نمک زدایی و شیرین‌سازی آب به کمک فناوری نانو

محققان دانشگاه اراک در مطالعات تحقیقاتی خود، موفق به ساخت غشاهای نانوکامپوزیتی شدند که عملکرد بسیار مناسبی در فرآیند نمک زدایی و شیرین سازی آب دارند. نمونه‌های ساخته شده توانایی حذف انتخابی فلزات سنگین، از پساب‌ها را دارا هستند. تصفیه پساب‌های صنعتی به ویژه صنعت پتروشیمی از دیگر قابلیت‌های این غشاهاست. در ساخت این غشاها، از نانوذرات دی اکسید تیتانیوم استفاده شده است.

کد خبر: ۱۱۹۰۴۸۲

تاریخ: ۱۹ بهمن ۱۳۹۳ - ۱۲:۵۱

به گزارش گروه دانش خبرگزاری دانا (دانا خبر) غشاهای تبادل یونی، ابزارهای بسیار کارآمدی در فرآیندهایی چون نمک زدایی، شیرین سازی، تغلیظ آب‌های شور و بازیافت فلزات با ارزش از پساب‌های صنایعی چون صنایع دارویی، غذایی و تولید مواد شیمیایی محسوب می‌شوند. علاوه بر این، این غشاها نقش گسترده‌ای در فرآیندهای زیست محیطی و صنایع بیولوژیکی بر عهده دارند.

در این پژوهش، محققان به دنبال ساخت و اصلاح غشاهای مورد استفاده در فرآیند الکترودیالیز، به منظور نمک زدایی/شیرین سازی آب و تصفیه پساب‌های صنعتی بوده‌اند.

به گفته دکتر سید محسن حسینی، امروزه استفاده از مواد پرکننده به خصوص نانوذرات در ساختار غشاها، جهت بهبود خواص مکانیکی، حرارتی و شیمیایی آن‌ها در محیط‌های سخت و نیز بهبود خاصیت جداسازی آن‌ها، مورد توجه قرار گرفته است. در این میان، نانوذرات دی اکسید تیتانیوم، به علت خاصیت آبدوستی بالا، ظرفیت جذب انتخابی زیاد، پایداری شیمیایی، هزینه مناسب و رفتار ضد باکتریایی، گزینه بسیار مناسبی برای این کار است.

وی در ادامه عنوان کرد: «بدین منظور، نوعی غشای نانوکامپوزیتی تبادل یونی، بر پایه پلی وینیل کلراید و با استفاده از نانوذرات دی اکسید تیتانیوم تهیه گردید و تأثیر این نانوذرات در ساختار غشا، بر عملکرد آن‌ها مورد ارزیابی قرار گرفت.»

بر اساس نتایج بدست آمده از این پژوهش، استفاده از نانوذرات دی اکسید تیتانیوم در ساختار غشای تبادل یونی، به میزان قابل ملاحظه‌ای سبب بهبود رفتار مکانیکی، عملکرد جداسازی و الکتروشیمیایی آن‌ها و نیز کاهش میزان مصرف انرژی سیستم، گردیده است. این در حالی است که نمونه‌های تهیه شده، علاوه بر قابلیت رقابت با نمونه‌های صنعتی- تجاری، هزینه تولید بسیار مناسبی دارند.

همچنین با توجه به اینکه سیستم الکترودیالیز هم اکنون در صنایع پتروشیمی کشور، در واحد تصفیه آب و پساب به کار می‌رود و از آنجا که غشاها قلب اصلی این فرآیند را تشکیل می‌دهند، اهمیت این نتایج دوچندان می‌شود. این غشاها قابلیت استفاده در فرآیندهای نمک زدایی و شیرین سازی آب را نیز دارند.

حسینی مزیت‌ غشاهای نانوکامپوزیتی تبادل یونی ساخته شده را به صورت خلاصه بدین شرح توصیف کرد: «انتخاب گری و عبوردهی بالا، جداسازی انتخابی، مقاومت الکتریکی پایین، مقاومت مکانیکی و پایداری شیمیایی مناسب از خواص مطلوب غشاهای ساخته شده در این پژوهش است.»

این پژوهش از تلاش‌های دکتر سید محسن حسینی، عضو هیأت علمی دانشگاه اراک، مهسا نعمتی، دانشجوی دوره دکترای مهندسی شیمی این دانشگاه، و همکارانشان حاصل شده که نتایج آن در مجله Desalination (جلد 359، شماره 1، سال 2015، صفحات 167 تا 175) منتشر شده است.