Phát triển một loại vật liệu composite mới tạo ra một bộ lọc hiệu quả để loại bỏ các chất ô nhiễm hữu cơ khỏi nước. Hệ thống sử dụng bọt biển nano siêu xốp.
Chìa khóa của các bộ lọc mới là một lớp vật liệu được gọi là khung hữu cơ cộng hóa trị (COF). Những cấu trúc này cực kỳ xốp, tạo cho chúng diện tích bề mặt lớn chứa trong không gian nhỏ, có nghĩa là chúng có hiệu quả trong việc bám lấy một lượng lớn phân tử. Các vật liệu liên quan được gọi là khung hữu cơ kim loại (MOFs) đang được nghiên cứu để sử dụng trong việc thu giữ cacbon, khử muối hoặc kéo nước uống từ không khí loãng và COF có thể có một bộ chức năng tương tự.
Đối với nghiên cứu mới, các nhà nghiên cứu tập trung vào việc sử dụng COF để loại bỏ thuốc nhuộm hữu cơ khỏi nước. Những hóa chất này là chất ô nhiễm phổ biến của nước thải công nghiệp, có thể độc hại và gây ung thư.
Các nhà nghiên cứu phát triển bọt biển nano làm bằng khung hữu cơ cộng hóa trị (COF) trên graphene có thể lọc hiệu quả các chất ô nhiễm công nghiệp ra khỏi nước.
Nhóm nghiên cứu đã điều chỉnh COF để làm cho nó giữ lại một cách có chọn lọc các phân tử thuốc nhuộm hữu cơ. Điều đó liên quan đến việc làm cho các lỗ có hình dạng và kích thước phù hợp từ 0,8 đến 1,6 nanomet và tạo cho bề mặt điện tích âm để thu hút các phân tử thuốc nhuộm tích điện dương.
Nhưng có một rào cản khác cần phải vượt qua khi vật liệu được sử dụng ở dạng bột, các lỗ rỗng ở cạnh bên ngoài sẽ lấp đầy phân tử trước tiên, khiến các lỗ rỗng ở trung tâm trống rỗng và về cơ bản là vô dụng. Vì vậy, nhóm đã phát triển một cách để phát tán COF bằng cách trồng nó trên một tấm graphene.
Kết quả cuối cùng là tạo ra một lớp COF dày hai nanomet trên một lớp graphene đơn nguyên tử, làm tăng khả năng tối đa của vật liệu để giữ các phân tử thuốc nhuộm hữu cơ. Bản thân graphene có các lỗ rỗng khá lớn, cho phép nước chảy qua nhanh chóng trong khi COF hoạt động.
Các nhà nghiên cứu cho biết: "Các lỗ xốp lớn của mạng graphene kết hợp với lớp COF siêu mỏng và số lượng lớn vị trí hấp phụ của nó cho phép xử lý nước thải đặc biệt nhanh chóng và hiệu quả”. Theo nhóm nghiên cứu, kỹ thuật này khá rẻ. Không cần sử dụng nhiều graphene và COF có thể được làm sạch và tái sử dụng.
Theo VietQ
Tags
vật liệu composite
bọt biển nano
ô nhiễm hữu cơ
nước thải công nghiệp
Việc thu gom rác thải trên sông không chỉ cải thiện môi trường nước mà còn ngăn chặn rác thải nhựa từ đất liền đổ ra biển.
Ngày 18/9, tại Hà Nội, Báo Đại biểu nhân dân tổ chức tọa đàm “Tăng cường kiểm soát nguồn thải, quản lý chất thải rắn để cải thiện môi trường”.
Nồng độ khí metan (CH4) trong bầu khí quyển Trái đất đã tăng với tốc độ kỷ lục trong 5 năm qua. Ít nhất 2/3 lượng khí metan phát thải hằng năm đến từ các hoạt động của con người, bao gồm việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch, nông nghiệp và từ các bãi chôn lấp rác thải.
Việc trải qua cơn bão có điểm dị thường như Yagi khiến chúng ta đặt câu hỏi liệu trong tương lai sẽ xuất hiện những cơn bão như vậy không và giải pháp ứng phó với các cơn bão lớn như thế nào.
