Hạt Nano bạc có khả năng loại bỏ kim loại nặng trong nước

Các hạt nano bạc (AgNP) là sinh tổng hợp hạt nano (NP) kim loại linh hoạt và hứa hẹn nhất đã được sử dụng thành công để khử trùng nước và nước thải . Do đó, vật liệu nano có nguồn gốc sinh học là một giải pháp thay thế tốt và tiềm năng có thể được tiếp cận bằng cách sử dụng chiết xuất thực vật, vi khuẩn, nấm và tảo. Về vấn đề này, tảo đã chứng tỏ được ưu điểm nhờ hàm lượng vật liệu hoạt tính sinh học phong phú cũng như khả năng tích lũy kim loại và khử các ion kim loại.

Rong biển đỏ được đánh giá cao do khả năng phát triển dồi dào, dễ quản lý và sử dụng, không độc hại khi sử dụng để chế tạo hạt nano. Rong biển đỏ Laurencia papillosa phát triển mạnh ở nhiều môi trường khác nhau và có thể tồn tại ở các vùng bãi triều và cận triều ở độ sâu 65 m trên bờ đá, do tính đa dạng và sẳn có nên được sử dụng trong nghiên cứu.

Trong nghiên cứu này, AgNP được sinh tổng hợp từ chiết xuất L. papillosa đã được tối ưu hóa đặc tính và được sử dụng làm chất hấp phụ sinh học để loại bỏ Fe, Zn, Mn và Cu. 

Các hạt nano (NP) hình thành được đặc trưng bởi quang phổ nhìn thấy UV, phân tích nhiễu xạ tia X (XRD), kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM), nhiễu xạ điện tử vùng chọn lọc (SAED), kính hiển vi điện tử quét (SEM) và phân tích tán sắc năng lượng của Tia X (EDAX). Các hạt có dạng hình cầu kết tinh với kích thước từ 6,9 đến 15,0 nm. Bằng cách sử dụng thiết kế hỗn hợp trung tâm (CCD) dựa trên phương pháp bề mặt đáp ứng (RSM), một số thông số thí nghiệm như độ pH, thời gian ủ và nồng độ chiết xuất tảo đã được cải thiện. 

Quá trình tổng hợp xanh AgNP từ L. papillosa bằng cách sử dụng dịch chiết nước từ bột tảo khô

Như đã trình bày trong kết quả, việc bổ sung AgNP được tối ưu hóa từ L. papillosa vào nước thải nuôi trồng thủy sản đã làm tăng tỷ lệ loại bỏ Fe (97,1%), Mn (43,3%), Zn (5,6%) và Cu (2,4%). Diện tích bề mặt của phản ứng tăng lên , do đó tăng cường các vị trí liên kết có sẵn để kim loại bám vào, là điều làm cho AgNP hoạt động tốt hơn (Adenigba và cộng sự, 2020). Tác dụng của NP từ các oxit kim loại khác nhau trong việc giảm kim loại nặng trong nước thải cũng đã được ghi nhận (Kumari và cộng sự, 2022).

Xử lý sinh học nano là một lựa chọn tiềm năng giúp tiết kiệm thời gian, chi phí và năng lượng. Trong nghiên cứu này, AgNP đã được điều chế thành công từ chiết xuất của L. papillosa. Sự thay đổi màu sắc của dung dịch chuyển sang màu nâu là dấu hiệu quan trọng cho thấy AgNP đã được tổng hợp thành công (Mock và cộng sự, 2002). Sự chuyển màu chủ yếu là do các hợp chất hoạt động của tảo khử ion Ag thành kim loại Ag và SPR của AgNP được sinh tổng hợp. 

Sử dụng NP làm chất hấp phụ để loại bỏ kim loại nặng là một công nghệ có lợi thế, vừa có lợi về mặt kinh tế vừa có trách nhiệm với môi trường. AgNP sinh tổng hợp đã chứng minh kết quả đầy hứa hẹn trong việc giảm nồng độ kim loại nặng trong nước thải nuôi trồng thủy sản. Các nghiên cứu và điều tra chi tiết hơn về các AgNP sinh tổng hợp này, trên quy mô lớn, có thể tiết lộ các chức năng mới cho việc thương mại hóa chúng trong việc loại bỏ kim loại nặng khỏi nước thải.