پژوهشگر زنجانی از کاربرد پورفیرین‌ها در تصفیه آلاینده‌های آلی خبر داد

به گزارش خبرگزاری صدا و سیمای استان زنجان؛ یک پژوهشگر شیمی و دانش‌آموخته مقطع کارشناسی‌ارشد دانشگاه تحصیلات تکمیلی علوم پایه زنجان با اشاره به نقش نور در فعال‌سازی فرایند‌های شیمیایی، از انجام پژوهشی خبر داد که نشان می‌دهد برخی ترکیبات پورفیرینی می‌توانند با کمک نور، گونه‌های فعال اکسیژنی تولید کرده و در تخریب آلاینده‌های آلی مؤثر باشند.

آرش خالدیان با بیان اینکه این پژوهش با تمرکز بر بررسی فعالیت فوتوکاتالیستی مشتقات مزو-پورفیرین انجام شده است، توضیح داد: منظور از این فعالیت بررسی این موضوع است که برخی ترکیبات شیمیاییِ تغییریافته، وقتی در معرض نور قرار می‌گیرند، چگونه می‌توانند از انرژی نور برای انجام واکنش‌های شیمیایی مفید استفاده کنند. در این پژوهش، این ترکیبات پس از جذب نور فعال می‌شوند و می‌توانند آلاینده‌های آلی را به اجزای ساده‌تر و کم‌خطرتر تجزیه کنند؛ فرایندی که در روش‌های نوین و سازگار با محیط‌زیست برای تصفیه آب و کاهش آلودگی اهمیت دارد.

وی با اشاره به پورفیرین‌ها، ادامه داد: پورفیرین‌ها ترکیباتی هستند که توانایی جذب نور مرئی را دارند و به همین دلیل می‌توانند به‌عنوان حساس‌کننده نوری در واکنش‌های فوتوشیمیایی مورد استفاده قرار بگیرند.

خالدیان با توضیح اینکه پس از جذب نور چه اتفاقی می‌افتد، افزود: پورفیرین‌ها پس از جذب نور از حالت پایدار خود خارج شده و وارد حالتی پرانرژی به نام «حالت برانگیخته» می‌شوند. در این وضعیت، انرژی جذب‌شده به مولکول‌های اطراف، به‌ویژه اکسیژن منتقل می‌شود و همین انتقال انرژی باعث فعال شدن اکسیژن می‌شود.

این پژوهشگر ادامه داد: در نتیجه این فرایند، گونه‌هایی مانند اکسیژن یکتایی و رادیکال‌های اکسیژنی تولید می‌شوند که واکنش‌پذیری بسیار بالایی دارند و می‌توانند پیوند‌های شیمیایی آلاینده‌های آلی را بشکنند.

آرش خالدیان درباره رادیکال‌های اکسیژنی نیز گفت: رادیکال‌های اکسیژنی شکل‌های فعال و پرانرژی اکسیژن هستند که در اثر تابش نور و فعال شدن ترکیبات حساس به نور تولید می‌شوند. این گونه‌ها به دلیل ناپایداری و واکنش‌پذیری بالا، نقش اصلی را در تجزیه و اکسایش آلاینده‌ها ایفا می‌کنند.

وی با اشاره به سازوکار کلی فرایند فوتوکاتالیستی، افزود: در این فرایند، حساس‌کننده نوری ابتدا با جذب نور به حالت برانگیخته منتقل می‌شود و سپس از طریق انتقال انرژی یا انتقال الکترون، واکنش‌هایی را رقم می‌زند که در نهایت به تولید گونه‌های فعال اکسیژنی منجر می‌شود. این گونه‌ها نقش اصلی را در تخریب و تجزیه آلاینده‌های آلی ایفا می‌کنند.

به گفته وی، عمر نسبتاً طولانی حالت برانگیخته سه‌تایی در این ترکیبات پورفیرینی، فرصت کافی برای انجام واکنش‌های شیمیایی مؤثر را فراهم می‌کند و همین ویژگی، کارایی آنها را در فرآیند‌های فوتوکاتالیستی و کاربرد‌های زیست‌محیطی افزایش می‌دهد.

خالدیان با تأکید بر کاربرد‌های این تحقیق گفت:نتایج این پژوهش می‌تواند در حوزه تصفیه آب و فاضلاب، حذف آلاینده‌های آلی و توسعه روش‌های پاک و مبتنی بر نور مورد توجه قرار گیرد. استفاده از نور مرئی، رویکردی کم‌هزینه و سازگار با محیط‌زیست است که می‌تواند در آینده جایگزین برخی روش‌های شیمیایی پرهزینه و آلاینده شود.

آرش خالدیان، رتبه ۱۴ کنکور دکتری شیمی معدنی است و پژوهش‌های خود را در زمینه چارچوب‌های فلز–آلی (MOFs) با تمرکز بر کاربرد‌های جذب و کاتالیستی فلزات سنگین دنبال می‌کند. وی تاکنون دو عنوان مقاله علمی در حوزه فوتوکاتالیست‌های پورفیرینی و بررسی خواص طیفی و عملکرد این ترکیبات در شرایط آبی و غیرآبی منتشر کرده است.