به گزارش ایسنا، امروزه فرآیندهای جذب و جداسازی، نقش مهمی در صنایع مختلف دارند. پژوهش‌های زیادی در مورد جذب و جداسازی گازها توسط مواد جاذب مختلفی مانند زئولیت، کربن فعال و نانولوله‌های کربنی و غربال‌های مولکول کربنی انجام شده‌اند. غربال‌های مولکولی کربنی به دلیل ماهیت خنثی بودن و همچنین داشتن ساختار منحصر به فرد، در مقایسه با ساختارهای دیگر غربال‌های مولکولی مانند زئولیت ها، از مزایایی مانند آب‌گریزی بالا، مقاومت شیمیایی در برابر اسیدها و بازها، پایداری ساختار کربنی در محیط‌های خنثی و دمای بالا و هزینه پایین ساخت برخوردارند و می‌توانند به عنوان جاذب های عالی، مورد استفاده قرار گیرند.
به گفته متخصصان، جاذب‌های مبتنی بر مواد کربنی، به‌راحتی ساخته می شوند. ارزان، فراوان و پایدار هستند و می‌توان آنها را به‌راحتی بازسازی و استفاده مجدد نمود. ضایعات کشاورزی به دلیل دارا بودن این ویژگی‌ها، مستعدترین مواد اولیه برای تولید کربن فعال و غربال مولکولی کربنی هستند. در این میان می‌توان از مواد اولیه ای نظیر پوست نخل، تفاله نیشکر، پوست برنج، هسته زیتون، پوست بادام، پوست فندق، پوست نارگیل، پوست پسته و پوست گردو برای ساخت کربن فعال و غربال مولکول کربنی استفاده کرد.
علاوه بر ضایعات کشاورزی، از مواد پلیمری و معدنی دیگری مانند مانند زغال‌سنگ، رزین‌ها، آنتراسیت، روزنامه‌های باطله و مواردی نظیر این‌ها نیز می‌توان استفاده کرد. غربال‌های مولکولی کربن، توانایی جذب دی اکسید کربن، متان، مونوکسید کربن، نیتروژن و هیدروژن و همچنین جداسازی مخلوط‌های گازی از یکدیگر را دارند.
با توجه به پدیده گرمایش جهانی و تغییرات اقلیمی که براثر انتشار گازهایی مانند متان، دی‌اکسید کربن و مونوکسیدکربن به وجود می آیند، گروهی از پژوهشگران کشورمان از دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران شمال، دانشگاه آزاد اسلامی واحد دماوند، پژوهشگاه صنعت نفت تهران و پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای تلاش کرده‌اند در یک اقدام پژوهشی، به ساخت و بهینه‌سازی غربال‌های مولکولی کربنی به‌منظور جذب مونوکسید کربن بپردازند.
پژوهشگران در این پژوهش از پوست گردو برای ساخت غربال مولکولی کربن و از روش فیزیکی برای فعال‌سازی کربن استفاده کرده‌اند و سپس به بهینه‌سازی جاذب‌های دانه‌بندی‌شده طی دو فرآیند فرآوری و لایه‌گذاری پرداخته و بالاخره ظرفیت جذب مونوکسید کربن توسط آنها را اندازه‌گیری کردند.
نتایج این بررسی‌ها نشان داد که غربال مولکولی کربن ساخته شده از پوست گردو، توانایی جذب و کاهش غلظت مونوکسید کربن که از آلاینده‌های اصلی محیط زیست محسوب می‌شود را دارد و بهینه‌سازی، راندمان جذب را توسط این غربال مولکولی افزایش می‌دهد.
حسین غفوریان، پژوهشگر گروه مهندسی محیط زیست دانشکده علوم و فنون دریایی دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران شمال و همکارانش در این خصوص می‌گویند: «در این مطالعه، ۹ نوع غربال مولکولی کربن با مشخصات مختلف ارزیابی شدند و طبق نتایج حاصله، این غربال‌های مولکولی، قابلیت جذب مونوکسید کربن در فشار ۲ بار در دمای ۲۵ درجه سانتیگراد را دارند».
به گفته این پژوهشگران، «بهینه‌سازی شامل دو فرآیند فرآوری و لایه‌گذاری است و باعث افزایش ظرفیت جذب مونوکسید کربن می‌شود. مقدار ظرفیت جذب، بستگی به‌اندازه مجاری و همچنین اندازه منافذ و حفرات غربال‌های مولکولی کربن و اندازه قطر سینتیکی مونوکسید کربن دارد. در فرآیند فرآوری، غربال‌های مولکولی کربن فرآوری شده در محیط اسیدی با اسیدیته ۴.۵، دارای راندمان جذب مونوکسیدکربن بالاتری هستند».
طبق یافته‌های این پژوهش، میزان اسیدیته در فرآیند فرآوری و نوع ماده پوشش‌دهنده در فرآیند لایه‌گذاری بر اندازه مجاری و اندازه حفرات و توزیع اندازه حفرات تأثیرگذار هستند و باعث افزایش و یا کاهش ظرفیت جذب مونوکسید کربن توسط جاذب‌ها می‌شوند.
این یافته‌های جالب علمی پژوهشی در فصلنامه «پژوهش در بهداشت محیط» وابسته به دانشگاه علوم پزشکی مشهد منتشر شده است.
انتهای پیام
نظرات