ساخت غشاء اطلاح شده حاوی نانو ذرات برای جداسازی آلاینده های دارویی

به گزارش تیرداد نیوز به نقل از معاونت علمی، فناوری و اقتصاد دانش‌بنیان ریاست‌جمهوری، «ساخت غشا‌ءهای اصلاح شده با کوپلیمر‌های عاملدار حاوی نانوذرات آبدوست برای جداسازی آلاینده‌های دارویی» عنوان پژوهشی است که با حمایت بنیاد ملی علم ایران در قالب طرح پسادکتری امیررضا فارغی با راهنمایی علیرضا‌ امانی قدیم و همکاری مهدیه صفرپور از اعضای هیئت‌علمی گروه شیمی کاربردی دانشکده علوم دانشگاه شهید مدنی آذربایجان در آزمایشگاه پژوهشی شیمی کاربردی این دانشگاه به پایان رسیده است. 

فارغی، دانش آموخته دکتری تخصصی شیمی آلی - پلیمر دانشگاه ارومیه درباره این طرح توضیح داد: افزایش روزافزون آلاینده‌های آلی به‌ویژه ترکیبات جانبی و پسماند‌های تولید شده در صنایع دارویی و سایر صنایع مرتبط و متعاقب آن خطرات زیست‌محیطی این آلاینده‌ها، ضرورت حذف آن‌ها را از پساب‌ها و آب‌های آلوده ایجاد کرده است. اغلب پسماند‌های دارویی موجود در آب در مقابل تجزیه بیولوژیکی مقاوم بوده و به مدت طولانی در محیط باقی می‌مانند.

وی افزود: روش‌های فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی متعددی برای حذف آلاینده‌های دارویی از پساب‌ها مورد استفاده قرار گرفته‌اند. برخی از این روش‌ها مانند جذب سطحی و انعقاد، آلاینده را صرفاً از یک فاز به فاز دیگر منتقل می‌کنند که این امر به نوبه خود منجر به ایجاد آلودگی‌های ثانوی شده و نیازمند عملیات تصفیه دیگری می‌باشد.

این پژوهشگر در ادامه بیان کرد: برخی دیگر از روش‌ها مانند روش‌های شیمیایی، مستلزم افزودن مواد شیمیایی دیگر به محلول و تنظیم دقیق شرایط پساب از قبیل pH و دما هستند. در این میان، فرآیند‌های غشایی به‌عنوان روش‌هایی کم هزینه و کارآمد ﺑﺎ داﺷﺘﻦ ﻣﺰاﻳﺎیی چون ﻛﺎﻫﺶ ﻣﺼﺮف اﻧﺮژی ﺑﻪ دﻟﻴﻞ ﻋﺪم ﺗﻐﻴﻴﺮ ﻓﺎز، ﺣﺠﻢ ﻛﻢ و ﻋﺪم ﻧﻴﺎز ﺑﻪ ﻓﻀﺎی زﻳﺎد، ﺗﻨﻮع در ﺷﻜﻞ و اﻧﺪازه، اﻓﺖ ﻓﺸﺎر ﻛﻢ و اﻧﺘﻘﺎل ﺟﺮم زﻳﺎد، ﺑﺎﻻ ﺑﻮدن راﻧﺪﻣﺎن ﺟﺪاﺳﺎزی ﺑﺮای ﻣﺤﻠﻮلﻫﺎی رﻗﻴﻖ، ﻧﻴﺎز ﻛﻢ ﺑﻪ ﻣﻮاد اﻓﺰودنی و ﺣﻼلﻫﺎ، ﺳﺎده ﺑﻮدن ﻃﺮاحی ﻏﺸﺎﻫﺎ و ﺳﻬﻮﻟﺖ ﻛﺎرﺑﺮد آن‌ها در ﻣﻘﻴﺎس صنعتی و ﻫﻤﭽﻨﻴﻦ دوستدار محیط زیست بودن از جمله‌ امیدوارکننده‌ترین گزینه‌های ﺟﺪاﺳﺎزی و تصفیه هستند.

وی ادامه داد: غشا در حقیقت لایه‌ای نازک است که می‌تواند اجزای یک سیال را به طور انتخابی از آن جدا کند. فرآیند‌هایی که بر اساس استفاده از غشا‌ها پایه‌گذاری شده‌اند، می‌توانند در کاربرد و نیز نیروی محرکه لازم برای انجام فرآیند جداسازی متفاوت باشند.

فارغی تصریح کرد: از طرفی در بین فرآیند‌های غشایی، نانوفیلتراسیون فرآیندی است که نیروی محرکه آن اختلاف فشار بوده و اشاره به قلمرویی از تکنولوژی غشایی دارد که معمولاً برای جداسازی یون‌های چندظرفیتی و ترکیبات آلی با جرم مولکولی کم، از آب به کار می‌رود.

وی تأکید کرد: اغلب غشا‌ءهای سنتزی مورد استفاده در صنعت به دو گروه غشا‌ءهای آلی و معدنی تقسیم می‌شوند که از این میان غشا‌ءهای پلیمری به دلیل تخلخل بالا و سهولت ساخت، سهم بسزایی را به خود اختصاص داده‌اند.

این محقق اضافه کرد: یکی از بزرگترین مشکلات فناوری پیشرفته فیلتراسیون غشایی مورد استفاده در صنایع، گرفتگی زودهنگام غشا‌ءهای پلیمری به دلیل رسوب مواد و ترکیبات آلی و معدنی موجود در خوراک بر روی سطح و منافذ آن‌هاست. پساب صنایع دارویی یکی از انواع پساب‌های صنعتی خاص است که با توجه به تنوع و گستردگی دارو‌های تولیدی در هر کارخانه، ماهیت فاضلاب تولیدی آن نیز متفاوت و متغیر است. همچنین ترکیبات و آلاینده‌هایی در پساب صنایع دارویی دیده می‌شود که به طور معمول در سایر پساب‌های صنعتی وجود ندارد.

وی ادامه داد: با توجه به مطرح شدن بومی‌سازی دانش فنی ساخت انواع غشا‌ها در سال‌های اخیر، هدف اصلی پروژه حاضر ساخت غشا‌های نانوفیلتراسیون PES برای تصفیه محلول‌های آبی حاوی آلاینده‌های داروئی است. متأسفانه امروزه در کشور ما به‌دلیل مصرف بی‌رویه آنتی بیوتیک‌ها، پساب‌های واجد این ترکیبات به‌طور نگران‌کننده‌ای افزایش یافته است.

فارغی در پایان خاطر نشان کرد: تولید دانش فنی ساخت غشا‌های نانوفیلتراسیون مناسب برای تصفیه پساب صنایع دارویی و ارائه روش اصلاح بهینه برای بهبود عملکرد غشا‌های نانوفیلتراسیون از جمله اهداف انجام این طرح بوده است.