نشریه مطالعات در دنیای رنگ
پیاپی 2 (پاییز 1390)

فرآیندهای فتوکاتالیزی به دلیل توانایی حذف آلاینده های موجود در محیط توجه بسیاری را به خود جلب کرده اند. اهمیت فناوری نانو در این ویژگی ناشی از حقیقت بنیادی است که کاهش ابعاد ماده به اندازه نانومتر می تواند در خواص فیزیکی و شیمیایی ماده تغییر ایجاد کند و اغلب باعث تشدید و پررنگ شدن برخی از ویژگی هایی می شود که در اندازه های معمولی همان ماده به چشم نمی آید. مزیت اصلی حذف گونه های آلاینده از روش فتوکاتالیزی در محیط های آبی و گازی، قابلیت غیر اختصاصی بودن آن و امکان تصفیه سیال ها با غلظت بسیار کم آلاینده است. امروزه در ساخت شیشه و سرامیک های مدرن علاوه بر کاربردهای پیشین، موارد زیست محیطی و بهداشتی نیز همچون خود تمیز شوندگی مورد توجه قرار می گیرد. در این مقاله، خواص این نوع شیشه ها، سازوکار های عملکرد و نحوه ساخت آن ها مورد توجه قرار خواهد گرفت. به طور کلی این شیشه ها با ایجاد یک لایه نازک و متخلخل با ساختار نانومتری از ماده ای فوتوکاتالیست که اغلب نانوتیتان و ترکیبات آن است، بر روی سطح شیشه های معمولی ساخته می شوند و علاوه بر خاصیت ضد مه و خود تمیزشوندگی، از عبور تابش مضر فرا بنفش نیز جلوگیری می کنند.

رنگزاهای صنعتی کاربردهای زیادی در صنایع مختلف مانند نساجی، کاغذسازی و آرایشی دارند. حدود 15% از ساختار اولیه مواد رنگزا به همراه پساب وارد محیط زیست می شوند. روش های زیادی برای حذف رنگزاهای مضر وجود دارد که می توان به جذب سطحی، منعقدسازی، تخریب بیولوژیکی، فرآیندهای غشایی و اکسیداسیون پیشرفته اشاره کرد. اخیرا فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته مورد توجه قرار گرفته است. در میان روش های اکسیداسیون پیشرفته روش کاتالیزورهای نوری با استفاده از نیمه هادی ها به سبب عدم ایجاد مواد مضر ثانویه، انجام فرآیند در دما و فشار محیط و پاک بودن آن کاربرد بیشتری دارد. از بین نیمه هادی ها TiO2 به دلیل فعالیت فوتوکاتالیزوری بالا، غیر سمی و ارزان بودن مورد استفاده بیشتری قرار گرفته است. در این مقاله انواع متنوعی از پوشش های TiO2 مناسب در راکتورهای ثابت برای حذف پساب های رنگزای آلی بررسی گردیده است. روش های پوشش دادن کاتالیست روی پایه شامل روش های فیزیکی (عملیات حرارتی و...) و شیمیایی (سل- ژل، نشاندن شیمیایی بخار و...) همچنین مزایا و معایب آنها مورد بررسی قرار گرفته است.

اطلاعات میکروسکوپی و مولکولی و همچنین توزیع و پراکندگی ترکیب شیمیایی مواد رنگزای به کار برده شده در آثار نفیس هنری می تواند در یافتن پاسخ برای روش خلق اثر، اصل بودن اثر، اصل بودن آن و همچنین تخمین شرایط فیزیکی و محیطی مناسب برای نگهداری اثر کمک نماید. از اینرو شناسایی ترکیبات به کار رفته در تابلوهای نقاشی و آثار هنری به منظور تعیین قدمت، بازسازی و نگهداری از آنها، مورد توجه قرار گرفته است. در این میان روناس از دیرباز به عنوان یک ماده رنگزای طبیعی، در بسیاری از منسوجات ارزشمند قدیمی، تابلوهای نقاشی و آثار هنری به کار گرفته شده است و هنوز هم مورد استفاده قرار می گیرد. دستیابی به روشی مطلوب برای شناسایی مواد رنگزای روناس همواره مطرح بوده است. روش های کروماتوگرافی با عملکرد عالی، میکرواسپکتروفلورومتری، میکروسکوپی، ولتامتری، طیف سنجی رامان سطحی بهبود یافته و اسپکتروفوتومتری مرئی و IR، الکتروفوروسیس لوله مویین و اسپکتروفلورومتری اشعه x روش هایی هستند که برای شناسایی روناس موجود در آثار هنری مورد توجه قرار گرفته اند. در این مقاله مروری بر روش های یاد شده ارائه گردیده است.

