دستاورد پژوهشگران ایرانی در توسعه جاذب نانویی سبز برای تصفیه فاضلابهای رنگی
به گزارش الفبای رشد به نقل از ایسنا،آلودگی منابع آبی به مواد رنگی صنعتی یکی از چالشهای جدی محیطزیستی در دهههای اخیر به شمار میرود. رنگهای کاتیونی بهویژه در پساب صنایع نساجی، چاپ و داروسازی، پایداری بالایی در محیط دارند و ورود آنها به چرخه آب میتواند سلامت اکوسیستمها و انسان را تهدید کند. در همین راستا، پژوهشگران دانشگاه شهید بهشتی به توسعه یک جاذب پیشرفته نانویی بر پایه هیدروژل خودآرا با ساختار چندعملکردی دست یافتهاند که قادر است رنگ کریستال ویوله را از محلولهای آبی با بازده بالا حذف کند. اهمیت این پژوهش در ارائه جاذبی پایدار، قابل احیا و سازگار با محیطزیست نهفته است.
این گروه تحقیقاتی موفق به طراحی و سنتز یک هیدروژل نانوساختار خودآرا بر پایه صمغ زانتان اصلاحشده با نانوذرات سیلیکا و پلیمر نیمههیدرولیزشده پلیآکریلآمید (HPAM) شدهاند که میتواند بهعنوان جاذب پیشرفته برای حذف رنگ کاتیونی کریستال ویوله از محلولهای آبی مورد استفاده قرار گیرد. بخش نانوفناوری این پروژه در طراحی و سنتز ساختار هیدروژلی شامل پراکندگی یکنواخت نانوذرات سیلیکا در ماتریس پلیمری و ایجاد شبکهای با تراکم بالای گروههای عاملی فعال متمرکز بوده است. این پژوهش با رویکرد شیمی سبز و بر پایه فرایند خودآرایی مولکولی و برهمکنشهای هیدروژنی انجام شده است.
افزایش فعالیت صنایع رنگسازی، نساجی و برخی واحدهای شیمیایی موجب افزایش نگرانیها درباره ورود ترکیبات آلی پایدار به منابع آبی شده است. کریستال ویوله یکی از رنگهای کاتیونی با کاربرد گسترده صنعتی است که به دلیل ساختار آروماتیک پایدار، تجزیه طبیعی بسیار کندی در محیط دارد و میتواند در غلظتهای پایین نیز اثرات سمی زیستی ایجاد کند. از اینرو توسعه جاذبهای کارآمد، اقتصادی و قابل احیا برای حذف این آلایندهها ضرورت علمی و صنعتی قابلتوجهی یافته است.
در این پروژه، هیدروژل نانوساختار HPAM/SiO2@XG از طریق فرایند ژلسازی سبز در محیط آبی و بدون استفاده از عامل اتصالدهنده شیمیایی سنتز شده است. استفاده از صمغ زانتان اصلاحشده بهعنوان بستر زیستی پلیساکاریدی، علاوه بر کاهش هزینه و افزایش سازگاری محیطزیستی، موجب افزایش ظرفیت جذب سطحی و بهبود خواص تورمی شبکه هیدروژلی شده است. حضور نانوذرات سیلیکا نیز نقش مهمی در افزایش سطح ویژه و ایجاد مراکز فعال جذب داشته و ساختار یکنواختی در ماتریس پلیمری ایجاد کرده است.
بررسیهای ساختاری و شیمیایی نشان داده است که برای شناسایی ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی سامانه طراحیشده از طیفسنجی فروسرخ تبدیل فوریه، میکروسکوپ الکترونی نشر میدانی، پراش پرتو ایکس، میکروسکوپ الکترونی عبوری، آنالیز سطح ویژه BET و تحلیل حرارتی TG/DTG استفاده شده است. نتایج این آزمونها حاکی از تشکیل موفق شبکه هیدروژلی خودآرا و توزیع مناسب نانوذرات سیلیکا در ساختار پلیمر است.
