Vật liệu hấp phụ arsen bằng công nghệ nano từ tính có thể ứng dụng xử lý nước sinh hoạt, nước cấp ở quy mô lớn.
Làm sạch nước sinh hoạt bị ô nhiễm
Nước sinh hoạt nhiễm arsen là tình trạng ở nhiều nơi, ngay cả Hà Nội nhiều khu vực nước ngầm cũng bị nhiễm arsen nghiêm trọng. Loại bỏ arsen trong nước ngầm đòi hỏi công nghệ phức tạp, trong đó cách dễ nhất là dùng hóa chất để tạo ra phản ứng khử arsen trong nước. Cách này dễ làm tồn dư hóa chất trong nước, ảnh hưởng không tốt đến sức khỏe.
Phần lớn các khu vực nông thôn, kể cả những nơi bị ô nhiễm arsen người dân đang phải thu nhận nước sinh hoạt từ các giếng khoan mà không có công nghệ loại bỏ kim loại nặng này. TS Vũ Thế Ninh và cộng sự đã nghĩ đến tổ hợp vật liệu nano có khả năng hấp phụ arsen với dung lượng cao, có thể được sử dụng trực tiếp để hấp phụ arsen hiệu quả, và tạo ra sản phẩm đồng đều, kích thước nano với giá thành thấp.
"Phương pháp sản xuất vật liệu nano oxit perovskit LaMn0,7Fe0,3O3 có từ tính dùng để hấp phụ arsen từ nguồn nước sinh hoạt bị ô nhiễm và vật liệu thu được bằng phương pháp này" đã được Cục Sở hữu trí tuệ cấp Bằng độc quyền sáng chế là sản phẩm của nhóm nghiên cứu
TS Vũ Thế Ninh cho biết, phương pháp sản xuất vật liệu nano oxit perovskit có công thức LaMn0,7Fe0,3O3 được ứng dụng để hấp phụ arsen trong dung dịch và trong nguồn nước sinh hoạt bị ô nhiễm.
Phương pháp sản xuất vật liệu nano oxit perov-skit LaMn0,7Fe0,3O3 được tiến hành bằng cách áp dụng quy trình có sử dụng tiền chất là muối ni-trat kim loại tương ứng và polyvinyl-rượu để hình thành hợp chất trung gian, sau đó phân hủy hợp chất trung gian để thu được sản phẩm.
Vật liệu nano oxit perovskit LaMn0,7Fe0,3O3 có từ tính, nên có thể sử dụng trực tiếp để loại bỏ hiệu quả ô nhiễm arsen trong nước sinh hoạt và vật liệu sau hấp phụ có thể được tách ra khỏi dung dịch bằng lực từ trường.
Thu hồi kim loại nặng trong nước
Nhóm nghiên cứu đã nghiên cứu phương pháp chế tạo vật liệu nano oxit perovskit LaMn1-xFexO3 đi từ tiền chất là muối nitrat kim loại tương ứng và PVA với các bước tiến hành được xác định cụ thể, rõ ràng cho sản phẩm có chất lượng ổn định.
Phương pháp sản xuất với trang thiết bị và cách thức tiến hành đơn giản, từ đó có thể dễ dàng đầu tư xây dựng dây chuyền sản xuất. Mặt khác, với nguồn nguyên liệu từ các nguồn tài nguyên sẵn có ở Việt Nam như: Lanthan (La) là một sản phẩm phụ của công nghệ phân chia đất hiếm, Mangan (Mn) và sắt (Fe) lấy từ các mỏ hoặc nguồn bùn thải các nhà máy nước, nên chủ động được nguyên liệu và công nghệ.
TS Vũ Thế Ninh cho biết, vật liệu hấp phụ nano perovskit LaMn1-xFexO3 có từ tính. Vật liệu hấp phụ từ tính cho phép tiếp xúc trực tiếp các hạt nano từ tính với các chất ô nhiễm như ion kim loại, chất hữu cơ và sinh học từ nước sinh hoạt và nước thải.
Sau hấp phụ, sử dụng lực từ trường tách riêng vật liệu hấp phụ có từ tính để sử dụng cho các quá trình xử lý tiếp theo nên không phát sinh chất ô nhiễm thứ cấp. Kỹ thuật dựa trên nguyên tắc tách từ sẽ nhanh, đơn giản hơn và tiết kiệm chi phí so với các công nghệ cạnh tranh khác như kết tủa hóa học, phân hủy bằng tác nhân và lọc màng.
Vật liệu này có thể sử dụng trực tiếp để loại bỏ arsen từ dung dịch mà không cần dùng chất mang và thu hồi vật liệu sau hấp phụ bằng lực từ trường. Điều này mang lại hiệu quả sử dụng vật liệu rất cao và quy mô áp dụng loại bỏ arsen trong môi trường nước bị ô nhiễm không bị hạn chế.
Vật liệu hấp phụ bão hòa có thể dễ dàng tái sinh để sử dụng lại hay chôn lấp (vì thể tích vật liệu nhỏ mà dung lượng hấp phụ cao) để tránh được sự phát thải nguồn ô nhiễm thứ cấp, điều mà hiện nay hầu hết các vật liệu không có khả năng.
Chu trình cuối của công nghệ có thể thu hồi arsen (có thể cả kim loại nặng và dư lượng độc hại khác) bị phát thải ra môi trường từ nhiều nguồn nước khác nhau. Nhóm nghiên cứu hy vọng có thể ứng dụng rộng rãi vật liệu cho các vùng sử dụng nước ngầm làm nước sinh hoạt hiện nay.
