پنجشنبه ۰۴ مرداد ۱۴۰۳
۱۲:۳۵ - ۲۴ اسفند ۱۴۰۲ کد خبر: ۱۴۰۲۱۲۱۳۰۰
اختراعات و پژوهش های علمی

ابداع دستگاهی جدید مجهز به انرژی خورشیدی برای پاکسازی آب آشامیدنی

پاکسازی آب آشامیدنی,ابداع دستگاهی جدید مجهز به انرژی خورشیدی برای پاکسازی آب آشامیدنی
دستگاهی برای پاکسازی آب آشامیدنی ساخته شد.

فوتوکاتالیست های شناور فعال شده با نور خورشید، امکان تصفیه آب را برای مناطق دورافتاده و جوامع در حال توسعه ارائه می کنند.

به گزارش ایسنا، شیمیدانان در حال بهره برداری از انرژی موجود در نور خورشید برای پاک سازی آب شیرین از آلاینده ها هستند.

به نقل از ادونسد ساینس نیوز، پژوهشگران «دانشگاه میلان» (University of Milan) در یک پژوهش جدید، از فرآیندی به نام «فوتوکاتالیز» استفاده کردند و در آن نشان دادند که انرژی موجود در نور خورشید می تواند به تجزیه شدن مولکول های آلی منجر شود.

استفاده کردن از فوتوکاتالیز برای پاکسازی فاضلاب، ایده جدیدی نیست. بسیاری از آلاینده های آلی رایج پیشتر با استفاده از این روش با موفقیت تجزیه شده اند. با وجود این، کاربرد این فرآیند در مقیاس بزرگ هنوز با موانع قابل توجهی روبرو است.

راه حل پایدار برای تصفیه آب

این پژوهش، بخشی از تلاش برای ایجاد یک روش قابل دسترس به منظور پاک سازی آب در کشورهای در حال توسعه و مناطق دورافتاده است. پژوهشگران امیدوارند که با این کار بتوانند با معضل محدودیت آب آشامیدنی و همچنین نیاز به ضدعفونی کردن فاضلاب و استفاده مجدد از آن مقابله کنند.

«کلودیا بیانکی» (Claudia Bianchi)، استاد شیمی صنعتی در دانشگاه میلان و یکی از پژوهشگران ارشد این پروژه گفت: یافتن یک روش جهانی ساده، مقرون به صرفه و دردسترس برای استفاده از فوتوکاتالیز در تصفیه آب، به ویژه در جوامعی که دسترسی محدودی به آب تمیز دارند، یک چالش مداوم باقی مانده است.

بیانکی به دشواری طراحی کردن یک روش مؤثر برای حذف آلاینده ها اشاره کرد و در عین حال اطمینان داد که فوتوکاتالیز یک روش قابل استفاده مجدد و زیست تخریب پذیر است و واکنش های جانبی ناخواسته و مضر را ایجاد نمی کند.

کاتالیزور شناور

تلاش های پیشین برای اعمال فوتوکاتالیز در تصفیه فاضلاب، کاتالیزورهایی را به صورت پودر اضافه می کردند، اما این امر جمع آوری آنها را در مراحل بعد دشوار می کند. پژوهشگران در مقاله خود نوشتند:استفاده کردن از مواد به شکل پودر از نقطه نظر عملی، به دلیل دشواری جداسازی آنها از مخلوط برای استفاده مجدد محدود است.

بیانکی و گروهش، راه حل جدید خود را به شکل یک کاتالیزور شناور ارائه کردند که توسط دانه های متخلخل خاک رس پشتیبانی می شود. این دانه ها به اندازه کافی سبک هستند که بتوانند روی سطح آب باقی بمانند. بنابراین، پس از استفاده به راحتی می توان آنها را جدا کرد. خاک رس از نظر شیمیایی بی اثر است؛ به این معنی که با مواد دیگر واکنش نشان نمی دهد و هیچ خطری برای اکوسیستم های آبی ندارد.

این گروه پژوهشی برای فرآیند فوتوکاتالیز خود، لایه هایی از «بیسموت اکسی بروماید» (bismuth oxybromide) را روی سطح دانه ها پرورش دادند. این ماده، فعالیت فوتوکاتالیز بالایی دارد، از نظر شیمیایی پایدار است و خطر تجزیه خود و ایجاد یک منبع دیگر از آلودگی را به حداقل می رساند.

بیانکی توضیح داد: نور خورشید (Sunlight) به سطح بیسموت اکسی بروماید برخورد می کند و به الکترون ها انرژی می دهد تا از نوار ظرفیت به نوار هدایت حرکت کنند. در نتیجه، جفت الکترون- حفره ایجاد می شود.

