PGS.TS. Trần Nguyễn Phương Lan nhận Giải thưởng Women in Technology & Innovation Awards. Ảnh: ĐHCT

Ở Trường Bách khoa, Đại học Cần Thơ, PGS.TS. Trần Nguyễn Phương Lan theo đuổi các hướng nghiên cứu thuộc kỹ thuật quá trình hóa học, kỹ thuật hóa hữu cơ, năng lượng và nhiên liệu không phải dầu khí, cùng kỹ thuật môi trường. Trong đó, việc tận dụng phụ phẩm nông nghiệp để tạo ra vật liệu phục vụ xử lý môi trường là một hướng nghiên cứu được thể hiện qua nhiều công trình của cô.

Một ví dụ là nghiên cứu tổng hợp zeolite từ tro trấu không nung. Zeolite là nhóm vật liệu có cấu trúc xốp, có khả năng hấp phụ và trao đổi ion, vì vậy được nghiên cứu cho nhiều ứng dụng xử lý môi trường.

Trong công trình công bố trên Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ năm 2020, Trần Nguyễn Phương Lan cùng các cộng sự nghiên cứu tổng hợp zeolite NaA/NaX từ tro trấu không nung bằng phương pháp thủy nhiệt. Điểm đáng chú ý của quy trình là sử dụng trực tiếp tro trấu mà không cần nung để thu hồi silica.

Theo kết quả nghiên cứu, tỷ lệ thu hồi silica từ tro trấu không nung đạt 90% với tỷ lệ tro trấu là 1:10 (g/mL), nồng độ NaOH 5 M, thời gian phản ứng 3 giờ, tốc độ khuấy 300 vòng/phút ở 90°C. Với các điều kiện khảo sát, tỷ lệ zeolite NaA/NaX kết tinh đạt 52,7% ở 100°C trong 4 giờ, thời gian già hóa 12 giờ, tỷ lệ SiO₂₂O₃ là 1:2,5 và tỷ lệ Al là 1:2.

Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng việc không phải nung tro trấu để thu hồi silica có thể giúp tiết kiệm thời gian và năng lượng trong quá trình tổng hợp vật liệu. Đây là cách tiếp cận gắn một nguồn phụ phẩm nông nghiệp với bài toán tạo vật liệu có giá trị sử dụng.

Hướng nghiên cứu này tiếp tục được phát triển trong công trình về xử lý methylene blue bằng zeolite NaX có silica nguồn gốc từ tro trấu.

Methylene blue là một chất màu hữu cơ thường được sử dụng trong các nghiên cứu mô phỏng nước thải. Nhóm tác giả khảo sát khả năng hấp phụ chất này bằng zeolite NaX được tổng hợp từ tro trấu, đồng thời xem xét ảnh hưởng của pH, nồng độ methylene blue, lượng vật liệu hấp phụ và thời gian hấp phụ.

Kết quả cho thấy zeolite NaX đạt dung lượng hấp phụ cực đại 16,67 mg/g và hiệu suất hấp phụ 87,03% trong điều kiện pH 8, nồng độ methylene blue 15 mg/l, sử dụng 0,05 g vật liệu và thời gian hấp phụ 30 phút. Vật liệu có thể tái sử dụng 4 lần, với mức giảm hiệu suất hấp phụ 24,03%.

Nhóm nghiên cứu xác định quá trình hấp phụ phù hợp với mô hình Freundlich và là quá trình hấp phụ vật lý tuân theo mô hình động học giả kiến bậc 2. Kết quả được xem là tiền đề cho các nghiên cứu tiếp theo về xử lý kim loại nặng hoặc các loại chất khí.

Không dừng ở các thử nghiệm với chất màu, hồ sơ khoa học của PGS.TS. Trần Nguyễn Phương Lan còn ghi nhận đề tài cấp bộ hoàn thành năm 2023 về tổng hợp vật liệu zeolite từ tính NaP/Fe₃O₄ có nguồn gốc từ tro trấu không nung, ứng dụng hấp phụ các ion Cu²⁺, Pb²⁺, NO₃⁻ và PO₄³⁻ trong nước ao nuôi tôm. Đây là đề tài do cô làm chủ nhiệm.

