حذف فلزات سنگين از پساب‌هاي صنعتي به كمك نانوغشاهاي پليمري

به گزارش روز يكشنبه گروه علمي ايرنا از ستاد ويژه توسعه فناوري نانو رياست جمهوري ،آلودگي ناشي از فلزات سنگين از قبيل سرب، مس و نيكل موجود در پساب‌هاي صنعتي يكي از مشكلات و نگراني هاي زيست‌محيطي در جهان امروز محسوب مي‌شود.
اين فلزات حتي در غلظت‌هاي كم نيز براي بدن بسيار خطرناك هستند و در غلظت‌هاي بالاتر مي‌تواند باعث بروز سرطان‌هاي ريه، مجاري تنفسي و استخوان شوند.
يون نيكل دو ظرفيتي از آن دسته فلزاتي است كه با غلظت‌هاي مختلف در فاضلاب خام صنايعي همچون آبكاري و صنايع فلزات غير آهني يافت مي‌شود. فرايندهاي متفاوتي به‌منظور حذف فلزات مذكور مورد استفاده قرار مي‌گيرند. فرايند نانوفيلتراسيون كه به كمك نانوغشاها انجام مي‌شود، يكي از فرايندهاي تصفيه‌ي پساب‌هاي صنعتي و حذف يون‌هاي سمي است. كارايي اين فرايند را مي‌توان از طريق اصلاح و بهينه‌سازي نانوغشاها افزايش داد.
دكتر احمد اكبري با اشاره به مكانيسم دافعه‌ يوني به‌عنوان يكي از مكانيسم‌هاي مؤثر در جداسازي آلاينده‌هاي موجود در پساب‌هاي صنعتي به روش نانوفيلتراسيون گفت: هدف از انجام اين پژوهش، سنتز نانوغشاهاي پليمري با بار سطحي مثبت و ارزيابي كارايي آن در حذف يون نيكل دو ظرفيتي در روش نانوفيلتراسيون است.
عملكرد اين نوع غشاهاي سنتز شده نسبت به نمونه‌هاي مشابه چه از لحاظ جداسازي يوني و چه از لحاظ ميزان نفوذپذيري بسيار بهتر است.
وي تصريح كرد: براي سنتز اين نانوغشاها از روش پليمريزاسيون بين سطحي استفاده شده است. اين فرايند حاصل واكنش پلي‌اتيلن ايمين با پارازايلن است كه يك لايه‌ي نازك پلي آميدي با اتصالات عرضي بين گروه‌هاي آمين را روي غشاي اوليه به وجود مي‌آورد.
اكبري در خصوص مراحل سنتز و ارزيابي نانو غشاي افزود:ابتدا غشاي زيرلايه از جنس پلي سولفون به روش جدايش فازي تهيه شد. سپس با استفاده از روش پليمريزاسيون بين سطحي يك لايه‌ي نازك پلي آميدي بر روي سطح غشاي پلي سولفون ايجاد شد. پس از آن به‌منظور ايجاد بارهاي مثبت روي سطح غشا از متيل يديد در محيط‌هاي قليايي استفاده شد.
وي ادامه داد: در نهايت غشاي سنتز شده براي جداسازي محلول حاوي يون نيكل دو ظرفيتي به‌عنوان يك آلاينده مورد استفاده قرار گرفت. به‌علاوه جهت ارزيابي ساختاري نانوغشاي پليمري سنتز شده از آزمون‌هاي FTIR وMWCO و ميكروسكوپ‌هاي SEM و AFM استفاده شد. همچنين ميزان پس‌زني نمك‌هاي معدني مختلف مورد ارزيابي قرار گرفت.
نتايج آزمون‌ها و مشاهدات، اندازه‌ي حفرات غشاهاي سنتز شده را حدود 1/5 نانومتر نشان مي‌دهند. همچنين اين نتايج جداسازي 96 درصدي كاتيون‌هاي دو ظرفيتي نيكل را از پساب مورد آزمون تائيد مي‌كنند.
اين تحقيقات حاصل تلاش‌هاي احمد اكبري- عضو هيأت علمي دانشگاه كاشان و آرش يونس نيا لهي و حسنا سليماني دانشجويان دكتراي اين دانشگاه است. نتايج اين كار در مجله‌ي Membrane Water Treatment(جلد 6، شماره 3، سال 2015، صفحات 173 تا 187) به چاپ رسيده است.
علمي(1)**1023**1440