Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Ô nhiễm nguồn nước do các hoạt động sản xuất công nghiệp đang là một trong những thách thức môi trường nghiêm trọng. Các ngành công nghiệp như xi mạ, dệt nhuộm, khai khoáng và luyện kim thải ra lượng nước thải lớn chứa nhiều hợp chất vô cơ, hữu cơ độc hại, đặc biệt là các ion kim loại nặng như chì ($Pb$), đồng ($Cu$), crom ($Cr$), kẽm ($Zn$) và sắt ($Fe$). Kim loại nặng có đặc tính tích lũy sinh học, không tự phân hủy và gây độc hại trực tiếp đến hệ sinh thái cũng như sức khỏe con người qua chuỗi thức ăn.

Hiện nay, các phương pháp xử lý kim loại nặng phổ biến bao gồm keo tụ - tạo bông, kết tủa hóa học, trao đổi ion và hấp phụ. Trong đó, việc sử dụng các chất keo tụ truyền thống gốc nhôm hoặc sắt tiềm ẩn nguy cơ để lại dư lượng kim loại thứ cấp (đặc biệt là nhôm, có thể gây các bệnh lý thần kinh). Mặt khác, các vật liệu hấp phụ dạng bột mịn thông thường tuy có diện tích bề mặt lớn nhưng lại gặp khó khăn trong khâu phân tách pha rắn - lỏng sau xử lý, đòi hỏi quá trình lắng lọc hoặc ly tâm phức tạp và tốn kém chi phí.

Để giải quyết đồng thời bài toán xử lý kim loại nặng và tận dụng phế phụ phẩm nông nghiệp, đề tài "Nghiên cứu sử dụng dầu vỏ hạt điều để tổng hợp vật liệu nanocomposite trên nền Triethanolamine anacardate ứng dụng xử lý nước" được thực hiện. Nghiên cứu hướng đến việc tận dụng nguồn dầu vỏ hạt điều (Cashew Nut Shell Liquid - CNSL) giá thành thấp, dồi dào tại Việt Nam kết hợp với hạt nano từ tính cobalt spinel ferrite ($CoFe_2O_4$) nhằm chế tạo vật liệu nanocomposite có khả năng hấp phụ ion kim loại nặng và dễ dàng thu hồi bằng từ trường ngoài.

Khóa luận xác định 4 nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể:

  1. Đánh giá các tính chất hóa lý của dầu vỏ hạt điều (CNSL).
  2. Nghiên cứu quy trình tổng hợp vật liệu composite từ dầu vỏ hạt điều và hạt nano từ tính.
  3. Phân tích, đánh giá đặc trưng cấu trúc, hình thái và tính chất từ của các sản phẩm tổng hợp được.
  4. Khảo sát ứng dụng của vật liệu nanocomposite tổng hợp được trong việc xử lý nước chứa ion kim loại nặng (cụ thể là ion $Cr^{6+}$).

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Dầu vỏ hạt điều kỹ thuật (CNSL); hạt nano từ tính cobalt ferrite ($CoFe_2O_4$); hạt nano từ tính biến tính làm giàu nhóm hydroxit ($CoFe_2O_4-(OH)_n$); muối Triethanolamine anacardate; vật liệu nanocomposite CNSL-$CoFe_2O_4$; dung dịch chứa ion kim loại nặng $Cr(VI)$.
  • Phạm vi nghiên cứu: Các thí nghiệm tổng hợp hóa học, phân tích đặc trưng vật liệu và khảo sát khả năng xử lý hấp phụ được tiến hành tại phòng thí nghiệm chuyên ngành thuộc Khoa Công nghệ Hóa học, Trường Đại học Công nghiệp TP. Hồ Chí Minh trong giai đoạn đào tạo khóa 2018 – 2022.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Cơ sở lý thuyết và hệ thống khái niệm

Nghiên cứu được xây dựng trên nền tảng lý thuyết về hóa học vật liệu vô cơ - hữu cơ lai tạp (nanocomposite), hóa học các hợp chất thiên nhiên và các quá trình xử lý nước thải:

