نقش نانوتکنولوژی در تصفیه و پالایش آب: کاربردهای بالقوه و پیامدها

قیمت: 41,000 تومان

دانلود رایگان مقاله

خرید ترجمه مقاله

عنوان فارسی

نقش نانوتکنولوژی در تصفیه و پالایش آب: کاربردهای بالقوه و پیامدها

عنوان لاتین

Role of nanotechnology in water treatment and purification: Potential applications and implications

نانومواد در دهه ی گذشته توجه ویژه ای را در تحقیقات مربوط به کاهش آلودگی آب به خود جلب کرده اند. دو ویژگی حیاتی باعث می شود نانوذرات جاذب های سودآوری باشند. براساس جرم، نانوذرات مساحت سطحی بسیار بیشتری در مقایسه با ذرات ماکرو دارند. آن ها همچنین می توانند گروه های واکنش گر مختلف را برای افزایش تمایل شیمیایی به ترکیبات هدف تقویت کنند. تکنیک های نانوفیلتراسیون در حال حاضر به طور گسترده ای برای حذف کاتیون ها، مواد آلی طبیعی، آلودگی های زیستی، آلاینده های آلی، نیترات ها و آرسنیک، از آب های زیرزمینی و سطحی استفاده می شوند. نانو غشاها برای تصفیه ی آب آلوده توسط تکنیک های فیلتراسیون و جداسازی استفاده می شوند. نانو جاذب ها به طور گسترده ای به عنوان محیط جدا کننده در تصفیه ی آب برای حذف آلاینده های غیر آلی و آلی از آب آلوده استفاده می شوند. نانوذرات TiO2 به عنوان کاتالیست های نوری امیدبخش در تصفیه ی آب ظاهر شده اند. در نتیجه، دانشمندان مختلف روش هایی همچون ترسیب شیمیایی، سل-ژل، ته نشینی بخار، سولوترمال، واکنش حالت جامد، و غیره برای سنتز برخی اکسیدهای مخلوط غیر ساختاری که می توانند به طور کارآمدی برای تصفیه ی آب زیرزمینی استفاده شوند اتخاذ کرده اند. نانوآگلومرات های اکسیدهای مخلوط همچون آهن-سریم، آهن-منگنز، آهن-زیرکونیوم، آهن-تیتانیوم، آهن-کرومیوم، سریم-منگنز سنتز شده و به طور کامل در دستگاه های پیشرفته همچون SEM، TEM، FTIR، AFM، مشخصات آن ها تعیین شده و به طور موفقی برای تصفیه ی آب به کار گرفته شدند. از بین تکنولوژی های مختلف موجود، جذب سطحی به دلیل مدیریت آسان، هزینه ی کم، و کارآیی بالا بهترین تکنولوژی است. سرنوشت زیست محیطی و سمیت مواد مسائل مهمی در انتخاب مواد و طراحی تصفیه ی آب هستند. موفقیت تکنیک ها در شرایط میدانی فاکتوری بین رشته ای است که نیاز به همکاری موفق شیمی، علم مواد، و زمین شناسی و علوم زیستی دارد.

Nano-materials have gained special attention in water pollution mitigation researches since last decade. Two vital properties make nanoparticles highly lucrative as sorbents. On a mass basis, they have much larger surface areas compared to macro particles. They can also be enhanced with various reactor groups to increase their chemical affinity towards target compounds. Nanofiltration techniques are now widely used to remove cations, natural organic matter, biological contaminants, organic pollutants, nitrates and arsenic from groundwater and surface water. Nano-membranes are used to treat contaminated water by filtration or separation techniques. Nanosorbents are widely used as separation media in water purification to remove inorganic and organic pollutants from contaminated water. During the last decade, titanium dioxide (TiO2) nanoparticles have emerged as promising photocatalysts for water purification. Consequently, different workers had adopted the methods such as chemical precipitation, sol–gel, vapour deposition, solvo thermal, solid state reaction etc. for the synthesis of some nanostructured mixed oxides, which can be effectively used for groundwater treatment. Nano-agglomerates of mixed oxides such as iron–cerium, iron–manganese, iron–zirconium, iron–titanium, iron–chromium, cerium-manganese etc. have been synthesized, thoroughly characterized in sophisticated instruments like SEM, TEM, FT-IR, AFM and successfully employed for water treatment. Among the available different technologies, adsorption is one of the best due to its easy handling, low cost and high efficiency. The environmental fate and toxicity of a material are critical issues in materials selection and design for water purification. The success of the techniques in field conditions is a factor of interdisciplinary works, which need successful collaboration of chemistry, material science and geology and bio-sciences.