راهکاری پیشرفته برای تصفیه فاضلاب ها
به گزارش کوتاه کننده لینک محققان دانشگاه وین اتریش در اخرین مطالعه خود اظهار کرده اند نانواسفنج ها(Nano-sponges) پتانسیل تصفیه فاضلاب را دارند.
به گزارش کوتاه کننده لینک به نقل از ایسنا و به نقل آی او، جاذب های سطحی کارآمد، برای تصفیه فاضلاب صنعتی و به حداقل رساندن صدمه های محیطی بسیاری مهم هستند اما به صورت خاص رنگ های آلی(organic dyes) بعنوان گروه قابل توجهی از آلاینده های صنعتی، معمولاً بسیار محلول در آب، غیر قابل تجزیه و خیلی از آنها سرطان زا و سمی هستند.
"چانگشیا لی"(Changxia Li) و "فردی کلیتز"(Freddy Kleitz) از دانشکده شیمی دانشگاه وین به همراه همکارانشان حالا رویکرد جدیدی را برای طراحی یک ماده کامپوزیتی نوآورانه، متشکل از یک چارچوب آلی کووالانسی(COF) نانومتخلخل و فوق نازک که بر روی گرافن متصل شده است، عرضه کردند که بسیار کارآمد است.
چارچوب های آلی کووالانسی(COF) مواد جامد آلی دو یا سه بعدی با ساختارهای گسترده هستند که در آن بلوک ها توسط پیوندهای کووالانسی قوی به هم متصل اند. چارچوب های آلی کووالانسی متخلخل و کریستالی اند و سراسر از عناصر سبک(H، B، C، N و O) [۲] ساخته شده اند. این عناصر به واسطه ایجاد پیوندهای کووالانسی قوی در مواد مفید و پرکاربردی مانند الماس، گرافیت، و نیترید بور شناخته می شوند.
بهبود ظرفیت جذب
"چانگشیا لی" نویسنده ارشد این مطالعه و محقق مقطع فوق دکترا این دانشگاه در اینباره اظهار داشت: امروزه روش های مختلفی همچون فیلترهای کربن فعال برای تصفیه آب وجود دارد، اما هنوز هم جا برای بهبود کارایی یا ظرفیت جذب مواد وجود دارد.
گروه محقق "فردی کلیتز" در موسسه شیمی معدنی مواد عملکردی هم درحال توسعه مواد نانومتخلخل/ نانو منفذ(nanoporous) جدید هستند. مواد متخلخل سطح کل بسیار بیشتری نسبت به مواد غیر متخلخل برای همان حجم دارند و ازاین رو می توانند تعداد زیادی مولکول را در طول جذب روی سطوح جمع کنند.
نانو منفذ یا نانوپور(Nanoporous) شامل یک چارچوب منظم آلی یا غیر آلی در مقیاس نانومتر است که از ساختار منظم و متخلخل بوجود آمده است. اندازه منافذ به صورت کلی ۱۰۰ نانومتر یا کوچکتر است. بیشتر نانومنفذها را میتوان بعنوان مواد فله یا غشا طبقه بندی کرد.
چارچوب های آلی کووالانسی بسیار متخلخل بعنوان یک گروه جدید از مواد
چارچوب های آلی کووالانسی(COFs) یک گروه نسبتا جدید از مواد هستند. آنها متخلخل هستند و در عین حال چگالی کم و سبک وزن هستند. کووالانسی به این مفهوم است که پیوندهای شیمیایی آنها از راه جفت الکترون بین اتم ها تشکیل می شود.
رنگ هایی که محققان در محلول مدل آبی(aqueous model) خود مورد مطالعه قرار دادند، اندازه ای در حدود ۰.۸ تا ۱.۶ نانومتر داشتند. محققان گفتند: ما یک روش جدید برای تشکیل چارچوب های آلی کووالانسی به روشی نسبتا سازگار با محیط زیست با استفاده از آب ایجاد کردیم. به این ترتیب، ما توانستیم اسفنج های کوچکی را با اندازه های منافذ و اشکال مختلف طراحی نماییم.
ساختار ساخته شده از گرافن
هنگام استفاده از پودر چارچوب های آلی کووالانسی حجیم، منافذ داخلی مواد اغلب به علت مسدود شدن منافذ لبه بیرونی، بخصوص برای مولکول های بزرگ آلاینده، دیگر در دسترس آلاینده ها نیستند. مواد مرکب جدید که توسط محققان توسعه داده شده است، ساختار کاملا نفوذپذیری را عرضه می دهد. برای این منظور، محققان چارچوب های آلی کووالانسی را بر روی نانو ورقه های گرافن لایه نازک رشد دادند. ترکیب گرافن به خودی خود یک لایه ۲ بعدی از اتم های کربن و لایه چارچوب های آلی کووالانسی که تا دو نانومتر ضخامت دارد، به یک ساختار سه بعدی فشرده و باز منجر گردید. لایه بسیار نازک چارچوب های آلی کووالانسی می تواند قابلیت جذب بیشتری را نسبت به پودر چارچوب های آلی کووالانسی حجیم داشته باشند.
محققان می گویند: منافذ بزرگ شبکه گرافن در ترکیب با لایه چارچوب های آلی کووالانسی فوق العاده نازک با مقدار زیادی مکان های جذب، تصفیه سریع و کارآمد فاضلاب را ممکن می سازد.
یافته های این مطالعه در مجله "Angewandte Chemie" انتشار یافته است.
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان gph در مورد این مطلب