1.6.1. Giới thiệu
Hiện nay, vấn đề ụ nhiễm mụi trường đang là thỏch thức của Việt Nam cũng như nhiều nước trờn thế giới. Đặc biệt, kim loại nặng trong nước được đỏnh giỏ là một trong cỏc nhúm tỏc nhõn độc hại nhất đối với mụi trường và con người. Kim loại nặng thường khụng tham gia hoặc ớt tham gia vào quỏ trỡnh sinh húa của cỏc thể sinh vật và thường tớch lũy trong cơ thể chỳng, nờn chỳng rất độc hại với sinh vật. Nhiễm độc kim loại ở người cú liờn quan đến cỏc hiện tượng sinh quỏi thai, ung thư, loột da, chậm phỏt triển về trớ tuệ, hư hại gan thận và nhiều loại bệnh khỏc. Thờm vào đú, cỏc phế thải chứa kim loại độc phỏt sinh từ những nguồn rất phổ biến như: khai mỏ, thuộc da, mạ điện, sản suất sơn, ỏc quy và đạn dược…Ngoài ra, hoạt động nụng nghiệp cũng chớnh là một nguồn gõy ụ nhiễm kim loại nặng. Việc lạm dụng cỏc loại phõn bún húa học, húa chất bảo vệ thực vật đó làm gia tăng lượng tồn dư cỏc kim loại trong đất. Do đú, một nhiệm vụ đặt ra đối với cỏc nhà khoa học hiện nay là tỡm ra cỏc phương phỏp cú hiệu quả để loại bỏ kim loại từ đất và cỏc nguồn nước [26].
Ở Việt Nam đó cú một số biện phỏp được đưa ra xử lớ nhưng hiệu quả chưa cao, chi phớ xử lớ lớn, chưa triệt để… Vỡ vậy việc nghiờn cứu chế tạo vật liệu tối ưu, giỏ thành rẻ, dễ sử dụng, cú khả năng tỏi sử dụng là rất cần thiết. Một số vật liệu mới như
38
nano sắt từ, Fe3O4 nano kết hợp Al(OH)3, chế phẩm PVA, PVA/CS… đó được nghiờn cứu nhằm ứng dụng trong xử lớ mụi trường, đặc biệt là để tỏch kim loại nặng dạng ion ra khỏi nguồn nước, tuy nhiờn hiệu quả chưa đạt như mong muốn. Sự kết hợp cựng lỳc nhiều vật liệu vừa cú khả năng hấp phụ, vừa cú những đặc trưng hữu ớch khỏc với nhạu là một hướng mới trong nghiờn cứu cả trong nước và trờn thế giới.
1.6.2. Ứng dụng vật liệu tổ hợp cấu trỳc nano nền chitosan trong hấp phụ kim loại nặng
Trong phõn tử chitosan cú chứa cỏc nhúm chức mà trong đú cỏc nguyờn tử O và N của nhúm chức cũn cặp electron chưa sử dụng, do đú chỳng cú khả năng tạo phức, phối trớ với hầu hết cỏc kim loại nặng và cỏc kim loại chuyển tiếp như: Hg2+, Cd2+, Zn2+, Cu2+, Ni2+, Co2+... Tựy nhúm chức trờn mạch polime mà thành phần và cấu trỳc của phức khỏc nhau [42]. Do đú, chitosan thường được sử dụng làm chất hấp phụ để xử lý cỏc kim loại nặng trong mụi trường nước. Thời gian gần đõy, cựng với việc phỏt triển của cụng nghệ nano, chitosan kớch thước nano cũng hứa hẹn là một loại chất hấp phụ hiệu năng cao dựng để xử lý cỏc kim loại nặng gõy ụ nhiễm mụi trường nước. Tuy nhiờn, khi sử dụng chitosan làm chất hấp phụ thỡ vấn đề thu hồi lại chất hấp phụ sau khi hoàn thành quỏ trỡnh xử lý lại tương đối khú, chỉ cú thể sử dụng phương phỏp lọc hoặc ly tõm. Do đú, một trong những phương phỏp để khắc phục nhược điểm này đú là chế tạo vật liệu tổ hợp giữa chitosan và một thành phần khỏc. Vớ dụ Hỡnh 1.12 thể hiện cấu trỳc của vật liệu tổ hợp CS/clay và sự tạo phức giữa CS với Cr(VI) [42].
39
Hỡnh 1.12 Cấu trỳc vật liệu tổ hợp CS/clay (a) và sự tạo phức giữa Cr(VI) với CS
Trong khuụn khổ luận ỏn này chỳng tụi nghiờn cứu tổng hợp vật liệu Fe3O4/CS nhằm kết hợp khả năng hấp phụ kim loại nặng tốt của chitosan và tớnh chất từ của vật liệu Fe3O4 (dễ dàng thu hồi chất hấp phụ bằng từ trường nam chõm).
40