1-2734.jpg

محققان پژوهشگاه مواد و انرژی موفق به ساخت جاذب مونولیت کربنی با استفاده از کاتکول به عنوان پیش ماده رزین فنلیکی جهت جذب رنگهای آلی و مواد سمی محلول در آب شدند.

 

 مهران سجاد، دانشجوی ارشد مهندسی مواد پژوهشگاه مواد و انرژی و محقق طرح با اشاره به کاربرد جاذب مونولیت کربنی در تصفیه آب، گفت: با توجه به فرآیند سخت و پیچیده تصفیه آب و نیاز روزافزون جوامع به آب آشامیدنی سالم و تمیز، جذب رنگ­های آلی محلول در آب می­‌تواند یک گام موثر برای تحقق این هدف و پاسخی به نیاز جوامع انسانی باشد.

 

وی افزود: ساخت فرم مونولیت به منظور کاهش مشکلات ناشی از جاذب­های پودری و حذف آلاینده­‌های رنگی و سمی در طرح حاضر به عنوان دو هدف عمده در نظر گرفته شد.

 

سجاد با اشاره به مزیتهای این نوع جاذب گفت: یکی از مهمترین مزیتهای این جاذب نسبت به جاذبهای مشابه آن، این است که جاذبهای قبلی بصورت پودر هستند، درحالیکه این جاذب بصورت قطعه است و پس از تصفیه به راحتی امکان جداسازی دارد.

 

وی با اشاره به دیگر مزیت این جاذب اظهار کرد: ما برای نخستین بار در جهان، از پیش ماده کاتکول برای در سنتز این جاذب استفاده کردیم و با ابداع روشی جدید، محصولی با فرم مونولیت پایدار حاصل شد.

 

سجاد همچنین خاطر نشان کرد: راندمان این محصول با مصرف انرژی و هزینه کمتر، بسیار بالاتر از محصولات مشابه قبلی آن است.

 

مجری این طرح افزود: جذب ناخالصی‌­های آب که به صورت محلول (و نه مخلوط) بوده، نیازمند تولید و استفاده از جاذب­هایی با کارآیی بالا است و نیز توانایی بازیابی مجدد آسان، باعث افزایش راندمان و تسریع فرآیند می‌شود.

 

وی با اشاره به روند ساخت این فرم گفت: در این پژوهش با استفاده از ترکیبات دی و تری هیدروکسی بنزن­ها به همراه فرمالدهید، رزین فنلیک­های مختلف سنتز شدند. سپس این پلی­مرها توسط مکانیزم خودآرایی با سورفکتنت­های متنوع مخلوط شدند و قالب نرمی تشکیل دادند. به دلیل برتری­‌های نسبی قالب نرم نسبت به قالب سخت، از این روش استفاده شد.

 

وی ادامه داد: در مرحله پخت، دو روش هیدروترمال در کنار کاتالیست پاراتولوئن سولفونیک اسید و روش استفاده از اسید آمینه لیزین به عنوان کاتالیست سازگار با محیط زیست، به عنوان دو روش اصلی در نظر گرفته شدند. در هنگام پخت، پلی­مر یک شبکه سه بعدی همراه با پیوندهای عرضی تشکیل می­‌دهد که نتیجه آن ساختاری متخلخل دارای تخلخل­‌های در محدوده وسیع بود.

 

سجاد افزود: در این سنتزها از جایگزینی سورفکتنت­های جدید مانند گناپول به جای قالب­های متداول استفاده شد. پس از پخت، پلیمرهای بدست آمده جهت خروج الیگومرهای اضافی و سورفکتنت، بوسیله آب جوش شستشو داده شدند و سپس این قطعات تحت عملیات حرارتی در کوره اتمسفر کنترل قرار گرفتند که منتهی به کربونیزاسیون آنها شد.

 

این پژوهشگر تصریح کرد: در حین کربونیزاسیون، سورفکتنت که نقش قالب را نیز بازی می­‌کرد، حذف شد و به جای آن تخلخل­‌هایی برجای ماند. پس از کربونیزاسیون، فرآیند فعالسازی با بخار آب انجام شد که افزایش سطح کربن حاصل را سبب شد. با استفاده از طیف سنجی مرئی- ماورای بنفش قدرت جذب مونولیت­های کربنی بدست آمد و نیز سینتیک رفتار جذب آنها مورد بررسی قرار گرفت.

 

وی افزود: برای بررسی مورفولوژی محصولات از میکروسکوپ الکترونی روبشی و عبوری استفاده شد. از تست تعیین سطح ویژه نیز بهره گرفته شد. در گام بعدی و فراتر از اهداف اولیه پروژه حاضر، کارآیی جاذب­های مونولیتی در بررسی جذب مواد آلاینده بنزن، تولوئن و زایلن محلول در آب بوسیله آنالیز کروماتوگرافی مایع با کارآیی بالا صورت گرفت.

 

وی ادامه داد: نتایج حاصل مؤید نگرش اولیه در مورد ارزیابی کارآیی جاذب توسط مواد رنگی بوده و برای حذف آلاینده­‌های BTX به عنوان شاخص آلاینده­‌های ارگانیک نیز نتایج رضایت بخشی بدست داد. حذف آلاینده رنگی متیلن بلو به میزان 78 درصد و آلاینده­‌های BTX به میزان به ترتیب 5/86 درصد، 4/85 درصد و 4/81 درصد از محلول­هایی با غلظت ppm20 بنزن، تولوئن و زایلن توسط جاذب­های تهیه شده با کاتکول بدست آمد و سایر رنگهای آبی محلول در آب شامل متیل رد- رودامین B – متیل اورانژ و ... نیز مورد بررسی قرار گرفتند که منتج به گزارش نتایج مطلوبی شدند.

 

سجاد خاطر نشان کرد: نتایج تحقیق حاضر در راستای بهینه سازی تشکیل قطعاتی با استحکام قابل قبول و با استفاده از پیش ماده­‌ها، روش­ها و کاتالیست­های مختلف نشان داد که جاذب­های بدست آمده با دو پیش ماده رزورسینول و کاتکول و با استفاده از دو روش اصلی ذکر شده و کاتالیست­های مربوط به آنها در قیاس با ترکیبات فنلی دیگر با نسبت 2/1 فنل به فرمالدهید کارآیی بهتری دارند.

 

وی گفت: کاربرد کاتکول به عنوان پیش ماده در این تحقیق برای نخستین بار گزارش شده و در مقایسه با پیش ماده­‌های متداول نتایج به مراتب بهتری (ضریب رنگ­بری 34 درصد بیشتر) حاصل شد.

 

مقاله این طرح که با راهنمایی دکتر محمود کاظم زاد و مهندس آذرمیدخت حسین نیا در پژوهشگاه مواد وانرژی انجام شده، در مجله Functional Materials Letters به چاپ رسیده است.




تاريخ : سه‌شنبه 20 خرداد 1393 | 22:29 | نویسنده : elme1404 | ارسال نظر(0)

ورود کاربران

خوش آمدید! لطفا وارد حساب خود شوید

رمز عبور را فراموش کرده‌اید؟
حساب کاربری ندارید؟

فراموشی رمز عبور

نام کاربری یا ایمیل خود را وارد کنید

یا

ثبت نام کاربران

در چند ثانیه حساب کاربری خود را بسازید

قبلا ثبت نام کرده‌اید؟

نظرات کاربران

دیدگاه خود را با ما در میان بگذارید