كاربرد مواد برپايه نيتريد كربن گرافيتي براي حذف آلاينده‌هاي سرطان‌زا از فاضلاب

Application of materials based on graphite carbon nitride to remove carcinogenic pollutants from wastewater

حذف فلزات سنگين از محلول‌هاي آبي در راستاي پايداري زيستي و سلامت عمومي جامعه از اهميت زيادي برخوردار است. مسموميت ناشي از وجود فلزات سنگين در آب از قبيل سرب مي‌تواند آسيب جدي به سامانه اعصاب مركزي، كليه، كبد و دستگاه توليد مثل ‌‌‍ وارد نمايد. از طرفي با بررسي ميزان بالاي ابتلا به سرطان در جوامع در حال توسعه كه از انواع آلاينده‌هاي آب و خاك رنج مي‌برند، مي‌توان به رابطه معنادار بين نرخ ابتلا به سرطان و حضور فلزات سنگين در محيط زيست پي برد. از بين روش‌هاي مختلف جداسازي از قبيل الكتروليز، جذب و استفاده از فوتوكاتاليست، روش جذب به‌دليل سادگي، هزينه پايين و گستردگي كاربرد از امتيازات بيش‌تري برخوردار بوده و مؤثرتر است. جاذب‌هاي متعددي از قبيل نانو لوله‌هاي كربني، گل معدني، زئوليت، بنتونيت طبيعي و مصنوعي و گرافن به‌طور گسترده‌اي براي حذف آلودگي از فاضلاب مورد استفاده قرار گرفته‌اند. در اين ميان كربن نيتريد به‌عنوان يك كاتاليست بدون فلز كه اتم‌هاي نيتروژن را در ساختار كربن داراست، توجه بسياري را برانگيخته است. g-C3N4 پايدارترين آلوتروپ نيتريد كربن در دماي محيط است. استفاده از g-C3N4 به‌عنوان ماده جاذب جذابيت‌هاي زيادي دارد. از طرفي اين ماده با داشتن خاصيت فتوكاتاليستي قابليت حذف فتوكاتاليستي كروم شش ظرفيتي را نيز دارا است. اما براي بهبود خصوصيات g-C3N4 مي‌توان اصلاحاتي از قبيل اضافه كردن مواد مختلف به سطح يا داخل لايه‌هاي g-C3N4 انجام داد. اكسيدهاي فلزي مانند SnO2، Fe2O3 يا SnO2/Fe2O3 از جمله موادي هستند كه مي‌توانند باعث منحصر‌به‌فرد شدن خصوصيات g-C3N4 شوند.

Removal of heavy metals from aqueous solutions is extremely important in terms of biological sustainability and general health of the society. Poisoning caused by the presence of heavy metals in water such as lead can cause serious damage to the central nervous system, kidney, liver and reproductive system. On the other hand, by examining the high rate of cancer in developing societies that suffer from various water and soil pollutants, it is possible to find a significant relationship between the rate of cancer and the presence of heavy metals in the environment. Among the different separation techniques, such as electrolysis, absorption and the use of photocatalyst, the absorption technique has more advantages and is more effective due to its simplicity, low cost, and widespread use. Various adsorbents such as carbon nanotubes, mineral mud, zeolite, natural and artificial bentonite, and graphene have been widely used to remove pollution from wastewater. Meanwhile, carbon nitride as a metal-free catalyst that has nitrogen atoms in the carbon structure has attracted a lot of attention. g-C3N4 is the most stable allotrope of carbon nitride at ambient temperature. The use of g-C3N4 as absorbent material has many attractions. Besides, by having Photocatalytic specification it can remove hexavalent chromium from waste waters. However, to improve the properties of g-C3N4, modifications such as adding different materials to the surface or inside the layers of g-C3N4 can be done. Metal oxides such as SnO2, Fe2O3 or SnO2/Fe2O3 are among others that can make the properties of g-C3N4 unique.