بخشی از مقاله
چکیده
آلودگی منابع آبی به انواع آلاینده ها و کمبود منابع آب سالم و بهداشتی اثرات جبران ناپذیری بر سلامت فرد و محیط زیست گذاشته است، به همین جهت تلاش برای حذف آلاینده ها از آب به امری ضروری و حائز اهمیت تبدیل شده است. تا بحال جهت این کار از روش هایی برمبنای فیلترکردن و جذب سطحی استفاده شده، بعنوان مثال در روش فیلتر نمودن استفاده از غشاءهای پلیمری جهت خالص سازی بسیار معمول است. بعنوان مثال غشاء های پلیمری که از روش وارونگی فازی1 تولید می شوند، که محدودیت های تولیدی و اقتصادی دارد.
با امکان تولید نانوالیاف از روش های مختلف این امکان به وجود آمده که بتوان غشاء های نانولیفی را تولید نمود که از نظر تکنیکی و اقتصادی دارای محدودیت کاربردی کمتری هستند. اینگونه غشاءها با توجه به ویژگی های نانوالیاف نظیر تخلخل، سطح ویژه بالا و خواص شیمیایی پلیمر، توانایی فیلتراسیون و جذب توأمان را دارد. لذا در این مقاله ابتدا روش های مختلف تولید نانوالیاف مورد بحث قرار گرفته اند، سپس نانوالیافی را که برای خالص سازی آب مورد استفاده قرار گرفته اند، معرفی گردیدند. ضمن آن که اصلاحاتی را که بر روی نانو الیاف انجام پذیرفته است ، نظیر ورود نانو ذرات مغناطیسی مورد بحث واقع شده اند.
-1مقدمه:
پیشرفت فناوری نانو و امکان دستیابی به محصولات با ویژگی ها و خواص مناسب استفاده از آن ها را برای طیف گسترده ای از صنایع امکان پذیر کرده است. یکی از موفقیت های بزرگ در عرصه فناوری نانو تولید نانو الیاف بوده است. بطورکلی به الیاف با قطر کمتر از 100 نانومتر نانوالیاف گفته می شود، اما در صنعت نساجی الیاف با قطر کمتر از 1 میکرون بعنوان نانوالیاف در نظر گرفته می شوند.دستیابی به ویژگی هایی مانند مقاومت کششی بالا، استحکام مناسب،ساختار متخلخل،نسبت سطح به حجم بالاوطول زیاد الیاف در حین فرایند تولید ×نانوالیاف سبب بهبود ویژگی های آن شده است . [1]
-2روش های تولید نانو الیاف
-1-2کشش2
ساده ترین روش برای تولید نانوالیاف روش کشش است، با استفاده از این روش می توان الیافی با طول زیاد و قطر چند نانومتری تولید کرد. مراحل تولید الیاف بصورت شماتیک در شکل 1 مشاهده می شود. همانطور که در شکل می بینیم میکروپیپت به یک قطره از محلول پلیمری که در یک بستر قرار دارد نزدیک می شود، پس از تماس میکروپیپت با لبه قطره پلیمری با یک نرخ مشخص بالا می رود. در این روش نانولیف در حین تبخیر حلال و در لحظه شروع انجماد کشیده می شود .[2] در این فرایند قطر الیاف تولیدی به نرخ کشش، نرخ خنک سازی یا تبخیر و ماده اولیه وابسته است .[3]
-2-2تولید از قالب3
تولید نانوالیاف با استفاده از قالب یک روش قابل کنترل برای دستیابی به نانوالیاف با ساختارهای مختلف است. این روش با استفاده از قالبی با ساختار متخلخل در ابعاد نانومتری از جنس اکسیدفلزی می شود، در این روش محلول پلیمری در حال انجماد با فشار از قالب متخلخل عبور داده می شود، در واقع انجام این فرایند با تحت فشار قرار دادن محلول پلیمری صورت می گیرد. با تغییر قطر روزنه های قالب فلزی می توان به نانوالیاف با چگالی و قطرهای مختلف دست پیدا کرد.
3-2جدایش فازی4
در این روش ابتدا محلول همگنی از پلیمر و حلال با نسبت های مشخص تهیه می شود، سپس محلول بدست آمده در فریز قرارداده می شود تا محلول پلیمری تبدیل به ژل شود. بعد از تشکیل ژل بمنظور جداکردن پلیمر از حلال و تغییر حلال ظرف حاوی ژل را درون ظرف دیگری غوطه ور می شود، با این کار ژل از حلال جدا شده و درون خشک کن انجمادی5 در محیط خلاء خشک می شود.[3]
