Vật liệu mới giá rẻ sẽ giúp loại bỏ kim loại nguy hiểm trong nước

Theo các tác giả, vật liệu mới hiệu quả hơn gấp 3 lần so với các loại vật liệu tương tự và cần ít năng lượng hơn 100 lần để sản xuất. Kết quả nghiên cứu được công bố trên tạp chí Journal of Environmental Chemical Engineering.

Các chuyên gia NUST MISiS cho biết, các nguồn nước ngầm ở Nga, các nước CIS và nhiều quốc gia khác thường có hàm lượng sắt và mangan gấp 100-200 lần so với giới hạn cho phép theo tiêu chuẩn vệ sinh. Ngộ độc các kim loại này ở người làm gián đoạn hoạt động của hệ thần kinh, gan, tiêu hóa và có thể gây ung thư và các bệnh lý cấp tính khác.

Các nhà khoa học giải thích, để loại bỏ các kim loại hòa tan dư thừa, chúng phải được oxy hóa thành các dạng không hòa tan. Ngày nay, có rất nhiều loại vật liệu để xử lý nước ngầm, nhưng chúng đều rất đắt tiền, công nghệ sản xuất phức tạp và gây ra những thiệt hại đáng kể cho môi trường.

Các chuyên gia của Trung tâm nghiên cứu "Vật liệu gốm nano" thuộc Đại học NUST MISiS (Nga) cùng với các đồng nghiệp nước ngoài đã phát triển một phương pháp mới để tạo ra vật liệu xử lý nước nhiễm kim loại. Theo họ, phương pháp mới vượt trội hơn các phương pháp tương tự về mọi mặt.

“Chúng tôi đã hòa tan trầm tích chứa sắt lấy từ các trạm khử nước trong axit nitric, và ngâm các hạt nhỏ đất chịu lửa (chamotte) trong dung dịch thu được. Sau đó, các hạt nhỏ này được đặt trong một lò được làm nóng trước, nơi diễn ra quá trình tổng hợp tỏa nhiệt tự lan truyền. Phương pháp mới của chúng tôi cho phép giảm tiêu thụ năng lượng hơn 100 lần so với các phương pháp tương tự, giảm tiêu thụ thuốc thử tới 10 lần”, - ông Dmitry Moskovskikh, Giám đốc Trung tâm nghiên cứu "Vật liệu gốm nano" thuộc Đại học NUST MISiS cho biết.

Sau khi biến đổi, trên bề mặt hạt đất chamotte hình thành các thành phần nano oxit sắt, góp phần vào quá trình oxy hóa tích cực của sắt và mangan trong nước. Theo các tác giả của công trình nghiên cứu, vật liệu thu được có hiệu quả gấp 3,5 lần so với các chất tương tự đang được sử dụng tại các trạm xử lý nước ngầm.

Ngoài ra, các nhà khoa học đã chỉ ra khả năng sử dụng chất thải công nghiệp vừa làm nguồn cấp đất chamotte vừa là nguồn cấp kim loại để phủ nano. Các chuyên gia của NUST MISiS nhấn mạnh rằng, không có sản phẩm phụ độc hại nào được hình thành trong quá trình sản xuất vật liệu này.

“Công nghệ mới có thể làm cơ sở cho việc tạo ra các lớp phủ đa chức năng để loại bỏ hiệu quả các chất độc hại khác khỏi nước ngầm và để xử lý màng sinh học. Điều này sẽ đảm bảo chất lượng cao của nước sinh hoạt trong mạng lưới cung cấp nước và sẽ làm giảm việc sử dụng clo để khử trùng” - tác giả chính của nghiên cứu Valentin Romanovsky cho biết.

Nghiên cứu còn có sự tham gia của các chuyên gia từ Viện Hóa Vô cơ Đại cương (Belarus), Đại học Virginia (Mỹ), Đại học Istanbul (Thổ Nhĩ Kỳ), Đại học Limerick (Ireland), Viện Công nghệ Hoàng gia (Thụy Điển)./.