به عبارت ساده، این بدان معناست که نور در فرآیند فوتوکاتالیز، الکترون ها را تحریک می کند تا به سمت لایه بیرونی ماده حرکت کنند و در آنجا با مولکول های حاوی کربن واکنش دهند تا آنها را تجزیه کنند. بیانکی اضافه کرد: این جفت های الکترون- حفره، تجزیه آلاینده های آلی را به دی اکسید کربن و آب تسهیل می کنند.

آزمایش تجزیه آلاینده های رایج

این گروه پژوهشی، روش خود را روی آب لوله کشی حاوی دو داروی رایج دیکلوفناک و ایبوپروفن آزمایش کردند و آنها را همراه با کاتالیزور شناور در معرض خورشید قرار دادند. دیکلوفناک حتی پس از چندین بار شست وشو و استفاده مجدد از دستگاه ها، به طور کامل از نمونه های آب حذف شد.

از طرف دیگر، تجزیه ایبوپروفن به ویژه زمانی که کاتالیزور مجددا استفاده شد، کارآمدتر بود. این می تواند به دلیل واسطه هایی باشد که طی تجزیه دیکلوفناک تشکیل شده اند. واسطه ها ممکن است به ذرات شناور بچسبند و در نتیجه، توانایی کاتالیزور را در تجزیه ایبوپروفن کاهش دهند. شیمیدانان می گویند که این فرضیه اکنون در حال بررسی است.

بیانکی افزود: در حال حاضر پژوهش های خود را برای ارزیابی توانایی دستگاه در مقابله با سایر آلاینده های آلی از جمله رنگ ها و پلی فنل ها که معمولا به صورت جداگانه یا مخلوط در آب های طبیعی یافت میشوند، گسترش می دهیم.

محدودیت های بالقوه ای نیز برای این روش وجود دارد. یکی از محدودیت ها، وابستگی کاتالیزور به نور خورشید است که اگرچه بعنوان یک منبع رایگان و پاک مطلوب توصیف می شود، اما کاربردهای آن را در مکان های جغرافیایی با نور خورشید ناکافی در طول سال محدود می کند.

ترکیب پیچیده فاضلاب، یک چالش دیگر است که به بررسی بیشتر نیاز دارد، زیرا این گروه پژوهشی، روش خود را در نمونه هایی با تنها دو آلاینده آلی آزمایش کردند.

بیانکی با تاکید بر این که نکته اصلی پژوهش آن ها فراتر از نتایج علمی است، گفت:این یک تصویر قانع کننده از قدرت شیمی برای رسیدگی به چالش های پایدار از طریق راه حل های نوآورانه ای است که هم برای بشریت و هم برای محیط زیست سودمند هستند.

این پژوهش در مجله «Advanced Sustainable Systems» به چاپ رسید.

  • 10
  • 3
۵۰%
همه چیز درباره
نظر شما چیست؟
انتشار یافته: ۰
در انتظار بررسی:۰
غیر قابل انتشار: ۰
جدیدترین
قدیمی ترین
مشاهده کامنت های بیشتر
بزرگمهر بختگان زندگینامه بزرگمهر بختگان حکیم بزرگ ساسانی

تاریخ تولد: ۱۸ دی ماه د ۵۱۱ سال پیش از میلاد

محل تولد: خروسان

لقب: بزرگمهر

حرفه: حکیم و وزیر

دوران زندگی: دوران ساسانیان، پادشاهی خسرو انوشیروان

ادامه
صبا آذرپیک بیوگرافی صبا آذرپیک روزنامه نگار سیاسی و ماجرای دستگیری وی

تاریخ تولد: ۱۳۶۰

ملیت: ایرانی

نام مستعار: صبا آذرپیک

حرفه: روزنامه نگار و خبرنگار گروه سیاسی روزنامه اعتماد

آغاز فعالیت: سال ۱۳۸۰ تاکنون

ادامه
یاشار سلطانی بیوگرافی روزنامه نگار سیاسی؛ یاشار سلطانی و حواشی وی

ملیت: ایرانی

حرفه: روزنامه نگار فرهنگی - سیاسی، مدیر مسئول وبگاه معماری نیوز

شغل های دولتی: کاندید انتخابات شورای شهر تهران سال ۱۳۹۶

حزب سیاسی: اصلاح طلب

یاشار سلطانیبیوگرافی یاشار سلطانی

ادامه
زندگینامه امام زاده صالح زندگینامه امامزاده صالح تهران و محل دفن ایشان

نام پدر: اما موسی کاظم (ع)

محل دفن: تهران، شهرستان شمیرانات، شهر تجریش

تاریخ تاسیس بارگاه: قرن پنجم هجری قمری

روز بزرگداشت: ۵ ذیقعده

زندگینامه امامزاده صالح

باورها و اعتقادات مذهبی، نقشی پررنگ در شکل گیری فرهنگ و هویت ایرانیان داشته است. احترام به سادات و نوادگان پیامبر اکرم (ص) از جمله این باورهاست. از این رو، در طول تاریخ ایران، امامزادگان همواره به عنوان واسطه های فیض الهی و امامان معصوم (ع) مورد توجه مردم قرار داشته اند. آرامگاه این بزرگواران، به اماکن زیارتی تبدیل شده و مردم برای طلب حاجت، شفا و دفع بلا به آنها توسل می جویند.

