نمک زدایی و شیرین‌سازی آب به کمک فناوری نانو

به گزارش خبرگزاری آنا به نقل از روابط عمومی ستاد نانو، 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 دی‌اکسید تیتانیوم استفاده شده است.

غشاهای تبادل یونی، ابزارهای بسیار کارآمدی در فرآیندهایی چون نمک‌زدایی، شیرین‌سازی، 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 نمک‌زدایی/شیرین‌سازی 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 دی‌اکسید 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 پلی‌وینیل کلراید و با استفاده از نانوذرات دی‌اکسید تیتانیوم تهیه گردید و تأثیر این نانوذرات در ساختار غشا، بر عملکرد آنها مورد ارزیابی قرار گرفت».

بر اساس نتایج به دست آمده از این پژوهش، استفاده از نانوذرات دی‌اکسید 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 شده 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 هم‌اکنون 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 دو چندان می‌شود. این غشاها قابلیت استفاده در فرآیندهای نمک‌زدایی و شیرین‌سازی 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 هیئت علمی دانشگاه اراک، مهسا نعمتی، دانشجوی دوره دکترای مهندسی شیمی این دانشگاه، و همکارانشان حاصل شده است.