نمونه های عملی از کاربرد فناوری نانو در تصفیه آب

واضح آرشیو وب فارسی:فان پاتوق: ● فناوری.نانولوله.های کربنی
▪ غشاهای نانولوله..ای
نانولوله.های کربنی می.توانند برای تشکیل غشاهایی با تخلخل نانومتری و دارای قابلیت جداسازی آلودگی.ها، به طور یکنواخت هم.راستا شوند. تخلخل.های نانومتری نانولوله.ها این فیلترها را از دیگر فناوری.های فیلتراسیون بسیار انتخاب.پذیرتر نموده است. همچنین نانولوله.های کربنی دارای سطح ویژه بسیار بالا، نفوذپذیری زیاد و پایداری حرارتی و مکانیکی خوبی هستند. اگر چه چندین روش برای سنتز نانولوله.های کربنی استفاده شده است، غشاهای نانولوله.ای می.توانند به وسیله پوشش.دهی یک ویفر سیلیکونی با نانوذرات فلزی به عنوان کاتالیست، که موجب رشد عمودی و فشردگی بسیار زیاد نانولوله.های کربنی می.شود، سنتز شوند و پس از آن برای افزایش پایداری، فضای بین. نانولوله.های کربنی را با مواد سرامیکی پر نمود.
▪ حذف آلودگی.ها
مطالعات آزمایشگاهی نشان می.دهد که غشاهای نانولوله.ای می.توانند تقریباً همه انواع آلودگی.های آب را حذف کنند؛ این آلودگی شامل باکتری، ویروس، ترکیبات آلی و تیرگی است. همچنین این غشاها نویدی برای فرایند نمک.زدایی و گزینه.ای برای غشاهای اسمز معکوس هستند.
▪ مقدار تصفیه آب
اگر چه تخلخل نانولوله.های کربنی به طور قابل توجهی کوچک است، غشاهای نانولوله.ای نشان داده.اند که به خاطر سطح داخلی صاف نانولوله.ها، شدت جریان بیشتر یا یکسانی نسبت به تخلخل.های بسیار بزرگ.تر دارند.
▪ هزینه
با توسعه روش.های جدید و بسیار مؤثر برای تولید نانولوله.های کربنی، هزینه تولید غشاهای نانولوله..ای به طور پیوسته کاهش می.یابد. بر اساس پیش.بینی. برخی منابع، به دلیل کاهش قیمت نانولوله.های کربنی، غشاهای نانولوله.ای بسیار ارزان.تر از سایر غشاهای فیلتراسیون، غشاهای اسمز معکسوس، سرامیک و غشاهای پلیمری خواهد شد. از آن جا که نانولوله.های کربنی شدت جریان بالایی را نشان می.دهند، فشار مورد نیاز برای انتقال آب نسبت به فرایند نمک.زدایی با اسمز معکوس، کاهش می.یابد و به دلیل این ذخیره انرژی، نمک.زدایی با استفاده از فیلترهای نانولوله.ای بسیار ارزان.تر از اسمز معکوس خواهد بود. انتظار می.رود غشاهای نانولوله.ای بسیار بادوام.تر از غشاهای متداول باشند و استفاده مجدد از آنها بازدهی فیلتراسیون را کاهش ندهد.
▪ روش مصرف
غشاهای نانولوله.ای می.توانند در گزینه.های مشابهی به عنوان غشاهای میکروفیلتراسیون و اولترا فیلتراسیون استفاده شوند. مطالعات نشان می.دهد که این مواد بادوام و در برابر گرما مقاومند و تمیز کردن و استفاده مجدد از آنها ساده است و با استفاده از فرایند اولتراسونیک و اتوکلاو درC ْ۱۲۱ در مدت ۳۰ دقیقه تمیز می.شوند.
▪ توضیحات تکمیلی
انتظار می.رود در پنج الی ده سال آینده، شاهد ورود غشاهای نانولوله.ای نمک.زا به بازار باشیم. اخیراً محققان برای غلبه بر چالش.های مرتبط با افزایش مقیاس فناوری، فعالیت.های تازه.ای را مدنظر قرار داده.اند.
● نانوغربال.ها
