حذف آلاینده شیمیایی سبز مالاشیت از آب با استفاده از هیدروژل سدیم آلژینات حاوی نانو ذرات کادمیم سولفید و روی سولفید بر پایه سدیم آلژینات

سیزدهمین دوره از پروژه های دانش آموزی تبیان نیز با یاری خداوند و حضور پر شور شما دوستان و علاقمندان به پایان رسید اما کار ما هنوز تمام نشده است! این دوره نیز همچون سال های گذشته دوستان بسیاری با ثبت طرح ها و ایده های خلاقانه خود در منوی "پیشنهاد موضوع" ما را در ارتقای تنوع پروژه ها یاری نموده اند. هم چون گذشته بر آن شدیم تا با گردآوری این ایده های جالب، علاوه بر قدر دانی از این دوستان نوآور، زمینه ای را برای ایده پروری سایر پژوهشگران علاقمند فراهم آوریم. فراموش نکنید که ما همیشه منتظر طرح های جدید شما عزیزان هستیم.

نام ایده: حذف آلاینده شیمیایی سبز مالاشیت از آب با استفاده از هیدروژل سدیم آلژینات حاوی نانو ذرات کادمیم سولفید و روی سولفید بر پایه سدیم آلژینات
نام ارائه دهنده/دهند گان: محدثه رسولی، مبینا احمدی
زمینه و نوع پروژه: شیمی
درجه سختی: دشوار
نام مدرسه: دبیرستان دوره اول فرزانگان 6

چکیده پروژه
در این پروژه دانش آموزان تلاش کردند از نانو ذرات در جهت حذف آلاینده آب استفاده نمایند. از مهم ترین خواص نانو ذرات می توان به پدیده جذب سطحی و خواص نوری آن ها مانند اثر فتو کاتالیستی و خاصیت فلوورسانسی اشاره نمود.

مقدمه
هیدروژل ها قادرند بعضا تا چندین برابر وزن خود، آب و مایعات زیستی را جذب کنند. خواص تورمی و واتورمی این مواد آن ها جهت استفاده در حوزه های ساخت حسگر های زیستی، دارورسانی هدفمند و الکترونیک مناسب می سازد. استفاده از سدیم آلژینات به این علت است که این کلوئید یک ماده زیستی غیر قابل هضم می باشد، از این رو می تواند به عنوان یک منبع فیبر غذایی به حساب آید. از پر کابرد ترین پلی ساکارید ها در صنایع غذایی نیز می باشد. از خواص کاربردی آلژینات می توان به توانایی تشکیل ژل، افزایش استحکام بافت ها، پایدار کنندگی، قابلیت تشکیل فیلم، بهبود طعم و بافت مواد غذایی اشاره کرد. آلژینات دارای خواص بسیار مناسب مثل حلالیت بالا، تمایل به ایجاد حالت ژلاتینی با منافذ زیاد، سازگاری زیستی و عدم سمیت است نفوذ ناپذیری به بخار آب و خواص مکانیکی هیدروژل آلژینات در مقایسه با فیلم های مصنوعی، متوسط ارزیابی می گردد. در این پروژه دانش آموزان قصد دارند که میزان حذف رنگینه سبز مالاشیت موجود در پساب ها را توسط هیدروژل نانو چند سازه شامل نانو ذرات را بررسی کرده و تغییر عوامل مختف مانند تغییر دما، غلظت آلاینده، pH و ... را مورد بررسی قرار دهند.

هدف
آلودگی آب یکی از مشکلات و چالش های مهم دنیا و البته کشور ما ایران است. یکی از علل اصلی بیماری ها و مرگ و میر در جهان آلودگی آب است. آب های سطحی و زیر زمینی هر دو در معرض آلاینده های مختلف قرار دارند. در صورتی که آب دارای طعم و بوی نا مطلوبی باشد، نشان دهنده وجود مواد آلاینده در آب است. در نتیجه انتخاب یک ماده شیمیایی جهت تصفیه آب هدف اصلی این طرح می باشد.

روش
برای تهیه هیدروژل بر پایه سدیم آلژینات ابتدا مقداری از ماده متیلن بیس آکریل آمید در آب مقطر حل شده و نام محلول MBA گذاشته شد. سپس آمونیوم پر سولفات درون آب مقطر حل شده و نام این محلول APS گذاشته شد. در مرحله بعد سدیم هیدروکسید در آکریلیک اسید و آب مقطر حل شده تا محلول آکریلیک اسید جزئی خنثی شده ایجاد شود. پلی ساکارید سدیم آلژینات در آب مقطر حل شده تا محلول همگنی حاصل شود. دانش آموزان محلول سدیم آلژینات را زیر هود قرار داده و با استفاده از یک همزن مکانیکی در یک حمام آب شروع به همزدن کردند. بعد از همگن شدن محلول آمونیوم پرسولفات به محلول سدیم آلژینات اضافه شد. همزدن را ادامه داده و محلول MBA به مخلوط اضافه گردید و محلول آکریلیک اسید جزئی خنثی شده به مخلوط اضافه شد و عمل همزدن ادامه پیدا کرد. بالا آمدن سطح محلول و غلیظ تر شدن آن نشانه تشکیل هیدروژل است.

مهارت های کسب شده
1. آشنایی با شیوه انجام کار گروهی
2. آشنایی با شیوه های جستجو در اینترنت
3. آشنایی با شیوه انجام پژوهش و نوشتن مقاله
4. آشنایی با نحوه ارائه گزارش عملکرد
5. آشنایی با روش ایده یابی (توفان مغزی)
6. آشنایی با مهارت کاربرد ابزار و وسایل مورد نیاز
7. آشنایی با پروپوزال نویسی
8. آشنایی با نحوه انجام آزمایش

دانش آموزان در پژوهش حاضر در پی حذف چه آلاینده هایی بودند؟ مالاشیت
1. مالاشیت
2. کربن
3. متان
4. هیچکدام

مطالب مرتبط:
بررسی نانو ذرات و نانو حسگرهای شیمیایی و زیستی و تاثیر آن در دارورسانی در ریه
ویروسی که به عنوان نانوراکتور، هیدروژن تولید می کند

تهیه کننده: مهدی رحمانی - تنظیم کننده: محبوبه همت