امروزه سلول خورشیدی حساس شده به مواد رنگزا بر اساس مواد رنگزای آلی به دلیل قیمت پایین تولید و بازده نسبتا بالای تبدیل نور به جریان الکتریسیته بسیار مورد توجه قرارگرفته است. تعدادی از طبقات مواد رنگزای آلی به دلیل ساختارهای شیمیایی خاص و ویژگی های فوتوولتایی برای استفاده در سلول خورشیدی پیشنهاد شده اند. برای به دست آوردن شرایط بهینه برای تولید سلول خورشیدی حساس شده به مواد رنگزا، لازم است یک ساختار آلی مناسب طراحی شود تا علاوه بر تولید قابل قبول الکتریسیته و ثبات نوری بالا دارای جذب مناسب بدون ایجاد تجمع روی لایه های اکسید تیتانیم نیز باشد. در اینجا هدف ارائه ساختارهای مواد رنگزای آلی مطلوب در تهیه سلول خورشیدی حساس شده به مواد رنگزا می باشد.

تحلیل گران بر این باورند که فناوری نانو یکی از قلمروهای علمی است که انقلاب سوم صنعتی را شکل می دهد. به علت داشتن ویژگی های بی نظیر، از نانوذرات به طور گسترده ای به عنوان جاذب استفاده می شود و در این میان فناوری استفاده از نانوذرات مغناطیسی در حذف آلاینده ها حرکت جدیدی است که نسبت به روش های قبلی اقتصادی تر و کارآمدتر می باشد، چرا که با استفاده از یک آهنربا، نانوذرات به سادگی از محلول جدا می شوند. از سوی دیگر امکان اصلاح و عامل دار کردن این نانوذرات با ترکیباتی که به طور انتخابی گونه مورد نظر را از محیط جذب می نمایند، ابزار توانمندی را جهت جداسازی آلاینده ها فراهم آورده است. هدف از این مقاله بررسی استفاده از نانوذرات مغناطیسی در حذف مواد رنگزا از پساب کارخانجات نساجی می باشد.

رشد روزافزون جمعیت کشورها و فعالیت های صنعتی از یک سو و رعایت نکردن الزامات زیست محیطی از سوی دیگر، سبب شده است تا در چند دهه اخیر، مقادیر زیادی از آلاینده ها از جمله مواد رنگزا به واسطه عواملی نظیر دفع نامناسب پساب ها و ضایعات مراکز صنعتی، استفاده وسیع از مواد رنگزا و غیره به منابع آب وارد شوند که بسیاری از آنها سمی و غیرقابل تجزیه زیستی هستند. فناوری استفاده از نانوذرات فلزی صفر ظرفیتی در احیای آلاینده ها، حرکت جدیدی است که نسبت به روش های قبلی اقتصادی تر و کارآمدتر است. هدف از این مقاله، بررسی کاربرد این نانوذرات در حذف مواد رنگزا از پساب ها می باشد.

لجن رنگ صنایع خودروسازی به علت وجود فلزات سنگین و مواد سمی دیگر دارای پتانسیل آلودگی بالایی است و دفع نادرست آن موجب آلودگی محیط زیست می شود. بازیافت و استفاده مجدد از آن ضمن کاهش هزینه های دفع، منجر به کاهش بار آلودگی در محیط زیست خواهد شد. مقاله حاضر، ارائه روشی جدید برای بازیابی ترکیب اصلی لجن رنگ می باشد. برای تعیین انواع و غلظت عناصر در لجن رنگ آزمایش XRF انجام شد. نتایج نشان دادند که آلومینا به میزان قابل توجهی در لجن رنگ وجود دارد. آلومینا از جمله ترکیباتی است که کاربردهای گوناگونی در صنایع مختلف دارد، به لحاظ قیمت بالا، پیشنهاد روشی اقتصادی که از لحاظ زیست محیطی نیز قابل قبول باشد، ضروری است. بر اساس مطالعات انجام شده از میان روش های مرسوم جدایش مغناطیسی، فلوتاسیون، بازیابی از محلول و لیچینگ، روش لیچینگ می تواند به عنوان روشی موثر در استحصال آلومینا از لجن رنگ به کار رود.