به گزارش ایسنا، ترکیبات آلی فرار (VOCs) مانند تولوئن، بنزن و زایلن، از جمله آلودگی‌های مهم هوا محسوب می‌شوند. این ترکیبات از منابع مختلفی مانند پالایشگاه‌ها، صنایع پتروشیمی و کارخانجات رنگ و چسب به هوا منتشر می‌شوند و حتی در غلظت‌های پایین نیز می‌توانند اثرات جدی بر سلامت انسان و محیط زیست داشته باشند. تولوئن، یکی از این ترکیبات، ماده‌ای سمی و محرک است که می‌تواند به مشکلاتی مانند اختلالات عصبی و ضعف عمومی منجر شود. اگرچه این ماده نسبت به بنزن سمیت کمتری دارد، اما همچنان در ترکیب با سایر مواد می‌تواند خطرات قابل توجهی ایجاد کند. از این رو، حذف این ترکیبات از هوا به یکی از چالش‌های مهم در زمینه بهداشت عمومی تبدیل شده است.

روش‌های مختلفی برای حذف ترکیبات آلی فرار از هوا توسعه یافته‌اند، اما هر یک از این روش‌ها دارای مزایا و معایب خاصی هستند. به عنوان مثال، اکسیدکننده‌های حرارتی کاتالیستی می‌توانند این ترکیبات را به طور مؤثری از بین ببرند، اما هزینه‌های عملیاتی بالایی دارند. از سوی دیگر، فوتوکاتالیست‌ها می‌توانند تنها تا حدی این ترکیبات را تجزیه کنند و در نهایت ممکن است محصولات باقیمانده روی سطح آن ها باعث کاهش کارایی و حتی مسمومیت شود. در این میان، روش جذب به عنوان یکی از مؤثرترین و کم‌هزینه‌ترین روش‌ها برای حذف VOCs به ویژه در غلظت‌های پایین مطرح است. این روش بر انتخاب جاذب‌های مناسب تمرکز دارد که بتوانند با کارایی بالا و هزینه مناسب این مواد مضر را از هوا جذب کنند.

در این راستا، تیمی از پژوهشگران ایرانی از دانشگاه علوم پزشکی شهید بهشتی و دانشگاه یزد، تحقیقی را با هدف بررسی حذف بخارات تولوئن از هوا انجام داده‌اند. این محققان با استفاده از چارچوب‌های آلی-فلزی (MOFs) که به دلیل ساختار متخلخل خود در جذب مواد شیمیایی کارایی بالایی دارند، به دنبال روشی کارآمد برای کاهش تولوئن در محیط‌های صنعتی و شهری بوده‌اند. این پژوهشگران در تلاش‌اند تا با استفاده از این جاذب‌های نوین، روشی ساده و مؤثر برای پاکسازی هوا از تولوئن ارائه دهند.

در این پژوهش، محققان از یک نوع خاص از چارچوب‌های آلی-فلزی به نام ZIF-۸ استفاده کردند. این ماده به روش سنتز درجا تولید شده و ساختار آن با استفاده از آزمون‌های متعددی مانند پراش اشعه X و میکروسکوپ الکترونی مورد بررسی قرار گرفته است. سپس عملکرد جذب تولوئن توسط این ماده در فاز گازی با استفاده از یک سیستم جذب دینامیکی در مقیاس آزمایشگاهی ارزیابی شده است. این روش‌ها به محققان امکان داده تا کارایی ZIF-۸ در جذب تولوئن را با دقت بررسی کرده و میزان کارایی آن را به دست آورند.

نتایج حاصل از این پژوهش نشان داد که ماده ZIF-۸ می تواند با موفقیت بخارات تولوئن را جذب کند. در آزمایش‌های انجام‌شده، این جاذب در دمای ۳۰.۵ درجه سانتی‌گراد و رطوبت نسبی ۳۳ درصد، توانسته است به میزان حدود ۳۰۰۰ میلی‌گرم تولوئن را به ازای هر گرم از جاذب جذب کند. این نتایج نشان‌دهنده ظرفیت بالای این ماده در حذف تولوئن از هوا است. همچنین راندمان حذف اولیه این جاذب نیز بسیار بالا بوده و به حدود ۹۰ درصد رسیده است.

با توجه به نتایج به دست آمده، می‌توان نتیجه گرفت که چارچوب آلی-فلزی ZIF-۸ دارای ظرفیت جذب بالایی برای تولوئن است و می‌تواند به عنوان یک جاذب مؤثر در فرایندهای پاکسازی هوا مورد استفاده قرار گیرد. زمان شکست و تجزیه این جاذب نیز نسبتاً طولانی بوده و این امر نشان می‌دهد که ZIF-۸ می‌تواند در مقیاس صنعتی نیز کارایی خوبی از خود نشان دهد. به همین دلیل، استفاده از این ماده در فرایندهای تصفیه هوای صنعتی می‌تواند به بهبود کیفیت هوا و کاهش خطرات ناشی از تولوئن کمک کند.

بر اساس یافته های مطالعه فوق، جاذب مورد اشاره حتی پس از شش بار استفاده نیز همچنان توانست تا حدود ۸۵ درصد از ظرفیت اولیه خود را حفظ کند که نشان‌دهنده دوام بالای آن است. این ویژگی‌ها ZIF-۸ را به یکی از جاذب‌های امیدوارکننده برای کاربردهای صنعتی تبدیل کرده است.

شایان ذکر است، این یافته های پژوهشی در فصل‌نامه «ارتقای ایمنی و پیشگیری از مصدومیت‌ها» که وابسته به دانشگاه علوم پزشکی شهید بهشتی است، منتشر شده اند. این نشریه به انتشار مقالات علمی با محوریت ایمنی و بهداشت عمومی می‌پردازد و این پژوهش نیز به عنوان یکی از دستاوردهای مهم در زمینه پاکسازی هوا و بهبود کیفیت آن در این فصل‌نامه منتشر شده است.

انتهای پیام