غشاهای برپایه مکسین در تصفیه آب : روش های تهیه، خواص و کاربرد

وجود حیات روی زمین به دسترس پذیری آب بستگی دارد. رشد سریع جمعیت، توسعه صنعتی و کمبود منابع آب شیرین، جامعه بشری را با چالش جهانی کمبود آب روبه رو کرده است. انتظار می رود، تقاضای جهانی آب از هم اکنون تا سال ۲۰۴۰، بین  %۲۰ تا %۳۰ افزایش یابد. به منظور مقابله با این مشکل، فرایندهای مختلفی در تصفیه آب به کار گرفته شدند. در این میان، جداسازی غشایی به دلیل کیفیت زیاد آب تولیدی، کارکرد آسان، قابلیت کار در شرایط ملایم و مصرف کم انرژی می تواند فناوری مناسبی برای مقابله با این چالش باشد. زیرا، سایر فناوری ­های رایج برای تصفیه آب مانند تقطیر، به مصرف انرژی زیادی نیاز دارد و این فناوری ­ها نمی­ توانند تقاضای جهانی برای آب شیرین را برآورده کنند. از میان فرایندهای غشایی مختلف، اسمز معکوس فناوری کارآمد در حذف یون های نمک از آب شور برای دستیابی به آب آشامیدنی است. در روش­ های جداسازی غشایی، انتخاب ماده مناسب به عنوان غشا بسیار مهم است، زیرا خواص فیزیکی، شیمیایی، مکانیکی و عملکرد جداسازی سامانه غشایی (نفوذ آب، گزینش پذیری و پس زنی نمک) به شدت به نوع ماده انتخاب شده بستگی دارد. بنابراین، توسعه مواد غشایی جدید برای نمک زدایی، همچنان مورد توجه و علاقه پژوهشگران است تا عملکرد غشاها را در جهت نمک زدایی بهبود بخشند. نانوصفحه های مکسین (نیترید و کاربید فلزات واسطه) دسته جدیدی از مواد دوبعدی با ساختارهای گرافن مانند هستند که خواص منحصربه فردی از جمله سطح بزرگ، فضای بین لایه­ای باریک، آب­دوستی و گروه ­های عاملی سطحی زیاد و خواص فیزیکی، شیمیایی و مکانیکی مناسب دارند. این ترکیبات به تنهایی به عنوان ساختارهای غشایی جدید و نیز به عنوان نانومواد در بهبود خواص پلیمرهای استفاده شده در فرایندهای غشایی، برای اهداف جداسازی غشایی از اهمیت ویژه­ای برخوردارند. بدین منظور در مقاله حاضر، اطلاعات جامعی درباره ترکیبات مکسین، روش ­های سنتز، گروه­ های عاملی سطحی، تهیه غشای مکسین و غشاهای بر پایه مکسین با تمرکز بر استفاده از آن ها در فناوری ­های تصفیه آب معرفی شده است.

Keywords:

"نانومواد دوبعدی" , "مکس فاز" , "مکسین" , "غشا" , "نمک زدایی"