Nâng cao hiệu quả xử lý kháng sinh ciprofloxacin trong môi trường nước của các vật liệu hydrotalcite biến tính bằng ion CO2

Bài viết trình bày khảo sát đặc trưng cấu trúc vật liệu; Nghiên cứu hấp phụ, phân hủy quang hóa CIP; Khảo sát hoạt tính xúc tác của các mẫu vật liệu tổng hợp đối với CIP; Kết quả khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ CIP của các mẫu vật liệu tổng hợp theo phương pháp hấp phụ tĩnh.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nâng cao hiệu quả xử lý kháng sinh ciprofloxacin trong môi trường nước của các vật liệu hydrotalcite biến tính bằng ion CO2 Tạp chí phân tích Hóa, Lý và Sinh học - Tập 30, số 2A/2024 NÂNG CAO HIỆU QUẢ XỬ LÝ KHÁNG SINH CIPROFLOXACIN TRONG MÔI TRƢỜNG NƢỚC CỦA CÁC VẬT LIỆU HYDROTALCITE BIẾN TÍNH BẰNG ION Co2+ Đến tòa soạn 15-05-2024 Vũ Văn Nhượng*, Phạm Thị Hà Thanh Khoa Hóa học, trường ĐH Sư phạm - Đại học Thái Nguyên *Email:nhuongvv@tnue.edu.vn SUMMARYENHANCED EFFICIENCY OF CIPROFLOXACIN ANTIBIOTIC TREATMENT IN WATER ENVIRONMENT OF HYDROTALCITE MATERIALS MODIFIED BY Co2+ IONHydrotalcite materials Mg0.667Al0.333(OH)2(CO3)0.167.0.5H2O modified by different amounts of Co2+ ions weresynthesized by the co-precipitation method at pH = 9.5. Characteristics of the materials showed that all sixsynthetic material samples had a double layered structure similar to hydrotalcite. BET specific surfaceincreased slightly from 5.03 to 12.03 and 12.85 m2/g when increasing the molar ratio of Co2+ in the MgAlH,1.5CoMgH, 3.0CoMgH samples. The band gap energy (Eg) decreased from 3.64 eV to 1.99 eV whenincreasing the ratio of Co2+ in the material samples from 0 - 3.0. All synthesized material samples exhibitedgood adsorption capacity of ciprofloxacin (CIP) at pH = 10,0 with q max = 158.7 mg/g according toLangmuir model. The highest adsorption efficiency for a CIP solution with an initial concentration of 25ppm was about 80% on sample 1.5CoMgH. The photocatalytic and adsorption activities of hydrotalcitematerial samples modified with Co2+ ions were consistent with the results of structural characteristics,especially UV-Vis DRS spectra. General performance for both adsorption and absorption processesreached 67 - 80% after 240 minutes of adsorption and illumination at an initial pH of 6.5.Keywords: Hydrotalcite, co-precipitation, adsorption, degradation, photocatalytic.1. MỞ ĐẦU kháng sinh xuất hiện nhiều trong môi trường nước phải kể đến là tetracycline,Trong những năm gần đây nhiều loại ciprofloxacin, sulfamethoxazole,kháng sinh đã xuất hiện trong môi trường ofloxacin, ..[3]. Ciprofloxacin là loạinước mặt ở nhiều nơi trên thế giới. Mặc kháng sinh thuộc nhóm fluoroquinolondù nồng độ của các loại kháng sinh trong được sử dụng để điều trị các bệnh nhiễmnước mặt khá thấp (one-hundred ng/L đến trùng ở người và động vật [2]. Việc phátμg/L) nhưng chúng có thể gây ra nhiều hệ thải ciprofloxacin ra ngoài môi trường dùlụy nguy hại cho con người và môitrường, đặc biệt là vấn nạn kháng kháng ở bất kỳ nồng độ nào cũng đã và đang tạo thách thức đối với chúng ta trong việcsinh của các loại mầm bệnh gây khó khăn khắc phục hậu quả ô nhiễm do nó gây ra.cho công tác chữa bệnh [1-2]. Một số loại 64Các chất nền hydroxide lớp kép và để cung cấp ion lớp xen giữa vàhydrotalcite đã được nhiều nhà khoa học dung dịch NaOH 2 M, HCl 0,5 M để điềunghiên cứu chế tạo thành công và ứng chỉnh pH trong quá trình tổng hợp vậtdụng để xử lý môi trường [3]. Khi biến liệu. Quá trình tổng hợp vật liệu đượctính các vật liệu nền hydroxide kép, thực hiện theo tài liệu [6-7] và được mô tảhydrotalcite bằng các kim loại chuyển trong Hình 1 dưới đây.tiếp, kim loại quí, người ta đã thu được 2.2. Khảo sát đặc trưng cấu trúc vậtcác vật liệu mới có hoạt tính hấp phụ, đặc liệubiệt là hoạt tính xúc tác tốt hơn hẳn so vớicác vật liệu ban đầu chưa biến tính [3-4]. Thành phần pha tinh thể được xác địnhTrong số các kim loại chuyển tiếp, cobalt bằng giản đồ nhiễu xạ tia X trên thiết bịcũng được ứng dụng rộng rãi trong lĩnh MiniFlex600 của hãng Rigaku – Nhậtvực tổng hợp vật liệu hấp phụ và xúc tác. ản tại Trường ại học Khoa học TựCác vật liệu hydroxide kép chứa Co, các nhiên – ại học Quốc gia Hà Nội. Thànhvật liệu hydrotalcite chứa Co đã được phần các nguyên tố trong mẫu được xáctổng hợp, nghiên cứu đặc trưng cấu trúc định bằng phổ EDS và các ảnh SEM củavà ứng dụng làm vật liệu hấp phụ, quang vật liệu được đo tại Viện Vật liệu – Việnxúc tác xử lý các loại phẩm màu, kháng Hàn Lâm Khoa học và Công nghệ Việtsinh trong môi trường nước [3-5]. Tuy Nam trên các thiết bị HORI Anhiên, các vật liệu hydrotalcite instrument 7593-H và Hitachi S-4800Mg0,667Al0,333(OH)2(CO3)0,167.0,5H2O biến instrument (Nhật ản). Các đường đẳngtính bằng các lượng ion Co2+ khác nhau nhiệt hấp phụ/giải hấp phụ N 2 được đochưa được tập trung nghiên cứu một cách tại Khoa Hóa học - Trường ại học Sưhệ thống, đặc biệt là nghiên cứu ứng dụng phạm Hà Nội trên thiết bị TriStar 3000làm vật liệu hấp phụ, xúc tác xử lý V6.07A của hãng Micromeritics (Mỹ).ciprofloxacin trong môi trường nước. Với Phổ UV-Vis DRS được đo trên máy U-những lý do như vậy, ...