Nghiên cứu tổng hợp màng composite trên nền PVA trong luận văn thạc sĩ kỹ thuật môi trường

Màng composite PVA (Polyvinyl Alcohol) là một loại vật liệu có tính chất độc đáo, được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt là trong kỹ thuật môi trường. Màng này được tổng hợp từ PVA, agar và maltodextrin, tạo ra một cấu trúc ổn định và hiệu quả trong việc xử lý các chất ô nhiễm. Màng composite không chỉ có khả năng hấp phụ tốt mà còn thể hiện tính thân thiện với môi trường, điều này làm cho nó trở thành một lựa chọn lý tưởng trong các ứng dụng xử lý nước thải. Theo nghiên cứu, màng PAM (PVA/Agar/Maltodextrin) đã cho thấy khả năng loại bỏ hiệu quả các chất màu hữu cơ như MB (Methylene Blue) từ dung dịch nước, nhờ vào cấu trúc bề mặt và các liên kết hydro giữa các nhóm hydroxyl. Việc phát triển và ứng dụng màng composite này không chỉ giúp cải thiện chất lượng nước mà còn góp phần bảo vệ môi trường, giảm thiểu ô nhiễm từ các ngành công nghiệp như dệt nhuộm và hóa chất.

Quy trình tổng hợp màng PAM được thực hiện bằng phương pháp đổ màng, cho phép tạo ra các lớp màng đồng nhất với các tỷ lệ thành phần khác nhau. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng tỷ lệ PVA, agar và maltodextrin ảnh hưởng trực tiếp đến tính chất vật lý và khả năng hấp phụ của màng. Đặc biệt, tỷ lệ 20:40:40 (PVA:Agar:Maltodextrin) đã được chứng minh là tối ưu, với dung lượng hấp phụ tối đa đạt 27.84 mg/g theo mô hình Langmuir. Nghiên cứu vật liệu cho thấy rằng, việc bổ sung khoáng sét Montmorillonite (MMT) vào màng PAM đã cải thiện đáng kể khả năng hấp phụ, với dung lượng hấp phụ tối đa lên tới 53.48 mg/g. Điều này cho thấy rằng việc tối ưu hóa tỷ lệ các thành phần trong màng composite có thể tạo ra những sản phẩm với hiệu suất hấp phụ cao hơn, từ đó nâng cao hiệu quả xử lý nước thải.

Khả năng hấp phụ của màng PAM được đánh giá thông qua các yếu tố như thời gian tiếp xúc, pH dung dịch và nồng độ chất màu. Kết quả cho thấy rằng, thời gian tiếp xúc tối ưu là 180 phút, với pH 6 cho màng PAM 20:40:40. Sự hấp phụ của màng cũng bị ảnh hưởng bởi nồng độ chất màu ban đầu, điều này cho thấy rằng việc tối ưu hóa các điều kiện này là rất quan trọng để đạt được hiệu quả xử lý cao nhất. Đánh giá hiệu suất của màng PAM trong việc loại bỏ các chất màu hữu cơ không chỉ có ý nghĩa về mặt lý thuyết mà còn có giá trị thực tiễn trong việc phát triển các công nghệ xử lý nước thải hiện đại, góp phần bảo vệ môi trường và sức khỏe cộng đồng.

Màng PAM-MMT không chỉ có khả năng hấp phụ tốt mà còn cho thấy tính khả thi trong việc tái sử dụng. Kết quả nghiên cứu cho thấy màng này có thể được rửa và tái sử dụng hiệu quả lên đến 8 lần với dung môi cồn pha nước. Ứng dụng màng composite trong xử lý nước thải có thể giúp giảm thiểu chi phí vận hành và nâng cao hiệu quả xử lý, đặc biệt trong các ngành công nghiệp có lượng nước thải lớn và khó xử lý. Việc phát triển và ứng dụng màng PAM-MMT sẽ mở ra nhiều cơ hội mới trong lĩnh vực bảo vệ môi trường, đồng thời đáp ứng nhu cầu ngày càng cao về các giải pháp xử lý nước thải an toàn và hiệu quả.