نانومواد گرافن- بنیان و کاربرد آنها در حذف مواد رنگزا از محلول آبی

نوع مقاله : مقاله مروری

نویسندگان

1 استادیار، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد ورامین- پیشوا، دانشکده علوم پایه، گروه شیمی

2 دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد ورامین- پیشوا، دانشکده علوم پایه، گروه شیمی

چکیده

آلودگی محیط زیست یکی از مسائل مهمی است که با صنعتی‌شدن سریع جوامع، افزایش تصاعدی جمعیت و شهرسازی بدون برنامه با آن روبرو هستیم. مواد رنگزا، آلاینده‌های مهم محیط‌زیست هستند که به دلیل سمی بودن، جهش‌زایی، و سرطان‌زایی، حیات حیوانات، انسان‌ها و میکروارگانیسم‌ها را در معرض خطرات جدی قرار می‌دهند. از این رو حذف آنها از فاضلاب‌های صنعتی و خانگی بسیار مورد توجه است. جذب سطحی به دلیل انعطاف‌پذیری، طراحی و اجرای ساده و کارایی بالا بر سایر روش‌های رنگ‌زدایی ارجحیت دارد. پیشرفت‌های عظیم در علم و فناوری نانو، سنتز نانوجاذب‌های ممتاز و موثری را امکان‌پذیر می‌سازد که به گسترش سامانه‌های جذب سطحی برای تصفیه‌ی آب/ پساب کمک می‌کند. در سالیان اخیر، کاربرد مواد گرافن- بنیان به عنوان موادی نوید بخش در فرآیند جذب سطحی مورد بررسی قرار گرفته است. مساحت بسیار بالای سطح، الکترون‌های پای (π) نامستقر، خواص شیمیایی قابل تنظیم، و سهولت اصلاح سطح، استفاده از گرافن و مواد وابسته به آن را به عنوان جاذب مطلوب ساخته است. در این مقاله به اختصار، جدیدترین روش‌های سنتز مواد گرافن- بنیان نظیر گرافن اکسید، گرافن اکسید کاهش یافته و نانوکامپوزیت‌های آنها بیان می‌شود. علاوه بر این، مروری بر کاربردهای بالقوه‌ این نانو مواد کم هزینه و بادوام برای حذف مواد رنگزا از سامانه‌های آبی ارائه می‌شود. در نهایت، چالش‌های موجود در این حوزه‌ تحقیقاتی به منظور شناخت مسیرهای آتی در آلودگی‌زدایی و احیای پساب‌ها مورد بررسی قرار می‌گیرد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Graphene- based nanomaterials and their application in the removal of dyes from aqueous solution

نویسندگان [English]

  • Mahsasadat Miralinaghi 1
  • Tahere Siri 2
1 Department of Chemistry, Faculty of Science, Islamic Azad University, Vramin-Pishva Branch,
2 Department of Chemistry, Faculty of Science, Islamic Azad University, Vramin-Pishva Branch,
چکیده [English]

Environmental pollution is one of the considerable issues that we are encountered by rapid industrialization, exponential population growth and incompetently planned urbanization. Dyes are momentous pollutants which due to toxicity, carcinogenesis and mutagenesis lead to producing major perils to the human and other animals and microorganisms. Therefore, their removal from industrial and household effluents before discharge into the environment requires drastic attention. Adsorption is superior to other decholorization techniques because of simple design, easy operation, and high efficiency. Tremendous progresses in nanoscience and nanotechnology, enabling the synthesis of prominent and effective nanoadsorbents, have led to the enlargement of a variety of novel adsorption systems. In the past few years, graphene- based materials as the promising materials have been extensively explored for adsorption applications. The extremely high surface area, large delocalized pi (π) electrons, tunable chemical properties and easily modified surfaces of graphene and its related materials make them intriguing for use as adsorbents. In this paper, the most recent synthesis methods of graphene-based materials such as graphene oxide and nanocomposites of them are concisely described. Additionally, an overview of the potential applications of these viable and inexpensive nanomaterials for removal of dyes form aquatic systems involved in this research field is examined to identify future trends in the decontamination and reclamation of wastewater.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Dye
  • Coloured effluents
  • Water purification
  • Adsorption
  • Nanoadsorbent