موضوع اين اختراع تهيه يك جاذب جديد از پوست گردو (پسماند كشاورزي) بوده كه براي حذف نيترات استفاده شده است. آزمايش‏هاي انجام شده بر روي اين جاذب نشان داد كه جذب نيترات بر روي اين جاذب بسيار سريع (70 ثانيه) و با بازدهي بالا اتفاق مي‏افتد. پوست گردو پس از شستشو و خرد شدن، تحت عمليات حرارتي و شيميايي خاص قرار گرفته و تبديل به ماده جاذب مي‌شود. اين جاذب بسيار ارزان قيمت و در دسترس بوده و تهيه آن با استفاده از تجهيزات معمول صنعتي قابل انجام است. شرايط مطلوب براي نيترات زدايي شامل pH خنثي 6.5 ، دماي محيط و مقدار جاذب 5/0 گرم در 50 ميلي‏ليتر محلول با غلظت 120 ميلي¬گرم بر ليتر است كه در اين شرايط راندمان خارج‏سازي نيترات بيش از 80 درصد حاصل مي‏شود.

نوشيدن آب آلوده به نيترات براي سلامتي انسان در درازمدت خطرات جدي در پي دارد. در اين اختراع افزايش توانايي گرافن اكسايد توسط فعالسازي با اسيد كلريدريك جهت حذف نيترات از محيط هاي آبي صورت پذيرفت. آزمايشات به صورت ناپيوسته و با تغيير فاكتورهاي موثر در واكنش (pH،زمان ماند، غلظت نيترات، غلظت گرافن اكسايد و گرافن اكسايد) فعال شده صورت گرفت و كارايي حذف با استفاده از آزمون آماري ONE WAY ANOVA و نرم افزار SPSS-16 مورد بررسي قرار گرفت. در اين مطالعه حداكثر ميزان جذب تعادلي برآورد شده توسط گرافن اكسايد فعال شده در حدود 33/3333 ميلي‌گرم بر گرم براي نيترات بدست آمد كه اين مقدار از مقادير گزارش شده توسط ساير جاذبهاي مطالعه شده تاكنون بسيار بالاتر است.

انحلال بسيار بالاي يون نيترات در آب باعث عدم كارايي بسياري از روشهاي تصفيه موجود جهت حذف اين يون بسيار خطرناك از محيط هاي آبي گرديده است.از طرفي نياز به استفاده از روشهاي تصفيه به صورت درجا خصوصا در مورد آبهاي زيرزميني، جايگزيني روشهاي ناكارآمد قديمي با تركيبات جديد را مي طلبد. در اين مطالعه كارايي نانوكامپوزيت فعال شده دندريمر-گرافن اكسايد در حذف نيترات از محيط هاي آبي در مقياس آزمايشگاهي و به صورت پايلوت مورد بررسي قرار گرفته است.آزمايشات به صورت ناپيوسته بر روي نمونه هاي سنتتيك و با تغيير فاكتورهاي موثر در واكنش مانند غلظت نيترات،pH، زمان ماند وغلظت نانوكامپوزيت فعال شده دندريمر-گرافن اكسايد صورت گرفت و كارايي حذف با استفاده از آزمون آماري ONE WAY ANOVA و نرم افزار SPSS-16 مورد بررسي قرار گرفت.بيشترين راندمان حذف نيترات در غلظت0025/0 ميلي گرم بر ليترنانوكامپوزيت فعال شده دندريمر-گرافن اكسايد با 5/7pH= و زمان ماند 15 دقيقه و به ميزان 90% براي نمونه با غلظت 45 mg/L نيترات بدست آمد. نتايج اين مطالعه نشان داد كه راندمان حذف نيترات توسط نانوكامپوزيت فعال شده دندريمر-گرافن اكسايد با غلظت نانوكامپوزيت و زمان تماس، pH و غلظت اوليه نيترات رابطه دارد.با توجه به عاملدار نمودن نانوكامپوزيت دندريمر-گرافن اكسايد توسط اسيد كلريدريك ، انجام تبادل يون، ميان يون نيترات و يون كلر عامل اصلي حذف نيترات از محيط واكنش مي باشد. با توجه به به توانايي مطلوب نانوكامپوزيت توليدي و سازگاري مطلوب آن با محيط زيست، مي توان اين روش را به عنوان روشي مناسب جهت تصفيه آبها يا پساب هاي حاوي يون نيترات به صورت درجا مورد استفاده قرار داد.

