Chất thải từ nhà máy bột giấy trở thành giải pháp xanh để loại bỏ thuốc nhuộm độc hại
bởi Đại học Arkansas
Phổ UV-Vis được hiển thị cho đỏ Congo (a) và cam methyl (d) với các giá trị pH ban đầu khác nhau tại thời điểm 0 giờ trước khi thêm chất hấp phụ. Nguồn: Tạp chí Polymers and the Environment (2025). DOI: 10.1007/s10924-025-03650-0
Các loại thuốc nhuộm như đỏ Congo và cam methyl tạo ra những chiếc áo sơ mi, áo len và váy có màu sắc rực rỡ. Tuy nhiên, những loại thuốc nhuộm azo thường được sử dụng này có thể độc hại, gây ung thư và khó loại bỏ khỏi nước thải.
David Chem, ứng viên Tiến sĩ ngành Kỹ thuật Hóa học tại Đại học Arkansas, đã phát triển một giải pháp thân thiện với môi trường để loại bỏ những loại thuốc nhuộm này bằng cách sử dụng một sản phẩm phụ phổ biến của ngành công nghiệp giấy và bột giấy.
Thuốc nhuộm azo được sử dụng trong 60%–70% sản lượng dệt may thương mại. Thuốc nhuộm này dễ hòa tan trong nước và khó phân hủy sinh học, khiến chúng trở thành mối nguy hại cho môi trường. Nước thải từ các nhà máy may mặc có nồng độ thuốc nhuộm azo cao nhất, nhưng chúng cũng đi vào nước thải đô thị từ việc giặt quần áo.
Để loại bỏ thuốc nhuộm azo khỏi nước, Chem bắt đầu với lignin, một loại biopolymer giá rẻ, phổ biến rộng rãi có nguồn gốc từ thành tế bào thực vật. Mỗi năm, ngành công nghiệp nghiền bột giấy sản xuất ra từ 50 đến 70 triệu tấn lignin. Phần lớn trong số đó bị đưa vào bãi chôn lấp.
"Việc chiết xuất lignin rất khó xử lý. Nó có cấu trúc phức tạp", Chem nói. "Nó chưa được sử dụng đúng mức như một biopolymer."
Đầu tiên, các nhà nghiên cứu thêm phenol vào lignin dạng bột, làm cho bề mặt của nó phản ứng mạnh hơn. Sau đó, các nhóm amin được thêm vào để tạo cho lignin một điện tích dương để nó có thể liên kết với thuốc nhuộm azo mang điện tích âm.
Quá trình biến đổi lignin theo hai bước, chức năng kép này đã được thử nghiệm trước đây như một cách để loại bỏ các ion kim loại nặng, nhưng các nhà nghiên cứu của Đại học Alberta là những người đầu tiên áp dụng phương pháp này cho các loại thuốc nhuộm có hại.
Trong phòng thí nghiệm, lignin biến đổi đã loại bỏ 96% thuốc nhuộm đỏ Congo và 81% thuốc nhuộm da cam methyl. Với phương pháp này, cả thuốc nhuộm và lignin đều có thể được tái sử dụng.
"Quy trình này thực sự có khả năng mở rộng. Đây là một quy trình tương đối xanh. Và nó rất hiệu quả", Chem cho biết.
Chem đã công bố kết quả của mình trên Tạp chí Polymer và Môi trường.
