به همت محققان ایرانی؛
به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، آلاینده‌های آروماتیک گروهی از آلاینده‌های زیست محیطی هستند که از احتراق ناقص مواد آلی نظیر سوخت‌های فسیلی به وجود می‌آیند. این آلاینده‌ها دارای خاصیت سرطان‌زایی بوده و خطری جدی برای سلامتی محسوب می‌شوند. بهمین دلیل نگرانی در رابطه با حضور آن‌ها در محیط زیست وجود داشته و اندازه‌گیری این ترکیبات در مقادیر بسیار کم، حائز اهمیت است.
یدالله یمینی- عضو هیأت علمی دانشگاه تربیت مدرس در معرفی این طرح گفت: «یکی از روش‌های صنعتی جداسازی مواد که می‌تواند به منظور تشخیص وجود آلاینده‌های مضر در محیط نیز بکار رود، روش میکرواستخراج با فاز جامد است. این روش نیازمند کاربرد مواد جاذب است. از این رو در این طرح تلاش شد تا نانوجاذبی تهیه شود که توانایی بالایی در استخراج طیف وسیعی از ترکیبات آلاینده‌ی آروماتیک از محیط را داشته باشد.»
به گفته‌ی این محقق، توانایی این نانوجاذب برای جذب هیدروکربن‌های آروماتیک به عنوان نمونه با موفقیت به اثبات رسیده است. به کمک این نانوجاذب حد تشخیص بسیار پایین و در محدوده ۰/۲ تا ۲ نانوگرم بر لیتر و گستره خطی ۲ تا ۲۰۰۰ نانو گرم بر لیتر به دست آمده است. نانوجاذب ساخته شده در این طرح، از جنس کربن نیترید مزوحفره است که به روش الکتروفورتیک بر روی سطح سیم استیل ضدزنگ پوشش داده شد.
یمینی در ادامه به بیان لزوم سنتز نانوجاذب طراحی شده پرداخت و عنوان کرد: «در حال حاضر، اگرچه جاذب‌های تجاری مختلفی جهت حذف آلاینده‌ها و سایر مواد به روش میکرواستخراج در دسترس هستند. با این حال این جاذب‌ها از تنوع لازم برخوردار نیستند. ضمن اینکه خصوصیاتی نظیر پایداری حرارتی و شیمیایی کم، شکنندگی و همچنین قیمت بالا و طول عمر کم از سایر محدودیت‌های آن‌ها به شمار می‌رود. استفاده از نانومواد، یکی از راهکار‌های مطرح در زمینه اصلاح ویژگی‌های نانوجاذب‌هاست. در واقع با استفاده از نانومواد در ساخت جاذب‌ها، مساحت سطح و مقاومت حرارتی نانوجاذب و در نتیجه کارایی استخراج به طور چشمگیری افزایش می‌یابد.»
از این نانوجاذب می‌توان به صورت مستقیم در اندازه گیری آلاینده‌های زیست محیطی در مقادیر بسیار کم و جزیی استفاده کرد. همچنین روش پوشش دهی بکار رفته در این طرح می‌تواند در زمینه ساخت کاتالیست‌های نوری و الکتروشیمیایی راهگشا باشد.
یمینی با اشاره به اینکه این پژوهش در حال حاضر در مقیاس آزمایشگاهی انجام شده است، عنوان کرد: «با توجه به اینکه روش پوشش دهی ساده بوده و هزینه تمام شده نانوجاذب تهیه شده نسبت به فیبر‌های تجاری کمتر است؛ لذا قابلیت تولید در مقیاس انبوه برای آن وجود دارد. قیمت بسته سه تایی فیبر‌های تجاری SPME حدوداً ۲۰ میلیون ریال است. در حالیکه هزینه ساخت این فیبر کمتر از یک چهارم فیبر‌های تجاری خواهد بود.»
گفتنی است در این طرح از آزمون‌های مختلفی نظیر از آزمون‌های FE-SEM، TEM، BET و XRD برای شناسایی جاذب و از دستگاه کروماتوگرافی گازی مجهز به دتکتور جرمی GC-MS برای انجام کار‌های تجزیه‌ای (شناسایی و اندازه‌گیری) استفاده شده است.
این تحقیقات حاصل تلاش‌های مصطفی قائم مقامی- دانشجوی دکترای شیمی دانشگاه تربیت مدرس، حاتم امن زاده محقق پسادکتری، یدالله یمینی- عضو هیأت علمی دانشگاه تربیت مدرس و بهرام حسینی منجزی از پژوهشگاه صنعت نفت است. نتایج این کار در مجله‌ی Chemical Communication با ضریب تأثیر ۶/۳۱۹ (جلد ۵۴، سال ۲۰۱۸، صفحات ۵۰۷ تا ۵۱۰) منتشر شده است.