براي توليد جاذب از پسماند گل قرمز به روش مكانيكي شيميايي، از پسماند صنعتي توليد آلومينا (اكسيد آلومنيوم) از سنگ معدن بوكسيت استفاده شده است. زمينه فني اختراع رشته محيط زيست (مهندسي آب و فاضلاب و مديريت پسماند) مي‌باشد. سالانه 120 ميليون تن پسماند گل قرمز در جهان و يك ميليون تن در ايران توليد و انباشته مي‌شود كه اثرات سوء زيست‌محيطي در پي دارد. فعال‌سازي مكانيكي-شيميايي جاذب، روشي ابتكاري و بر پايه اصول علمي بود كه با تلفيقي از دور روش آسياكاري پرانرژي و اسيدكاري (اسيد كلريدريك) برپايه بيشينه كردن بازده حذف يك نمونه از مهمترين آلاينده هاي آبي (نيترات) از نمونه‌هاي آبي انجام شد. بهينه‌ترين حالت فعال‌سازي در زمان آسياكاري 8 ساعت، غلظت اسيد 5/17 درصد وزني و زمان اسيدكاري 17 دقيقه حاصل شد كه اثرات مطلوبي بر مشخصه‌هاي جاذب خام داشت، بگونه‌اي كه آزمون‌هاي XRF، XRD، FT-IR، DLS، BET و SEM، بهبود ساختار شيميايي (افزايش درصد حضور عناصر موثر، كاهش تعداد فازهاي معدني و بهبود پيوندهاي شيميايي موجود در ماده)، يكنواختي در دانه‌بندي، كاهش اندازه ذرات (از 6/983 به 7/196 نانومتر)، افزايش سطح ويژه جاذب (از 18/11 به 95/268 مترمربع بر گرم)، يكنواختي توزيع حفرات، كاهش ميانگين قطر حفرات (از 25/22 به 95/7 نانومتر)، اصلاح شكل و ساختار هندسي و كاهش انباشتگي ذرات جاذب را نشان داد. علاوه بر جذب نيترات و آنيون‌هاي معدني، از اين جاذب نوين مي‌توان براي حذف رنگ، فلزات سنگين، مواد آلي از محيط‌هاي آبي با راندمان بالا استفاده نمود.

در سال‌هاي اخير با توجه به صنعتي شدن كشورها و افزايش صنايع مختلف، محيط‌زيست با مشكلاتي فراواني روبرو شده است كه ازجمله مي‌توان به آلودگي منابع آب اشاره كرد. آلودگي منابع آبي يكي از مشكلات و چالش‌هاي مهم دنيا و ايران است و يكي از علل اصلي بيماري‌ها و مرگ‌ومير در جهان مي‌باشد، در همين راستا توجه به تصفيه فاضلاب امري بسيار مهم مي‌باشد. بيوراكتورغشايي يك نوع فرآيند زيستي به همراه يك جداسازي فيزيكي (غشايي) است كه در تصفيه فاضلاب‌هاي شهري و يا فاضلاب‌هاي صنعتي مورد استفاده قرار مي‌گيرد. استفاده از سيستم بيوراكتور غشايي در تركيب با كربن فعال راندمان بسيار بالايي در حذف آلاينده هاي مختلف صنعتي، دارويي و به طور كلي آلاينده هاي نو ظهور دارند و مي تواند با راندمان بالا فاضلاب هاي شهري، صنعتي و بيمارستاني را تصفيه كند. متاسفانه سيستم هاي فعلي تصفيه خانه هاي آب و فاضلاب همواره با مشكلات بهره برداري و كيفيت پساب خروجي نا مناسب همراه بوده است كه اين نوع سيستم ها مي تواند جايگزين مناسبي براي روش هاي قديمي تصفيه آب و فاضلاب باشد.كاربرد كربن فعال به صورت پودري و گرانولي ميتواند راندمان را افزايش دهد و به عنوان مكمل سيستم هاي بيوراكتورغشايي باشد.