Vn-Z.vn Ngày 09 tháng 11 năm 2024, Trong quá trình sản xuất công nghiệp, sẽ có lượng lớn nước thải chứa dầu được tạo ra, đặc biệt là loại nhũ tương dầu-nước ổn định nhờ chất nhũ hóa. Việc xử lý loại nhũ tương này từ lâu đã là một thách thức lớn vì không chỉ gây ô nhiễm môi trường mà còn lãng phí tài nguyên. Cách hiệu quả để thu hồi dầu và nước từ nhũ tương này đã trở thành vấn đề lớn trong lĩnh vực khoa học và công nghệ tách lọc, đây là bài toán lớn đối với ngành công nghiệp trong gần trăm năm qua.
Mới đây, giáo sư Từ Chí Khang cùng nhóm nghiên cứu của ông từ Đại học Chiết Giang cho biết đã đạt được đột phá trong vấn đề này. Họ đã phát triển một thiết bị nguyên mẫu dựa trên khái niệm “khe hẹp với màng ưa nước và màng kỵ nước” và đã thành công trong việc thu hồi 97% lượng dầu và 75% lượng nước. Kết quả nghiên cứu này đã được công bố trên tạp chí Science.
Nhũ tương dầu-nước là một hỗn hợp khá ổn định, gồm hai loại chính: nước trong dầu và dầu trong nước. Các phương pháp tách lọc truyền thống như keo tụ hóa học, điện tụ và ly tâm thường chỉ tách được một phần dầu hoặc nước, phần còn lại vẫn phải xử lý tiếp.
Nhằm khắc phục nhược điểm này, nhóm của giáo sư Từ đã phát triển một loại màng lọc đặc biệt với bề mặt hai mặt khác nhau, gọi là màng “hai mặt”. Loại màng này có khả năng bắt và tách các giọt dầu nhỏ trong nhũ tương nước trong dầu. Tuy nhiên, ban đầu loại màng này chỉ tách được một thành phần.
Để đạt được mục tiêu tách đồng thời cả dầu và nước, nhóm nghiên cứu đã kết hợp một màng ưa nước với một màng kỵ nước trong cùng một hệ thống tách lọc hai chiều. Kết quả thử nghiệm cho thấy, khi khoảng cách giữa hai màng được thu hẹp xuống còn 4mm, hiệu suất tách lọc cải thiện rõ rệt: tỷ lệ thu hồi dầu từ phía kỵ nước tăng từ 5% lên 97%, trong khi tỷ lệ thu hồi nước từ phía ưa nước tăng từ 19% lên 75%.
Ngoài ra, màng ưa nước giúp loại bỏ nước, làm tăng nồng độ nhũ tương, từ đó thúc đẩy quá trình va chạm và kết hợp của các giọt dầu, dẫn đến phá vỡ nhũ tương và tăng cường khả năng thẩm thấu của dầu qua màng. Đồng thời, việc loại bỏ dầu liên tục cũng giúp giảm nồng độ nhũ tương trên bề mặt màng, giảm thiểu hiện tượng phân cực nồng độ, nhờ đó tăng hiệu quả thẩm thấu của màng ưa nước.
Nghiên cứu này mở ra hướng giải quyết mới cho bảo vệ môi trường và tái sử dụng tài nguyên, hứa hẹn tiềm năng ứng dụng rộng rãi. Nhóm nghiên cứu dự kiến sẽ tiếp tục phát triển công nghệ này để đưa vào ứng dụng thực tế.
Nhũ tương dầu-nước là một hỗn hợp khá ổn định, gồm hai loại chính: nước trong dầu và dầu trong nước. Các phương pháp tách lọc truyền thống như keo tụ hóa học, điện tụ và ly tâm thường chỉ tách được một phần dầu hoặc nước, phần còn lại vẫn phải xử lý tiếp.
Nhằm khắc phục nhược điểm này, nhóm của giáo sư Từ đã phát triển một loại màng lọc đặc biệt với bề mặt hai mặt khác nhau, gọi là màng “hai mặt”. Loại màng này có khả năng bắt và tách các giọt dầu nhỏ trong nhũ tương nước trong dầu. Tuy nhiên, ban đầu loại màng này chỉ tách được một thành phần.
Ngoài ra, màng ưa nước giúp loại bỏ nước, làm tăng nồng độ nhũ tương, từ đó thúc đẩy quá trình va chạm và kết hợp của các giọt dầu, dẫn đến phá vỡ nhũ tương và tăng cường khả năng thẩm thấu của dầu qua màng. Đồng thời, việc loại bỏ dầu liên tục cũng giúp giảm nồng độ nhũ tương trên bề mặt màng, giảm thiểu hiện tượng phân cực nồng độ, nhờ đó tăng hiệu quả thẩm thấu của màng ưa nước.
Nghiên cứu này mở ra hướng giải quyết mới cho bảo vệ môi trường và tái sử dụng tài nguyên, hứa hẹn tiềm năng ứng dụng rộng rãi. Nhóm nghiên cứu dự kiến sẽ tiếp tục phát triển công nghệ này để đưa vào ứng dụng thực tế.
