Hạt nano trong xử lý môi trường

Nano trở thành vật liệu xử lý môi trường như xử lý nước thải, khí thải vì chúng có đặc tính xúc tác, hấp phụ và khả năng phản ứng cao. Trong suốt một thời gian dài, người ta nghiên cứu, phát triển để ứng dụng nano cho nhiều lĩnh vực khác nhau như y học, cảm biến, sinh học.

Đặc biệt, ứng dụng nano trong xử lý môi trường được nhiều người quan tâm bởi kích thước nhỏ, diện tích bề mặt riêng lớn, khả năng hấp phụ mạnh. Nhờ tính linh động này mà nano loại bỏ tốt kim loại nặng, chất hữu cơ, vô cơ, vi khuẩn.

Nano vô cơ

Nano dựa trên kim loại

• Chủ yếu sử dụng trong khử trùng loại bỏ clo và khử kim loại trong nước thải vì khả năng hấp phụ cao.
• Nano bạc (Ag) có hoạt tính kháng khuẩn, kháng nấm, kháng vi rút nên thường dùng để khử trùng nước.
• Oxit titan (TiO2) nghiên cứu để xử lý môi trường, lọc khí thải, XLNT với chi phí thấp, không độc hại. Nó còn làm căn cứ loại bỏ nhiều chất ô nhiễm bằng cách tạo ra chất oxy hóa mạnh trong quá trình quang xúc tác.
• Oxit kim loại từ tính xử lý dung môi hữu cơ trong khử trùng.
• Nano lưỡng kim (nhiều kim loại) giúp cải thiện hiệu quả, công suất, đẩy nhanh tốc độ phân hủy chất gây ô nhiễm. Nhiều kim loại quý được đẩy nhanh tốc độ khử clo, hydro hóa

Nano silica

• Loại nano này sử dụng để xử lý khí thải. Vì nguyên nhân chúng khá linh hoạt với đặc điểm diện tích bề mặt cao, thể tích lỗ xốp lớn, kích thước dễ điều chỉnh nên chúng có khả năng hấp phụ, xúc tác tốt.
• Nhóm hydroxyl trên bề mặt đóng vai trò quan trọng trong quá trình biến đổi bề mặt, hấp phụ khí.
• Silica xerogel biến tính silica trung tính mang lại hiệu quả loại bỏ CO2, H2S.
• Vật liệu nano silica loại bỏ thuốc nhuộm hữu cơ ra khỏi nước thải, hấp phụ ion kim loại như Cd2+, Cu2+, Zn2+, Ni2+, Al2+, Cr3+,…

Vật liệu nano cacbon

Với cấu trúc chứa nguyên tố cacbon làm tăng tính năng hấp phụ đối với chất ô nhiễm hữu cơ, vô cơ ra khỏi không khí và nước. Vật liệu nano cacbon chuyên dùng để xử lý môi trường thông qua phương pháp quang xúc tác.

Các nano cacbon bao gồm:

Đối với vật liệu Graphene

• Graphene nguyên sinh: làm chất hấp phụ đối với flo ra khỏi dung dịch nước. Graphene biến tính trở thành vật liệu hứa hẹn trong xử lý môi trường bằng cách hấp phụ nhiều chất ô nhiễm như SOx, H2S, NH3, VOCs, kim loại nặng, thuốc trừ sâu,…
• TiO2 graphene nanocomposite xử lý benzen. ZnO graphene có khả năng quang xúc tác với chất gây ô nhiễm, khử xúc tác với Cr6+ trong nước.

Đối với ống nano cacbon (CNTs)

• CNTs thường bị oxy hóa bằng axit nitric.
• Chất hấp phụ đóng vai trò quan trọng ảnh hưởng đáng kể đến các đặc tính hóa lý của pha khí.
• Ưu điểm của các ống nano trong XLNT do khả năng hấp phụ lớn các chất gây ô nhiễm, động học nhanh, diện tích bề mặt riêng lớn.
• Để cải thiện tính chất hấp phụ, quang học, điện học, ống nano cacbon thường kết hợp với nhiều kim loại khác. Một số dạng CNTs như ống nano, hạt cacbon, sợi cacbon, cacbon dạng nano.

Vật liệu nano polyme

Polyme thường sử dụng loại bỏ hóa chất gây ô nhiễm như sắt, nitrat, asen, CO, SO2, NOx, chất hữu cơ cùng nhiều loại VSV. Nano polyme khắc phục được nhiều hạn chế của nano nguyên sinh như tính ổn định, độ bền cơ học, khả năng tái chế vật liệu.

Polyme nano giúp cải thiện quá trình siêu lọc, vi lọc để thu hồi ion hòa tan. Hạt polyme kết dính nhanh với nhiều chất gây ô nhiễm. Điểm khác biệt lớn nhất của polyme nano vì chúng có thể phân hủy sinh học giúp loại bỏ những lo ngại về số phận của vật liệu sau khi ứng dụng.

Vật liệu nano polyme nghiên cứu rộng rãi trong ứng dụng môi trường loại bỏ hấp phụ kim loại độc hại, thuốc nhuộm, VSV trong nước thải

Quý KH cần tư vấn thêm nhiều giải pháp xử lý môi trường, hãy liên hệ ngay với Hợp Nhất qua Hotline 0938.857.768 để được tư vấn thông tin chi tiết hơn.