راهکارهای نوین نانو برای تصفیه آب: آیندهای پاکتر
راهکارهای نوین نانو برای تصفیه آب: آیندهای پاکتر
آب بهعنوان منبعی حیاتی و گرانبها برای حیات موجودات زنده و توسعه پایدار جوامع انسانی، نقش مهمی در زندگی بشر ایفا میکند. با افزایش جمعیت و فعالیتهای صنعتی و کشاورزی، آلودگی آب و کمبود منابع آبی بهعنوان چالشی جهانی در قرن 21 مطرح شده است. روشهای سنتی تصفیه آب با محدودیتهای زیادی مواجه هستند و توانایی حذف کامل آلایندهها را ندارند. نانوفناوری با ارائه رویکردهای نوین و پیشرفته، توانسته است با استفاده از نانومواد، به حل مشکلهای موجود در تصفیه آب کمک کند. این مقاله به بررسی کاربردهای نانوفناوری در ارزیابی و تصفیه کیفیت آب میپردازد. روشهای مختلفی برای سنتز و استفاده از نانومواد در تصفیه آب وجود دارد. نانومواد بر پایه کربن مانند فولرن، نانولولههای کربنی و گرافن و همچنین نانومواد اکسید فلزی مانند تیتانیوم دیاکسید و روی اکسید، به دلیل ویژگیهای منحصربهفرد خود در جذب و تجزیه آلایندهها مورد توجه قرار گرفتهاند. این نانومواد با استفاده از روشهای جذب، فوتوکاتالیست، فیلتراسیون غشایی و ضدعفونیکردن، عملکرد بهتری نسبت به روشهای سنتی نشان داده و توانستهاند محدودیتهای موجود را رفع کنند. در نتیجه، نانوفناوری با ارائه راهکارهای پیشرفته و کارآمد، میتواند بهطور قابل توجهی در بهبود کیفیت آب و حل چالشهای مرتبط با تصفیه آب نقش داشته باشد. نانوحسگرها و نانومواد، قابلیت شناسایی و حذف آلایندهها را بهطور دقیق و سریع فراهم میکنند و نقش مهمی در بهبود کیفیت آب دارند. با توسعه فناوریهای نوین بر پایه نانومواد، میتوان به اهداف بلندمدت بهداشت و تأمین آب پایدار دست یافت و کیفیت زندگی بشری را بهبود بخشید.
سرفصلها:
سرفصلها:
- مقدمه
- اهمیت آب
- آب و آلایندهها
- روشهای متداول تصفیه آب و محدودیتها
- نانوفناوری و برتریهای آن
- کاربردهای نانوفناوری برای ارزیابی کیفیت آب
- دستهبندی نانومواد
- سنتز و مشخصهیابی
- سازوکار تصفیه فاضلاب بر پایه نانومواد
- بحث و نتیجهگیری
لطفا برای مشاهده متن کامل مقاله ابتدا وارد سایت شوید
منابـــع و مراجــــع
۱ - Ahmed, S. F., Mofijur, M., Ahmed, B., Mehnaz, T., Mehejabin, F., Maliat, D., ... & Shafiullah, G. M. (2022). Nanomaterials as a sustainable choice for treating wastewater. Environmental Research, 214, 113807.
۲ - Aydin, D., Gübbük, İ. H., & Ersöz, M. (2024). Recent advancesapplications of nanostructured membranes in water purification. Turkish Journal of Chemistry, 48(1), 1-20.
۳ - Bhalla, L., Saxena, A., Sharma, P., Gupta, T., Krishna, P., & Vyas, A. (2024). Enhanced Water Treatment using Sustainable nanomaterial-based Adsorbents. In E3S Web of Conferences (Vol. 547, p. 03027). EDP Sciences.
۴ - Boretti, A., & Rosa, L. (2019). Reassessing the projections of the world water development report. NPJ Clean Water, 2(1), 15.
۵ - Chauhan, R., Kale, S. S., Ashokkumar, M., Rathore, D., & Chaudhary, I. J. (2024). Nanotechnology a Smart Water Management Technology to Provide Clean WaterSanitation. In Sustainable Development Goals (pp. 95-111). CRC Press.
۶ - Chitnis, Aayush. (2024). Nanotechnology for Water Filtration. International Journal of ScienceResearch (IJSR). 13. 1094-1100. 10.21275/SR24516215746.
۷ - Connor, R. (2015). The United Nations world water development report 2015: water for a sustainable world (Vol. 1). UNESCO publishing.
۸ - Das, R., Ali, M. E., Abd Hamid, S. B., Ramakrishna, S., & Chowdhury, Z. Z. (2014). Carbon nanotube membranes for water purification: A bright future in water desalination. Desalination, 336, 97-109.
۹ - Deng, A., Yin, Y., Liu, Y., Xu, Y., He, H., Yang, S., ... & Li, S. (2023). Unlocking the potential of MOF-derived carbon-based nanomaterials for water purification through advanced oxidation processes: a comprehensive review on the impact of process parameter modulation. SeparationPurification Technology, 318, 123998.
۱۰ - Dhull, P., Saini, N., Aamir, M., Parveen, S., & Husain, S. (2024). Function of nanomaterials in the treatment of emerging pollutants in wastewater. DetectionTreatment of Emerging Contaminants in Wastewater, 93-112.
۱۱ - Droepenu, E. K., Wee, B. S., Chin, S. F., Kok, K. Y., & Maligan, M. F. (2022). Zinc oxide nanoparticles synthesis methodsits effect on morphology: A review. Biointerface Res. Appl. Chem, 12, 4261-4292.