Cũng trong năm 2023, cô chủ nhiệm một đề tài cấp cơ sở về chế tạo vật liệu chitosan/pectin, trong đó pectin có nguồn gốc từ vỏ bưởi, để xử lý methylene blue trong nước giả thải.

Những công trình này cho thấy một mạch nghiên cứu xuyên suốt trong hồ sơ khoa học của PGS.TS. Trần Nguyễn Phương Lan: khai thác các nguồn nguyên liệu có nguồn gốc từ phụ phẩm để tạo vật liệu, sau đó khảo sát khả năng ứng dụng chúng trong xử lý môi trường.

Một kết quả cụ thể của hướng nghiên cứu này là sáng chế “Quy trình tổng hợp vật liệu Zeolit NaX từ tro trấu không nung”.

Công báo Sở hữu công nghiệp số 415, tháng 10/2022, ghi nhận đơn sáng chế số 1-2022-02179, với ngày nộp đơn 7/4/2022. Trường Đại học Cần Thơ là chủ đơn; các tác giả được ghi nhận gồm Trần Nguyễn Phương Lan, Lương Huỳnh Vũ Thanh, Lý Kim Phụng và Trần Nguyễn Phương Dung.

Quy trình trong sáng chế gồm nhiều bước: tạo dung dịch Na₂SiO₃ từ tro trấu và natri hydroxide; tạo dung dịch natri aluminat; phối trộn hai dung dịch; tạo gel aluminosilicat; sau đó gia nhiệt để thu vật liệu zeolit NaX dạng bột.

Việc một kết quả nghiên cứu được ghi nhận dưới dạng sáng chế tạo thêm một lớp giá trị cho công trình: từ bài toán sử dụng phụ phẩm nông nghiệp, nghiên cứu đi vào một quy trình tổng hợp vật liệu cụ thể và được xác lập dưới hình thức sở hữu công nghiệp.

PGS.TS. Trần Nguyễn Phương Lan - Giảng viên cao cấp Trường Bách khoa, Đại học Cần Thơ - nhận giải thưởng Women in Technology & Innovation Awards. Ảnh: ĐHCT

Ngày 1/10 tại Hà Nội, PGS.TS. Trần Nguyễn Phương Lan nhận giải thưởng Women in Technology & Innovation Awards (WITI) do Trung tâm Công nghệ Chiến lược Việt - Úc (Australia - Vietnam Strategic Technologies Centre - AVSTC) trao tặng. Theo Sở Khoa học và Công nghệ thành phố Cần Thơ, WITI được AVSTC triển khai nhằm vinh danh các nhà khoa học nữ có nhiều nghiên cứu nổi bật và phát huy vai trò lãnh đạo của phụ nữ trong các lĩnh vực công nghệ chiến lược.

Giải thưởng được trao trong bối cảnh các công trình của PGS.TS. Trần Nguyễn Phương Lan tập trung vào kỹ thuật hóa học, vật liệu xốp meso/microporous materials, xử lý nước thải và các quá trình hóa học tiên tiến. Trong đó, sáng chế về zeolit NaX từ tro trấu không nung là một kết quả tiêu biểu được Đại học Cần Thơ và cơ quan khoa học - công nghệ địa phương nhắc tới khi nói về hướng nghiên cứu của cô.

Từ tro trấu không nung đến zeolite NaX, rồi nghiên cứu khả năng hấp phụ chất màu và các ion trong nước, hướng đi của PGS.TS. Trần Nguyễn Phương Lan được thể hiện qua một chuỗi công việc tương đối rõ: tìm nguồn nguyên liệu, xây dựng quy trình tạo vật liệu, kiểm chứng khả năng xử lý và phát triển kết quả nghiên cứu thành sáng chế. Đây cũng là những nội dung được phản ánh trong các công bố khoa học và hồ sơ sở hữu công nghiệp của cô.