تصفیه پسابمواد زیست پایه

حذف متیلن آبی با استفاده از سوپر جاذب‌ ها

متیلن آبی نوعی رنگ کاتیونی است که در صنایع زیادی برای اهداف مختلف استفاده می‌شود و به‌عنوان یکی از موارد آلودگی محیط زیست به‌شمار می‌آید. در این راستا گروهی از پژوهشگران دانشگاه محقق اردبیلی، از سوپرجاذب‌های ساخته شده با استفاده از مواد طبیعی برای حذف رنگ متیلن آبی استفاده کردند. این سوپرجاذب‌ها با ایجاد شرایط جذب پایدار، سیستم‌های مناسبی را برای تصفیه آب ایجاد می‌کنند.


آلودگی آب یکی از نگرانی‌های زیست‌محیطی است که بیشتر در اثر پساب‌های صنعتی متشکل از فلزات سنگین، رنگ‌ها و سایر مواد شیمیایی خطرناک ایجاد می‌شوند. امروزه تحقیقات زیادی در این زمینه برای مدیریت و تصفیه فاضلاب‌ها انجام می‌شود، چون بدون تصفیه مؤثر فاضلاب‌ها، بسیاری از مشکلات زیست‌محیطی به‌وجود می‌آید و باعث ایجاد خطراتی برای زندگی انسان‌ها می‌شود. یکی از عوامل آلودگی محیط زیست رنگ‌های موجود در پساب‌ها مانند رنگ متیلن آبی است.

 نگین محمودی و همکارانش از سوپرجاذب‌هایی بر پایه نشاسته و کتکول آمین برای جذب رنگ متیلن آبی استفاده کردند و نتایج این تحقیق به‌صورت مقاله‌ای معتبر به چاپ رسیده است. هیدروژل‌های سوپرجاذب به‌عنوان ساختارهای سه بعدی آب‌دوست با قابلیت جذب حجم زیادی از آب یا محلول‌های آبی تعریف می‌شوند. همچنین سوپرجاذب‌ها توانایی جذب آب چندین برابر وزن خود را دارند، بدون اینکه در محلول آبی حل شوند. این نوع از جاذب‌ها با خواص متمایز، کاربردهای مختلفی از جمله در حسگرهای زیستی، سیستم‌های انتقال دارو، بیوسنسورها، کشاورزی و داروسازی دارند.

در این مقاله از کتکول آمین دوپامین (با خلوص بیشتر از ۹۸ درصد) و همچنین نشاسته سیب‌زمینی فوق‌العاده خالص برای ساخت سوپرجاذب‌ها استفاده شده است. به این صورت که سوپر جاذب را با استفاده از نشاسته و همچنین پلیمرهای اسید آکریلیک و آکریل آمید سنتز کردند و سپس گروه‌های عاملی کتکول آمین را با استفاده از پلیمریزاسیون اکسایشی دوپامین بر روی سطح قرار دادند. هیدروژل‌های الهام گرفته از طبیعت دارای ویژگی‌های مفید پلیمرهای طبیعی یا مواد ساخته شده از منابع بیولوژیکی -مانند جلبک‌ها، باکتری‌ها، میکروارگانیسم‌ها، گیاهان- هستند.

در این پژوهش همچنین با بررسی اثر متغیرهایی مانند غلظت، pH و زمان بر ظرفیت جذب مشاهده شد که با افزایش غلظت اولیه رنگ، ظرفیت جذب نیز افزایش می‌یابد که می‌تواند به‌دلیل وجود سایت‌های فعال متعدد در سوپرجاذب‌ها باشد و باعث جذب تعداد زیادی از مولکول‌های رنگ می‌شود. همچنین با افزایش هم‌زمان pH و غلظت اولیه رنگ نیز میزان جذب افزایش می‌یابد که می‌تواند به‌دلیل اثر یون‌های هیدروکسیل در محلول باشد که منجر به افزایش ظرفیت جذب در pH بالا می‌شود. از آنجایی‌که یون‌های هیدروکسیل می‌توانند بارهای دافعه منفی را بر روی زنجیره پلیمری ایجاد کنند، باعث می‌شود که زنجیره‌های پلیمری کشیده شده و مولکول‌های بیشتری را در خود جای دهند.

در پایان آزمایش با استفاده از سانتریفیوژ هیدروژل را جدا کردند و غلظت رنگ جذب شده را با استفاده از اسپکتروفتومتر UV-VIS اندازه‌گیری کردند و همچنین نتایج تجربی را نیز از طریق مدل‌های ریاضی RSM و ANN-PSO بررسی کردند و در نهایت مشاهده کردند که حداکثر ظرفیت جذب در pH=9 و 50 میلی‌گرم از سوپرجاذب و ۲۵۰۰ میلی‌گرم بر لیتر از غلظت رنگ به دست آمد که این نتایج نزدیک به مقادیر پیش‌بینی شده در هر دو مدل بود.

بنابراین به‌طورکلی با توجه به ظرفیت جذب بالای آب در هیدروژل‌های سوپرجاذب می‌توان به کاربردهای مختلف این‌گونه جاذب‌ها در زمینه‌های مختلف اشاره کرد. از آنجایی‌که در ساختار بیشتر سوپر جاذب‌ها گروه‌های عاملی OH ،NH2 ،COOH و SO3 وجود دارد باعث شده است تا سوپرجاذب‌ها در حذف و جداسازی فلزات سنگین و رنگ‌ها در صنایع شیمیایی استفاده شوند.

منبع
Bioresource Technology
برچسب‌ها
نمایش بیشتر

نوشته‌های مشابه

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

یـازده + = هفـده

دکمه بازگشت به بالا
EnglishIran
بستن
بستن