خبر کامل
دستیابی به غشای نانوکامپوزیتی ایرانی با بازدهی ۹۹ درصد برای تصفیه پساب‌های نفتی
دانش‌آموختگان دانشگاه صنعتی امیرکبیر با هدایت اعضای هیئت علمی این دانشگاه و پژوهشگاه صنعت نفت، موفق به اجرای پروژه‌ای پیشگامانه با عنوان «ساخت غشاهای نانوساختاری با استفاده از چهارچوب‌های آلی-فلزی نشانده شده بر روی توری مسی به منظور جداسازی نفت از آب» شدند.
این تحقیق ملی، که توسط فاطمه حسنی در مقطع دکترا انجام شده، پاسخی به نیاز مبرم صنایع برای تصفیه پساب‌های نفتی با کارایی بالا است؛ غشای نانوکامپوزیتی تولید شده، علاوه بر تأمین شار آب بسیار بالا، قادر است امولسیون‌های نفت در آب را با بازدهی فوق‌العاده جداسازی کند و مشکلات زیست‌محیطی ناشی از تخلیه این پساب‌ها را برطرف سازد.
ضرورت نوآوری در تصفیه پساب‌های نفتی
در سال‌های اخیر، با توجه به محدودیت‌های شدید زیست‌محیطی در تخلیه پساب‌ها، به ویژه پساب‌های نفتی، طراحی سیستم‌هایی با بازدهی بالا برای حذف نفت از پساب‌ها اهمیت دوچندانی یافته است. فیلتراسیون غشایی یکی از این سیستم‌هاست، اما فرآیندهای غشایی رایج اغلب قادر به جداسازی مؤثر امولسیون‌های نفت در آب نیستند.
علاوه بر این، بسیاری از غشاهای ساخته شده دارای شار جداسازی پایینی هستند که منجر به طولانی شدن زمان فرآیند و در نهایت، گرفتگی و کاهش طول عمر غشا می‌شود. برای حل این چالش‌ها، در این پروژه تحقیقاتی یک غشای نانوکامپوزیتی نانوساختار با خاصیت آبدوستی بالا و طول عمر طولانی ساخته شد.
جزئیات فنی ساخت و عملکرد غشای جدید
کاربرد اصلی غشای ساخته شده، جداسازی امولسیون‌های نفت در آب است که نیاز به استفاده از روش‌های پرهزینه و مشکل‌ساز مانند تعلیق‌شکن‌ها را برطرف می‌کند. آب‌های تصفیه‌شده از طریق این غشاها می‌توانند در صنایع مختلفی مانند کشاورزی نیز مورد استفاده قرار گیرند.
روش ساخت و مواد نانویی
برای ساخت این غشای کارآمد، ابتدا نانوذره MIL-101 (Cr) و نانولوله بور نیتریدی در محیط آزمایشگاه سنتز شدند. سپس، این نانوذرات ابتدا به صورت مستقل و در نهایت به شکل نانوکامپوزیتی بر روی توری‌های مسی نشانده شدند. با تغییر پارامترهای مختلف، غشاهای بسیار کارآمدی برای جداسازی آب و نفت و تصفیه پساب‌های نفتی با ظرفیت بالا تولید شد.
بازدهی خیره‌کننده و استانداردسازی زیست‌محیطی
غشاهای نانوکامپوزیتی ساخته شده، نتایج عملکردی چشمگیری را به ثبت رساندند. در این تحقیق، فرآیند جداسازی مخلوط آب و نفت با بازدهی ۹۹ درصد و شار جداسازی فوق‌العاده ۹۶۰۰۰ لیتر بر متر مربع در ساعت با موفقیت اجرا شد.
نمونه واقعی امولسیون نفت در آب از جزایر سیری توسط این غشاها تصفیه شد. نتیجه این تصفیه، کاهش چشمگیر COD (اکسیژن مورد نیاز شیمیایی) پساب از ۳۰۰ ppm به حدود ۱۰ ppm بود که این عدد کاملاً مطابق با استانداردهای سخت‌گیرانه محیط زیست است.
دستاوردها و مزایای رقابتی
از دیگر دستاوردهای این پروژه می‌توان به ساخت غشاهایی در مقیاس بزرگ برای تصفیه پساب‌های نفتی در صنعت و انتشار سه مقاله ISI اشاره کرد. تمام مراحل پروژه، از سنتز نانوذرات تا جداسازی آب و نفت با شار و بازدهی بالا، دارای نوآوری و تازگی علمی بوده است.
مزایای رقابتی این محصول عبارتند از:
- هزینه نسبتاً پایین تولید و ساخت.
- در دسترس بودن مواد اولیه مورد نیاز.
- قابلیت استفاده از غشاهای تهیه شده در مقیاس صنعتی بالا.
- بازدهی جداسازی عالی و فوق‌العاده.
غشاهای نانوکامپوزیتی تولید شده پتانسیل استفاده در کلیه صنایع برای تصفیه پساب و جداسازی آب و نفت در مقیاس بالا و با بازدهی فوق‌العاده را دارند که این امر کمک بزرگی به حفظ محیط زیست و منابع آبی کشور خواهد بود.
درباره هوش‌مصنوعی دست‌اول:
تمامی اخبار دست‌اول توسط دستیار هوش مصنوعی «هوشنگ» پردازش، صحت‌سنجی، خلاصه و بازنویسی شده است. هوشنگ هر روز با داده‌های جدید آموزش داده می‌شود و با نظارت دقیق انسانی و سردبیری دست‌اول در حال بهتر شدن است.
شما می‌توانید از چت‌بات و سایر ابزارهای هوشنگ به صورت رایگان استفاده کنید.
