حذف مواد رنگزای سمی از پساب صنایع نساجی

 

محققان دانشگاه تبریز با همکاری پژوهشگران دانشگاه آتاتورک ترکیه، در طرحی تحقیقاتی موفق به ساخت نانوکاتالیستی کامپوزیتی برای حذف مواد رنگزای سمی از پساب صنایع نساجی شدند.

به گزارش ایرنا ازستاد ویژه توسعه فناوری نانو، نتایج این طرح مورد توجه صنایع مختلف ازجمله صنایع نساجی و دارویی جهت تصفیه پساب های صنعتی قرارمی گیرد.

صنایع نساجی از منابع عمده تولید آلودگی های زیست محیطی هستند، این صنایع مقادیر زیادی از آب را مصرف کرده و پساب های رنگی تولید می کنند، رنگ های مورد استفاده این صنایع سمی بوده و به راحتی تجزیه نمی شوند، بنابراین نیاز است که قبل از ورود به محیط زیست از پساب ها حذف شوند.

این محققان برای رفع این مشکل، نانوکاتالیستی کامپوزیتی تهیه نموده اند که می تواند در حذف مواد آلی موجود درپساب های رنگی مورد استفاده قرار گیرد.

به گفته دکتر’ علیرضا ختائی’ ، عضو هیات علمی دانشگاه تبریز، جهت ساخت این نانوکامپوزیت از نانوذرات دی اکسید تیتانیوم تثبیت شده بر روی بستر مونتمورینولیت(MMT) استفاده شده است، بازده این نانوکاتالیست کامپوزیتی در حذف آلاینده ها بیشتر از نانوذرات خالص دی اکسید تیتانیوم است.

نتایج این کار پژوهشی نشان می دهد که تثبیت نانوذرات دی اکسید تیتانیوم بر روی بستر مونتمورینولیت منجر به کاهش قطر نانو ذرات می شود. نتایج ارزیابی های صورت گرفته، کاهش قطر نانوذرات دی اکسید تیتانیوم از ۷۰ به ۵۰ نانومتر بعد از تثبیت بر روی ذرات مونتمورینولیت را نشان داده است.

علاوه براین طی فرآیند سونوکاتالیستی در حضور نانوکامپوزیت تولید شده، بیش از ۸۰ درصد ماده رنگزای نمونه، تنها در مدت زمان ۹۰ دقیقه ازآب آلوده حذف می شود، به طور کل می توان گفت استفاده از این نانوکامپوزیت منجر به کاهش هزینه و افزایش سرعت تخریب مواد آلاینده خواهد شد.

ختائی افزود: توجه به ارزان بودن مواد اولیه و روش آسان ساخت نانوکامپوزیت دی اکسید تیتانیوم/ مونتمورینولیت (TiO2/Montmorillonite)، امید است که بتوان آن را در مقیاس صنعتی تولید کرد و در تصفیه پساب صنایع رنگرزی و یا حذف پساب های مواد دارویی به کار برد.

این محقق در خصوص نحوه ساخت و بررسی این نانوکاتالیست عنوان کرد: در این کار تحقیقاتی ابتدا نانوکامپوزیت دی اکسید تیتانیوم/ مونتمورینولیت با استفاده از روش هیدروترمال تهیه شد. مشخصات نانوکامپوزیت سنتز شده با روش هایXRD, SEM و FTIR تعیین گردید.

وی بیان کرد: در مرحله دوم، از نانوکاتالیست تولید شده در حذف ماده رنگزای اسید آبی ۳، به عنوان آلاینده نمونه موجود در پساب های صنایع نساجی استفاده شده است. اثر پارامترهای عملیاتی از قبیل غلظت ماده آلاینده، pH محلول آلاینده، غلظت نانوکامپوزیت، شدت توان امواج فراصوت و همچنین اثر مواد بازدارنده بر میزان حذف آلاینده مطالعه شده است. در نهایت نیز حد واسط های ناشی از فرآیند تخریب سونوکاتالیستی با استفاده از آنالیز GC-Mass شناسایی شد.

در این گزارش آمده است که افزایش میزان نانوکاتالیست و همچنین توان امواج فراصوت استفاده شده سبب بهبود بازده تصفیه پساب می شود. این درحالی است که افزایش غلظت اولیه ماده رنگزای نمونه کاهش بازده عملیات را به دنبال دارد. همچنین بهترین pH جهت انجام فرایند، محدوده خنثی بوده است.

در توضیح نحوه اثرگذاری نانوذرات بر عملکرد فرایند تصفیه باید گفت که استفاده از نانوذرات جامد دی اکسید تیتانیوم تحت امواج فراصوت منجر به افزایش هسته زایی حباب های فراصوت می شود. همچنین وجود این ذرات در واکنش سونوکاتالیستی، کاهش نیمه عمر حباب ها را نیز به دنبال دارد. به عبارتی کارایی فرآیند سونوشیمیایی در حضور نانوذرات بیشتر شده و عملکرد واکنش سونوکاتالیستی به طور مؤثری بهبود می یابد.

این کار تحقیقاتی حاصل همکاری دکتر علیرضا ختائی، دکتر محسن شیدایی-دانشجوی پسادکترای شیمی در دانشگاه تبریز- آیدین حسنی-دانشجوی دکترای شیمی در دانشگاه آتاتورک ترکیه و محقق مدعو در دانشگاه بولونیای ایتالیا- مجتبی تاصیدی فر- دانشجوی کارشناسی ارشد دانشگاه تبریز- و پرفسور سمرا کاراجا- عضو هیأت علمی دانشگاه آتاتورک ترکیه- بوده است. نتایج این پژوهش در مجله ی Ultrasonics Sonochemistry (جلد ۲۲، شماره ۱، سال ۲۰۱۵، صفحات ۴۰۴ تا ۴۱۱) منتشر شده است.