تحلیل چرخه حیات سنتز و کاربرد فتوکاتالیستی نانوصفحات نیمه رسانای غیرفلزی در حذف رنگ رودامین بی با رویکرد پایداری محیط زیستی

گسترش آلودگی های آبی ناشی از ترکیبات رنگ زای آلی، نیاز به بررسی همه جانبه و مبتنی بر پایداری فناوری های تصفیه را آشکار ساخته است. در همین راستا، در این پژوهش از ارزیابی چرخه حیات به عنوان روشی معتبر برای کمی سازی بارها و پیامدهای محیط زیستی فرآیندهای سنتز و کاربرد نانوصفحات نیمه رسانای غیرفلزی کربن نیترید گرافیتی در حذف رنگ رودامین بی از پساب (با غلظت ۵۰ میلی گرم بر لیتر) استفاده گردید. بدین ترتیب، پایداری محیط زیستی فرآیند تصفیه مورد مطالعه با استفاده از بانک داده Eco-invent در نرم افزار SimaPro و بر پایه روش ReCiPe ۲۰۱۶ در سطوح Midpoint و Endpoint به صورت کمی تحلیل شد. نتایج فاز سنتز نشان داد انرژی الکتریکی با سهمی بیش از ۹۷ درصد، کانون غالب پیامدهای محیط زیستی است؛ این امر بدلیل اتکای شدید فرآیند به منابع برق با ردپای کربن بالا در شبکه منطقه می باشد. با این حال، در فاز کاربرد (تصفیه پساب)، ساختار کانون آسیب تغییر یافته و هزینه های محیط زیستی نهفته در کاتالیست با سهمی حدود ۷۸ درصد، به عنوان عامل غالب در تمامی شاخص های آسیب نهایی شناسایی شد. به منظور مدیریت بارهای ساختاری مذکور، تحلیل حساسیت با سناریوی کاهش ۹۵ درصدی مصرف برق در فاز سنتز انجام شد. نتایج این سناریو، وابستگی مستقیم شدت آسیب های مرتبط با کاتالیست به میزان کربن تولید شده در فرآیند سنتز را نشان داد و سهم کاتالیست در آسیب های نهایی را حدود ۹۲ درصد کاهش داد. بنابراین، می توان نتیجه‎گیری کرد که پایداری فناوری فتوکاتالیستی مبتنی بر نانوصفحات نیمه رسانای غیرفلزی و کاهش بارهای محیط زیستی، به طور معناداری به کربن زدایی فرآیند سنتز و افزایش طول عمر چرخه استفاده از کاتالیست وابسته است.

کلیدواژه ها:

تحلیل چرخه حیات ، نانوصفحات ، غیرفلزی ، نیمه رسانا ، پایداری محیط زیستی