محققان دانشگاه هرمزگان، دانشگاه تربیت مدرس و دانشگاه رازی کرمانشاه در تحقیقات آزمایشگاهی خود موفق به سنتز نانوفتوکاتالیستی شده‌اند که قادر است آلاینده‌های موجود در فاضلاب پالایشگاه‌ها را با بازدهی و سرعت بالایی حذف کند.
به گزارش دیده بان علم ایران، استفاده آزمایشی از این نانوفتوکاتالیست در تصفیه‌ی پساب پالایشگاه نفت بندرعباس حذف ۸۰ درصدی آلاینده‌ها را نشان داده است.
پساب پالایشگاه‌های نفت به دلیل دارا بودن گستره‌ی وسیعی از آلاینده‌ها با غلظت‌های متفاوت، یکی از منابع عمده‌ی آلودگی محیط های آبی است. با توجه به حضور مقادیر متفاوت از هیدروکربن‌های نفتی آروماتیک و آلیفاتیک در پساب پالایشگاه‌های نفت و این حقیقت که ترکیبات آروماتیک سمی هستند و با فرایند تصفیه متداول به‌راحتی حذف نمی‌شوند، نیاز به استفاده از روش‌های پیشرفته به‌منظور حذف این آلاینده‌ها احساس می‌شود.
دکتر حبیب الله یونسی فرایندهای تصفیه زیستی را یک روش ناقص و زمان‌بر جهت تصفیه‌ی پساب‌های پالایشگاهی خواند و افزود: «ترکیبات آروماتیک موجود در پساب پالایشگاه‌های نفت به دلیل مقاومت زیستی‌شان، به‌وسیله‌ی فرایندهای تصفیه‌ی معمول در پالایشگاه‌ها مانند روش لجن فعال، شناورسازی به کمک هوای فشرده (DAF) و عملیات انعقاد و لخته سازی حذف نمی‌شوند. یکی از روش‌های جذاب تصفیه‌ی پساب، فرآیند اکسیداسیون پیشرفته است که به کمک تصفیه‌ی فتوکاتالیستی انجام می‌شود و مکمل روش زیستی نیز محسوب می‌گردد. در طرح پیش رو یک نانوفتوکاتالیست کامپوزیتی جهت تصفیه‌ی پساب پالایشگاه‌های نفت سنتز شده است و پارامترهای مؤثر بر کارایی آن مورد بررسی قرار گرفته است.»
این نانوکامپوزیت علاوه بر اینکه از سرعت و بازدهی بالاتری نسبت به روش‌های مشابه تصفیه‌ی پساب برخوردار است، مقاومت و پایداری خوبی در شرایط فیزیکی، شیمیایی و حرارتی مختلف از خود نشان داده است. این موضوع بیانگر این حقیقت است که می‌توان از این نانوفتوکاتالیست در شرایط مختلف واکنش در صنایع شیمی، پتروشیمی و پالایش نفت بهره برد.
در طرح حاضر از زئولیت حاوی آهن به‌عنوان یک بستر برای نشاندن نانوکاتالیست دی‌اکسید تیتانیم استفاده شده است. زئولیت به دلیل برخورداری از ریزحفرات بسیار منظم، مساحت سطح و ظرفیت تعویض یونی بالا و فضای مولکولی مناسبی برای واکنش‌های شیمیایی و فتوشیمیایی فراهم می‌کند.
نانوکاتالیست دی‌اکسید تیتانیم نشانده شده در ساختار زئولیت، تمام خصوصیات دی‌اکسید تیتانیم را داراست؛ با این تفاوت که اندازه ذرات آن در مقیاس نانو است و نسبت به دی‌اکسید تیتانیم تنها گاف انرژی (Band Gap) کمتری دارد، ازاین‌رو کارایی بالاتری از خود به نمایش می‌گذارد. با نانویی شدن اندازه‌ی ذرات و تثبیت روی سطح زئولیت آهندار، خواص شیمیایی سطح بهبود یافته و در نتیجه بهبود عملکرد نانوکامپوزیت با استفاده از نور خورشید را به دنبال خواهد داشت.
به گفته محقق در این پژوهش ابتدا نانوذرات دی‌اکسید تیتانیم در ساختار زئولیت آهندار نشانده شده و پس‌ازآن با استفاده از روش‌های شناسایی از قبیل پراش پرتو ایکس، میکروسکوپ الکترونی عبوری، جذب و واجذب نیتروژن و اندازه‌گیری پتانسیل زتا به توصیف خصوصیات نانوفتوکاتالیست سنتز شده پرداخته شده است.
در مرحله‌ی بعد از نانوفتوکاتالیست مذکور به‌صورت آزمایشی جهت تصفیه‌ی پساب پالایشگاه بندرعباس به کمک نور خورشید و نور فرابنفش استفاده شده است. در نهایت به‌منظور تعیین و مقایسه‌ی بازدهی عملکرد نانوفتوکاتالیست، از دستگاه GC-MS استفاده شده است.
در تصفیه‌ی پساب با استفاده از نور خورشید و پرتو فرابنفش، پس از چهار ساعت به ترتیب ۲/۱ و ۱/۳ گرم بر لیتر نانوفتوکاتالیست مصرف شده و بازده تصفیه‌ی نانوفتوکاتالیست به میزان ۷۶ و ۸۰ درصد گزارش شده است.
گفتنی است محصول نهایی این طرح با عنوان «تولید نانوکامپوزیت TiO2-Fe-ZSM-5 با خصوصیت فتوکاتالیستی تحت نور فرابنفش و مرئی» در سازمان ثبت اسناد و مالکیت‌های صنعتی به ثبت رسیده است.
این تحقیقات حاصل تلاش‌های دکتر زهرا قاسمی عضو هیأت علمی دانشگاه هرمزگان ، دکتر حبیب الله یونسی عضو هیأت علمی دانشگاه تربیت مدرس و دکتر علی‌اکبر زینتی زاده عضو هیأت علمی دانشگاه رازی کرمانشاه است.
انتهای پیام