کاربرد نانوسیلورها و نانو فیلتراسیون در کنترل آلودگی هوا

کاربرد نانوسیلورها و نانو فیلتراسیون در کنترل آلودگی هوا

فرمت: PPT  تعداد صفحات: 23

تهیه و تنظیم: دکتر حسین کاکویی، دکتر محسن کارچانی، معصومه عبدالمحمدي

فناوری نانو: فناوری نانو تولید مواد، دستگاه ها، سیستم های کنترل و بهره برداری از خواص و رفتارهای نو ظهوری است که در مقیاس نانو توسعه یافته اند و علت تغییر رفتار مواد در مقیاس نانو نسبت سطح به حجم بالای نانو مواد می باشد.

آلودگی هوا: وجود هر نوع آلاینده اعم از جامد، مایع، گاز و یا تشعشع یونیزان و غیریونیزان، با توجه به غلظت و زمان تماس آن ها که کیفیت زندگی انسان و دیگر جانداران را به خطر می اندازد؛ را می توان آلودگی هوا نامید. این تعریف بیانگر اهمیت موضوع آلودگی هوا و کنترل آن در محیط زیست می باشد.

نانو فیلتراسیون: نانو فیلتراسیون در عمل به معنای فیلتر کردن مواد بسیار ریز است. تکنولوژی فیلتر نمودن هوای محیط، روشی بسیار کارآمد برای حذف آلودگی های ناخواسته است. این نانوفیلتر در ساخت نانوماسک علیه میکروب ها ویروس ها، جلوگیری از آلودگی آبها و منابع غذایی، پاکسازی و تصفیه آب و هوا، جلوگیری از آلودگی های نفتی و غیره کاربرد دارد.

از نانو فیلترها می توان برای جذب و جداسازی گازهای سمی و آلاینده های محیط زیست استفاده کرد به طوری که می توان استفاده از آن در اگزوز را به عنوان یک کاربرد مهم در جهت محافظت هر چه بیشتر از محیط زیست نام برد.

نانو ساختارهای پالایش کننده آلوده ‌کننده ‌های محیط زیست

نانو ذراتی مانند دی‌ اکسید تیتانیم و اکسید روی که به وسیله نور فعال می‌ شوند، استفاده‌ های گوناگونی در حذف آلودگی ‌های آلی از محیط‌ های مختلف یافته‌اند. این‌ گونه مواد بسیار فراوان و ارزانند و سمیت آنها ناچیز است. آلودگی‌ های ناشی از ترکیبات رادیواکتیو را نیز می توان با استفاده از فناوری نانو برطرف کرد.

خاصیت ضد باکتری نانوذرات نقره (نانوسیلور)

نانوذرات نقره یکی از امیدهای موفقیت در حوزة تجاری فناوری ‌نانو است. خواص ضد باکتری این ماده، در تعداد زیادی از محصولات تجاری از قبیل لباس‌ها و ظروف مورد استفاده قرار می‌گیرد. مشخص شده‌ است که باکتری‌ها هیچ مقاومتی در برابر نانوذرات نقره نشان نمی‌دهند و این نانوذرات می‌توانند جایگزین مناسبی برای آنتی‌بیوتیک‌های مرسوم باشند، همچنین هزینه، تولید و نگهداری نانوذرات نقره احتمالاً خیلی ارزان‌تر و ساده‌تر از هر داروی رایج کنونی است.

TiO2

روش رایج دیگر تصفیه آلاینده‌های آلی فتواکسیداسیون بوسیله کاتالیزورهای نیمه‌ رسانا مانند TiO2 است. قابلیت فتوکاتالیست‌های کوانتومی (اندازه ذره تقریباً 10nm) مدت‌هاست که در تجزیه آلاینده‌ها شناخته شده‌ است. نانو فتوکاتالیست‌ها، باعث تسریع حذف آلودگی‌های زیست محیطی می شود. ذرات TiO2 نیمه ‌هادی ‌هایی هستند که با فتون‌های نور فرابنفش باردار شده و باعث واکنش‌های اکسایش و احیاء در سطح کاتالیزور‌ها می‌شوند. این واکنش‌ها آلاینده‌‌های آلی را به دی‌اکسید کربن و آب تبدیل می‌کنند. این تصفیه‌کننده قادر به نابود کردن سریع ترکیبات سمی نظیر فرمالدئید، آکرولین، بنزن و دود دخانیات است. نانو فتوکاتالیست های TiO2 شبیه نانوسیلورها عمل می کنند با این تفاوت که توسط نور فعال می شود.