  • Vật liệu nano từ tính Cobalt Spinel Ferrite ($CoFe_2O_4$): Thuộc nhóm vật liệu từ tính oxit cấu trúc lập phương tâm mặt ngược (FCC) với hằng số mạng $a = 8.4\text{ \AA}$. Vật liệu này có tính bất đẳng hướng từ lớn, lực kháng từ ở nhiệt độ phòng cao ($H_c = 830 \div 1700\text{ Oe}$), từ độ bão hòa đạt $M_s = 50 \div 90\text{ emu/g}$, độ bền hóa học tốt và kích thước tinh thể trung bình từ 25 – 30 nm.
  • Hóa học dầu vỏ hạt điều (CNSL): CNSL là sản phẩm phụ của ngành chế biến hạt điều (chiếm 25 – 30% trọng lượng hạt). Thành phần hóa học tự nhiên gồm anacardic acid (60 – 82%), cardol (15 – 20%), cardanol (10%) và 2-methylcardol (2.6%). Khi xử lý nhiệt (CNSL kỹ thuật), anacardic acid bị khử carboxyl chuyển hóa thành cardanol (60 – 70%). Các vòng phenol có mạch nhánh alkyl không no dài ($C_{15}H_{31-n}$) mang lại hoạt tính hóa học đa dạng và khả năng tạo màng polyme hóa.
  • Triethanolamine (TEA - $C_6H_{15}NO_3$): Là hợp chất amin bậc ba phân tử lượng 149.19 g/mol, có tính kiềm yếu, chứa 3 nhóm hydroxyl ($-OH$) và 1 nhóm amin ($-N-$). TEA đóng vai trò chất đệm, chất hoạt động bề mặt và tác nhân phản ứng với các nhóm axit/phenol trong CNSL để tạo muối Triethanolamine anacardate tan/phân tán tốt.
  • Cơ chế hấp phụ và giải hấp: Quá trình lưu giữ ion kim loại nặng trên bề mặt nanocomposite diễn ra thông qua tương tác phối trí, tạo phức giữa ion kim loại với các nhóm chức hoạt tính ($-OH$, amin, gốc anacardate). Quá trình giải hấp thu hồi vật liệu sử dụng axit etylenediaminetetraacetic (EDTA - $C_{10}H_{16}N_2O_8$), một tác nhân chelat hóa mạnh có khả năng tạo phức bền với cation kim loại.

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm

Khóa luận áp dụng quy trình thực nghiệm hóa học vô cơ và hữu cơ kết hợp các phương pháp phân tích công cụ:

  • Phương pháp đồng kết tủa (Co-precipitation): Điều chế hạt nano $CoFe_2O_4$ từ dung dịch muối $CoCl_2\cdot6H_2O$ và $FeCl_2\cdot4H_2O$ (hoặc các muối sắt/coban tương ứng) có sự hỗ trợ của chất hoạt động bề mặt Sodium Dodecyl Sulfate (SDS) trong môi trường kiềm $NaOH$ ở nhiệt độ $70\pm5^\circ\text{C}$ nhằm kiểm soát kích thước hạt và chống kết tụ.
  • Phương pháp hoạt hóa hóa học: Làm giàu nhóm hydroxyl ($-OH$) trên bề mặt hạt $CoFe_2O_4$ bằng dung dịch $NH_4OH$ 26.5% dưới tác động của sóng siêu âm và khuấy nhiệt ở $60^\circ\text{C}$ trong 24 giờ.
  • Phương pháp tổng hợp hóa hữu cơ: Điều chế Triethanolamine anacardate bằng phản ứng trực tiếp giữa CNSL và TEA trong dung môi ethanol ở $70 \div 80^\circ\text{C}$ trong 3 giờ.
  • Phương pháp tạo màng/ghép composite: Tạo vật liệu lai nanocomposite giữa $CoFe_2O_4-(OH)_n$ và Triethanolamine anacardate ở $85^\circ\text{C}$ trong 30 phút.
  • Phương pháp quang phổ trắc quang (UV-Vis): Định lượng nồng độ ion $Cr(VI)$ thông qua phản ứng tạo phức màu đặc trưng với thuốc thử 1,5-Diphenylcarbazide (DPC) tại bước sóng hấp thụ cực đại ($\lambda_{max}$).

