Polymer giúp loại bỏ thuốc nhuộm khỏi nước thải

Mới đây, các nhà khoa học thuộc trường Đại học Bang Bắc Carolina đã chứng minh được một loại polymer tổng hợp có khả năng làm sạch một số thuốc nhuộm nhất định trong nước thải. Không chỉ vậy, loại polymer này còn có thể được thu hồi và tái sử dụng.

Lọ bên trái đựng nước có chứa dung dịch nhuộm (màu xanh), và lọ bên phải đựng nước đã được làm sạch thuốc nhuộm bằng polymer. Ảnh: Januka Budhathoki-Uprety/Đại học Bang Bắc Carolina

Các tác giả đã công bố những phát hiện mới ấy trên tạp chí ACS Applied Polymer Materials và cho thấy đây là một phương pháp tiềm năng để xử lý nước thải của các ngành dệt may, mỹ phẩm và nhiều ngành công nghiệp khác.

“Thuốc nhuộm được sử dụng ở khắp mọi nơi, bao gồm ngành công nghiệp dệt may, cũng như dược phẩm, mỹ phẩm, sản xuất giấy, da và thậm chí là cả thuốc”, Januka Budhathoki-Uprety – tác giả chính của nghiên cứu và là trợ lý giáo sư ngành kỹ thuật dệt, hóa học và khoa học tại Đại học Bang Bắc Carolina cho biết. “Nếu những chất này không được loại bỏ đúng cách khỏi nước thải sau khi nhuộm, chúng sẽ trở thành một nguồn gây ô nhiễm môi trường không hề nhỏ, đồng thời ẩn chứa nhiều nguy cơ đối với sức khỏe con người”.

Trong nghiên cứu mới, các nhà khoa học đã tạo ra một loại polymer tổng hợp có tên là polycarbodiimide. Sau đó, nhóm nghiên cứu đã kiểm tra khả năng làm sạch nước thải của vật liệu bằng cách hòa tan nó trong dung môi, sau đó trộn vật liệu này với nước bị nhiễm thuốc nhuộm. Nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm dung dịch polymer này với 20 loại thuốc nhuộm anion (hay còn được gọi là thuốc nhuộm axit, thường được dùng trong công nghiệp dệt may). Trong những bước đánh giá ban đầu, các nhà nghiên cứu đã kiểm tra trực quan bằng mắt thường để xem liệu polymer có tác dụng đối với thuốc nhuộm hay không. Sau đó, nhóm nghiên cứu đã sử dụng quang phổ UV-Vis để định lượng khả năng loại bỏ chất tạo màu của của polymer.

“Chúng tôi đã trộn dung dịch polymer vào nước chứa thuốc nhuộm để polymer trong dung dịch có thể bám vào thuốc nhuộm. Đây là một dung dịch gồm có hai pha (two-phase), giống như dầu và nước vậy”, Budhathoki-Uprety cho biết. “Sau đó chúng tôi có thể dễ dàng tách phần nước sạch ra khỏi hỗn hợp dung dịch, bằng cách xả chúng đi, tương tự như việc tách nước ra khỏi hỗn hợp nước và dầu”.

Kết quả kiểm tra cho thấy dung dịch polymer của nhóm nghiên cứu có thể loại bỏ được 16/20 loại thuốc nhuộm được thử nghiệm. Không chỉ vậy, polymer này cũng dễ dàng thu hồi lại được chỉ sau vài phút. Nhóm nghiên cứu cũng phát hiện ra, các đặc điểm của các loại thuốc nhuộm – liên quan đến cấu trúc phân tử của chúng – sẽ góp phần quyết định liệu polymer có tác dụng với loại thuốc nhuộm đó hay không.

Trong tương lai, nhóm nghiên cứu dự định sẽ phát triển một tập hợp các polymer có tiềm năng xử lý nhiều loại thuốc nhuộm hơn nữa. Bên cạnh đó, họ cũng mong muốn sẽ xây dựng được một phương pháp thực tế hơn để sử dụng polycarbodiimide cho xử lý nước thải. Lý do là bởi, dung môi mà nhóm nghiên cứu đang sử dụng hiện nay là chất dễ cháy, do đó chưa thực sự lý tưởng nếu muốn dùng để xử lý nước thải ở quy mô lớn.

“Chúng tôi đang nghiên cứu để phát triển các vật liệu có chức năng tương tự mà không cần phải sử dụng polymer ở trong pha dung dịch”, Budhathoki-Uprety nói.

Mỹ Hạnh tổng hợp

Nguồn: New Method Can Remove Dyes From Wastewater

A substance that scrubs textile dyes from wastewater

Tác giả