Lấy cảm hứng từ quy trình đãi vàng thủ công đã được áp dụng hàng trăm năm nay trên thế giới, các nhà khoa học Tây Ban Nha đã sử dụng các hạt nano vàng để tách thủy ngân khỏi nước nhiễm độc.
Những người thợ khai thác vàng ở khắp các nơi trên thế giới thường sử dụng hỗn hống thủy ngân-vàng để đãi vàng ra khỏi quặng. Nay các nhà khoa học tại Viện Công nghệ nano Barcelona, Tây Ban Nha, tìm cách sử dụng các hạt nano vàng để tách thủy ngân ra khỏi nước theo một quy trình ngược lại.
Từ trước đến nay, người ta đã sử dụng các hạt nano để loại bỏ nhiều kim loại ra khỏi nước bẩn, một phần vì các hạt này có diện tích bề mặt lớn.
Thông thường, nếu muốn tạo hỗn hống thủy ngân-vàng thì cần phải khử các ion thủy ngân trong nước. Nhưng các tác nhân khử mạnh, ví dụ natri tetrafloborat, sẽ khử tất cả các kim loại có trong dung dịch, do đó ngoài thủy ngân thì các kim loại khác cũng sẽ bít kín bề mặt các hạt nano vàng, khiến hiệu quả tạo hỗn hống của các hạt này giảm mạnh.
Các nhà khoa học nói trên đã tình cờ tìm ra một giải pháp đơn giản để giải quyết vấn đề đó. Trước đó, khi tạo ra các hạt nano vàng với đường kính 9 nm họ đã bọc phủ các hạt này bằng natri xitrat để giữ cho chúng phân tán trong dung dịch. Xitrat cũng là một chất khử nhẹ, có khả năng chuyển hóa các ion thủy ngân thành thủy ngân nguyên tố.
Kết quả quan sát cho thấy, khi các nhà nghiên cứu trộn các hạt nano vàng vào nước nhiễm thủy ngân thì bề mặt các hạt nano này đã hoạt động như chất xúc tác để khử ion thủy ngân. Thủy ngân nhanh chóng hấp phụ lên bề mặt vàng và sau thời gian 2 ngày kim loại này di chuyển vào bên trong các hạt nano, tạo thành hỗn hống. Sau đó, các nhà nghiên cứu có thể ly tâm nước để loại bỏ các hạt nano vàng-thủy ngân này.
Nhóm nghiên cứu nói trên đã thử nghiệm phương pháp của họ đối với nước tinh khiết pha thủy ngân clorua. Các hạt nano có thể loại bỏ hầu hết tất cả các ion thủy ngân ra khỏi dung dịch, cho đến khi nồng độ ion thủy ngân chỉ còn là 0,16 ppm. Nước đã lọc thủy ngân như vậy đáp ứng tiêu chuẩn an toàn của Tổ chức Y tế thế giới là 1 ppb Hg. ở nồng độ thủy ngân 4,8 ppm, các hạt nano loại bỏ khoảng 60% thủy ngân ra khỏi nước. Để thử nghiệm những giải pháp thực tế hơn, các nhà khoa học đã bổ sung ion thủy ngân vào các mẫu nước lấy từ sông Ebro gần đó. Kết quả cho thấy, phương pháp của họ có thể loại bỏ khoảng 40% các ion thủy ngân ra khỏi dung dịch có nồng độ 6,5 ppm.
Phương pháp này hoàn toàn mới, nhưng một số nhà khoa học khác cho rằng các nhà máy cấp nước khó có khả năng sẽ áp dụng nó để loại bỏ thủy ngân vì giá của vàng rất cao. Hiện đang có những phương pháp khác rẻ tiền hơn để tách thủy ngân ra khỏi nước, ví dụ sử dụng các phân tử thiol để lọc các ion thủy ngân.
Nhưng các nhà phát minh phương pháp nói trên hy vọng rằng các hạt nano vàng có thể được sử dụng để loại bỏ thủy ngân với nồng độ cực nhỏ trong nước đã trải qua một số bước xử lý. Theo họ, làm sạch nước rất bẩn là việc rất dễ, nhưng làm sạch nước sạch sẽ khó hơn nhiều – đây có thể sẽ là lĩnh vực áp dụng cho phương pháp mới này.
Chemical & Engineering News
Nguồn Tạp chí Hóa học và Công nghiệp Hóa chất, số 4/2012
