Thu hồi sắt từ dung dịch tẩy gỉ làm nanocomposit từ tính khử khuẩn, ứng dụng xử lý nước thải bệnh viện - Mã số đề tài: VAST07.04/17-18

Chủ nhiệm đề tài PGS.TS. Nguyễn Tuấn Dung
Đơn vị thực hiện Viện Kỹ thuật Nhiệt đới
Thời gian thực hiện 2017 - 2018
Tổng kinh phí 600 triệu đồng
Xếp loại đề tài Xuất sắc
Mục tiêu đề tài

Khử trùng nước thải bệnh viện bằng nanocomposit từ tính, sử dụng sắt thu hồi từ dung dịch tẩy gỉ thải bỏ, biến tính với các chất kháng khuẩn (hạt nano bạc và polyguanidin)

Kết quả đạt được

- Về khoa học:
• Dung dịch tẩy gỉ thải bỏ của nhà máy chế biến thép được sử dụng để tổng hợp oxit sắt từ nano bằng phương pháp oxi hóa-kết tủa trong dung dịch Ca(OH)2 bão hòa tại nhiệt độ phòng. Hạt Fe3O4 tổng hợp được có kích thước 10-25 nm, từ độ bão hòa đạt 73 emu/g.
• Nanocomposit Fe3O4/Ag trên nền chitosan đã được tổng hợp thành công, với giá trị từ độ bão hòa đạt 57 emu/g, có khả năng kháng nấm và vi khuẩn với các chủng gram (-) và gram (+), tuy nhiên hoạt tính không mạnh, với nồng độ ức chế tối thiểu (MIC) > 70μg/mL.
• Nanocomposit Fe3O4/polyguanidin (PHMG) đã được tổng hợp thành công, có từ độ bão hòa đạt 61 emu/g và hoạt tính kháng khuẩn mạnh trên phổ rộng, giá trị MIC đạt ≤ 26 μg/mL.
• PHMG biến tính với epiclohydrin (Ep) đã cải thiện đáng kể khả năng chống rửa trôi của nanocomposit. Vật liệu Fe3O4/PHMG-Ep xử lý E.coli (vi khuẩn gram (-)) tốt hơn S.aureus (vi khuẩn gram (+)), với nồng độ 2ppm và thời gian tiếp xúc 1 phút có thể xử lý hoàn toàn E.coli nồng độ đầu khoảng 2.105 CFU/g. Với khuẩn S.aureus, kết quả này là 5 ppm trong 30 phút. Vật liệu có khả năng thu hồi dễ dàng và tái sử dụng.
- Về ứng dụng: Vật liệu Fe3O4/PHMG-Ep được ứng dụng xử lý mẫu nước thải bệnh viện Y học cổ truyền Trung ương, với nồng độ E.coli và tổng Coliform cao hơn hàng trăm lần so với tiêu chuẩn cho phép. Fe3O4/PHMG-Ep sử dụng với nồng độ 30 ppm trong 30 phút có thể loại bỏ được hoàn toàn vi khuẩn E.coli và hầu hết Coliform, nước đầu ra đạt tiêu chuẩn QCVN 02:2009/BYT.

Những đóng góp mới

• Tổng hợp thành công Fe3O4 kích thước nanomet từ dung dịch tẩy gỉ thải bỏ của nhà máy thép, quy trình tổng hợp đơn giản ở nhiệt độ thường, từ độ bão hòa cao (73 emu/g).
• Tổng hợp thành công vật liệu nanocomposit của Fe3O4 với polyguanidin có từ độ bão hòa cao (61 emu/g), hoạt tính kháng nấm và vi khuẩn mạnh, trên phổ rộng (MIC ≤ 26 μg/mL), có khả năng thu hồi dễ dàng và tái sử dụng, có triển vọng ứng dụng khử trùng nước thải bệnh viện.

Sản phẩm

- Các bài báo đã công bố: 02 bài báo quốc tế (ISI), 02 bài báo quốc gia.

  1. Dung T. Nguyen, Lan T. Pham, Ha T. T. Le, Minh X.Vu, Hanh T. M. Le, Huong T. M. Le, Nam H. Pham, Le T. Lu. Synthesis and antibacterial properties of a novel magnetic nanocomposite prepared from spent pickling liquors and polyguanidine, RSC. Advances, 8 (2018), 19707-19712.
  2. Minh X. Vu, Ha T.T. Le, Lam T. Pham, Nam H. Pham, Huong T. M. Le, Lu T. Le, Dung T. Nguyen. Synthesis of magnetic nanoparticles from spect pickling liquors in aqueous saturated solution of calcium hydroxide, Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol., 61(9-10), 2018, 59-63.
  3. Vũ Xuân Minh, Lê Bảo Thoa, Lê Trọng Lư, Phạm Hồng Nam, Lê Thị Mai Hương, Hoàng Văn Hùng, Nguyễn Tuấn Dung. Tổng hợp nanocompozit từ tính kháng khuẩn sắt từ/bạc trên nền chitosan sử dụng dung dịch tẩy gỉ của nhà máy thép, Tạp chí hóa học, 2017, T.55, N5(E1,2), 85-88.
  4. Le Thi Thu Ha, Vu Xuan Minh, Le Thi My Hanh, Le Trong Lu, Pham Thi Lan, Nguyen Tuan Dung. Preparation of magnetic antibacterial composite beads Fe3O4/alginate/Ag, Vietnam journal of Science and Technology, 2018, T.56, N3B, 192-198.

- Các sản phẩm cụ thể:
• Oxit sắt từ tổng hợp từ dung dịch tẩy gỉ của nhà máy thép, kích thước 10-25 nm, diện tích bề mặt riêng 46m2/g, từ độ bão hòa 73 emu/g.
• Vật liệu nanocomposit Fe3O4/polyguanidin-epiclohydrin có hàm lượng polyme ˜10%kl., từ độ bão hòa 61 emu/g, khả năng kháng khuẩn mạnh, MIC ≤ 26μg/mL.
- Các sản phẩm khác: 01 thạc sỹ (đã bảo vệ), 01 NCS (đang thực hiện).

Kiến nghị

Các k?t qu? c?a ?? tài ?ã m? ra h??ng phát tri?n v?t li?u nanocomposit t? tính trong kh? trùng n??c th?i m?t cách hi?u qu?, d? thu h?i, an toàn và không ??t ti?n. T?p th? các tác gi? ki?n ngh? ti?p t?c ???c lãnh ??o Vi?n Hàn lâm KHCNVN t?o ?i?u ki?n kinh phí ?? nghiên c?u hoàn thi?n quy trình ch? t?o ? quy mô l?n h?n, ??ng th?i nghiên c?u ch? t?o v?t li?u t??ng t? áp d?ng cho x? lý n??c c?p sinh ho?t.

Bản quyền thuộc về Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam.
Địa chỉ: 18 Hoàng Quốc Việt, Cầu Giấy, Hà Nội. Email: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.
Khi phát hành lại thông tin trên Website cần ghi rõ nguồn: "Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam".