كنترل و حذف آلاینده های مضر هوا

1395/12/21

محققان دانشگاه امیرکبیر موفق شدند در راستای تخریب و حذف آلاینده های هوا با كامپوزیت گرافن اكساید گام بردارند.
به گزارش روابط عمومی دانشگاه امیرکبیر؛ نعیمه سیف وند، فارغ التحصیل دكترای شیمی كاربردی دانشگاه صنعتی امیركبیر در خصوص طرح خود با بیان اینکه وجود آلاینده ها به خصوص مونوکسید کربن در هوا امروزه به یک چالش اساسی تبدیل شده است، اظهارداشت: حذف و کنترل این آلاینده ها برای پیشگیری از بیماریهای تنفسی و سرطان یک امر ضروری است.
وی افزود: فرآیند فتوکاتالیستی یک فرآیند اکسیداسیون پیشرفته است که از انرژی نور برای فعال کردن فتوکاتالیست نیمه هادی استفاده می کند؛ استفاده از فتوکاتالیست های ارزان قیمت بر پایه اکسید تیتانیم که در شرایط فشار و دمای محیط از آن ها استفاده می شود، جاذبه بیشتری دارد.
سیف وند خاطر نشان کرد: یكی از محدودیت های نانو فتوكاتالیست تیتانیوم دی اكسید جذب نور آن فقط در ناحیه ماورابنفش است که روشهای مختلفی برای غلبه بر این محدودیت پیشنهاد شده است.
وی با اشاره به پروژه خود ادامه داد: در این تحقیق از كامپوزیت گرافن اكساید به دلیل داشتن سطح ویژه بالا و خاصیت عامل دارشدن سطح استفاده شده است؛ در مرحله بعدی سطح گرافن اکساید با كروم كه خاصیت كمپلكس كنندگی خوبی با گازهای آلاینده هوا مثل مونوكسید كربن دارد، عامل دار شد.
به گفته این محقق، تلفیق دو خاصیت فتوكاتالیستی و تشكیل كمپلكس پایدار با گازهای آلاینده دستاورد مهم این تحقیق است.
وی با اشاره به کاربرد این پروژه افزود: از نتایج این پروژه می توان در دستگاههای تصفیه هوا، كفپوش خیابانها، پوشش سطح ساختمانها، مبدل اگزوز خروجی خودروها استفاده کرد.
سیف وند با بیان اینکه این پروژه مراحل پایانی خود را طی می كند، بیان داشت: قصد داریم طرح را به مرحله نیمه صنعتی و صنعتی برسانیم.
وی تاکید داشت: همچنین قابلیت بازگشت پذیر کردن فتوكاتالیست، افزایش عمر فتوكاتالیست، دائمی شدن آن و بالابردن مقاومت آن در مقابل تابش نور ماورابنفش از طرحهای آتی در قالب این پروژه به شمار می روند.
سیف وند با اشاره به هدف از انجام این پروژه گفت: پیدا كردن راه حل مناسب برای حذف آلاینده مونوكسید كربن به دلیل مشكل بودن روشهای دیگر پیشنهاد شده توسط سایر محققان، حل معضل امروزه انسان ها با وجود آلودگی هوا در شهرهای بزرگ و صنعتی، استفاده از فتوکاتالیست كه یک روش سبز برای حل مشكل آلودگی محیط زیست از جمله اهداف این پروژه محسوب می شود.
وی با تاکید بر این که نتیجه این طرح كنترل و حذف آلاینده های مضر هوا است و با اشاره به روند مراحل انجام این طرح گفت: ابتدا لایه نازک دی اكسید تیتانیوم TiO2 به روش لایه نشانی بخار شیمیایی به كمک پلاسما بر روی صفحه كوارتز تهیه می شود.
وی ادامه داد: سپس سطح گرافن اكساید با كمک فلز كروم و مایع یونی برای تشكیل بهتر كمپلكس اصلاح شده و در مرحله بعدی کامپوزیت GO بر روی لایه نازک TiO2 نشانده می شود.
وی افزود: در نتیجه كامپوزیت تهیه شده در دستگاه تست فتوكاتالیست نصب شده و آزمایشات مربوط به حذف مونوكسید كربن از هوا بر روی آن انجام می گیرد.
به گفته این محقق، نتایج به دست آمده میزان بالایی از حذف تقریبا كامل منوكسید كربن به میزان 97 درصد) را نشان می دهد، که در مقایسه با سایر فتوکاتالیست ها بسیار مطلوب است.
وی خاطر نشان کرد: با توجه به اینکه استفاده فتوکاتالیست ها برای تصفیه هوا موضوع جدیدی نیست، اما گام بلند ابتكاری این روش در هماهنگی فتوكالیست با ماده ای که همزمان با مونوكسید كربن تشكیل کمپلکس تشکیل دهد و از طرفی خاصیت گزینش پذیری این آلاینده را در مخلوطی از گازها داشته باشد.
سیف وند افزود: كاهش آلودگی هوا، تصفیه فتوكاتالیستی هوا، قابلیت صنعتی شدن طرح و استفاده از فتوكاتالیست صفحه ای به جای پودری از جمله نتایج کاربردی شدن این طرح محسوب خواهد شد.
این فارغ التحصیل دانشگاه صنعتی امیرکبیر خاطر نشان کرد: قابلیت حذف آلاینده ها به میزان بالا (مونوكسید كربن به میزان 97 درصد)، استفاده از فتوكاتالیست به صورت لایه نازک و صفحه ای در مقایسه با فتوكاتالیست های پودری، قابلیت استفاده مجدد از فیلتر و تعویض راحت آن، امكان تولید صنعتی فیلتر در مقیاس بالا، امكان شستشوی فیلتر بدون تخریب آن، فعال شدن فتوكاتالیست در نور مرئی به جای ماورابنفش، تلفیق دو روش فتوكاتالیستی و خاصیت تشكیل كمپلس پایدار فلز كروم با مونوکسید کربن از ویژگی های نوآورانه این طرح به شمار می رود.
این پروژه توسط نعیمه سیف وند فارغ التحصیل دكترای شیمی كاربردی دانشگاه صنعتی امیركبیر و دكتر الهه كوثری دانشیار گروه مستقل شیمی دانشگاه صنعتی امیركبیر انجام گرفته است.