اسفنج‌های پلیمری متخلخل: جذب هم‌زمان آلاینده‌های آلی و فلزات سنگین از پساب‌های صنعتی | ||
| پژوهش های کاربردی مهندسی شیمی - پلیمر | ||
| Volume 10, Issue 2 - Serial Number 36, Spring 1405, Pages 68-97 PDF (2.25 M) | ||
| Document Type: مروری تحلیلی | ||
| Authors | ||
| حمیدرضا عظیمی* 1; امیرحسین جوانپرست2 | ||
| 1گروه مهندسی شیمی، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه شهید مدنی آذربایجان، تبریز، ایران | ||
| 2گروه مهندسی شیمی، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه شهید مدنی آذربایجان، تبریز، ایران. | ||
| Abstract | ||
| پساب‌های صنعتی حاصل از صنایع شیمیایی، نساجی، فلزکاری و معدن، حاوی مخلوط‌های پیچیده‌ای از آلاینده‌های متنوع هستند. این آلاینده‌ها شامل آلاینده‌های آلی پایدار، ترکیبات آلی دیرتجزیه‌پذیر (Recalcitrant) و فلزات سنگین سمی هستند. این آلاینده‌ها، به‌تنهایی یا از طریق برهم‌کنش‌های هم‌افزا، می‌توانند اثرات زیان‌باری بر اکوسیستم‌ها و سلامت انسان داشته باشند. هم‌زیستی آن‌ها می‌تواند مقاومت پساب را در برابر تصفیه افزایش داده و کارایی فرایندهای متعارف، از جمله لجن فعال، انعقاد–لخته‌سازی و فرایندهای مبتنی بر جذب سطحی را کاهش دهد. بنابراین، توسعه فرایندهای کارآمدی که قادر به حذف هم‌زمان آلاینده‌های متنوع باشند، همچنان یک چالش عمده در مهندسی محیط‌زیست به شمار می‌رود. اسفنج‌های پلیمری متخلخل اخیراً به‌عنوان سکوهای جاذب چندمنظوره، توجه قابل‌توجهی را به خود جلب کرده‌اند. جذابیت این مواد ناشی از ساختارهای سه‌بعدی به‌هم‌پیوسته، چگالی کم و سطح ویژه بالای آن‌هاست. افزون بر این، شیمی سطح تنظیم‌پذیر و قابلیت استفاده مجدد بالقوه آن‌ها می‌تواند عملکرد جذب را به‌طور چشمگیری بهبود بخشد. این اسفنج‌ها، به‌ویژه پس از اصلاح سطح یا ادغام اجزای فعال، می‌توانند حذف هم‌زمان و گزینشی آلاینده‌های آلی و معدنی را ممکن سازند. همچنین، بازیافت‌پذیری و به‌کارگیری ماتریس‌های پلیمری زیست‌پایه در برخی از این سامانه‌ها، مزیت‌های افزوده‌ای از منظر پایداری محیط‌زیستی فراهم می‌کند. در این مقاله مروری، اسفنج‌های پلیمری بر اساس منشأ ماتریس پلیمری (اسفنج‌های سنتزی و زیست‌پایه) و راهبردهای طراحی عملکردی آن‌ها، شامل معماری‌های نانوکامپوزیتی، هوشمند، پلیمری–فلزی و چندلایه، طبقه‌بندی می‌شوند. همچنین، راهبردهای اصلاح سطح، از جمله عامل‌دارسازی، ادغام نانوذرات و رویکردهای پوشش‌دهی هوشمند، برای بهبود عملکرد جذب بررسی می‌شوند. هدف این راهبردها، بهبود ظرفیت جذب، گزینش‌پذیری و کاربردپذیری عملی در پاکسازی محیط‌زیست است. سازوکارهای اصلی جذب و اثر پارامترهای عملیاتی بر عملکرد اسفنج‌ها نیز ارزیابی شده‌اند. مطالعات اخیر نشان می‌دهند که اسفنج‌های اصلاح‌شده، به‌واسطه ظرفیت جذب تقویت‌شده و قابلیت احیای بالقوه‌شان، می‌توانند در شرایط عملیاتی خاص، به‌عنوان جایگزین‌های مکمل جاذب‌های متعارف عمل کنند. بااین‌حال، چالش‌های مرتبط با هزینه‌های تولید، مقیاس‌پذیری و پیاده‌سازی صنعتی در ابعاد بزرگ همچنان حل‌نشده باقی مانده‌اند. در نهایت، توسعه اسفنج‌های زیست‌پایه چندمنظوره برای سامانه‌های تصفیه جریان پیوسته، به‌عنوان مسیری مهم برای پژوهش‌های آینده برجسته می‌شود. | ||
| Keywords | ||
| پساب صنعتی; آلاینده های آلی; فلزات سنگین; اسفنج پلیمری متخلخل; جذب | ||
| References | ||
|
| ||
|
Statistics Article View: 89 PDF Download: 61 |
||