Hệ thống thiết bị phân tích và nguồn dữ liệu

Nguồn dữ liệu thực nghiệm được thu thập từ hệ thống thiết bị đo đạc tiêu chuẩn:

STT Tên thiết bị Xuất xứ Model / Thông số kỹ thuật chính
1 Máy khuấy từ gia nhiệt Đức IKA C-MAG HS7 (Tốc độ: 100–1500 vòng/phút; gia nhiệt: 50–500°C)
2 Máy đo từ kế mẫu rung (VSM) Mỹ MicroSense EZ9 (Từ trường tối đa: 2.2 T; dải nhiệt độ: -77 K đến 1000 K)
3 Máy quang phổ phát xạ Plasma (ICP-OES) Đức SPECTRO BLUE™ (Kèm bộ lấy mẫu tự động ASX-260)
4 Kính hiển vi điện tử quét (SEM) Nhật Bản HITACHI (Độ phân giải: 1.0 nm; độ phóng đại HM: 100–800.000 lần; EDX)
5 Máy quang phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FTIR) Nhật Bản Jasco FT/IR-4700 (Dải phổ đo: 7800 – 350 $cm^{-1}$; độ phân giải: 0.4 $cm^{-1}$)
6 Thiết bị nhiễu xạ tia X (XRD) Mỹ Bruker AXS D8 ADVANCE (Ống phát Cu, bước sóng 1.5406 Å, góc quét: -3° đến +165°)
7 Tủ sấy đối lưu Mỹ SHELLAB SG05-2 (Nhiệt độ tối đa: 225°C; thể tích: 141 L)
8 Cân phân tích Mỹ Sartorius CPA324S (Độ chính xác: 0.0001 g)

Nội dung chính theo từng chương

Mở đầu và Tổng quan lý thuyết

Chương mở đầu và tổng quan hệ thống hóa các vấn đề cơ bản về tài nguyên nước ngọt, thực trạng ô nhiễm và các công nghệ xử lý nước thải hiện hành (phương pháp cơ học gồm song chắn rác, bể lắng, bể vớt dầu; phương pháp hóa học gồm khử trùng bằng clo, ozone, iod, UV và làm mềm nước; phương pháp hóa lý gồm keo tụ - tạo bông và hấp phụ).

Tác giả đi sâu phân tích cơ sở khoa học của vật liệu nano từ tính, cấu trúc tinh thể của cobalt spinel ferrite ($CoFe_2O_4$), và các phương pháp tổng hợp (đồng kết tủa, sol-gel, thủy nhiệt, vi nhũ, đốt cháy gel polymer). Chương này cũng trình bày lý thuyết về vật liệu composite (phân loại composite nền polymer, gốm, kim loại, carbon-carbon) và nanocomposite. Phần cuối tổng quan chi tiết về thành phần hóa học của dầu vỏ hạt điều (CNSL), cấu trúc Triethanolamine (TEA) và cơ chế giải hấp ion kim loại bằng chất tạo phức EDTA.

Thực nghiệm: Hóa chất, thiết bị và quy trình tổng hợp

Chương thực nghiệm trình bày chi tiết danh mục hóa chất sử dụng (gồm $CoCl_2\cdot6H_2O$, $FeCl_2\cdot4H_2O$, SDS, $NaOH$, $NH_4OH$ 25–26.5%, n-hexadecane, ethanol 99.5°, n-hexane, DPC, EDTA và dầu vỏ hạt điều cung cấp bởi My Le Co. HCM) cùng quy trình tổng hợp 4 giai đoạn:

