تحقیق درباره بررسی کاربردهای فناوری نانو در صنعت آب

فرمت فایل : word (قابل ویرایش) تعداد صفحات : 21 صفحه

چکیده :

فقدان دسترسی به آب تمیز و بهداشتی در کشورهای در حال توسعه ، اولویت توسعه و استفاده از فن آوری جدید را بیش از پیش مطرح می‌کند. استفاده از فناوری های نوین به خصوص فناوری نانو در راستای کاهش اثرات سوء آلودگی های زیست محیطی ، بعنوان یکی از راهکارهای مدیریتی مطرح می‌باشد و بالطبع ، یکی از مواردی که این فناوری کاربرد خود را متبلور می‌نماید در ارتباط با منابع آبی است، که با در نظر گرفتن چالش های پیش رو، ضرورت استفاده از آن را پر رنگ تر از قبل نموده است. فن‌آوری نانو با راهکارهای نوین و جدید خود اظهار می‌دارد که مواد با پایه نانو می‌توانند به فن‌آوری‌های تصفیه آب ارزان قیمت‌تر، بادوام‌تر و مؤثرتری منجر شوند، که با این وجود بخشی از نیازهای کشورهای در حال توسعه را  می توانند به نوعی برآورده ‌سازند. با توجه به شتاب روز افزون جامعه جهانی برای رشد و توسعه فناوری نانو، لزوم مطالعات دانشگاهی و آزمایشگاهی و مدیریت کلان این فناوری به همراه ایجاد تسهیلات، رفع مشکلات ، و ایجاد زمینه های مناسب ، در این بخش بیش از بیش احساس می شود. با این تفاسیر مقاله موجود قدم در جهت ارائه برخی راهکار و تکنولوژی ها ، و همچنین  مقایسه آنها با سیستم های سنتی و قدیمی تصفیه آب دارد ؛ بطوریکه سعی بر این بوده که با ارائه برخی راهکارهای مدیریتی, و با تکیه بر اطلاعات پژوهشی موجود این حوزه تحقیقاتی نو ظهور ، را بیش از پیش معرفی کنیم.

Abstract:

the lack of availability of healthy and pure water in underdevelopment countries puts forward the priority of development and usage of new technologies more than past. utilizing new technologies specially nanotechnology for decreasing bad effects of environmental pollution has been put on the table as one of management technologies. as a matter of course, one of the cases in which this technology has been shown its use can be related to water source paying attention to confronting challenges the necessity of its use has been high lighted more than past .nanotechnology with its new and modern techniques states that nano -established materials can be leading to filtration technology of less expensive ,more durable and more effective water which never the less in some way accomplishes some parts of underdevelopment countries needs .paying attention to universal society ever-increasing speed for nanotechnology growth and development ,the necessity of experimental and university studies and macro-management of it along with constructing facilities ,solving problems and making proper under construction has been felt more than previous times. According to former explanations, this article attempts to offer some techniques and technologies and also comparing them with traditional and old water treatment. we try to introduce this unprecedented field of researches by offering some management techniques and relying on available searching information.

 مقدمه :

 آب یکی از نعمات بزرگ پروردگار، منشاء حیات و سرآغاز زندگی موجودات زنده است. اهمیت آب به اندازه ای است که بیان و توجیه اثرات کامل آن در زندگی بشر به دشواری میسر می گردد. متاسفانه بنابر بی توجهی های موجود امروزه تمدن جدید ، تغییراتی را در کیفیت آب ها باعث گردیده ، چه از طریق شهرنشینی و رشد بی رویه جمعیت و چه از طریق ایجاد آلودگی های ناشی از صنعت . این آبها ، دیگر به همان گونه که قبلا مورد استفاده قرار می گرفته اند نمی توانند مورد بهره برداری قرار گیرند. و از طرفی امروزه نیازها و فشارهای موجود برای تامین آب با کیفیت بالا، بیشتر و بیشتر از پیش احساس می شود. بر این اساس با توجه به توانمندی های فراوان فناوری نانو نسبت به روشهای قدیمی و سنتی موجود ، در حذف و کنترل آلودگی های محیطی و همچنین تصفیه و جلوگیری از انتشار آلودگی ها ، میتوان آنرا به عنوان یک تکنولوژی سبز و ابزاری موثر برای دستیابی به توسعه ای پایدار ، چه از نظر اقتصادی و چه از نظر بهره وری بیشتر در نظر گرفت . ورود این فناوری به عرصه مهندسی بهداشت محیط و استفاده کاربردی از آن بالاخص در زمینه های تصفیه آب و فاضلاب و ایجاد شرایط لازم برای استفاده مجدد از پساب های تصفیه شده ، با توجه به قرار گرفتن کشور در شرایط بحران آب امری ضروری است . لذا در این مقاله کاربردهای ذرات نانو مقیاس در تصفیه آب برای حذف رنگ ، آرسنیک ، نیترات ، مواد آلی و فلزات سنگین و هم چنین استفاده از نانو تیوپ ها برای ردیابی آلودگی پساب ها مورد بررسی قرار گرفته است.

