16860

بررسي كامپوزيت هاي اصالح شده مبتني بر گرافن اكسايد به عنوان جاذب براي جذب آلاينده هاي زيست محيطي از محيط هاي آبي

1403

دكتر علي ملكي

-

دسترسي به آب آشاميدني ايمن نه‌تنها يك نياز اساسي انساني است، بلكه عاملي كليدي در تعيين سلامت عمومي، توسعه اقتصادي و پايداري محيط‌زيست به شمار مي‌رود. در دهه‌هاي اخير، آلودگي محيط زيست به ويژه آلودگي منابع آبي به يكي از چالش‌هاي جدي جهاني تبديل شده است.كه با افزايش فعاليت‌هاي صنعتي و كشاورزي، ورود آلاينده‌ها به آب‌ها به طور فزاينده‌اي افزايش يافته و اين امر تهديدي جدي براي سلامت انسان و اكوسيستم‌هاي آبي به شمار مي‌آيد.در( شكل1) نمونه اي از اين اثرات آلاينده ها را مشاهده مي‌كنيد. همانطوركه مي دانيدآب سالم، يكي از اساسي‌ترين نيازهاي انسان و ساير موجودات زنده است. بدون آن حيات بر روي كره زمين امكان‌پذير نخواهد بود از اين رو، تامين آب سالم و كافي يكي از مهم‌ترين چالش‌هاي پيش روي بشر است كه با توسعه روش‌هاي مؤثر براي حذف آلاينده‌هاي زيستي از آب‌ها مي توان ازآلودگي منابع آبي و آسيب به اكوسيستم ها جلوگيري كرد. آلاينده هاي موجود در آب را مي توان به آلاينده هاي معدني و آلاينده هاي آلي تقسيم كرد كه در اين ميان آلاينده هاي معدني عمدتا شامل فلزات سنگين ، فلزات كمياب و تركيبات معدني غير فلزي مانند فلورايد و فسفات و غيره هستند، در حالي كه آلاينده هاي آلي عمدتا شامل رنگ هاي آلي، آنتي بيوتيك ها و ساير داروهاي آلي، تركيبات معطر و غيره هستند. اين آلاينده ها نه تنها آسيب هاي خاصي به محيط زيست ما وارد مي كنند، بلكه اثرات نامطلوب زيادي بر سلامت انسان دارند. رنگ هاي آلي وآلودگي ناشي فلزات سنگين در صنعت نساجي به يك مسئله جدي زيست محيطي در مقياس جهاني تبديل شده است. رنگ آميزي در اثر تغيير باتوكروميك ناشي از گنجاندن يون هاي فلزي در مولكول هاي رنگ ايجاد مي شود كه رنگ هاي تيره تري توليد مي كند. از آنجايي كه صنعت نساجي از آب زيادي استفاده مي كند و از آنجا كه اين مواد قادر به تركيب كامل با الياف در طول فرآيند رنگرزي نيستند، مقدار قابل توجهي از فاضلاب هاي اين صنعت متشكل از يون هاي فلزات سنگين مورد استفاده براي رنگ آميزي، از جمله كروم، سرب، كادميوم و روي است و همچنين رنگ ها بدون تصفيه قبلي به جريان هاي آب شيرين اضافه مي شود. منابع طبيعي آب از اين اثرات آسيب مي بينند كه پيامدهاي منفي شديدي براي اكوسيستم و اثرات نامطلوبي بر سلامت انسان به همراه دارد. رنگ ها جهش زا و سرطان زا هستند و قرار گرفتن در معرض آنها مي تواند منجر به واكنش هاي آلرژيك و سرطان كليه مثانه و پوست شود. اين مطالعه مروري بر ويژگي‌هاي مواد نانو ساختاري شده گرافن اكسايد، فرايندهاي تهيه و شناسايي ساختاري آن‌ها براي تجزيه آلاينده‌هاي آلي در آب فاضلاب ارائه داده است. براي تغيير صفحات گرافن، از موادي مانند نانوذرات ، پليمرها ، بيومواد و گروه‌هاي عاملي حاوي اكسيژن و نيتروژن استفاده شده است. اين مواد تعداد زيادي سايت پيونددهي يا سطح جذب بالا فراهم مي‌كنند كه عملكرد حذف آلاينده را بهبود مي‌بخشد. با توجه به وجود گروه‌هاي عاملي متنوع بر روي مولكول‌هاي گرافن اكسايد، مي‌توانند همزمان چندين نوع آلاينده را حذف كنند. تعاملات الكترواستاتيك ، كمپلكس‌سازي ، پيوندهاي هيدروژني ، تعاملات هيدروفوبيك و تعاملات ون‌دروالس به عنوان فرآيندهاي احتمالي جذب آلاينده‌ها پيشنهاد شده‌اند. جذب به عنوان بهترين تكنيك براي حذف رنگ‌ها و فلزات سنگين از سيستم آب فاضلاب در نظر گرفته مي‌شود، اگرچه تعاملات الكترواستاتيك در حذف فلزات سنگين برجسته‌تر هستند. نانوكامپوزيت‌هاي مبتني بر گرافن اكسايد به دليل ويژگي‌هاي منحصر به فرد و كاربردهاي چندمنظوره خود، نويدبخش آينده تصفيه آب فاضلاب هستند.

5/13/2025 12:00:00 AM

89733

1404/12/01

Investigating of Modified Graphene Oxide-Based Composites as Adsorbents for the Removal of Environmental Pollutants from Aqueous Environments