سال انتشار: 1401

کلمات کلیدی: نانوالیاف، نانوذرات نقره، PVP، PMAA، فعالیت کاتالیستی، متیلن بلو، تصفیه پساب، نانوکامپوزیت

مقدمه: نانوذرات نقره و کاربردهای چندوجهی آنها

نانوذرات نقره (AgNPs) به دلیل ویژگی‌های منحصر به فرد خود در مقیاس نانو، از جمله فعالیت ضد میکروبی، ضد ویروسی، ضد قارچی، خواص نوری و به ویژه فعالیت کاتالیستی بالا، مورد توجه بسیاری از محققان در زمینه‌های علمی و صنعتی قرار گرفته‌اند. اما یکی از چالش‌های اصلی در استفاده از این نانوذرات، تمایل آنها به چسبیدن و تجمع است که می‌تواند عملکرد آنها را کاهش دهد.

در همین راستا، استفاده از نانوالیاف پلیمری به عنوان حامل مناسب برای ثابت کردن نانوذرات نقره، یک روش مؤثر برای غلبه بر این محدودیت محسوب می‌شود. نانوالیاف به دلیل سطح ویژه بالا، منافذ ریز و قابلیت جداسازی آسان، گزینه‌ای ایده‌آل برای کاربردهای کاتالیستی، به ویژه در حذف آلاینده‌های محیط زیستی هستند.

سنتز نانوالیاف PMAA/PVP حاوی نانوذرات نقره

در یک مطالعه اخیر منتشر شده در مجله *Environmental Chemical Engineering*، دانشمندان روشی ساده و مؤثر برای ساخت نانوالیاف ترکیبی پلی‌متاکریلیک اسید (PMAA)/پلی‌وینیل‌پیرولیدون (PVP) حاوی نانوذرات نقره یکنواخت ارائه داده‌اند.

نقش پلیمرها در تشکیل نانوذرات:

– پلی‌وینیل‌پیرولیدون (PVP): از رشد غیرکنترل‌شده نانوذرات نقره جلوگیری کرده و به عنوان عامل پایدارکننده عمل می‌کند.

– پلی‌متاکریلیک اسید (PMAA): دارای توانایی بالایی در جذب یون‌های نقره است و به تشکیل نانوذرات در داخل نانوالیاف کمک می‌کند.

این روش سنتز با استفاده از فرآیند الکتروریسی (Electrospinning) انجام شده است و منجر به تولید نانوالیاف یکنواخت، پیوسته و بدون گره حاوی نانوذرات نقره شده است.

کاربرد کاتالیستی نانوالیاف تهیه شده

یکی از مهم‌ترین کاربردهای این نانوالیاف، حذف رنگ متیلن بلو (MB) از پساب‌ها است. متیلن بلو یک رنگ مصنوعی سمی است که به طور گسترده در صنایع نساجی، پلاستیک و رنگسازی استفاده می‌شود و وجود آن در محیط زیست اثرات مضری از جمله سمیت نورونی و محرز بودن خطرات سرطان‌زا دارد.

در واکنش کاهش کاتالیستی، نانوذرات نقره موجود در نانوالیاف نقش انتقال‌دهنده الکترون را بین سدیم بوروهیدرید (NaBH₄) و مولکول‌های متیلن بلو ایفا می‌کنند و رنگ متیلن بلو را به فورم غیررنگی لئوکومتیلن بلو تبدیل می‌کنند.

مزایای کاربردی نانوالیاف ترکیبی:

– فعالیت کاتالیستی بالا

– مقاومت در برابر تجمع نانوذرات

– قابلیت جداسازی آسان بعد از واکنش

– تکرارپذیری و استحکام مناسب برای کاربردهای صنعتی

نتیجه‌گیری: راهکاری نوین برای کاربردهای صنعتی و زیست‌محیطی

این مطالعه نشان می‌دهد که نانوالیاف ترکیبی PMAA/PVP حاوی نانوذرات نقره، راهکاری ساده، مؤثر و پایدار برای حذف رنگ‌های سمی از پساب‌های صنعتی هستند. ثابت کردن AgNPs در شبکه نانوالیافی، ضمن بهبود پایداری و عملکرد کاتالیستی، از تجمع ذرات جلوگیری کرده و امکان استفاده مجدد از نانوالیاف را فراهم می‌کند.

این نوع نانوکامپوزیت‌ها می‌توانند در آینده در صنایع مختلفی مانند تصفیه آب، تجهیزات فوتونیک، دستگاه‌های میکروفلوئیدیک و سلول‌های خورشیدی کاربرد گسترده‌ای داشته باشند.

شرکت دارویی ره‌آورد تامین تنها تولیدکننده پلی‌وینیل‌پیرولیدون (PVP) در ایران و منطقه خاورمیانه است. این شرکت محصولات خود را در قالب گریدهای دارویی و صنعتی ارائه می‌دهد و در کنار محققان و صنعتگران برای توسعه مواد پیشرفته و کاربردهای نوین همراهی می‌کند.

برای مشاوره و خرید محصولات شرکت ره‌آورد تامین، با ما در تماس باشید تا در تمامی مراحل تحقیقاتی و صنعتی همراه شما باشیم.

دانلود مقاله