Abstract:
با افزایش صنایع و صنعتی شدن جوامع آلودگیهای آب تشدید و نیاز به فرآیندهای تصفیه آب و فاضلاب و مواد افزایش پیدا کرده است. در این زمینه MXenes به عنوان گروهی جدید از مواد دو بعدی که بهعنوان نانوصفحات فلزی عاملدار شده کاربیدی/نیتریدی نیز شناخته میشوند به دلیل ویژگیهای منحصر به فرد و دامنه کاربردهای بالقوه صنعتی، توجه جهانی محققان را به خود جلب کردهاند. در این مطالعه ضمن بررسی روند سنتز مکسین و معرفی ساختارهای متنوع آن، مشخص شد که MXene به دلیل وجود سطح ویژهی بالا ساختارهای صفحهای، خاصیت آبدوستی بالا و احیای مناسب ترکیب مناسبی برای جداسازی نیتراتها و همینطور توقف رشد باکتریها ایجاد میکند. همچنین استفاده از آنها در حذف رنگها باعث افزایش پایداری ساختار غشایی و جلوگیری از انباشتگی ذرات میشود. علاوه بر این، mxeneها به دلیل سرعت جذب بالا و گزینشپذیری مناسب، میتوانند به خوبی در جداسازی پسماندهای هستهای به کار گرفته شوند.
With the increase of industries and industrialization of societies, water pollution has intensified and the need for water, wastewater and materials treatment processes has increased. In this regard, MXenes as a new group of two-dimensional materials, also known as carbide / nitride functionalized metal nanosheets, have attracted the global attention of researchers due to their unique properties and range of potential industrial applications. In this study, meanwhile examining the synthesis of MXene and introducing its various structures, it was found that MXene, due to the high specific surface area of plate structures, high hydrophilicity and proper regeneration creates a suitable combination for nitrate separation as well as inhibition of bacterial growth. Also, their use in removing dyes increases the stability of the membrane structure and prevents the agglomeration of particles. In addition, MXene can be well used in the separation of nuclear waste due to its high adsorption rate and good selectivity.
Machine summary:
در شکل ٢ شماتيکي از نحوه تشکيل ساختار لايه اي MXene و نحوه قرارگيري لايه ها قبل و بعد از عمليات حکاکي شدن توسط HCl و LiF نشان داده شده است ؛ صفحات لايه اي پس از عمليات اولتراسونيک به صورت صفحات MXene به دست ميآيند (٢٠١٨ ,Schauer &Mayerberger, Street, McDaniel, Barsoum, ).
به طورکلي گروه هاي عاملي، ساختار صفحه اي نازک و نانوکانال هاي درون لايه اي MXene، پتانسيل جداسازي مواد و فرآيند نم زدايي از محلول اتانول و متانول را افزايش ميدهد (٢٠١٨ ,Cui &Xu, Liu, Ye, Jin, ;٢٠١٩ ,Wei &Wu, Ding, Lu, Deng, ).
گزارش ها فراواني مبني بر استفاده از TiCTx٣٢ در تصفيه فاضلاب ها گزارش شده است ( ;٢٠١٩ ,Mahmoud &Rasool, Pandey, Rasheed, Berdiyorov, ٢٠١٨ ,.
از ديگر ترکيبات مشابه ميتوان به ترکيب کامپوزيتي MXene و پلياتر سولفون (PES) اشاره کرد، ساختار لايه اي TiAlC٣٢ نشان داده شده در شکل ٤ که با روش حکاکي کردن لايه مکس بدست آمده درحضور PES بسيار آب دوست بوده و غشاي بدست آمده براي کاربردهاي فيلتراسيون رنگ هاي سمي مانند رنگ قرمز (٩٢/٣%) و رنگ بنفش (٨٠/٣%) و نمک هاي معدني در فرآيند تصفيه آب عملکرد مناسبي از خود نشان داده است (٢٠١٧ ,Zhang &Han, Ma, Xie, Teng, ).
علاوه بر اين ، حذف آلاينده هاي آلي توسط جذب گاز در MXene براي جذب آلاينده هاي هوا مانند مولکول هاي عطر نيز بررسي شده است (٢٠١٩ ,Lee &Ciou, Li, ).