تولید هواژل‌ های جاذب روغن از پساب

هواژل یک ماده تولیدی است که کمترین چگالی را در میان مواد جامد دارد، این ماده از یک ژل به دست می‌آید که در آن قسمت مایع ژل با گاز جایگزین می‌شود.

به گزارش «انرژی امروز» از ستاد فناوری نانو، این ماده فوق سبک (Ultra-light) و متخلخل است که از ژل سیلیکا ساخته می شود طوری که در ساختار آن قسمت مایع ژل از آن خارج شده و گاز جایگزین آن می شود.

در نتیجه ماده جامد متخلخل و بسیار سبکی بدست می آید که با وزن بسیار کمی که دارد، به دلیل ساختار دندانه فرکتالی، مقاومت مکانیکی بسیار بالایی از خود نشان می دهد.

بخش اعظمی از پساب‌های خانگی و شهری را پساب‌های آشپزخانه‌ها و رستوران‌ها تشکیل می‌دهند، شاخصه اصلی این پساب‌ها حضور مقادیر زیادی روغن و چربی درون آن‌هاست که موجب افزایش خسارت به کانال‌های فاضلاب می‌گردد. یکی از رویکردها برای جلوگیری از این موضوع، جداسازی روغن از پساب قبل از ورود به فاضلاب است که محققان ایرانی با بهره‌گیری از فناوری نانو موفق به انجام آن شده‌اند.

دکتر فاطمه رفیعیان، محقق دانشگاه آیندهوون هلند با اشاره به مشکلات عدیده ناشی از ورود فاضلاب آشپزخانه به درون شبکه فاضلاب شهری، در خصوص اهداف دنبال شده در این مطالعه آزمایشگاهی گفت: ورود فاضلاب‌های حاوی چربی و روغن به شبکه جمع‌آوری فاضلاب باعث رسوب ذرات چربی و روغن در دیواره لوله‌ها و اتصالات و به تبع آن گرفتگی اتصالات می‌شود. بنابراین جداسازی و حذف ذرات چربی و روغن از پساب، قبل از ورود به شبکه فاضلاب امری ضروری است. در این راستا، هدف از انجام این تحقیق سنتز نانوساختارهایی با قابلیت بالا در جذب روغن از پساب بوده است.

وی در ادامه افزود: در حال حاضر نیز جهت جداسازی روغن از پساب از انواع جاذب‌های تجاری استفاده می‌شود، اما عدم کارایی لازم موجب شده این مشکل به قوت خود باقی باشد. نانوجاذب سنتز شده در این طرح به دلیل بهره‌گیری از فناوری نانو، دارای قابلیت بالاتر و عملکرد بسیار بهتری نسبت به جاذب‌های تجاری رایج در بازار است.

به گفته این محقق، جاذب هواژلی سنتز شده در این طرح متشکل از نانوالیاف سلولزی است که به طریق ته‌نشست شیمیایی بخار، اصلاح‌شده و به آن‌ها خاصیت ابرآب‌گریزی القا شده است. این نانوالیاف به شکلی در کنار یکدیگر قرار گرفته‌اند که تخلخل و قدرت جذب بسیار بالا و چگالی بسیار پایینی را ایجاد می‌کنند.

در این طرح ابتدا ساختار نانوالیاف سلولزی توسط میکرو نیروی اتمی مورد بررسی قرار گرفته و پس از سنتز هواژل، ساختار آن به‌وسیله آزمون‌های BET، طیف نگار مادون‌قرمز و میکروسکوپ الکترونی ارزیابی شده است. در انتها نیز جهت بررسی کارایی جذب از آزمون‌های سنجش زاویه تماس و آزمون جذب روغن استفاده شده است.

نتایج آزمون BET بیانگر تخلخل 99٫1 الی 99٫5 درصد برای نمونه اصلاح نشده و 99٫3 الی 98٫8 درصد برای نمونه بعد از اصلاح بود که نشان‌دهنده ظرفیت جذب بالای این جاذب‌هاست. همچنین زاویه تماس برای این هواژل‌ها 121 الی 139 درجه گزارش شده که بیانگر خاصیت آب‌گریزی آن‌ها می‌باشد.

این تحقیقات حاصل تلاش‌ دکتر فاطمه رفیعیان محقق دانشگاه آیندهوون هلند و ملک سادات حسینی دانش‌آموخته مقطع کارشناسی ارشد دانشگاه آزاد اسلامی واحد شهرضا است. نتایج این کار در مجله ‌ Cellulose منتشر شده است.