ادامه
شاه نعمت الله ولی زندگینامه شاه نعمت الله ولی؛ عارف نامدار و شاعر پرآوازه

تاریخ تولد: ۷۳۰ تا ۷۳۱ هجری قمری

محل تولد: کوهبنان یا حلب سوریه

حرفه: شاعر و عارف ایرانی

دیگر نام ها: شاه نعمت‌الله، شاه نعمت‌الله ولی، رئیس‌السلسله

آثار: رساله‌های شاه نعمت‌الله ولی، شرح لمعات

درگذشت: ۸۳۲ تا ۸۳۴ هجری قمری

ادامه
آپولو سایوز ماموریت آپولو سایوز؛ دست دادن در فضا

ایده همکاری فضایی میان آمریکا و شوروی، در بحبوحه رقابت های فضایی دهه ۱۹۶۰ مطرح شد. در آن دوران، هر دو ابرقدرت در تلاش بودند تا به دستاوردهای فضایی بیشتری دست یابند. آمریکا با برنامه فضایی آپولو، به دنبال فرود انسان بر کره ماه بود و شوروی نیز برنامه فضایی سایوز را برای ارسال فضانورد به مدار زمین دنبال می کرد. با وجود رقابت های موجود، هر دو کشور به این نتیجه رسیدند که برقراری همکاری در برخی از زمینه های فضایی می تواند برایشان مفید باشد. ایمنی فضانوردان، یکی از دغدغه های اصلی به شمار می رفت. در صورت بروز مشکل برای فضاپیمای یکی از کشورها در فضا، امکان نجات فضانوردان توسط کشور دیگر وجود نداشت.

مذاکرات برای انجام ماموریت مشترک آپولو سایوز، از سال ۱۹۷۰ آغاز شد. این مذاکرات با پیچیدگی های سیاسی و فنی همراه بود. مهندسان هر دو کشور می بایست بر روی سیستم های اتصال فضاپیماها و فرآیندهای اضطراری به توافق می رسیدند. موفقیت ماموریت آپولو سایوز، نیازمند هماهنگی و همکاری نزدیک میان تیم های مهندسی و فضانوردان آمریکا و شوروی بود. فضانوردان هر دو کشور می بایست زبان یکدیگر را فرا می گرفتند و با سیستم های فضاپیمای طرف مقابل آشنا می شدند.

فضاپیماهای آپولو و سایوز

ماموریت آپولو سایوز، از دو فضاپیمای کاملا متفاوت تشکیل شده بود:

ادامه
نیلوفر اردلان بیوگرافی نیلوفر اردلان؛ سرمربی فوتسال و فوتبال بانوان ایران

چکیده بیوگرافی نیلوفر اردلان

نام کامل: نیلوفر اردلان

تاریخ تولد: ۸ خرداد ۱۳۶۴

محل تولد: تهران 

حرفه: بازیکن سابق فوتبال و فوتسال، سرمربی تیم ملی فوتبال و فوتسال بانوان

سال های فعالیت: ۱۳۸۵ تاکنون

قد: ۱ متر و ۷۲ سانتی متر

ادامه
حمیدرضا آذرنگ بیوگرافی حمیدرضا آذرنگ؛ بازیگر سینما و تلویزیون ایران

چکیده بیوگرافی حمیدرضا آذرنگ

نام کامل: حمیدرضا آذرنگ

تاریخ تولد: تهران

محل تولد: ۲ خرداد ۱۳۵۱ 

حرفه: بازیگر، نویسنده، کارگردان و صداپیشه

تحصیلات: روان‌شناسی بالینی از دانشگاه آزاد رودهن 

ادامه
محمدعلی جمال زاده بیوگرافی محمدعلی جمال زاده؛ پدر داستان های کوتاه فارسی

تاریخ تولد: ۲۳ دی ۱۲۷۰

محل تولد: اصفهان، ایران

حرفه: نویسنده و مترجم

سال های فعالیت: ۱۳۰۰ تا ۱۳۴۴

درگذشت: ۲۴ دی ۱۳۷۶

آرامگاه: قبرستان پتی ساکونه ژنو

ادامه
ویژه سرپوش