نانو مواد گرافن- بنیان و کاربرد آن‌ها در حذف مواد رنگزا از محلول آبی

آلودگی محیط زیست یکی از مسائل مهمی است که با صنعتی شدن سریع جوامع، افزایش تصاعدی جمعیت و شهرسازی بدون برنامه با آن روبرو هستیم. مواد رنگزا، آلاینده‌های مهم محیط زیست هستند که به دلیل سمی بودن، جهش‌زایی، و سرطان‌زایی، حیات حیوانات، انسان‌ها و میکروارگانیسم‌ها را در معرض خطرات جدی قرار می دهند. از این رو حذف آن‌ها از فاضلاب های صنعتی و خانگی بسیار مورد توجه است. جذب سطحی به دلیل انعطاف‌پذیری، طراحی و اجرای ساده، و کارایی بالا بر سایر تکنیک‌های رنگ‌زدایی ارجحیت دارد. پیشرفت‌های عظیم در علم و فن‌آوری نانو، سنتز نانو جاذب‌های ممتاز و موثری را امکان‌پذیر می‌سازد که به گسترش سامانه‌های جذب سطحی برای تصفیه‌ی آب/ پساب کمک می‌کند. در سالیان اخیر، کاربرد مواد گرافن بنیان به عنوان موادی نوید بخش در فرایند جذب سطحی مورد بررسی قرار گرفته است. مساحت بسیار بالای سطح، الکترون‌های پای π نامستقر، و خواص شیمیایی قابل تنظیم، استفاده از گرافن و مواد وابسته به آن را به عنوان جاذب مطلوب ساخته است. در این مقاله، به اختصار، جدیدترین روش های سنتز مواد گرافن بنیان نظیر گرافن اکسید، گرافن اکسید کاهش یافته، و نانوکامپوزیت‌های آن ها بیان می‌شود. علاوه براین، مروری بر کاربردهای بالقوه‌ی این نانو مواد کم هزینه و بادوام برای حذف مواد رنگزا از سامانه‌های آبی ارائه می‌شود. در نهایت، چالش‌های موجود در این حوزه‌ی تحقیقاتی به منظور شناخت مسیرهای آتی در آلودگی‌زدایی و احیای پساب‌ها مورد بررسی قرار می‌گیرد.

Graphene- based nanomaterials and their application in the removal of dyes from aqueous solution

Environmental pollution is one of the considerable issues that we are encountered by rapid industrialization, exponential population growth, and incompetently planned urbanization. Dyes are momentous pollutants which due to toxicity, carcinogenesis, and mutagenesis lead to producing major perils to the human and other animals and microorganisms. Therefore, their removal from industrial and household effluents before discharge into the environment requires drastic attention. Adsorption is superior to other decholorization techniques because of simple design, easy operation, and high efficiency. Tremendous progresses in nanoscience and nanotechnology, enabling the synthesis of prominent and effective nanoadsorbents, have led to the enlargement of a variety of novel adsorption systems. In the past few years, graphene based materials as the promising materials have been extensively explored for adsorption applications. The extremely high surface area, large delocalized pi π electrons and tunable chemical properties of graphene and its related materials make them intriguing for use as adsorbents. In this paper, the most recent synthesis methods of graphene based materials such as graphene oxide, and nanocomposites of them, are briefly described. Additionally, an overview of the potential applications of these viable and inexpensive nanomaterials for removal of dyes form aquatic systems involved in this research field is examined to identify future trends in the decontamination and reclamation of wastewater.