Trong lĩnh vực công nghiệp hóa chất, vật liệu nano được ứng dụng dựa trên các đặc tính xúc tác đặc biệt của chúng để tăng năng lượng và hiệu quả nguồn tài nguyên, và các vật liệu nano có[r]
(1)Tiềm công nghệ nano xử lý ô nhiễm môi trường
Công nghệ nano (nanotechnology) ngành công nghệ liên quan đến việc thiết kế, phân tích, chế tạo ứng dụng cấu trúc, thiết bị hệ thống việc điều khiển hình dáng, kích thước quy mơ nanơmét (nm, nm = 10-9 m) Ranh giới công nghệ nano khoa học nano không rõ ràng, nhiên chúng có chung đối tượng vật liệu nano.
Lợi ích mơi trường tiềm tiềm từ cơng nghệ Nano
Giá nguyên liệu lượng ngày tăng, với nhận thức môi trường ngày tăng người tiêu dùng, họ chịu trách nhiệm loạt sản phẩm thị trường hứa hẹn lợi ích định việc bảo vệ mơi trường khí hậu Vật liệu nano thể đặc tính vật lý hóa học đặc biệt khiến chúng trở nên thú vị với sản phẩm thân thiện với mơi trường
Các ví dụ lợi ích tiềm bao gồm bền bỉ tăng lên vật liệu chống lại va chạm học thời tiết, giúp tăng tuổi thọ hữu ích sản phẩm; lớp phủ chống ăn mịn chống thấm nước dựa cơng nghệ nano; vật liệu cách nhiệt để nâng cao hiệu suất lượng tòa nhà; thêm hạt nano vào vật liệu để giảm trọng lượng tiết kiệm lượng trình vận chuyển Trong lĩnh vực cơng nghiệp hóa chất, vật liệu nano ứng dụng dựa đặc tính xúc tác đặc biệt chúng để tăng lượng hiệu nguồn tài nguyên, vật liệu nano thay hóa chất có hại cho mơi trường lĩnh vực ứng dụng định Các tiềm đặt sản phẩm tối ưu hóa cơng nghệ nano quy trình sản xuất lưu trữ lượng; giai đoạn phát triển dự kiến đóng góp đáng kể vào việc bảo vệ khí hậu giải vấn đề lượng tương lai
Công nghệ nano làm cho pin tái chế mặt kinh tế hấp dẫn: Nhiều pin chứa kim loại nặng thủy ngân, chì, catmi niken, gây nhiễm mơi trường đe dọa đến sức khoẻ người sử dụng pin không cách Không hàng tỷ đô la cho hàng tỉ ắc quy bãi chôn lấp gây vấn đề mơi trường mà cịn lãng phí hồn tồn ngun liệu thơ tiềm giá rẻ Các nhà nghiên cứu tìm cách thu hồi hạt nano oxit kẽm tinh khiết từ pin alkaline dùng cho pin Zn-MnO2
Vật liệu nano để làm chất thải phóng xạ nước: Các nhà khoa học nghiên cứu giải pháp xử lý chất thải phóng xạ cho cơng nghệ nano, đặc biệt việc sử dụng sợi nano titanate làm chất hấp phụ để loại bỏ ion phóng xạ khỏi nước Các nhà nghiên cứu khẳng định đặc tính cấu trúc độc đáo ống nano cực tím sợi nano tạo thành nguyên liệu cao cấp để loại bỏ ion phóng xạ cisium iodine phóng xạ nước
(2)đây, có quan tâm đặc biệt ngày tăng tồn giới việc khám phá cách tìm giải pháp phù hợp để làm cố tràn dầu thông qua việc sử dụng vật liệu nano
Ứng dụng xử lý nước: Các lĩnh vực tác động tiềm tàng công nghệ nano ứng dụng xử lý nước chia thành ba loại: xử lý khắc phục hậu quả, phát phát hiện, ngăn ngừa ô nhiễm cải tiến kỹ thuật khử muối lĩnh vực Các thiết bị lọc nước có cơng nghệ nano có khả biến đổi lĩnh vực khử muối, ví dụ cách sử dụng tượng phân cực nồng độ ion
Một phương pháp lọc tương đối mới: nước lợ công nghệ deionization dung (CDI) Những ưu điểm CDI không gây ô nhiễm thứ cấp, hiệu chi phí tiết kiệm lượng Các nhà nghiên cứu Công nghệ Nano phát triển ứng dụng CDI sử dụng graphene giống nanoflakes điện cực cho deion hóa điện dung Họ phát điện cực graphene cho kết CDI tốt so với vật liệu carbon hoạt hóa thơng thường