۱۲ - Ealia, S. A. M., & Saravanakumar, M. P. (2017, November). A review on the classification, characterisation, synthesis of nanoparticlestheir application. In IOP conference series: materials scienceengineering (Vol. 263, No. 3, p. 032019). IOP Publishing.
۱۳ - Fanourakis, S. K., Peña-Bahamonde, J., Bandara, P. C., & Rodrigues, D. F. (2020). Nano-based adsorbentphotocatalyst use for pharmaceutical contaminant removal during indirect potable water reuse. NPJ Clean Water, 3(1), 1.
۱۴ - Gehrke, I., Geiser, A., & Somborn-Schulz, A. (2015). Innovations in nanotechnology for water treatment. Nanotechnology, scienceapplications, 1-17.
۱۵ - Gill, S. S., Goyal, T., Goswami, M., Patel, P., Das Gupta, G., & Verma, S. K. (2023). Remediation of environmental toxicants using carbonaceous materials: opportunitychallenges. Environmental SciencePollution Research, 30(27), 69727-69750.
۱۶ - Jyoti, A., & Tomar, R. S. (2017). Detection of pathogenic bacteria using nanobiosensors. Environmental Chemistry Letters, 15(1), 1-6.
۱۷ - Khan, N. A., Khan, S. U., Ahmed, S., Farooqi, I. H., Dhingra, A., Hussain, A., & Changani, F. (2019). Applications of nanotechnology in waterwastewater treatment: A review. Asian Journal of Water, EnvironmentPollution, 16(4), 81-86.
۱۸ - Lingamdinne, L. P., Koduru, J. R., Roh, H., Choi, Y. L., Chang, Y. Y., & Yang, J. K. (2016). Adsorption removal of Co (II) waste-water using graphene oxide. Hydrometallurgy, 165, 90-96.
۱۹ - Mhadhbi, M., Abderazzak, H., & Avar, B. (2023). Synthesisproperties of titanium dioxide nanoparticles. In Updates on Titanium Dioxide. IntechOpen.
۲۰ - Mondal, P., Nandan, A., Ajithkumar, S., Siddiqui, N. A., Raja, S., Kola, A. K., & Balakrishnan, D. (2023). Sustainable application of nanoparticles in wastewater treatment: Fate, current trend & paradigm shift. Environmental Research, 232, 116071.
۲۱ - Mustafa, F., Hassan, R. Y., & Andreescu, S. (2017). Multifunctional nanotechnology-enabled sensors for rapid capturedetection of pathogens. Sensors, 17(9), 2121.
۲۲ - Olawade, D. B., Wada, O. Z., Fapohunda, O., Egbewole, B. I., Ajisafe, O., & Ige, A. O. (2024). Nanoparticles for microbial control in water: mechanisms, applications,ecological implications. Frontiers in Nanotechnology, 6, 1427843.
۲۳ - OS, Job & JD, Bala & AN, Abubakar & A, Mustapha & OM, Innocent & NN, Friday. (2024). Nanotechnology in Water Quality: Assessment Application for Microbial DetectionControl. Open Access Journal of Microbiology & Biotechnology. 9. 1-4. 10.23880/oajmb-16000308.
۲۴ - Parveen, S., Husain, S., Husain, M., & Zulfequar, M. (2024). Tailoring SWCNTs surface morphology using PEI for highly ivestable detection of Cu2+ heavy metal ion: a nanosensing platform. International Journal of Environmental Analytical Chemistry, 104(8), 1855-1868.
۲۵ - Parveen, S., Saifi, S., Akram, S., Husain, M., & Zulfequar, M. (2022). ZnO nanoparticles functionalized SWCNTs as highly sensitive SERS substrate for heavy metal ions detection. Materials Science in Semiconductor Processing, 149, 106852.
۲۶ - Prasad, A. (2024). Conceptual Nanotechnology for DesalinationWater Purification. Knowledgeable Research: A Multidisciplinary Peer-Reviewd Refereed Journal, 2(10), 107-114.
۲۷ - Qu, X., Alvarez, P. J., & Li, Q. (2013). Applications of nanotechnology in waterwastewater treatment. Water research, 47(12), 3931-3946.
۲۸ - Rashid, J., Barakat, M. A., Salah, N., & Habib, S. S. (2014). Ag/ZnO nanoparticles thin films as visible light photocatalysts. RSC advances, 4(100), 56892-56899.
۲۹ - Reddy, B. L., Jatav, H. S., Rajput, V. D., Minkina, T., Ranjan, A., Harikrishnan, A., ... & Prasad, R. (2022). Nanomaterials Based Monitoring of Food‐and Water‐Borne Pathogens. Journal of Nanomaterials, 2022(1), 9543532.
۳۰ - Saylan, Y., & Denizli, A. (2020). Virus detection using nanosensors. In Nanosensors for smart cities (pp. 501-511). Elsevier.
۳۱ - Sposito, A. J., Kurdekar, A., Zhao, J., & Hewlett, I. (2018). Application of nanotechnology in biosensors for enhancing pathogen detection. Wiley Interdisciplinary Reviews: NanomedicineNanobiotechnology, 10(5), e1512.
۳۲ - Sun, Y., Fang, L., Wan, Y., & Gu, Z. (2018). Pathogenic detectionphenotype using magnetic nanoparticle-urease nanosensor. SensorsActuators B: Chemical, 259, 428-432.
۳۳ - Tovar-Lopez, F. J. (2023). Recent progress in micro-and nanotechnology-enabled sensors for biomedicalenvironmental challenges. Sensors, 23(12), 5406.
۳۴ - WHO, 2012. Progress on Drinking WaterSanitation. 2012 Update.
