پژوهشگران دانشگاه محقق اردبیلی، موفق به ساخت فوتوکاتالیستی با استفاده از فناوری نانو شدند. از نتایج این تحقیق که مورد حمایت تشویقی ستاد توسعه فناوری نانو قرار گرفته است، می‌توان در صنعت تصفیه‌ی آب و پساب استفاده کرد.
بر اساس این گزارش، وجود آلاینده‌های سمی و خطرناک در محیط زیست و آب‌های آشامیدنی که منشأ آن‌ها پساب صنایع مختلف است، یکی از مشکلات عمده‌ی انسان‌هاست. در میان روش‌های مختلف، فوتوکاتالیست‌های مبتنی بر مواد نیمه رسانا، به عنوان یک فرایند منطبق بر اصول شیمی سبز، توجه گسترده‌ای را به خود جذب کرده است.
به گزارش پایگاه خبری تحلیلی فناوری و نوآوری، این فوتوکاتالیست از مواد غیرسمی و دوستدار محیط زیست ساخته شده و تا حدود 5 بار قابلیت استفاده مجدد در فرایند را دارد.
به گفته‌ی دکتر عزیز حبیبی ینگجه، محقق این طرح، استاد دانشگاه محقق اردبیلی، فرایندهای فوتوکاتالیستی دو مشکل اساسی دارند که کاربرد آن‌ها را در مقیاس بزرگ و صنعتی محدود کرده است. شکاف انرژی زیاد فوتوکاتالیست‌های معمول، مانع از جذب نور مرئی خورشیدی در آن‌ها می‌شود.
وی توضیح داد: از آنجایی‌که نور مرئی در صد بیشتری از نور خورشید را نسبت به فرابنفش دارد، تخریب آلاینده‌ها توسط نور مرئی نسبت به تابش فرابنفش ارجحیت بیشتری دارد. از طرفی جدایی فوتوکاتالیست از چرخه‌ی فرایند توسط دستگاه‌های فیلتراسیون و سانتریفیوژ اشکال دوم این روش است.
این محقق در ادامه افزود: استفاده از فوتوکاتالیست تهیه شده در این کار پژوهشی، به دلیل روش تهیه‌ی آسان و فعالیت بالای آن تحت تابش نور مرئی، گزینه‌ی مناسبی برای از بین بردن آلاینده‌های موجود در محیط زیست و تخریب مواد رنگی آلی موجود در آب است.
وی گفت: سادگی روش تولید، هزینه‌ی پایین مواد اولیه، ویژگی غیرسمی و دوستدار محیط زیست بودن مواد استفاده شده در ساخت آن از مزایای استفاده از این فوتوکاتالیست است. علاوه بر این، به دلیل ویژگی مغناطیسی، قابلیت بازیافت و استفاده‌ی مجدد را امکان پذیر خواهد کرد.
حبیبی ینگجه در ادامه عنوان کرد: روش استفاده شده برای ساخت، در مقیاس بالا و در دمای پایین به کار رفته و نیاز به هیچگونه مواد افزودنی و یا مراحل آماده سازی ندارد. لذا نتایج این طرح در تصفیه‌ی پساب حاصل از صنایع رنگرزی و تصفیه‌ی آب آشامیدنی قابل کاربرد خواهد بود.
وی بیان کرد: برای این منظور، نانوکامپوزیت‌های مغناطیسی بر پایه کربن نیترید گرافیت مانند g-C3N4/AgBr/Fe3O4 به عنوان فتوکاتالیست حساس به نور مرئی ساخته شده است. این نانوکامپوزیت با استفاده از دستگاه‌های XRD، EDX، FTIR، DRS، TEM، TGA و VSM ارزیابی شده است.
این محقق گفت: همچنین تأثیر عوامل مختلف همچون نسبت وزنی فتوکاتالیست، زمان فرایند، دمای کلسینه و حضور گونه‌های فعال بر روی فعالیت فتوکاتالیست بررسی شده است. در نهایت قابلیت استفاده از فتوکاتالیست تهیه شده در چند مرحله‌ی پی‌درپی در مورد نمونه بهینه بررسی شده است. در این کار از رودامین B، به عنوان آلاینده‌ی رنگی مدل استفاده شده است.
دکتر عزیز حبیبی ینگجه- عضو هیأت علمی دانشگاه محقق اردبیلی- و انیسه آخوندی- دانشجوی دکترای شیمی فیزیک این دانشگاه- در انجام این مطالعات همکاری داشته‌اند که نتایج آن در مجله‌ی Ceramics International (جلد 41، شماره 4، سال 2015، صفحات 5634 تا 5643) به چاپ رسیده است.
علاقه‌مندان برای استفاده از حمایت تشویقی ستاد توسعه و فناوری نانو معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری می‌توانند به صفحه حمایت تشویقی مقالات ISI مراجعه کنند.
