وی افزود: ساخت فرم مونولیت به منظور کاهش مشکلات ناشی از جاذبهای پودری و حذف آلاینده‌های رنگی و سمی در طرح حاضر به عنوان دو هدف عمده در نظر گرفته شد.سجاد با اشاره به مزیتهای این نوع جاذب گفت: یکی از مهمترین مزیتهای این جاذب نسبت به جاذبهای مشابه آن، این است که جاذبهای قبلی بصورت پودر هستند، درحالیکه این جاذب بصورت قطعه است و پس از تصفیه به راحتی امکان جداسازی دارد.
وی با اشاره به دیگر مزیت این جاذب اظهار کرد: ما برای نخستین بار در جهان، از پیش ماده کاتکول برای در سنتز این جاذب استفاده کردیم و با ابداع روشی جدید، محصولی با فرم مونولیت پایدار حاصل شد.سجاد همچنین خاطر نشان کرد: راندمان این محصول با مصرف انرژی و هزینه کمتر، بسیار بالاتر از محصولات مشابه قبلی آن است.
مجری این طرح افزود: جذب ناخالصی‌های آب که به صورت محلول (و نه مخلوط) بوده، نیازمند تولید و استفاده از جاذبهایی با کارآیی بالا است و نیز توانایی بازیابی مجدد آسان، باعث افزایش راندمان و تسریع فرآیند می‌شود.
وی با اشاره به روند ساخت این فرم گفت: در این پژوهش با استفاده از ترکیبات دی و تری هیدروکسی بنزنها به همراه فرمالدهید، رزین فنلیکهای مختلف سنتز شدند. سپس این پلیمرها توسط مکانیزم خودآرایی با سورفکتنتهای متنوع مخلوط شدند و قالب نرمی تشکیل دادند. به دلیل برتری‌های نسبی قالب نرم نسبت به قالب سخت، از این روش استفاده شد.
وی ادامه داد: در مرحله پخت، دو روش هیدروترمال در کنار کاتالیست پاراتولوئن سولفونیک اسید و روش استفاده از اسید آمینه لیزین به عنوان کاتالیست سازگار با محیط زیست، به عنوان دو روش اصلی در نظر گرفته شدند. در هنگام پخت، پلیمر یک شبکه سه بعدی همراه با پیوندهای عرضی تشکیل می‌دهد که نتیجه آن ساختاری متخلخل دارای تخلخل‌های در محدوده وسیع بود.
سجاد افزود: در این سنتزها از جایگزینی سورفکتنتهای جدید مانند گناپول به جای قالبهای متداول استفاده شد. پس از پخت، پلیمرهای بدست آمده جهت خروج الیگومرهای اضافی و سورفکتنت، بوسیله آب جوش شستشو داده شدند و سپس این قطعات تحت عملیات حرارتی در کوره اتمسفر کنترل قرار گرفتند که منتهی به کربونیزاسیون آنها شد.
این پژوهشگر تصریح کرد: در حین کربونیزاسیون، سورفکتنت که نقش قالب را نیز بازی می‌کرد، حذف شد و به جای آن تخلخل‌هایی برجای ماند. پس از کربونیزاسیون، فرآیند فعالسازی با بخار آب انجام شد که افزایش سطح کربن حاصل را سبب شد. با استفاده از طیف سنجی مرئی- ماورای بنفش قدرت جذب مونولیتهای کربنی بدست آمد و نیز سینتیک رفتار جذب آنها مورد بررسی قرار گرفت.
وی افزود: برای بررسی مورفولوژی محصولات از میکروسکوپ الکترونی روبشی و عبوری استفاده شد. از تست تعیین سطح ویژه نیز بهره گرفته شد. در گام بعدی و فراتر از اهداف اولیه پروژه حاضر، کارآیی جاذبهای مونولیتی در بررسی جذب مواد آلاینده بنزن، تولوئن و زایلن محلول در آب بوسیله آنالیز کروماتوگرافی مایع با کارآیی بالا صورت گرفت.
وی ادامه داد: نتایج حاصل مؤید نگرش اولیه در مورد ارزیابی کارآیی جاذب توسط مواد رنگی بوده و برای حذف آلاینده‌های BTX به عنوان شاخص آلاینده‌های ارگانیک نیز نتایج رضایت بخشی بدست داد. حذف آلاینده رنگی متیلن بلو به میزان ۷۸ درصد و آلاینده‌های BTX به میزان به ترتیب ۵/۸۶ درصد، ۴/۸۵ درصد و ۴/۸۱ درصد از محلولهایی با غلظت ppm20 بنزن، تولوئن و زایلن توسط جاذبهای تهیه شده با کاتکول بدست آمد و سایر رنگهای آبی محلول در آب شامل متیل رد- رودامین B – متیل اورانژ و … نیز مورد بررسی قرار گرفتند که منتج به گزارش نتایج مطلوبی شدند.
سجاد خاطر نشان کرد: نتایج تحقیق حاضر در راستای بهینه سازی تشکیل قطعاتی با استحکام قابل قبول و با استفاده از پیش ماده‌ها، روشها و کاتالیستهای مختلف نشان داد که جاذبهای بدست آمده با دو پیش ماده رزورسینول و کاتکول و با استفاده از دو روش اصلی ذکر شده و کاتالیستهای مربوط به آنها در قیاس با ترکیبات فنلی دیگر با نسبت ۲/۱ فنل به فرمالدهید کارآیی بهتری دارند.
وی گفت: کاربرد کاتکول به عنوان پیش ماده در این تحقیق برای نخستین بار گزارش شده و در مقایسه با پیش ماده‌های متداول نتایج به مراتب بهتری (ضریب رنگبری ۳۴ درصد بیشتر) حاصل شد.مقاله این طرح که با راهنمایی دکتر محمود کاظم زاد و مهندس آذرمیدخت حسین نیا در پژوهشگاه مواد وانرژی انجام شده، در مجله Functional Materials Letters به چاپ رسیده است.
ایسنا