فیلترهای غشایی برای تصفیه آب به انرژی زیادی نیاز ندارند و به همین دلیل برای تصفیه فاضلاب محبوب هستند. همراه های فن تک باشید، تا با دانستی جدید دیگری آشنا شوید.
در ادامه مطلب متوجه خواهید شد نانو ذرات ها چه نقشی در تصفیه آب فاضلاب دارند.
برای نگه داشتن این مواد در بهترین حالت، معمولاً آنها را با مقادیر زیادی از مواد شیمیایی قوی تمیز می کنند، اما برخی از این عوامل در این فرآیند غشاها را از بین می برند. اکنون، محققان کاتالیزورهای نانوذراتی قابل استفاده مجدد را توسعه داده اند که از گلوکز برای کمک به تجزیه موثر آلاینده های داخل این فیلترها بدون آسیب رساندن به آنها کمک می کند.
به طور معمول، فیلترهای کثیف فاضلاب با اسیدها، بازها یا اکسیدان‌های قوی مسدود نمی‌شوند. اکسیدان های حاوی کلر مانند سفید کننده می توانند سرسخت ترین زباله های آلی را از بین ببرند. اما آنها همچنین به غشاهای پلی آمیدی که در اکثر سیستم های نانوفیلتراسیون تجاری وجود دارد آسیب می رسانند و محصولات جانبی سمی تولید می کنند. در این میان یک جایگزین ملایم‌تر برای سفیدکننده، پراکسید هیدروژن است، که آلاینده‌ها را به آرامی تجزیه می‌کند.
پیش از این، دانشمندان پراکسید هیدروژن را با اکسید آهن ترکیب کرده بودند تا رادیکال‌های هیدروکسیل را تشکیل دهند که کارایی پراکسید هیدروژن را در فرآیندی به نام واکنش فنتون بهبود می‌بخشد. با این حال، برای واکنش فنتون به تمیز کردن فیلترها، پراکسید هیدروژن و اسید اضافی مورد نیاز است که باعث افزایش هزینه‌های مالی و زیست‌محیطی می‌شود. یکی از راه‌های اجتناب از این مواد شیمیایی اضافی، استفاده از آنزیم گلوکز اکسیداز است که به طور همزمان پراکسید هیدروژن و اسید گلوکونیک را از گلوکز و اکسیژن تشکیل می‌دهند. بنابراین، محققان می‌خواستند گلوکز اکسیداز و نانوذرات اکسید آهن را در سیستمی ترکیب کنند که تجزیه آلاینده‌های مبتنی بر فنتون را کاتالیز می‌کند و یک سیستم تمیزکننده کارآمد و ظریف برای فیلترهای غشایی ایجاد می‌کند.
ابتدا، محققان حذف آلاینده‌های آلی از فیلترهای پلی آمیدی توسط آنزیم گلوکز اکسیداز و نانوذرات اکسید آهن را با روش‌های تمیز کردن دیگر، از جمله واکنش سنتی فنتون، مقایسه کردند. آنها دریافتند که این رویکرد در شکستن آلاینده های رایج بیسفنول A و متیلن بلو برتر است، در حالی که ساختار غشایی را نیز حفظ می کند.
محققان که از نتایج اولیه خود راضی بودند،در ادامه گلوکز اکسیداز و اکسید آهن را در یک نانوذره ترکیب کردند و آنها را با یک پل آمینه به هم وصل کردند.
در نهایت، آنها توانایی نانوذرات جدید را برای تمیز کردن غشاهای نانوفیلتراسیون آغشته به متیلن بلو، که آنها را به مدت سه چرخه آلوده و تمیز کردند، آزمایش کردند. پس از هر چرخه تمیز کردن، نانوذرات با آهنربا بازیابی شدند و با گلوکز تازه برای فعال کردن کاتالیزور مجددا استفاده شدند. نانوذرات در تمیز کردن غشاها بسیار مؤثر بودند و آنها را به 94 درصد ظرفیت اولیه فیلتراسیون آب برمی‌گرداند. از آنجایی که نانوذرات به مواد شیمیایی قوی نیاز ندارند و به راحتی قابل بازیابی هستند، محققان می گویند که سیستم جدید آنها رویکردی "سبزتر" و مقرون به صرفه تر برای تمیز کردن غشاهای نانوفیلتراسیون است.
های فن تک از شما دعوت می کند نظرات خود را در مورد این مقاله به اشتراک بگذارید