آلودگی آب یکی از مهمترین چالشهای زیستمحیطی است که جوامع امروزی با آن مواجه هستند. این آلودگی ناشی از حضور مواد شیمیایی، فلزات سنگین و سایر آلایندهها در منابع آبی است. به همین دلیل، نیاز به روشهای مؤثر برای تصفیه آب و بازگرداندن کیفیت آن به استانداردهای قابل قبول بیشتر از همیشه احساس میشود. یکی از ترکیباتی که در تصفیه آب مورد توجه قرار گرفته، سولفید روی (ZnS) است.
چرا سولفید روی؟
سولفید روی یک ترکیب شیمیایی از روی و سولفور است که معمولاً به شکل پودر سفید یا زرد رنگ مشاهده میشود. این ماده در بسیاری از فرآیندهای صنعتی به کار میرود، اما در سالهای اخیر، کاربرد آن در تصفیه آن مورد توجه قرار گرفته است که دلیل این امر خاصیت جذب کنندگی این ماده است .
دو ویژگی مهم سولفید روی در تصفیه آب
- مؤثر در حذف فلزات سنگین: این ماده بهویژه در حذف فلزات سنگین از آب موثر است.
- سازگاری با محیط زیست: سولفید روی نسبت به بسیاری از مواد شیمیایی دیگر کمتر به محیط زیست آسیب میزند.
از دیگر ویژگی های این ماده شیمیایی میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
- سولفید روی یک ترکیب نیمههادی است که ویژگیهایی مانند رسانایی الکتریکی کم و حساسیت به نور دارد.
- ٰسولفید روی بهعنوان یک جاذب شیمیایی مؤثر در حذف آلایندهها از آب عمل میکند و میتواند رسوبات مختلفی ایجاد کند که بهراحتی از آب جدا میشوند.
- این ماده در آب غیرقابل حل است، اما میتواند بهطور مؤثری یونهای فلزی را در محیطهای آبی جذب کند.
فرایند تصفیه آب با سولفید روی
- رسوبدهی شیمیایی:
- سولفید روی به آب اضافه میشود تا با فلزات سنگین مانند آرسنیک، سرب و کادمیوم واکنش دهد.
- این واکنشها رسوبات سولفید فلزی ایجاد میکنند که از آب جدا میشوند.(در ادامه به طور خاص به بررسی این موردئ پرداخته می شود)
- فرآیندهای الکتروشیمیایی:
- سولفید روی بهعنوان کاتالیزور یا نیمههادی در الکترودها استفاده میشود.
- این روش به تسریع واکنشهای شیمیایی برای حذف فلزات سنگین کمک میکند.
- نانوذرات سولفید روی:
- نانوذرات سولفید روی بهدلیل سطح تماس زیاد، قابلیت جذب بیشتر آلایندهها را دارند.
- این نانوذرات در حذف ترکیبات آلی و فلزات سنگین از آب مؤثر هستند.
- جذب و فیلتراسیون:
- سولفید روی بهعنوان جاذب در سیستمهای فیلتراسیون به کار میرود.
- این ماده یونهای فلزی سمی را جذب کرده و آب را تمیزتر میکند.
مکانیزم فیلتراسیون سولفید روی
سولفید روی با ایجاد پیوندهای شیمیایی با آلایندههای موجود در آب، آنها را به صورت رسوب در میآورد. این رسوبات به راحتی از آب جدا شده و به وسیله فرآیندهایی مانند فیلتر کردن یا تهنشینی حذف میشوند. این فرآیند باعث کاهش غلظت آلایندهها در آب شده و کیفیت آن را بهبود میبخشد.
سولفید روی و واکنش با فلز های سنگین موجود در اب
ترکیب شیمیایی سولفید روی بهطور ویژه در واکنش با یونهای فلزات سنگین، مانند سرب، کادمیوم، آرسنیک و مس، موجب تشکیل رسوبات سولفید فلزی میشود. این واکنشها معمولاً در شرایط اسیدی یا خنثی بهراحتی صورت میگیرند :
