ترکیب نانوحباب با فتوکاتالیست، به کمک تصفیه فاضلاب آمد

با ادغام فناوری نانوحباب و فتوکاتالیست دی اکسید تیتانیوم، تصفیه فاضلاب حاوی مواد آلی با کارایی بسیار بالایی انجام شد.

خبرگزاری برنا؛ شهرنشینی و صنعتی شدن منجر به تشدید مسائل زیست محیطی شده است، به طوری که فاضلاب حاوی مواد رنگی به دلیل سمیت بالا، چالش مهمی را به وجود آورده است. روش‌های سنتی تصفیه آب، از جمله رویکردهای فیزیکی، زیستی و شیمیایی، به دلیل ناکارآمدی و مصرف بالای انرژی، چندان مطلوب نیستند.

بیشتر بخوانید: اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!

بنابراین، نیاز مبرمی به روش‌های جایگزین تصفیه فاضلاب وجود دارد.

در سال ۱۹۷۲، فوجیشیما پیشگام استفاده از دی اکسید تیتانیوم (TiO۲) در تجزیه فتوکاتالیستی آب برای تولید هیدروژن بود. از آن زمان، فناوری فوتوکاتالیستی برای کاربردهای تصفیه فاضلاب تکامل یافته است و از قابلیت کانی‌سازی مؤثر، سرعت واکنش سریع و عدم آلودگی ثانویه بهره می‌برد.

دی اکسید تیتانیوم غیر سمی، از نظر شیمیایی پایدار و کم هزینه است و فوتوکاتالیستی پرکاربرد است. برای انتقال این فناوری از تحقیقات آزمایشگاهی به کاربرد عملی، طراحی یک راکتور فوتوکاتالیستی ساده و کارآمد ضروری است.

پیشرفت‌های اخیر شاهد ادغام فناوری فوتوکاتالیستی با فرآیندهای مختلف اکسیداسیون پیشرفته (AOPs) برای افزایش عملکرد بوده است. جفت کردن فوتوکاتالیست مبتنی بر دی اکسید تیتانیوم با AOPهایی مانند اکسیداسیون فنتون، اکسیداسیون پلاسما و اکسیداسیون ازن، تصفیه بهتر آلاینده‌های آلی را نشان داده است.

نانوحباب‌ها (NBs)، به دلیل خواص فیزیکی منحصر به فرد خود، در تصفیه فاضلاب نیز مفید هستند و عملکرد فوتوکاتالیستی دی اکسید تیتانیوم را تا ۱۱٫۶ درصد در مقایسه با روش‌های غیر حباب‌‌دار افزایش می‌دهند. با این حال، یک چالش بزرگ نیاز به جداسازی مجدد و بازیابی دی اکسید تیتانیوم پس از تخریب است که طراحی راکتور را پیچیده می‌کند. برای دور زدن این موضوع، یک فوتوکاتالیست ثابت برای مجموعه راکتور ضروری است.

در این پروژه، محققان از یک شبکه تیتانیوم پوشش‌داده شده با آرایه‌ای از نانولوله‌های دی اکسید تیتانیوم برای مونتاژ راکتور فوتوکاتالیستی استفاده کردند که بافناوری نانوحباب‌ ادغام شده است. این راکتور توانایی فعالیت فتوکاتالیستی استثنایی را نشان داد و به راندمان ۹۵٫۳۹٪ برای رودامین B پس از فرآیند پرتودهی دست یافت. این راکتور همچنین با موفقیت سایر آلاینده‌های آلی مانند متیلن بلو، تتراسایکلین و هیدروکلراید اکسی تتراسایکلین را با بازدهی ۷۴٫۲۳، ۶۸٫۶۸ و ۶۴٫۱۰ درصد با موفقیت تجزیه کرد. از این رو، این تحقیق یک راهبرد امیدوارکننده برای تصفیه فاضلاب است، که ترکیبی از فوتوکاتالیست و فناوری نانوحباب‌ را ارائه می‌کند.

