استفاده از لامپ LED در حذف آلاینده ها

به گزارش "برق نيوز" از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو معاونت علمی و فناوری رییس جمهوری، در فرایندهای فوتوکاتالیستی مطالعه شده در ایران، غالباً از لامپ های کم فشار جیوه ای استفاده شده است، با توجه به محتوای جیوه، این لامپ ها نوعی خطر زیست محیطی محسوب می شوند.

هم اکنون در جوامع پیشرفته، رویکرد تحقیقات به سمت جایگزین کردن این منابع نوری با منابع نوری کم خطر، با مصرف انرژی کمتر و طول عمر بیشتر است.

در این راستا، لامپ «ال ایی دی(LED)»، با توجه به بهره گیری از فناوری نیمه هادی در تولید نور، فاقد آلودگی جیوه ای است.

با این حال، استفاده از این لامپ ها مستلزم ساخت کاتالیست های جدید و متناسب کردن آن جهت فعالیت در شدت های نوری پایین است که محققان ایرانی موفق به انجام این مهم شده اند.

هیوا حسینی، دانشجوی دکتری تخصصی مهندسی بهداشت محیط از دانشگاه تربیت مدرس، در خصوص پژوهش صورت گرفته گفت: «هدف اصلی این کار، تصفیه آب و حذف آلاینده های سمی از آن به کمک فناوری نانوکاتالیست بوده است.

برای این منظور تلاش شده است بصورت همزمان تولید نانوکاتالیستی متناسب با منابع نوری با شدت کم، کاربردی کردن استفاده از لامپ «ال ایی دی» در تقابل با کاتالیست تهیه شده و تصفیه آلاینده های سمی در آب به کمک این سیستم صورت پذیرد».

با توجه به گزارش موجود، استفاده از نانوکاتالیست تهیه شده سبب افزایش بازده 53/2 درصدی حذف سم دیازینون نسبت به کاتالیست تجاری اکسید تیتانیوم شده است. این نانوکاتالیست قادر است تا میزان 96/3 درصد از کل سم دیازینون موجود در آب را حذف کند.

واضح است که استفاده از لامپ «ال ایی دی» با مصرف انرژی بسیار پایین در این سیستم تصفیه، سبب صرفه جویی در مصرف انرژی و جلوگیری از آلودگی های زیست محیطی می شود.

نانوکاتالیست ساخته شده از جنس کامپوزیتی با پایه اکسید تیتانیوم است که متوسط قطر منافذ آن در حدود 17 نانومتر و ابعاد کریستال های آن 6 نانومتر گزارش شده است.

همچنین افزایش غلظت نانوکاتالیست، افزایش میزان تخریب آلاینده را در پی دارد. به گونه ای که با افزایش غلظت از 25 به 300 میلی گرم بر لیتر، میزان تصفیه از 48 به 96 درصد افزایش یافته است.



به گفته حسینی، آلاینده های نوظهور و سمی در آب، به روش های متداول تصفیه حذف نمی گردند و نیازمند بهره گیری از فرایند نوین و کارآمد اکسیداسیون پیشرفته هستند. در این راستا، فرایند فوتوکاتالیست به عنوان ترکیبی از نانوذرات و طیف فرابنفش، یکی از پربازده ترین فرایندهای اکسیداسیون پیشرفته به شمار می رود.

در این فرایند، منبع فرابنفش سبب تحریک کاتالیست و تولید الکترون-حفره می شود. با توجه به حضور آب و یون های هیدروکسیل در محیط های مرطوب و آبی، این عملکرد سبب تولید رادیکال های واکنشگر هیدروکسیل خواهد شد. در نهایت به علت قدرت اکسیداسیون بسیار قوی، تجزیه آلاینده های مقاوم امکان پذیر خواهد شد.

این محققان، هم اکنون در حال تولید کاتالیستی بر پایه اکسید روی و بررسی عملکرد فوتوکاتالیستی آن در حضور لامپ «ال ایی دی» هستند.

نتایج این تحقیقات حاصل همکاری هیوا حسینی، دکتر سید غلام رضا موسوی-عضو هیئت علمی دانشگاه تربیت مدرس - و دکتر مهرداد فرخی-عضو هیئت علمی دانشگاه علوم پزشکی و خدمات بهداشتی درمانی گیلان است و در مجله Water Researchانتشار یافته است.