تقنية النانو لتنقية المياه

جزء من سلسلة من الموضوعات حول

طب النانو

هناك الكثير من أجهزة تنقية المياه المتوفرة في السوق تستخدم تقنيات مختلفة مثل الغليان، والترشيح، والتقطير، والكلورة، والترسيب، والأكسدة. تلعب تقنية النانوحاليًا دورًا حيويًا في تقنيات تنقية المياه. تقنية النانو(تكنولوجيا النانو) هي عملية معالجة الذرات على مقياس النانو. في تقنية النانو، تُستخدم أغشية النانوبغرض تلطيف المياه وإزالة الملوثات مثل الملوثات الفيزيائية والبيولوجية والكيميائية. هناك مجموعة متنوعة من التقنيات في تكنولوجيا النانوتستخدم جزيئات النانولتوفير مياه الشرب الآمنة مع مستوى عالٍ من الفعالية. أصبحت بعض التقنيات تجارية.

لتحسين تنقية المياه أوعمليات المعالجة، يُفضل استخدام تقنية النانو. تُستخدم أنواع مختلفة من المواد النانوية أوالجسيمات النانوية في عمليات معالجة المياه. تقنية النانومفيدة في ما يتعلق بالمعالجة وتحلية المياه والترشيح والتنقية ومعالجة المياه.

الملامح الرئيسية التي تجعل الجسيمات النانوية فعالة لمعالجة المياه هي:

مساحة سطح أكبر
حجم صغير
حدثا زادت مساحة السطح وحجمه، أصبحت الجسيمات أقوى وأكثر ثباتًا ومتانةً
قد تغير المواد الخصائص الكهربائية، أوالبصرية، أوالفيزيائية، أوالكيميائية، أوالبيولوجية على مستوى النانو
تسهيل التفاعلات الكيميائية والبيولوجية

تضم أجهزة تنقية المياه التجارية الحالية التي تستخدم تقنية النانوالزجاجة الصحية، والوعاء الصحي، والمكعب صحي، والنانوسيرام، والنانوH2O.

نظام تنقية المياه بالاعتماد على السيللوز النانوي

تضم المواد المتجددة المعتمدة على السيللوز النانوي مزيجًا من مساحة سطح كبيرة مع متانة مواد عالية. السيللوز النانوي خامل كيميائيًا، وله هجريب كيميائي سطحي محب للماء متعدد الاستخدامات. وهذه الخصائص تجعله أكثر المواد النانوية الواعدة للاستخدام كغشاء ومرشح في أنظمة تنقية المياه لإزالة الملوثات الجرثومية والكيميائية من المياه الملوثة. يُلاحظ حتى مادة السيللوز النانوي تملك إمكانات عالية في تكنولوجيا تنقية المياه. تضم الأنواع المتنوعة من المواد السيللوزية النانوية المتاحة لنظام تنقية المياه البلورات السيللوزية النانوية (سي إذا سي) والألياف السيللوزية النانوية (سي إذا إف). هذه هي المواد النانوية الشبيهة بالقضبان التي يتراوح حجمها من 100 إلى 2000 نانومتر بقطر 2 إلى 20 نانومتر. يستند هذا الطول وهذا القطر في الغالب إلى منشأ ومسار التحضير لهجريب السيللوز النانوي. تُستخدم هذه المواد السيللوزية النانوية لإزالة الملوثات العضوية في الماء مثل الأصباغ، والزيوت، ومبيدات الآفات الموجودة في الماء. في الوقت الحالي، يُصنع الغشاء الحيوي بالكامل باستخدام السيللوز النانوي الذي يُستخدم لإزالة أيونات المعادن مثل Cu2+ وFe2+ وغيرها، والكبريتات، والفلوريدات، والمركبات العضوية الأخرى. يتميز المرشح السيللوزي النانوي الحيوي بميزات أكثر من المرشحات التقليدية. يُحضر السيللوز النانوي بطرق مختلفة مثل التحلل المائي لحمض الكبريتيك وطريقة الطحن الميكانيكية. يعتمد نظام تنقية المياه بشكلٍ أساسي على مبدأ الامتصاص. من أجل امتصاص أنواع المعادن الأنيونية، تُستخدم المواد السيللوزية النانوية مع مجموعة موجبة الشحنة. وبالمثل، من أجل امتصاص أنواع المعادن الكاتيونية، تُستخدم مادة السيللوز النانوي مع المجموعة الأنيونية سالبة الشحنة. للمواد المعتمدة على السيللوز النانوي قيود على تكلفة الإنتاج وخصوصيته على نطاق واسع. يعتمد البحث الحالي على هجريب مادة سيللوزية نانوية هجينة مع الكثير من المواد النانوية الأخرى لتحسين قدرة الامتصاص الكيميائي.

انظر أيضًا

بنية نانوية
قشة الحياة
ترشيح نانوي
معالجة نانوية
تطبيقات تقنية النانو
مواد نانوية
تقنية النانو
ترشيح مستدق
تناضح عكسي

مراجع

^ "Nanotechnology". Encyclopedia Britannica (باللغة الإنجليزية). مؤرشف من الأصل في 16 مايو2019. اطلع عليه بتاريخ 26 أبريل 2019.
^ Park, J; Bazylewski, P; Fanchini, G (2017). "Porous graphene-based membranes for water purification". Nanoscale. 8 (18): 9563–71. doi:10.1039/C5NR09278G. PMID 27098780.
^ Voisin, H; Bergström, L; Liu, P; Mathew, AP (2017). "Nanocellulose-Based Materials for Water Purification". Nanomaterials. 7 (3): 57. doi:10.3390/nano7030057. PMC 5388159. PMID 28336891.