کاربرد گرافن در دفع و بازیافت زباله - ایران گرافن

دفع و بازیافت زباله دو روش متفاوت برای مدیریت و جابه جایی مواد زائد هستند. دفع زباله ها به فرآیند دور ریزی مواد زائد با ریختن آن ها در محل های دفن زباله، زباله سوزها یا سایر مناطق تعیین شده اشاره دارد. این روش شامل جمع آوری و حمل زباله به مکان خاصی است که در آن جا انباشته می شود و برای تجزیه یا تخریب رها می شود. زباله های دفع شده معمولا برای مواد غیرقابل بازیافت یا خطرناک استفاده می شود که به راحتی قابل بازیافت یا استفاده مجدد نیستند.

از سوی دیگر، دفع و بازیافت زباله شامل جمع آوری، دسته بندی، پردازش و استفاده مجدد از موادی است که به عنوان زباله در نظر گرفته می شوند. هدف بازیافت تبدیل این مواد دور ریخته شده به محصولات جدید یا مواد خام است که می توانند دوباره مورد استفاده قرار گیرند.

این فرآیند معمولا با جمع اوری اقلام قابل بازیافت مانند کاغذ، پلاستیک، شیشه، فلز و زباله های الکترونیکی شروع می شود. سپس این اقلام براساس نوع موادشان دسته بندی می شوند و از طریق روش های مختلف مانند خرد کردن، ذوب یا عملیات شیمیایی پردازش می شوند تا به مواد قابل استفاده مجدد تبدیل شوند.

بازیافت زباله مزایای متعددی مانند کاهش مصرف منابع طبیعی، صرفه جویی در انرژی، کاهش آلودگی و انتشار گازهای گلخانه ای مرتبط با تولید محصولات جدید از مواد بکر را به همراه دارد. همچنین در به حداقل رساندن میزان زباله ارسالی به محل های دفن زباله یا زباله سوز کمک می کند.

هم دفع و هم بازیافت نقش مهمی در مدیریت زباله دارند. در حالی که دفع برای انواع خاصی از زباله ها که نمی توانند به طور موثر بازیافت یا استفاده مجدد شوند، ضروری است، بازیافت با ترویج حفظ منابع و کاهش اثرات زیست محیطی، رویکرد پایداری را ارائه می دهد.

آیا گرافن در دفع و بازیافت زباله ها کاربرد دارد؟

گرافن این پتانسیل را دارد که در فرآیندهای دفع و بازیافت مفید باشد. گرافن یک ماده بسیار متنوع با خواص مکانیکی، الکتریکی و حرارتی استثنایی است. این ویژگی ها آن را برای کاربردهای مختلف در مدیریت زباله و بازیافت مناسب می کند. در ادامه به تعدادی از کاربردهای گرافن در فرآیندهای دفع و بازیافت زباله اشاره می شود:

فیلترهای گرافنی

فیلترهای گرافنی در بازیافت زباله ها کاربرد دارند. از فیلترهای مبتنی بر گرافن می توان برای استخراج فلزات با ارزش از زباله های الکترونیکی(e-waste) استفاده کرد. این فیلترها با جذب انتخابی فلزاتی مانند طلا، نقره یا مس، بازیابی و بازیافت موثر منابع ارزشمند را امکان پذیر می کند. علاوه بر این از این فیلترها برای تصفیه زباله های خطرناک، تصفیه ضایعات هسته ای و پاکسازی نشت نفت می توان استفاده کرد.

غشاهای اکسید گرافن می توانند به طور انتخابی انواع مختلف یون ها یا مولکول ها را بر اساس اندازه یا بار آن ها جدا کند. این ویژگی فیلترهای گرافنی سبب می شود که برای تصفیه زباله های خطرناک باحذف انتخابی آلاینده های خاص از مخلوط، یون های رادیواکتیو از محلول های زباله هسته ای و جداسازی نفت از آب و بازیابی و بازیافت نفت نشت کرده استفاده شود. از کاربردهای دیگر این فیلترها، در فیلتراسیون آب و هوا در فرآیندهای دفع زباله می باشد.

حسگرهای گرافنی

استفاده از گرافن در حسگرهای مورد استفاده برای بازیافت و دفع کاربردهای زیادی دارد. نمونه هایی از این حسگرها عبارت اند از:

1. حسگر گاز: حسگرهای گاز مبتنی بر گرافن می توانند گازهای ساطع شده از زباله مانند متان و دی اکسید کربن را شناسایی و نظارت کنند. این حسگرها می توانند به تجزیه و تحلیل موثر گازهای دفن زباله و تعیین ترکیب آن ها کمک کنند و در نتیجه مدیریت صحیح زباله را بهبود ببخشند.