مقاله بررسی کاربرد فناوری ‌نانو لوله‌های کربنی در حذف آلاینده ها از زه آب مزارع

فرمت فایل : word (قابل ویرایش) تعداد صفحات : 17 صفحه

چکیده

نانوتکنولوژی بعنوان یک فناوری کاربردی در دهه‌های اخیر مورد توجه قرار گرفته است. نانولوله‌های کربنی می‌توانند برای تشکیل غشاهایی با تخلخل نانومتری و دارای قابلیت جداسازی آلودگی‌ها، به طور یکنواخت هم‌راستا شوند. تخلخل‌های نانومتری نانو لوله‌ها، این فیلترها را از دیگر فناوری‌های فیلتراسیون بسیار انتخاب‌پذیرتر نموده است. همچنین نانو لوله‌های کربنی دارای سطح ویژه بسیار بالا، نفوذپذیری زیاد و پایداری حرارتی و مکانیکی خوبی هستند، لذا استفاده از فناوری نانولوله های کربنی در استفاده طولانی مدت، نسبتاً کم هزینه است؛ چرا که آنها می‌توانند بدون از دست دادن قابل توجه ظرفیت جذب، احیا شده، استفاده شوند. این غشاها هزینه‌های مرتبط با خرید و ذخیره‌سازی مواد شیمیایی احیاکننده و تعلیم کاربران را ندارند و آلودگی‌های ثانویه خطرناک تولید نمی‌کنند. علاوه بر این، انتظار می‌رود که هزینه نانولوله‌های کربنی در پنج سال آینده بین ده تا صد برابر کاهش یابد. نانولوله‌های کربنی می‌توانند برای تشکیل غشاهایی با تخلخل نانومتری و دارای قابلیت جداسازی آلودگی‌ها، به طور یکنواخت هم‌راستا شوند. تخلخل‌های نانومتری نانو لوله‌ها این فیلترها را از دیگر فناوری‌های فیلتراسیون بسیار انتخاب‌پذیرتر نموده است.  همچنین نانو لوله‌های کربنی دارای سطح ویژه بسیار بالا، نفوذپذیری زیاد و پایداری حرارتی و مکانیکی خوبی هستند.

مقدمه

نانولوله‌های کربنی می‌توانند برای تشکیل غشاهایی با تخلخل نانومتری و دارای قابلیت جداسازی آلودگی‌ها، به طور یکنواخت هم‌راستا شوند. تخلخل‌های نانومتری نانولوله‌ها این فیلترها را از دیگر فناوری‌های فیلتراسیون بسیار انتخاب‌پذیرتر نموده است. همچنین نانولوله‌های کربنی دارای سطح ویژه بسیار بالا، نفوذپذیری زیاد و پایداری حرارتی و مکانیکی خوبی هستند. اگر چه چندین روش برای سنتز نانولوله‌های کربنی استفاده شده است، غشاهای نانولوله‌ای می‌توانند به وسیله پوشش‌دهی یک ویفر سیلیکونی با نانوذرات فلزی به عنوان کاتالیست، که موجب رشد عمودی و فشردگی بسیار زیاد نانولوله‌های کربنی می‌شود، سنتز شوند و پس از آن برای افزایش پایداری، فضای بین‌ نانولوله‌های کربنی را با مواد سرامیکی پر نمود. مطالعات آزمایشگاهی نشان می‌دهد که غشاهای نانولوله‌ای می‌توانند تقریباً همه انواع آلودگی‌های آب را حذف کنند؛ این آلودگی شامل باکتری، ویروس، ترکیبات آلی و تیرگی است. همچنین این غشاها نویدی برای فرایند نمک‌زدایی و گزینه‌ای برای غشاهای اسمز معکوس هستند [2].

اگر چه تخلخل نانولوله‌های کربنی به طور قابل توجهی کوچک است، غشاهای نانولوله‌ای نشان داده‌اند که به خاطر سطح داخلی صاف نانولوله‌ها، شدت جریان بیشتر یا یکسانی نسبت به تخلخل‌های بسیار بزرگ‌تر دارند. با توسعه روش‌های جدید و بسیار مؤثر برای تولید نانولوله‌های کربنی، هزینه تولید غشاهای نانولوله‌‌ای به طور پیوسته کاهش می‌یابد. بر اساس پیش‌بینی‌ برخی منابع، به دلیل کاهش قیمت نانولوله‌های کربنی، غشاهای نانولوله‌ای بسیار ارزان‌تر از سایر غشاهای فیلتراسیون، غشاهای اسمز معکسوس، سرامیک و غشاهای پلیمری خواهد شد.

از آن جا که نانولوله‌های کربنی شدت جریان بالایی را نشان می‌دهند، فشار مورد نیاز برای انتقال آب نسبت به فرایند نمک‌زدایی با اسمز معکوس، کاهش می‌یابد و به دلیل این ذخیره انرژی، نمک‌زدایی با استفاده از فیلترهای نانولوله‌ای بسیار ارزان‌تر از اسمز معکوس خواهد بود. انتظار می‌رود غشاهای نانولوله‌ای بسیار بادوام‌تر از غشاهای متداول باشند و استفاده مجدد از آنها بازدهی فیلتراسیون را کاهش ندهد [5].