नई दिल्ली : आईएनएसटी के शोधकर्ताओं ने माइक्रोफ्लुइडिक प्रौद्योगिकी के संयोजन में “सूरज की रोशनी” का उत्प्रेरक के रूप में उपयोग करके चर्म शोधन और इलेक्ट्रोप्लेटिंग जैसे उद्योगों के अपशिष्ट जल से विषाक्त क्रोमियम को हटाने के लिए एक कम लागत वाली विधि विकसित की है।
हेक्सावेलेंट क्रोमियम की विषाक्तता एक गंभीर चिंताजनग विषय है और विश्व स्वास्थ्य संगठन की रिपोर्टों के अनुसार, पेयजल में हेक्सावेलेंट और ट्राइवेलेंट क्रोमियम की सहनीय सांद्रता 0.05 मिग्रा/ली और 5 मिग्रा/ली तक सीमित है। इस प्रकार, क्रोमियम के इस हेक्सावलेंट रूप को ट्राइवेलेंट रूप में लाना अनिवार्य हो जाता है।
सीआर(VI) को हटाने के लिए कई रासायनिक और भौतिक-रासायनिक उपायों, जैसे आयन एक्सचेंज, सोखना, और बैक्टीरिया और रासायनिक कमी नियोजित किया जाता है लेकिन इनमें से अधिकांश तकनीकें महंगी हैं और इनमें सीआर(VI) को हटाने की क्षमता कम है।
विज्ञान एवं प्रौद्योगिकी विभाग की एक स्वायत्त संस्थान, नैनो विज्ञान एवं प्रौद्योगिकी संस्थान (आईएनएसटी), मोहाली के डॉ. भानु प्रकाश के नेतृत्व वाले शोध समूह ने क्रोमियम के विषाक्त हेक्सावेलेंट रूप को कम विषाक्त ट्राइवेलेंट रूप में परिवर्तित करने के लिए माइक्रोफ्लुइडिक तकनीक के संयोजन में उत्प्रेरक प्रक्रिया के लिए सूर्य की रोशनी का उपयोग करके विषाक्त सीआर(VI) आयनों को हटाने की एक नई तकनीक विकसित की है। इसके लिए उन्होंने निरंतर प्रवाह फोटोरिडक्शन नामक एक प्रक्रिया का उपयोग किया और स्मार्टफोन आधारित वर्णमिति तकनीक की मदद से टीआईओ 2 नैनोकणों का उपयोग करके अपशिष्ट जल में इस प्रक्रिया को मान्य किया।
इसके अलावा, प्रक्रिया की लागत प्रभावशीलता और नवीकरणीय ऊर्जा के उपयोग, माइक्रोफ्लुइडिक्स मार्ग के साथ, कार्बनिक प्रदूषक, रिएक्टर आयाम और वास्तुकला की प्रवाह दर को ठीक करके भी कमी दक्षता को पूरा किया जा सकता है। माइक्रोरिएक्टरों का उपयोग करने की सबसे बड़ी लाभदायक विशेषताओं में से एक यहै है कि बिना किसी रिकवरी एजेंट या जटिल प्रक्रियाओं के फोटोकैटलिस्ट की पुन: प्रयोज्यता की प्राप्ति है।
बेहतर क्षरण दक्षता की प्राप्ति के लिए विभिन्न उत्प्रेरक चरणों के साथ-साथ रिएक्टर डिजाइन, प्रवाह दर और चैनल की लंबाई जैसे विभिन्न माइक्रोफ्लुइडिक मापदंडों को ठीक किया गया। 50 माइक्रोलीटर/मिनट के प्रवाह दर पर शुद्ध एनाटेज चरण में एक फोटोकैटलिस्ट के साथ लेपित सर्पेन्टाइन माइक्रो-रिएक्टर का उपयोग करके 95% की बेहतर क्षरण दक्षता प्राप्त की गई।
शोधकर्ताओं ने माइक्रोफ्लुइडिक रिएक्टरों के निर्माण और नैनोकैटालिस्ट्स के संश्लेषण के साथ प्रक्रिया शुरू की। इसके बाद, नैनोकैटलिस्ट को माइक्रो-रिएक्टर आधार पर स्थिर किया गया और प्रवाह प्रयोगों का प्रदर्शन किया गया।
पराबैंगनी-दृश्य (यूवी-विज़) स्पेक्ट्रोस्कोपी के माध्यम से अवशोषण में परिवर्तन का उपयोग करके रूपांतरण सीमा की निगरानी की गई। इसके बाद संसाधित चक्रों या मात्रा की संख्या के संबंध में माइक्रो-रिएक्टर और फोटोकैटलिस्ट की दीर्घकालिक स्थिरता की बुनियादी बातें पर रिएक्टर के प्रदर्शन का मूल्यांकन किया गया।
यह शोध कार्य केमिकल इंजीनियरिंग जर्नल में प्रकाशित किया गया जो प्रस्ताव की प्रवाह क्षमता को बढ़ाकर औद्योगिक रूपांतरण की क्षमता रखता है। यह एक समानांतर दृष्टिकोण (सरणी) में माइक्रोफ्लुइडिक रिएक्टरों की स्थापना या बार-बार होने वाले उपयोग के बाद प्रक्रिया की प्रभावकारिता बढ़ाने के लिए बल्क रिएक्टर सतह के माइक्रो-टेक्सचरिंग द्वारा संभव है।
लेजर माइक्रोमशीनिंग तकनीक का उपयोग करके निर्मित माइक्रो-रिएक्टरों की ऑप्टिकल छवि (ए) सर्पेन्टाइन (μR-S), (बी) शाखित (μR-B) और (सी) माइक्रोपिलर (μR-M) आधारित आर्किटेक्चर