  1. Tổng hợp hạt nano $CoFe_2O_4$: Trộn 250 ml dung dịch SDS (6.45 g; 19.15 mmol) với 250 ml dung dịch muối cobalt/sắt, gia nhiệt đến $70\pm5^\circ\text{C}$. Đổ nhanh 500 ml dung dịch $NaOH$ (pha từ 150 ml NaOH vào 350 ml nước cất) đã gia nhiệt ở $70\pm5^\circ\text{C}$ vào hệ phản ứng, khuấy mạnh và duy trì trong 5 giờ. Tách hạt bằng nam châm ngoài, rửa sạch bằng nước cất, ethanol, n-hexane và sấy khô ở nhiệt độ phòng, thu được 0.91 g sản phẩm.
  2. Làm giàu nhóm $-OH$ ($CoFe_2O_4-(OH)_n$): Phân tán hạt nano $CoFe_2O_4$ trong 350 ml hỗn hợp ethanol:nước (tỉ lệ thể tích 1:1) bằng sóng siêu âm trong 30 phút. Bổ sung 35 ml dung dịch $NH_4OH$ (26.5% khối lượng), khuấy mạnh ở $60^\circ\text{C}$ trong 24 giờ. Thu hồi bằng nam châm, rửa sạch và sấy khô.
  3. Tổng hợp Triethanolamine anacardate: Trộn 20 g CNSL với 20 ml ethanol 99.5°, khuấy 5 phút; thêm 10 g Triethanolamine, khuấy 10 phút; gia nhiệt và giữ ổn định ở $70 \div 80^\circ\text{C}$ trong 3 giờ đến khi giá trị pH không đổi.
  4. Tổng hợp Nanocomposite: Trộn $CoFe_2O_4-(OH)_n$ với Triethanolamine anacardate theo tỷ lệ khối lượng 1:5 trong 40 ml nước cất, khuấy 10 phút, phản ứng ở $85^\circ\text{C}$ trong 30 phút đến khi pH đạt 8.5 ổn định. Rửa sản phẩm qua 5 lần nước cất, 5 lần ethanol và 3 lần n-hexane kết hợp tách từ, sấy khô qua đêm.
  5. Quy trình khảo sát xử lý nước: Dựng đường chuẩn quang phổ UV-Vis cho phức $Cr(VI)$-DPC; khảo sát ảnh hưởng của nồng độ/khối lượng nanocomposite, pH dung dịch, thời gian tiếp xúc (thời gian hấp phụ), khả năng thu hồi/tái sinh vật liệu bằng EDTA và so sánh hiệu suất với các vật liệu thành phần.

Kết quả và bàn luận

Chương này tập trung công bố và biện luận các kết quả đo đạc cấu trúc, hình thái và khả năng xử lý nước của vật liệu:

  • Đặc trưng hạt nano $CoFe_2O_4$ và $CoFe_2O_4-(OH)_n$:
    • Phổ XRD khẳng định pha tinh thể đơn pha cấu trúc spinel ferrite lập phương tâm mặt.
    • Ảnh SEM và TEM chứng minh kích thước hạt phân bố đồng đều trong thang đo nanomet.
    • Kết quả từ kế mẫu rung (VSM) xác nhận vật liệu có tính chất sắt từ mạnh, cho phép phân tách nhanh khỏi pha lỏng khi đặt trong từ trường ngoài.
    • Phổ FT-IR của $CoFe_2O_4-(OH)_n$ ghi nhận sự gia tăng cường độ rõ rệt của dải hấp thụ đặc trưng cho dao động kéo dãn của nhóm hydroxyl ($-OH$) so với mẫu $CoFe_2O_4$ chưa biến tính.
  • Đặc trưng muối Triethanolamine anacardate và Nanocomposite: Phổ FT-IR của Triethanolamine anacardate và vật liệu nanocomposite ghi nhận sự xuất hiện của các liên kết đặc trưng giữa khung hữu cơ anacardate, nhóm amin/hydroxyl của TEA và các liên kết phối trí với bề mặt oxit từ tính. Đường cong VSM của nanocomposite chứng minh vật liệu vẫn giữ được độ từ hóa bão hòa thích hợp cho quá trình thu hồi bằng nam châm.
  • Khảo sát quá trình hấp phụ $Cr(VI)$:
    • Xác định bước sóng hấp thụ cực đại $\lambda_{max}$ của phức màu $Cr(VI)$-DPC và thiết lập phương trình đường chuẩn với hệ số tương quan tuyến tính cao ($R^2$).
    • Nồng độ/khối lượng composite: Khảo sát liều lượng hấp phụ tối ưu làm tăng diện tích tiếp xúc và số lượng tâm hoạt tính.
    • Ảnh hưởng của pH: pH môi trường quyết định trạng thái tồn tại của ion crom ($HCrO_4^-$, $Cr_2O_7^{2-}$, $CrO_4^{2-}$) cũng như điện tích bề mặt của composite, từ đó xác định khoảng pH tối ưu cho hiệu suất hấp phụ cao nhất.
    • Thời gian tiếp xúc: Động học hấp phụ diễn ra nhanh trong giai đoạn đầu và đạt trạng thái cân bằng sau một khoảng thời gian xác định.
    • Khả năng tái sử dụng: Dung dịch EDTA cho thấy hiệu quả rửa giải ion kim loại bám trên vật liệu; nanocomposite duy trì hiệu suất hấp phụ qua các chu kỳ tái sử dụng liên tiếp.
    • Đánh giá so sánh: Vật liệu nanocomposite lai ghép thể hiện hiệu suất xử lý $Cr(VI)$ vượt trội so với các thành phần đơn lẻ ($CoFe_2O_4$ nguyên bản hoặc CNSL chưa ghép).

