Tổng hợp vật liệu nano oxít sắt dạng bông hoa và ứng dụng xử lý phốt phát trong nước thải

Vật liệu nano oxít sắt dạng bông hoa được tổng hợp để loại bỏ phốt phát trong môi trường nước. Đặc trưng của vật liệu được xác định bằng FTIR, XRD, SEM và BET. Kết quả cho thấy vật liệu có thời gian đạt cân bằng hấp phụ khá nhanh (~60 phút) và khả năng hấp phụ tốt nhất ở môi trường pH 5.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tổng hợp vật liệu nano oxít sắt dạng bông hoa và ứng dụng xử lý phốt phát trong nước thảiTỔNG HỢP VẬT LIỆU NANO OXÍT SẮT DẠNG BÔNG HOAVÀ ỨNG DỤNG XỬ LÝ PHỐT PHÁT TRONG NƯỚC THẢI Trần Vũ Anh Khoa 1,2,3 Trần Lê Ba, Nguyễn Nhật Huy 1,3 Nguyễn Thị Ngọc Lan 4,5 Lê Trí Thích, Nguyễn Trung Thành 2,3 TÓM TẮT Vật liệu nano oxít sắt dạng bông hoa được tổng hợp để loại bỏ phốt phát trong môi trường nước. Đặc trưng của vật liệu được xác định bằng FTIR, XRD, SEM và BET. Kết quả cho thấy vật liệu có thời gian đạt cân bằng hấp phụ khá nhanh (~60 phút) và khả năng hấp phụ tốt nhất ở môi trường pH 5. Ở các điều kiện tối ưu, dung lượng hấp phụ lên đến 58 mg PO43-/g oxít sắt và hiệu suất xử lý phốt phát đạt trên 50%. Khả năng hấp phụ phốt phát cao hơn nhựa trao đổi ion thương mại Akualite – A420 cho thấy, tiềm năng ứng dụng trong xử lý nước và nước thải bậc cao. Từ khóa: CBTS, mô hình MIKE 2, thiệt hại. Nhận bài: 29/5/2020; Sửa chữa: 29/6/2020; Duyệt đăng: 30/6/2020. 1. Đặt vấn đề hệ sinh thái môi trường nước [1, 2]. Do đó việc nghiên cứu để hạn chế quá trình phú dưỡng và làm giảm hàm Phốt phát là chất dinh dưỡng cần thiết cho quá lượng phốt phát trong nước đến mức độ phù hợp trướctrình sinh trưởng và phát triển của con người, động vật khi thải vào môi trường là rất cần thiết.và thực vật. Chúng có chức năng quan trọng trong cácquá trình sinh hóa như sự trao đổi chất và vận chuyển Để loại bỏ ion phốt phát trong nước, các phươngnăng lượng tế bào. Ngoài ra, muối phốt phát còn được pháp hóa học, hóa lý và hóa sinh thường được áp dụngứng dụng rộng rãi trong nông nghiệp, công nghiệp như như keo tụ/kết tủa, lọc nano thẩm thấu ngược, hấp phụ,là sản xuất phân bón, chế biến thủy tinh, hóa mỹ phẩm, trao đổi ion hoặc xử lý sinh học. Hầu hết các phươngthực phẩm. Do được ứng dụng nhiều nên lượng phốt pháp cho thấy khả năng loại bỏ được một lượng phốtphát được sử dụng và thải ra môi trường ngày càng lớn. phát nhất định. Trong đó, phương pháp hấp phụ đượcTrong đó, nước thải từ các khu công nghiệp chứa hàm đánh giá cao và sử dụng phổ biến để loại bỏ phốt phátlượng đạm, lân, các chất hữu cơ độc hại khó phân hủy, bởi chi phí thực hiện thấp, có khả năng loại bỏ phốtcác loại vi trùng gây bệnh rất cao, đặc biệt là các nhà phát ở nồng độ cao, chất hấp phụ có thể tái sử dụngmáy chế biến thủy sản đều chưa được xử lý hoặc xử lý nhiều lần và ít tạo ra chất độc hại sau quá trình xử lý.chưa triệt để trước khi đưa ra môi trường bên ngoài [1- Tuy nhiên, hiệu quả xử lý phụ thuộc vào nồng độ chất2].Tuy phốt phát không mang độc tính cao, nhưng khi ô nhiễm và kỹ thuật chế tạo vật liệu cũng như bản chấtcó mặt trong nước ở nồng độ tương đối lớn, phốt phát của vật liệu hấp phụ (VLHP) [1, 2].cùng với nitơ sẽ gây hiện tượng phú dưỡng với sự phát Hiện nay, vật liệu nano oxít sắt FexOy đã đượctriển bùng nổ của tảo, hậu quả gây ra là làm suy giảm nghiên cứu ứng dụng để làm chất hấp phụ trong xử lýmạnh chất lượng nước và làm phá vỡ sự cân bằng của môi trường [3]. Cụ thể, một số vật liệu được sử dụng1 Khoa Môi trường và Tài nguyên, Trường Đại học Bách Khoa TP. HCM2 Phòng thí nghiệm Vật liệu nano, Trường Đại học An Giang3 Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh4 Khoa Sư phạm, Trường Đại học Đồng Tháp5 Trường Trung học Phổ thông Thạnh Đông50 Chuyên đề II, tháng 6 năm 2020 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VÀ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆbao gồm α-Fe2O3 dạng bông hoa ứng dụng để hấp phụ (SEM). Đặc trưng thành phần hóa học, cấu trúc củaion kim loại nặng (As) [3-4], nano siêu thuận từ Fe3O4 mẫu vật liệu được thực hiện bằng phương pháp quangđược ứng dụng để loại bỏ As[5], một số loại nano oxít phổ hồng ngoại (FTIR) và phương pháp phổ nhiễu xạsắt trên nền chất mang [1], hỗn hợp của oxít sắt với tia X (XRD).oxít khác [2] và hỗn hợp oxít-hidroxít sắt. Nhìn chung, 2.4. Thực nghiệm hấp phụ phốt phátcác VLHP thường được chế tạo thành các hạt có kíchthước nano hoặc các hạt nano được gắn trên bề mặt Các thí nghiệm khảo sát khả năng hấp phụ ion phốtcủa chất mang, đòi hỏi chất ...