رنگ‌آمیزی ‌کردن با نانوذرات به منظور تصفیه و پاک‌سازی هوا

ماده اصلی این پوشش‌ها اکسید تیتانیوم می‌باشد که حاصل فناوری پیشرفته نانو است. قرار گرفتن مواد آلاینده هوا بر روی این پوشش، در معرض نور خورشید، باعث تجزیه مواد اصلی آنها و در نتیجه رفع آلودگی هوا می‌شود. ازجمله این آلودگی‌ها می‌توان به فرمالدئید و نیترید اشاره کرد. ذرات مواد پوششی جدید، بسیار کوچک‌تر از ذرات مرسوم بوده، لذا فضای بین آنها کم می‌باشد و اگر در رنگ‌آمیزی دیوارها به کار روند موجب تجزیه آلاینده‌های هوا خواهند شد. از این مواد در پوشش سطح جاده‌ها نیز می‌توان استفاده کرد.

پاکسازی غبارهای آلاینده هوا با استفاده از آلمان‌های خود تمیز شونده

این فناوری هم اکنون در پنجره ‌های خود تمیز شونده و کاشی‌های حمام به کار می‌رود؛ اما دانشمندان امید دارند بتوانند کل شهر را با موادی از این قبیل رنگ کنند؛ موادی که آلودگی‌ها را در خود حل می‌کنند و در هنگام قرار گرفتن در معرض آفتاب یا باران شسته می‌شوند.

تولید سیمان های تصفیه کننده هوا

این گونه سیمان ها، در تونل ها و محیط هایی که بسته است و تردد خودروها در آنجا زیاد است استفاده می شود و نقش تصفیه کنندگی هوا را برعهده دارد. این کارکرد، نقش کاتالیزوری سیمان را نمایان می سازد. هنگامی که دی اکسید تیتانیوم در لایه‌های بسیار نازک یا ذرات میکروسکوپیک به کار رود، خواص کاتالیزوری آن فعال می‌شود. شیشه‌ها و کاشی‌های سرامیکی از جمله محصولات خود تمیز شونده‌ای هستند که در بازار موجود بوده و با لایه‌هایی از دی اکسید تیتانیوم پوشانده شده‌اند.

تصفیه هوای داخل ساختمان‌ها با کمک فناوری ‌نانو

این دستگاه گازهای مضر ناشی از سوخت یا دود توتون، ذرات آلرژی‌زا، بوی کپک‌زدگی یا ماندگی و دود پلاستیک‌ها، رنگ‌ها (روغن‌ها)، عطرها و تمیزکننده‌ها را تجزیه می‌کند. این محصول مواد شیمیایی آلی فرار (VOCs) و آئروسل‌های ‌‌زیستی را اکسید می ‌کند. بلور‌های اکسید تیتانیوم نیمه ‌رسانا که فقط 40 نانومتر اندازه دارند، به وسیله فوتون‌های ماوراء بنفش شارژ و رادیکال‌های آزاد تولید می‌کنند که آلودگی‌های آلی را به دی‌اکسید کربن و آب تبدیل می‌کند. این فرآیند تحت عنوان اکسیداسیون با فوتوکاتالیزورها شناخته شده است.

ادامه مطلب را با دانلود فایل پیوستی مشاهده کنید.

حتما بخوانید:

⇐ پتانسیل خطرات بهداشتی نانو ذرات

⇐ نانو ذرات منتشره در هوای محیط زیست

⇐ روش های کنترلی در مواجهه شغلی با نانو ذرات