Thạc sĩ Nguyễn Phụng Anh, trưởng nhóm nghiên cứu tại Viện Công nghệ Hóa học, đã thành công trong việc phát triển một phương pháp xử lý các chất hữu cơ ô nhiễm tồn dư trong nước, để giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường nước. Nghiên cứu tập trung vào việc chế tạo các hệ xúc tác quang trên nền perovskite titanate có đặc tính hoạt tính cao, độ bền và khả năng tái sử dụng để phân hủy các chất hữu cơ ô nhiễm từ nước, như chất diệt cỏ glyphosate và acid cinnamic.

Hệ thống thiết bị phản ứng quang oxy hóa phân hủy cinnamic acid và glyphosate (1-Cụm giải nhiệt cho bộ đèn UV; 2-Bộ phận điều khiển đèn có kết nối máy tính; 3-Máy khuấy; 4-Bình phản ứng; 5-Đường ống cấp nước giải nhiệt; 6-Lưu lượng kế; 7-Nhiệt kế; 8-Vị trí lấy mẫu)

Một trong những nguồn ô nhiễm lớn nhất trong nước hiện nay là các hợp chất phenolic, được sử dụng rộng rãi trong nước thải công nghiệp và nông nghiệp, cũng như làm chất khử trùng. Các hợp chất này gây ảnh hưởng tiêu cực đến môi trường và sức khỏe con người do độc tính cao và khả năng không phân hủy sinh học. Trong số đó, cinnamic acid, mặc dù có độ độc tính không cao, nhưng lại tạo ra mức ô nhiễm đáng kể.

Hiện có nhiều phương pháp được sử dụng để phân hủy các hợp chất này trong nước, và xúc tác quang hóa được coi là một biện pháp tiên tiến. Các ưu điểm của xúc tác quang hóa bao gồm chi phí thấp, hiệu suất phân hủy cao, tái sử dụng dễ dàng, và khả năng chuyển hóa chất gây ô nhiễm thành các sản phẩm cuối cùng ít độc hại. Trong nghiên cứu này, vật liệu perovskite, đặc biệt là Al2TiO5, Fe2TiO5, và NiTiO3, được sử dụng để chế tạo các hệ xúc tác quang.

Bằng cách kết hợp perovskite với TiO2, ThS. Nguyễn Phụng Anh và nhóm nghiên cứu đã tạo ra các hệ xúc tác mới, như Al2TiO5/TiO2, Fe2TiO5/TiO2 và NiTiO3/TiO2, cũng như các hệ xúc tác dị cấu trúc biến tính CeO2, Ag và SBA-15. Các hệ xúc tác này đã cho thấy hiệu suất cao trong quá trình phân hủy cinnamic acid và glyphosate trong môi trường nước. Đặc biệt, sự kết hợp giữa perovskite và TiO2 đã tăng cường khả năng hấp thu ánh sáng khả kiến và cản trở tái kết hợp giữa electron và lỗ trống, tạo nên những xúc tác quang tiềm năng.

Kết quả nghiên cứu đã được công bố trong các bài báo khoa học, nhấn mạnh vào hoạt tính cao và khả năng tái sử dụng của các hệ xúc tác perovskite/TiO2 trong việc xử lý ô nhiễm hữu cơ trong nước. Đây là bước quan trọng để áp dụng ứng dụng thực tế và giải quyết vấn đề nghiêm trọng về ô nhiễm môi trường nước từ nông nghiệp. ThS. Nguyễn Phụng Anh cũng cho biết nhóm nghiên cứu sẽ tiếp tục nghiên cứu động học và cơ chế của quá trình phản ứng, cũng như khảo sát hoạt tính xúc tác trong vùng ánh sáng khả kiến để phát triển ứng dụng trong tương lai.

P.A.T (Tổng hợp)