Chủ nhiệm TS. Nguyễn Thị Thanh Hải, Viện Công nghệ môi trường (Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam), tiến hành thí nghiệm. Ảnh: VAST

Với mong muốn chế tạo vật liệu có khả năng hấp phụ và có hoạt tính quang xúc tác cao để loại bỏ dư lượng thuốc kháng sinh trong môi trường nước, từ đó giúp ngăn chặn sự xuất hiện của vi khuẩn kháng kháng sinh, TS. Nguyễn Thị Thanh Hải và nhóm nghiên cứu Viện Công nghệ môi trường (Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam) đã tiến hành đề tài “Nghiên cứu tổng hợp vật liệu hấp phụ - quang xúc tác BiOI nhằm xử lý thuốc kháng sinh nhóm Fluoroquinolone (Ciprofloxacin, Levofloxacin) trong môi trường nước”.

Các nhà khoa học đã tìm hiểu vật liệu Bismuth oxyhalide (BiOX, X = Cl, Br, I) là dạng vật liệu mao quản trung bình có cấu trúc phân lớp độc đáo, có thể tạo ra sự phân tách hiệu quả của các cặp điện tử - lỗ trống và đạt được hiệu suất quang xúc tác cao. Trong nhóm các vật liệu BiOX, BiOI có năng lượng vùng cấm nhỏ nhất (~1,93 eV) và khả năng hấp thụ mạnh ở vùng ánh sáng khả kiến. Do đó, việc tận dụng khả năng hấp phụ và hiệu ứng quang xúc tác của BiOI để phân hủy các chất kháng sinh trong môi trường nước sẽ mang lại nhiều hiệu quả hơn so với phương pháp xử lý truyền thống.

Sau quá trình nghiên cứu, TS. Hải và các cộng sự đã chế tạo thành công vật liệu bismuth oxyiodide - BiOI có khả năng hấp phụ và quang xúc tác phân huỷ kháng sinh ciprofloxacin và levofloxacin trong môi trường nước. Đồng thời, họ cũng xây dựng được quy trình chế tạo vật liệu BiOI trong điều kiện nhiệt độ phòng (BiOI-R) và phương pháp nhiệt dung (BiOI-S). Quy trình này dễ thực hiện, có độ lặp và tính ổn định cao. Bên cạnh đó, nhóm nghiên cứu còn phát triển hệ thử nghiệm quang xúc tác sử dụng vật liệu BiOI-S và áp dụng loại bỏ dư lượng kháng sinh ciprofloxacin và levofloxacin trong mẫu nước thải y tế, hiệu quả xử lý kháng sinh đạt 84-89% dưới điều kiện chiếu sáng của mặt trời.

Vật liệu mao quản trung bình BiOI kích thước hạt nano từ ~15nm, có dung lượng hấp phụ và tính quang xúc tác cao, xử lý được thuốc kháng sinh bằng nguồn ánh sáng mặt trời. Ảnh: VAST

Qua những kết quả trên, các nhà khoa học mong muốn thời gian tới sẽ “tiếp tục nghiên cứu quá trình phân hủy của kháng sinh nhóm fluoroquinolon nói chung và ciprofloxacin, levofloxaxin nói riêng trong môi trường nước để đánh giá được các dạng tồn tại cũng như các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình phân hủy chúng trong môi trường này”.