Bọt biển nano lọc nước hiệu quả

Khung hữu cơ cộng hóa trị (COF - covalent organic frameworks) là một lớp vật liệu được sử dụng để lọc các bộ lọc siêu mịn. Những cấu trúc này cực kỳ xốp, tạo ra một tấm lưới để hỗ trợ các phân tử phù du bám vào đó, nhờ đó nước sẽ được làm sạch. Phạm vi ứng dụng của sản phẩm này khá rộng, cho phép lọc nhiều loại nước thải công nghiệp, bao gồm cả nước nhiễm thuốc nhuộm hữu cơ.

Tuy nhiên, có một nhược điểm đối với vật liệu COF khi sử dụng, các lỗ rỗng ở bên ngoài sẽ nhanh chóng bị lấp đầy bởi các phân tử khi chúng được sử dụng, nhưng các lỗ rỗng trung tâm trống rỗng và tác dụng lọc không hiệu quả.

Bằng cách "trồng" COF lên một tấm nền graphene, nhóm nghiên cứu đến từ đại học Viên, Áo, đã khắc phục nhược điểm này. Kết quả thu được là một lớp COF dày hai nanomet được gắn trên một lớp graphene đơn nguyên tử để tạo thành một tấm lưới lọc siêu mịn, có khả năng giữ lại các phân tử của thuốc nhuộm hữu cơ trong khi vẫn tạo điều kiện thuận lợi cho các lỗ rỗng trên tấm nền graphene cho phép nước chảy qua.

COF đã được nhóm nghiên cứu điều chỉnh để nó có khả năng giữ lại một cách có chọn lọc các phân tử thuốc nhuộm hữu cơ. Để đạt được điều này, các lỗ được tạo hình dạng và kích thước phù hợp (từ 0,8 đến 1,6 nanomet) và bề mặt được phủ một điện tích âm để thu hút các phân tử mang điện tích dương đến bề mặt.

Theo các nhà nghiên cứu, "các lỗ xốp lớn của mạng graphene kết hợp với lớp COF siêu mỏng và số lượng lớn các vị trí hấp phụ của nó cho phép xử lý nước thải đặc biệt nhanh chóng và hiệu quả." Ngoài ra, theo nhóm nghiên cứu, phương pháp này không đắt vì không cần sử dụng nhiều graphene và COF, đồng thời các tấm lọc có thể dễ dàng tái sử dụng và tái sử dụng nhiều lần.

Theo Tạp chí Điện tử.

Cập nhật tin tức công nghệ mới nhất tại fanpage Công nghệ & Cuộc sống