نانوکامپوزیتی برای حذف آلاینده‌های دارویی ساخته شد

محققان دانشگاه تبریز باهمکاری پژوهشگران ترکیه‌ای، موفق به تولید نانوکامپوزیت در مقیاس آزمایشگاهی شدند که می‌تواند به‌عنوان کاتالیست مواد دارویی موجود در پساب صنایع داروسازی را حذف کند.



 در دهه‌های اخیر با افزایش صنعتی شدن زندگی مردم، حجم آلاینده‌های دارویی افزایش یافته است. اگر آلاینده‌های دارویی موجود در پساب صنایع داروسازی بدون تصفیه وارد محیط‌زیست شوند، موجب اختلال در اکوسیستم آبی خواهند شد.

این آلاینده‌ها با توجه به ساختار خود در مقابل روش‌های تصفیه فیزیکی مانند جذب سطحی توسط کربن فعال، انعقاد و فیلتراسیون غشایی مقاوم هستند. روش سونوکاتالیستی با استفاده از کاتالیست‌های ناهمگن یک روش سریع با عملکرد آسان و با صرفه اقتصادی است که با طیف وسیعی از مواد آلاینده آلی بدون ایجاد مواد جانبی خطرناک واکنش می‌دهد.

 علیرضا ختائی، مجری این طرح، گفت:طراحی یک کاتالیست مناسب با مساحت سطح بالا برای افزایش راندمان فرایند تخریب مواد آلی موجود در پساب‌ها هدف این پروژه بوده است.

وی با بیان اینکه برای این منظور نمونه‌هایی از یک نانوکامپوزیت طراحی شده، و عملکرد آن در حذف ماده دارویی ناپروکسن مورد ارزیابی قرار گرفته است، اظهار داشت: فرآیند سونوکاتالیستی با استفاده از کاتالیست‌های ناهمگن یکی از روش‌های کارآمد فراِیندهای اکسایش پیشرفته است که برای حذف آلاینده‌های آلی موجود در پساب‌های صنایع مختلف خصوصاً پساب‌های دارویی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

ختائی عنوان کرد: افزایش مساحت سطح کاتالیست‌های مورد استفاده در این فرآیند، با افزایش تولید رادیکال‌های هیدروکسیل در سطح کاتالیست، موجب افزایش راندمان این فرآیند می‌شود؛ نانوکامپوزیت ZnO/MMT، نسبت به ZnO و مونتموریلونیت خالص، از مواد طبیعی در دسترس و ارزان قیمت مانند زئولیت‌ها ساخته شده است.

وی با اشاره به نتایج عملکردی نانوکامپوزیت‌های تولیدی مذکور افزود: نتایج آزمون «BET» روی نانوذرات اکسید روی سنتز شده در بستر زئولیت طبیعی مونتموریلونیت، افزایش مساحت سطح نانوذرات «ZnO/MMT» را در مقایسه نانوذرات اکسید روی نشان می‌دهد؛ همچنین تصاویر «SEM و TEM» نانوکامپوزیت تهیه شده، سنتز موفق نانوذرات اکسید روی را بروی حفرات زئولیت مونتموریلونیت تأیید می‌کند.

این مجری طرح ادامه داد: بعد از تثبیت نانوذرات « ZnO » روی بستر زئولیت، فعالیت کاتالیستی آن افزایش یافته و راندمان حذف ماده دارویی ناپروکسن با استفاده از نانو کامپوزیت ZnO/MMT به شکل ویژه‌ای بهبود داشته است.

وی عنوان کرد: در این پژوهش نانوکامپوزیت « ZnO/MMT » طی فرآیند هم رسوبی تهیه شده است؛ مشخصه یابی ساختاری این نانوکاتالیست توسط روش‌های مختلف پراش اشعه ایکس (XRD) و میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM)، الکترونی روبشی (SEM) و مساحت سطح سنجی (BET) صورت گرفته است.

وی افزود: سپس عملکرد نانو کامپوزیت تهیه شده جهت حذف ماده دارویی ناپروکسن با استفاده از فرایند سونوکاتالیستی هتروژن مورد بررسی قرار گرفته است.

به گفته وی، تأثیر پارامترهای عملیاتی مانند غلظت اولیه دارو، غلظت کاتالیست، pH اولیه محلول، توان حمام اولتراسونیک و حضور نمک‌های آلی و معدنی بر راندمان حذف ماده دارویی ناپروکسن بررسی شده است.

ختائی گفت: کاتالیست‌های متشکل از نانوکامپوزیت‌های مذکور در مقایسه با نمونه‌های رایج از روشی سبز تهیه شده و دارای حساسیت و بازدهی بالاتر و هزینه‌ی تولید کمتری است.

دکتر علیرضا ختائی،  عضو هیأت علمی دانشگاه تبریز و خانم عاطفه کریمی،  دانشجوی دکتری همین دانشگاه و محققانی از دانشگاه آتاتورک کشور ترکیه در انجام این طرح همکاری داشته‌اند. نتایج این کار در مجله Ultrasonics Sonochemistry (جلد ۳۱، سال ۲۰۱۶، صفحات ۲۵۰ تا ۲۵۶) به چاپ رسیده است.

منبع :