آزمایشگاه.های سلدن (Seldon)، چندین طرح مبتنی بر فیلترهای نانوغربال را توسعه داده.اند. نانوغربال از نانولوله.های کربنی جفت. شده با یکدیگر تشکیل می.شود که روی یک زیرلایه متخلخل و منعطف قرار گرفته.اند. و می.توان برای تشکیل فیلترهای شبه.کاغذی، آنها را روی یک زیرلایه صاف و یا لوله.ای قرار داد، با این کار توانایی پیچیده شده شدن به اطراف هر ساختار استوانه.ای متداول و یا هر ساختار دیگری را به دست می.آورند، همچنین برای افزایش سطح ---------- می.توان نانوغربال.های مسطح را تا زد. اخیراً در آزمایشگاه.های مذکور چندین نمونه ---------- قابل حمل مبتنی بر این فناوری، برای خالص.سازی آب ساخته شده.اند؛ این فیلترها در اندازه قلم بوده و تحت عنوان ابزارهای فیلتراسیون نی.مانند به نام water stick معروف هستند.
▪ حذف آلودگی.ها
از نانوغربال.ها می.توان در حذف گستره وسیعی از ترکیبات آلی و معدنی و یا مواد زیستی استفاده کرد. این ---------- می.تواند از چندین لایه نانولوله. کربنی ساخته شود که هر لایه قابلیت حذف نوع متفاوتی از ترکیبات را دارد. نانوغربال.های مورد استفاده در Water stick توانایی حذف بیش از ۹۹/۹۹ درصد از باکتری.ها، ویروس.ها، کیست.ها، میکروب.ها، کپک.ها، انگل.ها، و همچنین کاهش قابل توجه آرسنیک و سرب را دارند. نانوغربال.های چند عملکردی نیز مانند ترکیبات معدنی اعم از فلزات سنگین، کودها، فاضلاب.های صنعتی و دیگر مواد می.توانند ترکیبات آلی از قبیل Pesticideها و herbicideها را حذف نمایند. همچنین می.توان ---------- را با یک لایه ضدباکتری برای جلوگیری از تشکیل فیلم بیولوژیکی پوشاند. در حال حاضر آزمایشگاه.های سلدن مشغول ارتقای این فناوری برای استفاده از آن در نمک.زدایی از آب دریا هستند.
▪ مقدار تصفیه آب
نانوغربال.ها در مقایسه با دیگر ابزارهای فیلتراسیون که دارای همان اندازه تخلخل هستند، به دلیل خواص انتقال جرم سریع نانولوله.ها، بدون استفاده از فشار، شدت جریان مناسبی را تأمین می.کنند. در یک ---------- نمونه با قطر پنج سانتی.متر شدت جریان شش لیتر بر ساعت مشاهده شده است. همچنین water stick برای تصفیه یک لیتر آب آلوده در ۹۰ ثانیه طراحی شده است. این فیلتر، در طول عمر مفیدش ۲۰۰ تا۳۰۰ لیتر آب تولید می.کند؛ اگر چه این مقدار می.تواند با تغییرات پیش از فیلتراسیون افزایش داده شود.
▪ هزینه
آزمایشگاه. سازنده برای قیمت.گذاری water stick یک طرح رقابتی را با دیگر فناوری.های مشابه در نظر دارد، تا این فناوری برای مردم کشورهای در حال توسعه قابل استفاده باشد.
▪ روش مصرف
Water stick که شبیه نی نوشیدنی طراحی شده آب تمیز آشامیدنی تولید می.کند. اخیراً نمونه.ای از Water stick به گونه.ای طراحی شده است که می.توان وسیله.ای با ---------- قابل تعویض را طراحی کرد. علاوه بر این هنگامی که عمر مفید این ---------- به پایان می.رسد، به طور اتوماتیک جریان را متوقف می..کند. نانوغربال.ها توان ترکیب با دیگر ابزارهای فیلتراسیون را دارند.
▪ توضیحات تکمیلی
آزمایشگاه.های سلدن، سیستم تولیدی را برای تولید نانوغربال.ها توسعه داده.اند؛ این سیستم دارای صرفه اقتصادی، ظرفیت تولید ۲۷۶ متر مربع بر ماه است که هر متر مربع برای ۳۹۶ ---------- کافی است. در حال حاضر پزشکان آفریقایی نمونه.ای از water stick را مورد استفاده قرار داده.اند.

این صفحه را در گوگل محبوب کنید

[ارسال شده از: فان پاتوق]

[مشاهده در: www.funpatogh.com]

[تعداد بازديد از اين مطلب: 288]