تصفیه سه بعدی و الکتروشیمیایی منابع آبی توسط امیرکبیری‌ها محقق شد

به گزارش روز یکشنبه روابط عمومی دانشگاه صنعتی امیرکبیر، حسنا قنبرلو فارغ التحصیل دانشگاه صنعتی امیرکبیر و مجری طرح «سنتز اقتصادی نانوالکتروکاتالیست بر پایه گرافن نیتروژن دهی شده در جهت تصفیه سه بعدی و الکتروشیمیایی منابع آب» گفت: تصفیه منابع آبی از گذشته  تاکنون توسط روش های فیزیکی و شیمیایی مختلف صورت میگرفته که از جمله آنها می توان به روش های جذب، فیلتراسیون غشایی، حذف فوتوکاتالیستی، حذف بیولوژیکی و فرآیندهای الکتروشیمیایی اشاره کرد.

وی افزود: آفت کش ها از جمله منابع بزرگ ایجاد آلودگی در آب های زیرزمینی هستند که از طریق اقدامات انجام گرفته در صنایع کشاورزی موجب آلودگی بخش عظیمی از منابع آب آشامیدنی می شوند؛ چراکه این ترکیبات به محض تماس با خاک جذب آن شده و با نفوذ به لایه های زیرین زمین موجب ایجاد آلودگی در سفره های آبی زیرزمینی خواهند شد.

این محقق یادآور شد: این نوع از آلاینده ها تاکنون مشکلات زیادی را برای تصفیه ی آب در سرتاسر جهان بوجود آورده اند. هرچند استفاده از آفت کش ها در عرصه جهانی طی دهه های اخیر به شدت محدود شده است با این وجود همچنان برخی بقایای آفتکش ها و محصولات تغییر یافته  آنها به منابع آب زیرزمینی نفوذ می کنند.

قنبرلو با بیان این که مساله آلایندگی آفت کش ها در کشورهای اروپایی جزو  مهمترین مسائل در تصفیه ی آب آشامیدنی شهری به شمار می رود، بیان کرد: برای مثال در کشور دانمارک تمرکز اصلی برای حذف آلاینده ها برروی سه ترکیب آفت کشی مهم از جمله ۲و۶- دی کلروبنزامید، ۲- متیل ۴ -کلروفنوکسی استیک اسید  و مکوپروپ است.

فارغ التحصیل دانشگاه صنعتی امیرکبیر به کاتالیستی که طی انجام این پروژه تهیه شده است، اشاره و بیان کرد: این کاتالیست، به دلیل دارا بودن نانوساختارهای کربنی نیتروژن دهی شده در ترکیب با ذرات آهن، فعالیت الکتروشیمیایی ذاتی بالایی درجهت تصفیه ی الکتروشیمیایی آب داشت؛ چراکه ساختارگرافن نیتروژندهی  موجب پیشرفت در فعالیت واکنش احیای اکسیژن شد و ذرات آهن از سوی دیگر موجب پیشبرد واکنش فنتون و افزایش فرآیندهای اکسیداسیون آلاینده ها شدند.

قنبرلو خاطرنشان کرد: پیچیده ترین بخش انجام کار، چگونگی انجام فرآیند سنتز کاتالیست با یک روش و ایده ای نوآورانه بود. با این حال پس از مشخص شدن روش کلی و پیشماده مورد نظر برای سنتز کاتالیست، شناسایی واسطه های ارگانیک تولید شده در حین فرآیند تصفیه ی الکتروشیمیایی آب نیز یکی دیگر از پیچیدگی های کار حاضر بود. این مرحله یکی از مراحل مهم در بحث تصفیه ی منابع آبی خصوصا آب آشامیدنی شهری بصورت الکتروشیمیایی  به شمار می رود.

این محقق با تشریح کاربرد نتیجه این تحقیق گفت: این الکتروکاتالیست  قابل کاربرد در تمامی صنایع مرتبط با دستگاههای تولید انرژی پایا و تجدیدپذیر، نظیر انواع باتری های فلز-هوا، لیتیوم-یون، پیلهای سوختی و سیستم های تصفیه ی الکتروشیمیایی آب است.

وی ادامه داد: این نوع از سیستم های تصفیه آب برای تصفیه ی پساب های حاصل از کارخانه های لبنیاتی خصوصا بصورت پایلوت پلنت نیز کاربردی هستند.

قنبرلو افزود: نوآوری این کار در زمینه استفاده از پیش ماده ی کم هزینه، روش ساده ی تولید و ایجاد نانوساختارهای سه بعدی شبه تمشکی از گرافن نیتروژندهی شده و نانوکریستال های اکسید آهن در ساختار کاتالیست محصول بود.

وی با بیان این که در برخی کشورهای اروپایی و امریکایی در مقیاس کارخانه از این نوع فرایند تصفیه آب بهره می برند، ادامه داد: در ایران، این فناوری حتی در مقیاس پایلوت هم استفاده نشده است. این درحالی است که این نوع از فرآیندهای تصفیه ی آب، جزو فناوری های سبز و عاری از آلودگی برای محیط زیست هستند.

قنبرلو درمورد مزیت های رقابتی طرح  گفت: فرآیند تصفیه ی آب به روش الکتروشیمیایی از جمله روش های سبز با مزیت های فشردگی سیستم، عدم آلودگی ثانویه، کاربرد به صورت غیرمتمرکز و امکان کنترل فرآیند از راه دور است؛ استفاده از فرآیندهای سه بعدی معمولا با اضافه شدن ذرات الکترودی بین الکترودهای اصلی آند و کاتد (در سیستم دوبعدی) بوجود می آیند.

یادآوری می شود استاد راهنمای این طرح، بهرام ناصرنژاد  عضو هیات علمی دانشگاه صنعتی امیرکبیر و ینس ماف استاد راهنمای خارجی این طرح از دانشگاه آلبورگ دانمارک بودند.