انتهای پیام/

آیا این خبر مفید بود؟

نتیجه بر اساس رای موافق و رای مخالف

منبع: خبرگزاری برنا

کلیدواژه: انرژی پوشش زیست محیطی شهرنشینی علم و فناوری فناوری دی اکسید تیتانیوم تصفیه فاضلاب

درخواست حذف خبر:

«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت www.borna.news دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «خبرگزاری برنا» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۷۸۰۰۱۳۷ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.

با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.

خبر بعدی:

راه‌حل انقلابی در مهار گرمایش زمین: تبدیل مستقیم و پاک کربن دی‌اکسید به سوخت

به گزارش خبرآنلاین، محققان دانشگاه میشیگان که نتایج پژوهش خود را در مجله ACS Catalysis منتشر کرده‌اند، استفاده از کبالت‌فتالوسیانین (cobalt phthalocyanine) را به‌عنوان کاتالیزوری برای تبدیل کربن دی‌اکسید به متانول از طریق چند مرحله واکنش موردمطالعه قرار دادند. مرحله اول کربن دی‌اکسید (CO2) را به مونوکسید کربن (CO) و مرحله دوم CO را به متانول تبدیل می‌کند.

این رویکرد، روشی پایدار را برای کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای و تولید انرژی بدون کربن دی‌اکسید مازاد ارائه می‌دهد. دانشمندان مدت‌هاست در تلاشند تا راهی برای تبدیل شیمیایی CO2 به سوخت‌هایی مانند متانول بیابند. متانول می‌تواند به‌طور بالقوه برای تأمین انرژی خودروها به روشی سازگارتر با محیط‌زیست مورداستفاده قرار گیرد.

البته پیش‌ازاین، تبدیل کربن دی‌اکسید به متانول در مقیاس صنعتی اتفاق افتاده بود، اما آن فرآیند از نظر زیست‌محیطی پاک نبود و تلاش‌ها برای انجام بزرگ‌مقیاس این تبدیل از طریق فرآیندهای الکتروشیمیایی، چالش‌های بزرگی به همراه داشت.

کبالت‌فتالوسیانین مانند یک قلاب مولکولی برای مولکول‌های CO2 یا CO عمل می‌کند. آرایش (هندسه) این مولکول‌ها در اطراف فلز کبالت بسیار مهم است، زیرا تعیین می‌کند که هر مولکول گاز با چه شدتی به هم متصل می‌شود. پژوهشگران متوجه شدند که مشکل، اتصال بسیار قوی‌تر کبالت‌فتالوسیانین به مولکول‌های CO2 در مقایسه با مولکول‌های CO است. به همین دلیل وقتی CO در مرحله اول تولید می‌شود، قبل از اینکه بتواند به متانول تبدیل شود، با مولکول CO2 دیگری جابه‌جا می‌شود.

محققان با مدل‌سازی محاسباتی پیشرفته حساب کردند که اتصال کبالت‌فتالوسیانین به CO2، سه برابر محکم‌تر از مونوکسید کربن است. این اندازه‌گیری‌ها با بررسی تغییرات سرعت واکنش در مقادیر مختلف CO2 و CO نیز تأیید شد.

محققان نشان دادند که تفاوت به نحوه تعامل الکترون‌های کاتالیزور با مولکول‌های CO2 و CO مربوط می‌شود. برای حل این مشکل، آن‌ها پیشنهاد داده‌اند تا کاتالیزور کبالت‌فتالوسیانین به‌شکلی بازطراحی شود که نحوه تعامل آن با CO تقویت شده و میزان اتصال آن به CO2 کاهش یابد.

رفع این مانع می‌تواند راه را برای استفاده از کاتالیزورهایی مانند کبالت‌فتالوسیانین برای تبدیل پاک، مؤثر و بزرگ‌مقیاس CO2 به سوخت متانول هموار کند.

منبع: Phys.Org

۵۴۵۴

برای دسترسی سریع به تازه‌ترین اخبار و تحلیل‌ رویدادهای ایران و جهان اپلیکیشن خبرآنلاین را نصب کنید. کد خبر 1904012 ذوالفقار دانشی