به گزارش همشهري آنلاين به نقل از پايگاه اطلاع‌رساني دانشگاه آزاد، مهسا برنایی، محقق واحد علوم و تحقيقات دانشگاه آزاد اسلامي با بیان اینکه این دستاورد در جلوگیری از انتشار پساب‌های آلوده به محیط‌زیست بسیار موثر است، گفت: محققان واحد علوم و تحقیقات با «ساخت فتوکاتالیست نانوکامپوزیت ذرات مغناطیسی اکسیدآهن (Fe3O4) با اکسید گرافن آلاییده با نیتروژن به‌منظور تجزیه پایرن» موفق به ارائه راه‌حلی برای تجزیه آروماتیک‌ها و آلاینده‌های سفره‌های آب‌های زیرزمینی، رودخانه‌ها و دریاچه‌ها با بهره‌گیری از فناوری نانو و نانوکامپوزیت مغناطیسی با خاصیت فتوکاتالیستی شدند.
مجري اين طرح تحقيقاتي با بیان اینکه این کار تحقیقاتی با راهنمایی و مشاوره دکتر سلیمه کیمیاگر، دکتر همایون احمد پناهی و دکتر امیر حیدری‌نسب صورت گرفت، افزود: آلودگی سفره‌های آب‌های زیرزمینی و رودخانه و دریاچه‌ها در برخی شهرستان‌های کشور حاکی از آلودگی این آب‌ها توسط آروماتیک‌ها است که این آروماتیک‌ها از چاه نفتی به سفره آب‌های زیرزمینی نفوذ کرده است.
وی ادامه داد: تحقیقات نشان داده است که وجود این آروماتیک‌ها باعث بروز مشکلاتی برای مردم مناطق مورد مطالعه شده است. برای مثال به دنیا آمدن نوزادانی با مشکلات جسمی و همچنین شیوع بیماری سرطان، از عواقب استفاده از این آب‌های آلوده بوده است.
برنایی با بیان اینکه یافتن راه‌حلی برای تجزیه این آروماتیک‌ها و آلاینده‌ها با روش‌هایی ساده و کم‌هزینه، کمک بزرگی به ساکنین این مناطق خواهد بود، افزود: بر این اساس، کار تحقیقاتی با عنوان ساخت فتوکاتالیست کامپوزیت نانوذرات مغناطیسی اکسیدآهن (Fe3O4) با اکسید گرافن آلاییده با نیتروژن به منظور تجزیه پایرن، در واحد علوم و تحقیقات صورت گرفت.
مجری این تحقیق ادامه داد: در این تحقیق، با استفاده از نانوکامپوزیت ذرات مغناطیسی اکسیدآهن و اکسیدگرافن آلاییده با نیتروژن به‌عنوان جاذب به روش ساده و کم‌هزینه شیمیایی، در حضور نور مرئی (لامپ گازی ۲۵۰ وات) و پرتودهی در معرض نور خورشید، عملکرد فتوکاتالیستی جاذب در تجزیه و حذف ترکیب آروماتیکی پایرن محلول در محیط های آبی، مورد بررسی قرار گرفت.
وی با اشاره به اینکه ذرات مغناطیسی اکسیدآهن به دلیل خواص منحصر به فرد به عنوان پایه اولیه نانوکامپوزیت مطلوب، برای استفاده در مصارف تجزیه و حذف آلاینده انتخاب شدند، ادامه داد: برای سنتز این ذرات از روش هم‌رسوبی استفاده شد که روشی ساده و کم هزینه است.
برنایی تاکید کرد: این آزمایش با میزان کمی از دوز جاذب، جذب بالایی داشت. اکسیدگرافن آلاییده با نیتروژن در این ترکیب تعداد الکترون حفره را افزایش و در نتیجه خواص فتوکاتالیستی را بهتر کرد. همچنین گاف انرژی کاهش یافت؛ در نتیجه محدوده نوری از فرابنفش به محدوده نور مرئی انتقال یافت. بنابراین به جای نور فرابنفش از نور خورشید و نور لامپ‌های معمولی استفاده شد. حضور نانوذرات مغناطیسی اکسیدآهن به هنگام سنتز نانوکامپوزیت، به دلیل خاصیت مغناطیسی، سطح ویژه بالا، اندازه ذرات کوچک، جداسازی نهایی توسط میدان‌های مغناطیسی را امکان‌پذیر کرد.
به گفته وی، این نانوکامپوزیت با این ترکیبات سازنده، برای اولین بار ساخته شده و شیوه ترکیب مواد در ساخت این کامپوزیت کاملاً جدید و نوآورانه بوده است. پس از انجام آزمایشات مربوطه در محیط‌های آبی مختلف با در نظرگرفتن مقادیر بهینه عوامل موثر (pH، زمان، میزان دوز جاذب، طول موج‌های مختلف نوری و سختی‌های متفاوت آب) دریافتیم که فتوکاتالیست نانوکامپوزیت مغناطیسی سنتز شده، قابلیت جذب و حذف آلاینده پایرن را در محیط‌های آبی مختلف دارد.
به گفته مجری این طرح تحقیقاتی، نتایج حاصل از آزمایشات، نشان داد که هر چه سختی و شوری آب بیشتر می‌شود به همان میزان راندمان تجزیه و حذف آلاینده کاهش پیدا می‌کند و بیشترین عملکرد فتوکاتالیستی نانوکامپوزیت برای تجزیه و حذف ترکیب آروماتیکی پایرن از محیط‌های آبی در شرایط بهینه و تحت تابش پرتو نور مرئی در pH اسیدی برابر ۳ و غلظت ۳۰ میلی‌گرم در میلی‌لیتر (ppm) جاذب، به ۲/۹۳ درصد در مدت زمان ۱۸۰ دقیقه، رسید. بدیهی است که بیشترین بازده حذف آلاینده را در بین نمونه آب‌های آزمایش‌شده می‌توان به آب مقطر با کمترین میزان سختی و کمترین بازده حذف آلاینده را می‌توان به آب دریای خزر به علت سختی زیاد، شوری و وجود انواع املاح و ناخالصی‌های موجود در این آب‌های سخت، نسبت داد.
برنایی ادامه داد: بنابراین، نانوکامپوزیت سنتز شده به عنوان یک جاذب مناسب قابلیت استفاده برای جذب، تخریب و حذف آلاینده پایرن از محیط‌های آبی را دارد و عملکرد فتوکاتالیستی خوبی از خود نشان داده است.
وی در پایان گفت: با توجه به نیاز مبرم کشور به تصفیه و سالم‌سازی آب آشامیدنی و همچنین جلوگیری از انتشار پساب‌های آلوده به محیط زیست، با همکاری مسئولان بتوان از نانوکامپوزیت سنتز شده که دارای خواص فتوکاتالیستی است، برای تجزیه و حذف آلاینده در محیط‌های آبی مختلف استفاده کرد تا از آسیب‌رسانی به سلامت انسان‌ها و همچنین از بروز مشکلات جسمی از جمله شیوع بیماری سرطان که عواقب استفاده از آب‌های آلوده هستند، جلوگیری کرد.