ارائه راهکاری برای تصفیه آموکسی‌سیلین از آب توسط محققان دانشگاه امیرکبیر

به گزارش گروه علم و آموزش ایرنا از دانشگاه صنعتی امیرکبیر، سمیه سهرابی شاهسواری مجری طرح سنتز بیوفوتوکاتالیست نانوساختار Ti/TiO۲/ZnO/GOx در یک سیستم میکروفلوئیدیک، مشخصه‌یابی و ارزیابی برای تجزیه میکروآلاینده آموکسی‌سیلین»گفت: در ۲ دهه گذشته با توسعه داروها و لوازم بهداشتی، شاهد ورود آنها به زیست‌بوم‌های خاک، آب های سطحی و زیرزمینی هستیم و نگرانی برای دفع پساب حاوی آن ها به محیط زیست افزایش پیدا کرده است.

وی ادامه داد: در این طرح آموکسی سیلین را انتخاب کردیم؛ زیرا پرتجویزترین آنتی‌بیوتیک در شهر تهران است و از نظر خطر احتمالی نسبت به سایر آنتی بیوتیک ها در اولویت قرار دارد. وجود آن در جریان خروجی دو تصفیه خانه در غرب و جنوب تهران تایید شده است.  

یکی از عواملی که از بازده روش فوتوکاتالیستی می کاهد، ترکیب الکترون و حفره است. فرآیند، افزودن ماده اکسیده کننده جهت ارتقا فرآیند اجتناب ناپذیر است.  در این کار با کوپل کردن آنزیم گلوکز اکسیداز با فوتوکاتالیست، امکان تولید و مصرف درجای هیدروژن پراکسید فراهم شده است.  

این دانش‌آموخته مقطع دکتری دانشگاه امیرکبیر افزود: در طراحی راکتور نیز از مزایای سیستم میکروفلوئیدیک در کنترل دقیق دما و نحوی برخورد جریان سیالات در سنتز بیوفوتوکاتالیست مذکور و ارزیابی عملکرد آن در تجزیه آموکسی سیلین بهره گرفته شد.  

سهرابی شاهسواری خاطرنشان کرد: استفاده از این روش می تواند روشی اقتصادی و بهینه باشد. «قابلیت استفاده مجدد از اسید چرب در فرآیند سنتز، از نظر محیط زیستی و اقتصادی»، «کنترل شرایط دمایی و زمانی سنتز، فویل تیتانیوم نیز همراه با پیش ماده قابلیت هیدرولیز و تبدیل به تیتانیوم دی اکسید» از ویژگی های این پروژه است. این نتیجه با توجه به کمتر بودن قیمت فویل تیتانیوم نسبت به پیش‌ماده تیتانیوم کلراید حایز اهمیت است.  

وی افزود: از نتایج این پروژه می توان در صنعت تولید کاتالیست، تصفیه آب و فاضلاب بهره برد. ما در این طرح از فناوری‌های نانو و میکرو بهره بردیم.  این طرح ضمن معرفی یک بیوفوتوکاتالیست جدید و چند راکتور در مقیاس‌های بالک و میکروفلوئیدیک برای تولید آن، تجزیه یک میکروآلاینده نوظهور را هدف قرار داده است.  

محقق دانشگاه صنعتی امیرکبیر یادآور شد: در بخش هایی از طرح،  با هدف حداقل سازی استفاده از مواد شیمیایی، از اسیدهای طبیعی (با منشأ گیاهی و حیوانی) استفاده شد و قابلیت مخلوط هایی از اسیدهای چرب برای استفاده مجدد در سنتز نیز از جهات محیط زیستی و اقتصادی حائز اهمیت است. ترکیب آنزیم و فوتوکاتالیست نیز سبب حذف هزینه های انتقال، ذخیره سازی و عدم جذب آلودگی های محیطی از دیگر ویژگی های این طرح به شمار می روند.  یکی دیگر از جنبه های طرح حاضر توجه به امکانات داخلی بود که ابتدا از سیستم های ساده و ارزان شروع و سپس به سمت سیستم های پیشرفته ختم شد.  

این طرح نمونه خارجی و داخلی ندارد و با آن سنتز بیوفوتوکاتالیست برای اولین بار انجام شد. همچنین، برای اولین بار برای تجزیه آموکسی سیلین بررسی شد. طراحی سیستم های میکروفلوئیدیک نیز جدید بود.  

سهرابی شاهسواری به مزیت های رقابتی این طرح اشاره کرد و گفت: در این کار مورفولوژی فوتوکاتالیست نانوسیم است که نسبت به سایر موفولوژی های نانومواد در جلوگیری از ترکیب مجدد الکترون و حفره‌ها و افزایش راندمان فوتوکاتالیست بهتر است و با ترکیب کردن آنزیم گلوکز اکسیداز با فوتوکاتالیست، امکان تولید و مصرف درجای هیدروژن پراکسید فراهم شده که به افزایش بازده فرآیند کمک می کند.  

وی خاطرنشان کرد: در این طرح، فوتوکاتالیست به صورت تثبیت شده مورد استفاده قرار گرفت که در مقایسه با حالت نانوذرات معلق با مشکلاتی چون کلوخه شدن و کدورت محلول عمق نفوذ نور را محدود می کند. به علاوه از هدر رفت فوتوکاتالیست جلوگیری می شود و برای جداسازی آن از محلول نیاز به سانتریفیوژ نیست.