مطالعه مروری تصفیه پساب‌های صنعتی مبتنی بر نانو ذرات مکسین

نانوذرات مکسین‌ به‌عنوان نسل جدیدی از نانومواد دوبعدی، در سال‌های اخیر توجه بسیاری در زمینه‌ی تصفیه آب و پساب به خود جلب کرده‌اند. ساختار لایه‌ای، رسانایی الکتریکی بالا و وجود گروه‌های عاملی فعال در سطح، موجب شده است این مواد عملکردی ممتاز در حذف انواع آلاینده‌ها از جمله فلزات سنگین، ترکیبات آلی مقاوم، داروها و میکروپلاستیک‌ها داشته باشند. فرآیند حذف در مکسین‌ها از طریق مکانیزم‌هایی چون برهم‌کنش‌های الکترواستاتیکی، تبادل یونی، جذب فیزیکی و شیمیایی و تشکیل پیوندهای پایدار سطحی انجام می‌شود. اصلاح سطح مکسین‌ها یا ترکیب آن‌ها با مواد پلیمری و اکسیدی می‌تواند ظرفیت جذب، پایداری و کارایی فتوکاتالیستی آن‌ها را به‌طور چشمگیری افزایش دهد. پژوهش‌های اخیر نشان داده‌اند که غشاهای مکسینی و نانوساختارهای ترکیبی مبتنی بر مکسین توانایی بالایی در حذف آلاینده‌های نوظهور و بهبود کیفیت آب دارند. با وجود مزایای فراوان، چالش‌هایی همچون پایداری شیمیایی در محیط‌های آبی، هزینه‌ی بالای سنتز و محدودیت در مقیاس‌پذیری صنعتی همچنان پابرجاست. بنابراین، تمرکز تحقیقات آینده باید بر توسعه‌ی روش‌های سنتز کم‌هزینه، افزایش دوام ساختاری و بهبود اصلاح سطحی مکسین‌ها معطوف شود.

a review study on industrial wastewater treatment based on mxene nanoparticles

mxene nanoparticles, as a new generation of two-dimensional nanomaterials, have attracted much attention in recent years in the field of water and wastewater treatment. their layered structure, high electrical conductivity, and the presence of active functional groups on the surface have caused these materials to exhibit excellent performance in removing various pollutants, including heavy metals, persistent organic compounds, pharmaceuticals, and microplastics. the removal process in mxenes takes place through mechanisms such as electrostatic interactions, ion exchange, physical and chemical adsorption, and the formation of stable surface bonds. surface modification of mxenes or their combination with polymeric and oxide materials can significantly increase their adsorption capacity, stability, and photocatalytic efficiency. recent studies have shown that mxene membranes and mxene-based composite nanostructures have high capability in removing emerging contaminants and improving water quality. despite their numerous advantages, challenges such as chemical stability in aqueous environments, high synthesis cost, and limitations in industrial scalability still remain. therefore, future research should focus on developing low-cost synthesis methods, increasing structural durability, and improving the surface modification of mxenes.