Nghiên cứu hấp phụ methylene xanh trong nước bằng vật liệu nano graphene

Bài viết này trình bày các kết quả ban đầu trong việc ứng dụng graphene oxit dạng khử (rGO) để làm chất hấp phụ methylene xanh trong nước. rGO được tổng hợp bằng phương pháp Hummers từ graphite trong môi trường H2SO4 và KMnO4 với xúc tác là NaNO3.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu hấp phụ methylene xanh trong nước bằng vật liệu nano graphene Kết quả nghiên cứu KHCN NGHIÊN CỨU HẤP PHỤ METHYLENE XANH TRONG NƯỚC BẰNG VẬT LIỆU NANO GRAPHENE PGS.TS. Lê Minh Đức(1), Trương Ngọc Sang(2), Nguyễn Thị Hường(2) (1)Phân viện Khoa học An toàn Vệ sinh lao động và Bảo vệ môi trường miền Trung (2)Khoa Hoá, Trường ĐH Sư phạm, ĐH Đà Nẵng Tóm tắt: Xử lý các chất màu hữu cơ trong nước thải luôn được sự quan tâm của các nhà môi trường, nhà quản lý. Bài báo này trình bày các kết quả ban đầu trong việc ứng dụng graphene oxit dạng khử (rGO) để làm chất hấp phụ methylene xanh trong nước. rGO được tổng hợp bằng phương pháp Hummers từ graphite trong môi trường H2SO4và KMnO4 với xúc tác là NaNO3. Phương pháp quang phổ tử ngoại và khả kiến (UV-VIS) được sử dụng để đánh giá khả năng hấp phụ màu methylene xanh (MB) trong nước. Các ảnh hưởng của pH, thời gian hấp phụ MB của rGO được khảo sát. Dung lượng hấp phụ cực đại đạt 232,56mg/g. pH=7 là điều kiện tối ưu cho hấp phụ, thời gian đạt hấp phụ cân bằng là 1 giờ với nồng độ methylene xanh ban đầu là 100 mg/l. Mô hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir được chứng minh là phù hợp để mô tả quá trình hấp phụ. C 1. MỞ ĐẦU hất màu nói chung, các loại chất màu bằng phương pháp hấp phụ đã được thực hiện. hữu cơ nói riêng được sử dụng khá Nghiên cứu hấp phụ MB trong nước bằng ben- rộng rãi trong hoạt động sống của con tonite biến tính của Đoàn Thuý Ái đạt hiệu suất xử người. Đây cũng chính là nguồn gây ra tác động lý trên 95% ở pH=7, nồng độ chất màu 50mg/l [1]. nguy hại cho sức khoẻ con người, cho môi Y.S. Ngoh và cộng sự đã sử dụng hệ trường sống. Hoạt động công nghiệp ngày càng TiO2/bentonite để tách loại MB trong nước. Hiệu phát triển như công nghệ dệt nhuộm, sản xuất suất tách MB được nâng cao do TiO2 có thể giúp giấy, giày da, nhựa… đã sử dụng một lượng lớn MB tham gia phản ứng quang hoá ngoài bị hấp chất màu. Tải lượng chất màu trong dòng thải ngày càng lớn cộng với quản lý yếu kém dẫn đến phụ. Vật liệu có thể tái sử dụng đến 10 lần [2]. ô nhiễm môi trường ngày càng gia tăng. Nhu cầu Shen-Tao Yang và cộng sự đã nghiên cứu sử xử lý chất màu trong dòng thải là cấp thiết. dụng graphene oxit (GO) để hấp phụ MB trong nước. Dung lượng hấp phụ có thể đạt đến Hấp phụ là một trong những phương pháp 714mg/l. Nồng độ ban đầu của MB trong nhỏ phổ biến, hiệu quả và dễ áp dụng để khử chất hơn 250mg/l, hiệu suất tách đạt đến 99% [3]. màu trong dòng nước thải. Các vật liệu hấp phụ Tuy nhiên, hạn chế của phương pháp là rất khó phổ biến là than hoạt tính, zeolite, bentonite…. tách và thu hồi GO do GO phân tán rất tốt trong Nhiều nghiên cứu xử lý methylene xanh (MB) nước; khả tái sử dụng GO là rất thấp. Có thể Taïp chí Hoaït ñoäng KHCN An toaøn - Söùc khoûe & Moâi tröôøng lao ñoäng, Soá 1,2&3-2021 25 Kết quả nghiên cứu KHCN khắc phục hạn chế này bằng cách sử dụng GO mức 3, 5, 7, 9, 11. Sau đó, phân tán (bằng khuấy dạng khử (rGO). cơ học) lần lượt 0,02g chất hấp phụ rGO vào 50ml dung dịch MB đã chuẩn bị. Sau từng Với tính chất đặc biệt như diện tích bề mặt khoảng thời gian cố định lấy mẫu đem ly tâm lọc riêng rất lớn (2.600m2/g), bền nhiệt…, trong thời tách chất rắn, dung dịch thu được phân tích xác gian gần đây, graphene đã được nghiên cứu làm định nồng độ trên máy UV-Vis. chất hấp phụ đối với: chất màu trong nước thải, kim loại nặng trong nước, hơi dung môi hữu cơ 2.3. Khảo sát khả năng hấp phụ chất màu trong môi trường lao động. MB thường được sử hữu cơ của vật liệu theo thời gian dụng làm đối tượng màu trong hầu hết các Phân tán lần luợt 0,02g chất hấp phụ vào nghiên cứu về xúc tác quang hoá trong hơn hai trong 50ml dung dịch MB (pH=7, nồng độ thập niên vừa qua. Đồng thời, MB cũng được sử 100mg/l) bằng khuấy cơ học, nhiệt độ phòng. dụng làm đối tượng màu trong tiêu chuẩn công Sau từng khoảng thời gian cố định lấy mẫu đem nghiệp của Nhật Bản JIS R 1703-2:2007 về mô ly tâm lọc tách chất rắn, dung dịch thu được hình đánh giá khả năng tự làm sạch của bề mặt phân tích trên máy UV-V ...