یدالله یمینی- عضو هیأت علمی دانشگاه تربیت مدرس در معرفی این طرح گفت: «یکی از روش‌های صنعتی جداسازی مواد که می‌تواند به منظور تشخیص وجود آلاینده‌های مضر در محیط نیز بکار رود، روش میکرواستخراج با فاز جامد است. این روش نیازمند کاربرد مواد جاذب است. از این رو در این طرح تلاش شد تا نانوجاذبی تهیه شود که توانایی بالایی در استخراج طیف وسیعی از ترکیبات آلاینده‌ی آروماتیک از محیط را داشته باشد.»
به گفته‌ی این محقق، توانایی این نانوجاذب برای جذب هیدروکربن‌های آروماتیک به عنوان نمونه با موفقیت به اثبات رسیده است. به کمک این نانوجاذب حد تشخیص بسیار پایین و در محدوده ۰/۲ تا ۲ نانوگرم بر لیتر و گستره خطی ۲ تا ۲۰۰۰ نانو گرم بر لیتر به دست آمده است. نانوجاذب ساخته شده در این طرح، از جنس کربن نیترید مزوحفره است که به روش الکتروفورتیک بر روی سطح سیم استیل ضدزنگ پوشش داده شد.
یمینی در ادامه به بیان لزوم سنتز نانوجاذب طراحی شده پرداخت و عنوان کرد: «در حال حاضر، اگرچه جاذب‌های تجاری مختلفی جهت حذف آلاینده‌ها و سایر مواد به روش میکرواستخراج در دسترس هستند. با این حال این جاذب‌ها از تنوع لازم برخوردار نیستند. ضمن اینکه خصوصیاتی نظیر پایداری حرارتی و شیمیایی کم، شکنندگی و همچنین قیمت بالا و طول عمر کم از سایر محدودیت‌های آن‌ها به شمار می‌رود. استفاده از نانومواد، یکی از راهکار‌های مطرح در زمینه اصلاح ویژگی‌های نانوجاذب‌هاست. در واقع با استفاده از نانومواد در ساخت جاذب‌ها، مساحت سطح و مقاومت حرارتی نانوجاذب و در نتیجه کارایی استخراج به طور چشمگیری افزایش می‌یابد.»
از این نانوجاذب می‌توان به صورت مستقیم در اندازه گیری آلاینده‌های زیست محیطی در مقادیر بسیار کم و جزیی استفاده کرد. همچنین روش پوشش دهی بکار رفته در این طرح می‌تواند در زمینه ساخت کاتالیست‌های نوری و الکتروشیمیایی راهگشا باشد.
یمینی با اشاره به اینکه این پژوهش در حال حاضر در مقیاس آزمایشگاهی انجام شده است، عنوان کرد: «با توجه به اینکه روش پوشش دهی ساده بوده و هزینه تمام شده نانوجاذب تهیه شده نسبت به فیبر‌های تجاری کمتر است؛ لذا قابلیت تولید در مقیاس انبوه برای آن وجود دارد. قیمت بسته سه تایی فیبر‌های تجاری SPME حدوداً ۲۰ میلیون ریال است. در حالیکه هزینه ساخت این فیبر کمتر از یک چهارم فیبر‌های تجاری خواهد بود.»
گفتنی است در این طرح از آزمون‌های مختلفی نظیر از آزمون‌های FE-SEM، TEM، BET و XRD برای شناسایی جاذب و از دستگاه کروماتوگرافی گازی مجهز به دتکتور جرمی GC-MS برای انجام کار‌های تجزیه‌ای (شناسایی و اندازه‌گیری) استفاده شده است.
این تحقیقات حاصل تلاش‌های مصطفی قائم مقامی- دانشجوی دکترای شیمی دانشگاه تربیت مدرس، حاتم امن زاده محقق پسادکتری، یدالله یمینی- عضو هیأت علمی دانشگاه تربیت مدرس و بهرام حسینی منجزی از پژوهشگاه صنعت نفت است. نتایج این کار در مجله‌ی Chemical Communication با ضریب تأثیر ۶/۳۱۹ (جلد ۵۴، سال ۲۰۱۸، صفحات ۵۰۷ تا ۵۱۰) منتشر شده است.
ارسال نظرات