I. Giới thiệu
Nghiên cứu này tập trung vào việc khử màu bằng vật liệu xúc tác quang kết hợp với glycerol dưới ánh sáng mặt trời. Ô nhiễm màu trong nước là một vấn đề nghiêm trọng, ảnh hưởng đến sức khỏe con người và môi trường. Việc sử dụng vật liệu xúc tác quang như TiO2-SiO2 có thể giúp phân hủy các chất ô nhiễm hữu cơ, trong đó có methyl orange, một loại phẩm màu phổ biến trong ngành dệt nhuộm. Nghiên cứu này không chỉ nhằm đánh giá hiệu quả khử màu mà còn tìm hiểu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình này, từ đó đề xuất phương pháp xử lý hiệu quả hơn cho nước thải dệt nhuộm.
II. Cơ sở lý thuyết
TiO2 là một trong những vật liệu xúc tác quang phổ biến nhất nhờ vào tính chất bền vững và khả năng phân hủy các chất ô nhiễm dưới tác động của ánh sáng. Quá trình quang hóa diễn ra khi TiO2 hấp thụ ánh sáng, tạo ra cặp electron và lỗ trống, từ đó tạo ra các gốc tự do có khả năng phân hủy các chất hữu cơ. Việc kết hợp glycerol không chỉ tăng cường khả năng hấp thụ ánh sáng mà còn giúp cải thiện hiệu quả khử màu. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng, khi sử dụng glycerol, hiệu suất khử màu của methyl orange có thể đạt được ở mức cao hơn so với việc chỉ sử dụng TiO2 đơn thuần.
III. Phương pháp nghiên cứu
Nghiên cứu được thực hiện thông qua việc điều chế vật liệu xúc tác quang TiO2-SiO2 theo tỉ lệ 90:10 bằng phương pháp sol-gel. Các thí nghiệm được tiến hành để khảo sát ảnh hưởng của các yếu tố như nồng độ glycerol, pH, thời gian phản ứng và cường độ ánh sáng mặt trời đến hiệu quả khử màu. Kết quả cho thấy, thời gian lưu mẫu và nồng độ glycerol là hai yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý. Các mẫu nước thải dệt nhuộm cũng được thử nghiệm để đánh giá khả năng ứng dụng thực tế của vật liệu này.
IV. Kết quả và thảo luận
Kết quả thí nghiệm cho thấy, khi sử dụng vật liệu xúc tác quang TiO2-SiO2 kết hợp với glycerol, hiệu quả khử màu methyl orange đạt được lên đến 95% trong điều kiện tối ưu. Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng, việc sử dụng glycerol không chỉ làm tăng khả năng quang hóa mà còn giúp cải thiện tính ổn định của vật liệu xúc tác. Điều này mở ra hướng đi mới cho việc xử lý nước thải trong ngành dệt nhuộm, góp phần giảm thiểu ô nhiễm môi trường và bảo vệ sức khỏe cộng đồng.
V. Kết luận
Nghiên cứu đã chứng minh rằng việc sử dụng vật liệu xúc tác quang TiO2-SiO2 kết hợp với glycerol dưới ánh sáng mặt trời là một phương pháp hiệu quả trong việc khử màu các chất ô nhiễm trong nước. Kết quả nghiên cứu không chỉ có giá trị lý thuyết mà còn có ứng dụng thực tiễn cao trong việc xử lý nước thải, đặc biệt là trong ngành dệt nhuộm. Việc phát triển và ứng dụng công nghệ này sẽ góp phần vào việc bảo vệ môi trường và sức khỏe con người.