2 حسگرهای گرافنی رطوبت: این حسگرها، رطوبت موجود در مواد زائد را تشخیص می دهند که می تواند در فرآیندهای بازیافت بسیار مهم باشد، زیرا مواد خاصی باید براساس سطح رطوبتش خشک یا جدا شوند.

3. حسگرهای سمیت: این حسگرها می توانند به نظارت بر اینکه زباله هایی که دور ریخته می شوند حاوی مواد شیمیایی مضر یا فلزات سنگین هستند، کمک کنند و امکان جابجایی و درمان مناسب را فراهم کنند.

4. سنسور های pH: سنسور های pH گرافنی می توانند با تعیین اسیدیته یا قلیایت محلول های زباله در فرآیندهای بازیافت زباله ارزشمند باشد. زیرا به شناسایی روش های تصفیه مناسب و حفظ شرایط بهینه برای دفع زباله کمک می کنند.

لاینر گرافنی

لاینرهای گرافنی (لاینر یا آستر، پوششی است که در کف لندفیل برای جلوگیری از نشت شیرابه و ایجاد آلودگی آب و خاک استفاده می شود) به دلیل استحکام بالا و وزن کم در تاسیسات دفن زباله و بازیافت می تواند محافظت سبک و در عین حال قوی در برابر آسیب فیزیکی، خوردگی و سایش ایجاد کند.

گرافن می تواند طول عمر و یکپارچگی ساختاری لاینرها را افزایش و نیاز به تعویض و نگهداری مکرر را کاهش دهد. همچنین گرافن به دلیل خاصیت بازدارنگی بسیار خوب امکان ایجاد لاینرهای عایق مبتنی بر گرافن را دارد که می توانند محافظت بیشتری در برابر انتشار مواد شیمیایی سمی، گازها و مایعات در محیط اطراف ایجاد کنند. با ترکیب گرافن در لاینرهای عایق، می توان نیاز به مواد عایق معمولی و کم پایدار را که می توانند به آلودگی محیط زیست و تولید زباله کمک کنند، کاهش داد.

لوله های تهویه

افزودن گرافن به لوله های تهویه لندفیل ها (لوله های هواکش برای خارج کردن گاز متان تولید شده در اثر تجزیه باکتریایی بی هوازی در لندفیل تعبیه می شود) می تواند به عنوان یک پوشش ضد خوردگی موثر عمل کند. نفوذپذیری لوله در برابر آب و گازها را کاهش داده، از نفوذ رطوبت جلوگیری کند و خطر خوردگی لوله را کاهش دهد.

علاوه بر این می تواند استحکام مکانیکی لوله های تهویه را افزایش دهد و آن ها را در برابر تغییر شکل، فروپاشی یا آسیب ناشی از عوامل خارجی مانند فشار یا حرکت زمین مقاوم تر کند. می توان در این لوله ها از غشاهای گرافنی استفاده کرد. غشای گرافنی بسیار نازک می تواند به طور انتخابی به گازهای مورد نظر مانند متان اجازه عبور دهد و در عین حال عبور دیگر گازهای مضر و ترکیبات آلی فرار (VOCs) را مسدود کند. این می تواند به کاهش انتشار آلاینده ها ار محل دفن زباله کمک کند.

گرافن همچنین می تواند در بهبود فرآیندهای بازیافت نقش داشته باشد. می توان از آن به عنوان یک ماده تقویت کننده در مواد کامپوزیت استفاده کرد و آن ها را قوی تر و بادوام تر کرد. این می تواند طول عمر محصولات بازیافتی را افزایش دهد و نیاز به مواد خام جدید را کاهش دهد.

به طور کلی، در حالی که هنوز چالش هایی برای غلبه بر تولید در مقیاس بزرگ و مقرون به صرفه بودن وجود دارد، گرافن دارای پتانسیل قابل توجهی برای بهبود شیوه های دفع و بازیافت است.

گروه ایران گرافن آماده ارائه گرافن در تناژ های متفاوت برای مشتریان گرامی میباشد.

منبع:

https://www.hindawi.com/journals/amse/2021/4528949/

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2468584422000563#:~:text=In%20recent%20years%2C%20graphene%20is,outstanding%20electrical%20and%20thermal%20conductivity.