Xử lý dầu tràn bằng kỹ thuật hấp phụ thông qua vật liệu composite bọt xốp lai ghép
Nhờ thành phần acid stearic kị nước, vật liệu mới này không chỉ có dung lượng hấp phụ lớn đối với các hợp chất hữu cơ mà còn thể hiện tốc độ hấp phụ rất đáng kể, từ đó cho phép thu hồi dầu loang trên bề mặt nước nhanh chóng, hiệu quả. Đặc biệt, cấu trúc xốp của bọt composite còn giúp vật liệu này có thể nổi trên mặt nước, giúp quá trình thu dọn dầu loang cùng vật liệu diễn ra dễ dàng
Từ lâu, những sự cố tràn dầu luôn là một trong những vấn đề môi trường nghiêm trọng khi không chỉ có sức tàn phá thiên nhiên lâu dài mà còn có khả năng gây ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe con người. Giữa nhiều phương pháp xử lý dầu tràn khác nhau, kỹ thuật hấp phụ được xem là phương pháp đơn giản, hiệu quả, dễ ứng dụng. Tuy nhiên, hầu hết các vật liệu hấp phụ tự nhiên đều hấp phụ đồng thời cả dầu lẫn nước, khiến khả năng xử lý dầu tràn thường bị hạn chế. Để có thể xử lý dầu tràn ở nhiều quy mô khác nhau, các vật liệu hấp phụ cần có đặc tính kỵ nước, chỉ hấp phụ duy nhất các phân tử hữu cơ.
Để tránh những tác động tiêu cực của ô nhiễm dầu đến môi trường và sức khỏe con người, một số phương pháp xử lý truyền thống như phun rải hóa chất hoặc đốt có kiểm soát đã được thử nghiệm. Tuy nhiên, hầu hết các phương pháp này đều tiềm ẩn tính độc hại hoặc có thể tạo ra các nguồn ô nhiễm thứ cấp. Vì vậy, trong những năm gần đây, nhiều nghiên cứu đã được triển khai nhằm tìm ra các phương pháp mới giúp làm sạch dầu tràn cũng như xử lý nước thải chứa dầu.
Trong số các phương pháp được đề nghị, kỹ thuật hấp phụ được các nhà khoa học tin tưởng có thể giúp loại bỏ dầu tràn hiệu quả với chi phí thấp. Những khoáng vật vô cơ tự nhiên như perlite, graphite, vermiculite, đất sét, diatomite đã lần lượt được sử dụng làm chất hấp phụ trong một vài nghiên cứu và cho thấy khả năng xử lý dầu hiệu quả, với dung lượng hấp phụ đạt 3,5-4,0 g dầu hỏa/g chất hấp phụ.
Mặc dù vậy, các vật liệu hấp phụ này thường không chỉ hấp phụ dầu mà còn hấp thu một lượng lớn nước, từ đó làm hạn chế khả năng xử lý dầu tràn của vật liệu. Vì thế, tìm kiếm một loại vật liệu có đặc tính thấm ướt đặc biệt, chỉ hấp phụ dầu và hoàn toàn không ưa nước được xem là giải pháp tiềm năng cho vấn đề này
Ảnh minh họa
Theo đó, một số công trình đã đề nghị phát triển các loại vật liệu polymer như polypropylene và polyurethanes vốn thể hiện rõ đặc tính thân dầu kị nước và nhờ vậy có khả năng hấp phụ rất tích cực lượng dầu nổi trên mặt nước. Tuy nhiên, những vật liệu polymer này không tự phân hủy sinh học, buộc phải chôn lấp sau khi sử dụng, do đó dễ dàng trở thành một nguồn rác thải mới đối với môi trường.
Chính vì vậy, nhóm nghiên cứu của GS Jingsan Xu (Khoa Công nghệ kỹ thuật hóa học, Đại học Công nghệ Queensland, Úc) đã đề nghị kết hợp acid stearic và các sợi nano Al2O3 để có thể tổng hợp nên vật liệu composite bọt xốp lai ghép, vừa có đặc tính thân dầu kỵ nước, cho phép hấp phụ hiệu quả dầu loang, vừa có tỷ trọng thấp, giúp toàn khối vật liệu dễ dàng nổi trên bề mặt nước, từ đó đem đến khả năng thu hồi dễ dàng sau quá trình sử dụng.
Những kết quả nghiên cứu chứng tỏ khả năng hấp phụ ưu việt của hệ vật liệu composite Al2O3/acid stearic, vốn được tổng hợp rất đơn giản thông qua quá trình hòa trộn acid stearic với các sợi nano Al2O3.
ntqnhu
Theo Tạp chí Khoa học và Công nghệ Việt Nam