Thu giữ carbon dioxide: Trước CO2 lưu giữ, phải tách khỏi khí thải khác phát sinh từ q trình đốt q trình cơng nghiệp Hầu hết phương pháp sử dụng cho loại lọc tốn đòi hỏi sử dụng hóa chất Các kỹ thuật nano để chế tạo màng mỏng cỡ nano dẫn đến cơng nghệ màng thay đổi điều
Sản xuất hydro từ ánh sáng mặt trời – quang hợp nhân tạo: Các công ty phát triển công nghệ sử dụng hydro để bọc màu xanh công nghệ thân thiện với môi trường Trong nhiên liệu hydro thực nguồn lớn lượng Vấn đề bạn đào giếng để lấy hydro, hydro phải sản xuất, thực nhiều nguồn lực
Sự quang hợp nhân tạo, sử dụng lượng mặt trời để phân tách nước tạo hydro oxy, cung cấp nguồn lượng vàbền vững ánh sáng mặt trời Phải khoảng 2,5 volt để phá vỡ phân tử nước đơn lẻ thành oxy với điện tử tích điện âm proton tích điện dương Đó việc tách tách điện tử proton có điện tích dương khỏi phân tử nước cung cấp lượng điện Nghiên cứu quy mô nano, nhà nghiên cứu màng tinh thể nano thu chất vô khơng tốn thân thiện với mơi trường kết hợp với phận điện phân giá rẻ có chứa nguyên tố dồi để tạo hệ thống sản xuất hydrogen quang điện quang rẻ tiền ổn định
Ứng dụng Nano sắt xử lý ô nhiễm môi trường:
(3)Người ta thấy sắt nano phản ứng cách hiệu với nhiều loại đất ô nhiễm khác môi trường, bao gồm hợp chất hữu chứa clo, kim loại nặng chất vô khác
Sự phân hủy hợp chất hữu chứa clo
Sắt nano khử hầu hết hợp chất hữu chứa clo thành hợp chất không độc hydrocacbon, clo nước
Lowry đánh giá hiệu loại bỏ clo PCBs hòa tan dung dịch nước- metanol sắt có kích thước mico nano Với vật liệu sắt micro ngồi thị trường khơng quan sát thấy loại bỏ clo sau 180 ngày, cịn thí nghiệm sau 45 ngày với sắt nano cho thấy sắt nano có khả khử clo PCBs hỗn hợp nước –metanol điều kiện thường
1 Loại bỏ ion kim loại nặng
Loại bỏ Asen
Kanel cộng tiến hành thí nghiệm hàm lượng sắt nano khác (0,5; 2,5; 5; 7,5; 10g/l) để đánh giá khả hấp phụ As(III) (1mg/l pH =7) bề mặt vật liệu Kết thu cho thấy ngoại trừ nồng độ 0,5g/l, 80% lượng Asen bị hấp phụ phút gần 99% bị hấp phụ sau 60 phút Dung lượng hấp phụ cực đại tính theo định luật Freundlich 3,5mg Asen/g sắt nano 250C.
(4)Sắt nano ổn định tách giữ Cr(VI) Pb(II) từ dung dịch nhanh hơn, khử Cr(VI)àCr(III) Pb(II)àPb(0), đồng thời oxy hóa sắt thành geolit Dựa thí nghiệm với 0,5g sắt nano 100ml 50mmol dung dịch ngày, 1g sắt nano loại bỏ 12mmol Cr(VI) 0,18mmol Pb(II)
1 Sự loại bỏ chất ô nhiễm vô cơ
Loại bỏ Selen
Mondal cộng nghiên cứu loại bỏ Selen vật liệu sắt nano hợp kim Fe-Ni tổng hợp Trong 5h thí nghiệm, gần 100% Selen bị loại bỏ vật liệu Fe0 nano.
Với hàm lượng vật liệu 0,1g/l, loại bỏ sắt nano đạt 155mg/g Ở nồng độ xác định, hiệu xử lý Selen sắt nano tăng tăng lượng vật liệu sử dụng
Loại bỏ nitrat
Xem xét động học phản ứng khử nitrat sắt nano, Choe cộng cho thấy khử hoàn toàn nitrat dung dịch sau vài phút cách cho dung dịch tiếp xúc với bột sắt nano điều kiện thường, khơng có kiểm soát pH