استفاده از پسماندهای كشاورزی و صنعتی برای تولید ماده ای باارزش
تولید گرافیت از ضایعات چوب، تایر و کاه
کنکوری: گرافیت ماده ای باارزش و پرکاربرد در صنعت است که عمدتا از منابع تجدیدناپذیر مانند نفت و زغال سنگ به دست می آید. اما استخراج این منابع علاوه بر هزینه های بالا، اثرات زیست محیطی قابل توجهی دارد. در همین جهت، گروهی از محققان ایرانی راهی برای تولید گرافیت از مواد دورریختنی مانند پسماند چوب، تایرهای فرسوده و کاه یافته اند.
به گزارش کنکوری به نقل از ایسنا، امروزه بیشتر گرافیت مورد استفاده در صنایع، از منابع فسیلی به دست می آید که علاوه بر محدودیت های تامین، فرآوری آنها نیازمند انرژی بالایی است. از طرفی، گرافیت در صنایع الکترونیک، خودروسازی، تولید باتری و بسیاری دیگر کاربرد دارد، به این علت تقاضای آن روزبه روز درحال افزایش است. این موضوع، محققان را بر آن داشته تا بدنبال روش های جایگزین و پایدارتری برای تولید گرافیت باشند. یکی از گزینه های موردتوجه، استفاده از مواد زیست توده ای مانند ضایعات کشاورزی و صنعتی است که به وفور در طبیعت یافت می شوند و می توانند جایگزین مناسبی برای مواد اولیه فسیلی باشند.
زیست توده ها، همچون کاه، چوب و برخی پسماندهای صنعتی، حاوی درصد بالایی از کربن هستند. این خاصیت آنها را به گزینه ای مناسب برای تولید گرافیت مبدل می کند. هم اکنون، بخش عمده ای از این مواد بدون استفاده باقی می مانند یا سوزانده می شوند که نه فقط هدررفت منابع را بدنبال دارد، بلکه سبب آلودگی محیط زیست نیز می شود. با بهره گیری از این ضایعات برای تولید گرافیت، علاوه بر کاهش وابستگی به منابع فسیلی، می توان میزان آلودگی را نیز به حداقل رساند.
در همین راستا، مرتضی قلی زاده، دانشیار دانشکده مهندسی شیمی و نفت دانشگاه تبریز، همراه با یکی از همکاران خود و با همکاری دانشگاه محقق اردبیلی، پژوهشی را جهت بررسی امکان تولید گرافیت از ضایعات چوب صنوبر، تایر و کاه انجام داده اند. آنها در این پژوهش بدنبال راهکاری بوده اند که با بهره گیری از این مواد زائد، گرافیتی با خاصیت های مطلوب و کاربردی تولید شود.
برای انجام این مطالعه، نمونه هایی از چوب صنوبر، تایرهای فرسوده و کاه در دماهای مختلف بین ۵۰۰ تا ۸۰۰ درجه سانتی گراد و در مدت زمان ۲۰ دقیقه حرارت داده شدند. این پروسه که اصطلاحاً «تفکافت» نامیده می شود، موجب تبدیل مواد آلی به کربن می شود. محققان در این مطالعه بررسی کردند که تغییر دما چه تأثیری بر کیفیت و ساختار ماده تولیدشده دارد.
نتایج این پژوهش نشان دادند که هرچه دمای تفکافت افزایش یابد، میزان کربن در ماده غائی بیشتر شده و در عوض، میزان عناصر دیگر مانند هیدروژن، نیتروژن، گوگرد و اکسیژن کاهش پیدا می کند. همچنین، بررسی ساختار مواد به دست آمده نشان داد که در دمای ۸۰۰ درجه سانتی گراد، ساختار کربنی شکل گرفته شباهت بیشتری به گرافیت تجاری دارد.
بررسی های انجام شده با روش های طیف سنجی و پراش پرتو ایکس نشان داد که در دماهای بالا، ترکیبات آروماتیک (حلقه های کربنی منظم) در ماده غائی بیشتر شده و این امر سبب افزایش کیفیت گرافیت تولیدی شده است. همچنین، آزمایش های حرارتی مشخص کرد که ماده تولیدشده در دمای بالاتر، پایداری حرارتی بیشتری دارد و در مقابل حرارت مقاوم تر است.
اهمیت این یافته ها در آنست که نشان می دهند می توان از ضایعاتی که به طور معمول به عنوان زباله درنظر گرفته می شوند، برای تولید یک ماده باارزش صنعتی استفاده کرد. این تکنیک نه فقط به کاهش هزینه های تولید گرافیت کمک می نماید، بلکه از نظر زیست محیطی نیز روشی پایدارتر شمرده می شود.
از سوی دیگر، استفاده از منابع تجدیدپذیر برای تولید گرافیت می تواند وابستگی صنایع به مواد اولیه فسیلی را کاهش داده و به توسعه پایدار کمک نماید.
نتایج این مطالعه در فصلنامه «پژوهش های کاربردی در شیمی» وابسته به دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران شمال، انتشار یافته اند. انتشار این نتایج می تواند زمینه ساز تحقیقات بیشتر و گسترش استفاده از مواد تجدیدپذیر در تولید گرافیت و سایر مواد کربنی باشد.
منبع: konkoorist.ir
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان کنکوری در مورد این مطلب
نظر شما در مورد این مطلب کنکوری
نام:
ایمیل:
نظر:
سوال:
= ۶ بعلاوه ۲