Làm sạch nước ô nhiễm bằng năng lượng ánh sáng
Đã cập nhật: 2 giờ trước
Sông ngòi và nước thải ngày nay chứa những chất ô nhiễm rất nhỏ và khó xử lý: dư lượng kháng sinh, thuốc nhuộm từ các nhà máy dệt và những hạt nhựa li ti. Các bộ lọc thông thường và phương pháp xử lý sinh học thường khó loại bỏ chúng, và kháng sinh thậm chí có thể gây hại cho những vi sinh vật mà một số nhà máy xử lý nước dựa vào.
Ý tưởng: để ánh sáng làm việc
Tôi và các đồng nghiệp thiết kế những vật liệu gọi là chất quang xúc tác. Khi được chiếu sáng, chúng tạo ra các phân tử có hoạt tính rất cao, tấn công và phá vỡ chất ô nhiễm. Nhiều chất quang xúc tác trước đây cần tia cực tím, vốn chỉ chiếm một phần nhỏ trong ánh sáng mặt trời. Chúng tôi tập trung vào những vật liệu phản ứng với ánh sáng khả kiến thông thường.
Chúng tôi thường xây dựng các vật liệu này trên nền khung hữu cơ kim loại (MOF). Hãy hình dung một miếng bọt biển ở cấp độ phân tử, chứa đầy những lỗ xốp nhỏ. Miếng bọt biển kéo chất ô nhiễm lại gần, còn các thành phần được ánh sáng kích hoạt sẽ phân hủy chúng.
Chúng tôi đã tìm thấy gì
Trong một nghiên cứu, vật liệu tổ hợp gồm MOF, một vật liệu trên nền carbon và các chấm lượng tử carbon đã phân hủy 98,28% kháng sinh tetracycline sau 90 phút dưới ánh sáng khả kiến. Cũng vật liệu này đã loại bỏ gần như toàn bộ vi nhựa polystyrene và PET khỏi dung dịch thử nghiệm trong 45 phút.
Trong một nghiên cứu khác, chúng tôi dùng PET tái chế từ rác thải nhựa làm nguyên liệu. Vật liệu thu được đã phân hủy 95% và 99% hai loại thuốc nhuộm công nghiệp sau bốn giờ, và hiệu suất chỉ thay đổi nhỏ sau bốn lần thử nghiệm liên tiếp. Một nguồn rác thải đã góp phần làm sạch một nguồn ô nhiễm khác.
Vì sao điều này quan trọng
Nước thải thực tế là một hỗn hợp, nên một vật liệu xử lý được nhiều chất ô nhiễm có thể giúp đơn giản hóa quá trình xử lý. Đây là các kết quả trong phòng thí nghiệm. Thách thức tiếp theo là sản xuất vật liệu ở quy mô lớn và chứng minh chúng hoạt động ổn định trong các hệ thống xử lý thực tế.
Bình luận