مصاحبه با دانش آموزان پژوهش سرا ابن سینا
در نهمین جشنواره پروژه های دانش آموزی تبیان
سنتز نانولوله دی اکسیدتیتانیوم و کاربرد آن در حذف یک ماده رنگزای کاتیونی از پساب های نساجی
تبیان: سلام و وقت به خیر، لطفاً خودتان را معرفی کنید و بفرمایید از کدام مدرسه شرکت کردید.
سلام، من علی رضا صل علی هستم از پژوهش سرا ابن سینا، در این جشنواره شرکت کرده ام.
تبیان: هدف شما از انجام این پروژه چیست؟
استفاده روزافزون از انواع رنگزاها و آلودگی پساب رنگزا یکی از مشکلات عمده آلودگی محیط زیست می باشد. در حدود 3000 نوع رنگزا در جهان شناخته شده است. در میان آن ها رنگزاهای سنتزی سمیت بالا و قابلیت تخریب پذیری کمی دارند، به ویژه در برخی رنگزاهای کاتیونی هنگامی که در پساب ها رها می شوند موجب آسیب جدی به اکوسیستم می شود.
یکی از مواد پرمصرف به منظور تخریب نوری ترکیبات آلی گوناگون در هوا یا آب به دلیل فعالیت نوری بالا، غیرسمی بودن، پایداری شیمیایی و قیمت ارزان نانو دی اکسید تیتانیوم می باشد.
در ذرات دی اکسید تیتانیوم الکترون ها در اثر جذب تابش UV از مدار خود خارج می شوند و در نتیجه حفره هایی بر جای می ماند که قابلیت اکسیدکنندگی بالایی دارند و در عین حال، الکترون ها که خاصیت احیاکنندگی دارند پس از تماس با آب و هوا رادیکال های اکسیژن و هیدروکسیل ایجاد می کنند که دارای ویژگی اکسیدکنندگی بوده و قابلیت حذف آلاینده ها را دارا می باشد.
پلی وینیل الکل به عنوان یک پلیمر زیست سازگار و آب دوست، با ویژگی های پایداری شیمیایی و حرارتی مناسب و نیز استحکام کششی و انعطاف پذیری بسیار خوب، شناخته می شود.
هم چنین پلی وینیل الکل از فرایند پذیری مطلوبی برخوردار بوده و بهترین حلال آن آب می باشد. پلی وینیل الکل در هر واحد تکرار شونده خود یک گروه هیدروکسیل دارد که باعث می شود این پلیمر قابلیت شبکه ای شدن را داشته باشد.
الکتروریسی تکنیک ساده ای است که به عنوان یکی از بهترین روش های تولید نانوالیاف به شمار می آید. این تکنیک، اولین بار در سال 1934 توسط فورمهال گزارش شد.
روش کار به این صورت است که تشکیل الیاف پلیمری روی جسم هدف با استفاده از بار الکتریکی کنترل می شود. محلول های پلیمری مختلفی در این تکنیک استفاده می شوند که می توانند زیست تخریب پذیر، تخریب ناپذیر، مواد طبیعی یا مخلوطی از این پلیمرها باشد. برای الکتروریسی تجهیزات ساده ای مورد نیاز است که از چهار بخش اصلی منبع تغذیه با ولتاژ بالا، ریسنده، پمپ و یک واحد جمع کننده تشکیل شده است. فرآیند الکتروریسی با اعمال ولتلژ قوی و میدان الکتریکی بین نازل حاوی محلول پلیمری و جمع کننده الیاف ایجاد می شود.
تبیان: کار پژوهشی شما در چه زمینه ای است؟
تهیه نانو لوله دی اکسید تیتانیوم توسط یک روش دو مرحله ای
در مرحله اول، نانولیف پلی وینیل الکل به روش الکتروریسی به روش زیر تهیه شده است:
ابتدا غلظت 14 درصد وزنی از PVA را به 10 میلی لیتر آب مقطر اضافه کرده و بر روی همزن مغناطیسی به مدت دو ساعت در 80 درجه سانتی گراد قرار داده می شود. سپس 10 میلی لیتر از محلول را در یک سرنگ با سوزن شماره 18 کشیده می شود. ولتاژ اعمالی دستگاه را 20 کیلوولت، فاصله نازل تا جمع کننده را 18 سانتی متر و نرخ تغذیه را 0/25 میلی لیتر بر ساعت تنظیم می شود.
در مرحله دوم نانولوله تهیه شده را در محلول TTIP و اتانول به نسبت 50:1 غوطه ور کرده و پس از 10 دقیقه آغشته سازی محصول را در دمای محیط خشک کرده و سپس 5 ساعت در دمای 500 درجه سانتی گراد به منظور تخریب نانولیف و تهیه نانو لوله قرار می دهیم.
تبیان: از انجام این پروژه چه نتیجه ای گرفتید؟
نتایج این پژوهش نشان می دهد که نانو لوله دی اکسید تیتانیوم می تواند به عنوان یک جاذب موثر کاتیونیBR46 از پساب های رنگی نساجی به کار رود. فرآیند جذب رنگزای BR46 در PH نرمال میزان جذب است. میزان تخریب رنگزا با افزایش غلظت اولیه رنگزا کاهش می یابد، زیرا سطح غلظت اولیه رنگزا اشباع می گردد.
بخش پژوهش های دانش آموزی تبیان
تهیه و تنظیم: اعظم اژدری
مطالب مرتبط:
مصاحبه با دانش آموزان دبیرستان علوم نو در نهمین جشنواره پروژه های دانش آموزی تبیان
مصاحبه با دانش آموزان مدرسه فرهنگ سعادت در نهمین جشنواره پروژه های دانش آموزی تبیان
مصاحبه با دانش آموزان دبیرستان علوم نو در نهمین جشنواره پروژه های دانش آموزی تبیان
