید بیسموت در این نانوکامپوزیت، نقش افزایش خاصیت فتوکاتالیزوری و اکسید آهن مغناطیسی نقش تسهیل‌کننده‌ی بازیافت را در این نانوفتوکاتالیزور ایفا می‌کنند.

وی در خصوص معایب استفاده از کربن نیترید گرافیت مانند خالص به‌عنوان فتوکاتالیزور و لزوم بهینه کردن عملکرد آن با اضافه کردن یدید بیسموت گفت: یکی از معایب استفاده از کربن نیترید گرافیت مانند به‌صورت خالص، بازترکیبی سریع زوج الکترون- حفره‌های تولید شده‌ ناشی از جذب نور مرئی است.

مجری طرح گفت: این امر، موجب کاهش کارایی این فتوکاتالیزور در تخریب آلاینده‌ها می‌ شود ازاین‌رو با جفت کردن این ماده با یک نیمه‌هادی دیگر نظیر یدید بیسموت این مشکل مرتفع شده و توانایی این ماده در افزایش سرعت تخریب آلاینده‌ها بهبود می‌یابد.

حبیبی ینگجه در خصوص مراحل سنتز و ارزیابی این فتوکاتالیزور کامپوزیتی بیان کرد: در این کار پژوهشی ما نانوکامپوزیت‌های جدید g-C۳N۴/Fe۳O۴/BiOI را به روش رفلاکس تهیه کردیم و در ادامه نانوکامپوزیت‌ها با استفاده از روش‌های ارزیابی XRD ، EDX ، FTIR ، DRS ، TEM ، TGA و VSM را مورد بررسی قرار دادیم.

وی ادامه داد: سپس تأثیر عوامل مختلف، همچون نسبت وزنی فتوکاتالیزور و تأثیر گونه‌های فعال بر روی فعالیت فتوکاتالیزوری بررسی شدند و در نهایت قابلیت استفاده از فتوکاتالیزور تهیه شده در چند مرحله پی‌در‌پی جهت تخریب آلاینده‌ رودامین B و توانایی آن برای تخریب آلاینده‌های دیگر نظیر متیل اورانژ و متیلن بلو مورد بررسی قرار گرفت.

به گفته وی، طبق مطالعات و ارزیابی‌های صورت گرفته بر عملکرد این نانوکامپوزیت تولید شده، می‌توان دریافت که، فعالیت فتوکاتالیزوری نانوکامپوزیت متشکل از کربن نیترید گرافیت مانند و یدید بیسموت ۱۰/۱ برابر بیشتر از کربن نیترید گرافیت مانند خالص است. همچنین این نانوکامپوزیت پس از پنج بار استفاده‌ی پی‌درپی در واکنش حذف آلاینده‌ها، کماکان قابلیت خوبی از خود به نمایش می‌گذارد.

وی با بیان اینکه  تولید این ماده‌ فتوکاتالیزور سه‌جزئی در مقیاس آزمایشگاهی صورت گرفته است، افزود: از این نانومواد می‌توان در تصفیه‌ پساب صنایعی نظیر صنایع تولید رنگ و آفت‌کش‌ها و همچنین تصفیه‌ آب آشامیدنی بهره برد.