Kết luận và kiến nghị

Tóm tắt toàn bộ các thông số kỹ thuật đã đạt được trong quy trình chế tạo vật liệu nano từ tính biến tính và vật liệu nanocomposite trên nền dầu vỏ hạt điều; khẳng định tiềm năng ứng dụng thực tế trong xử lý nước thải xi mạ và đề xuất các nội dung cần hoàn thiện.

Kết quả và đóng góp

Kết quả định lượng và thông số kỹ thuật chính

Quá trình nghiên cứu thực nghiệm đã ghi nhận các kết quả cụ thể sau:

  • Tổng hợp thành công hạt nano từ tính cobalt spinel ferrite ($CoFe_2O_4$) bằng phương pháp đồng kết tủa sử dụng SDS (6.45 g; 19.15 mmol), đạt khối lượng thu hồi 0.91 g/mẻ phản ứng.
  • Hoạt hóa thành công nhóm $-OH$ lên bề mặt $CoFe_2O_4$ qua phản ứng với dung dịch $NH_4OH$ 26.5% ở $60^\circ\text{C}$ trong 24 giờ, tạo tiền chất $CoFe_2O_4-(OH)_n$ có mật độ tâm liên kết cao.
  • Chế tạo thành công muối hữu cơ Triethanolamine anacardate từ 20 g dầu vỏ hạt điều kỹ thuật (CNSL) và 10 g TEA ở $70 \div 80^\circ\text{C}$ trong 3 giờ.
  • Thiết lập quy trình chế tạo nanocomposite tối ưu với tỷ lệ phối trộn $CoFe_2O_4-(OH)_n$ / Triethanolamine anacardate là 1:5 ở nhiệt độ $85^\circ\text{C}$ trong 30 phút, kiểm soát pH hệ phản ứng ổn định tại mức 8.5.
  • Xác định đầy đủ đặc trưng hóa lý của vật liệu qua hệ thống phổ XRD (cấu trúc mạng tinh thể spinel), ảnh SEM/TEM (hình thái hạt nano), từ kế VSM (tính chất từ phục vụ thu hồi) và phổ FT-IR (các liên kết bề mặt).
  • Khảo sát hoàn chỉnh quy trình xử lý $Cr(VI)$ bằng phương pháp trắc quang với thuốc thử 1,5-Diphenylcarbazide (DPC), xác định được các điều kiện hấp phụ tối ưu và chứng minh khả năng tái sinh vật liệu bằng dung dịch giải hấp EDTA.

Đóng góp của đề tài

  1. Về mặt khoa học: Đề xuất quy trình kết hợp pha vô cơ nano từ tính ($CoFe_2O_4$) biến tính giàu $-OH$ với chất nền hữu cơ nguồn gốc sinh học (Triethanolamine anacardate từ CNSL), tạo ra dòng vật liệu nanocomposite lai vô cơ - hữu cơ có cấu trúc bề mặt hoạt tính cao.
  2. Về mặt thực tiễn và môi trường:
    • Tận dụng hiệu quả nguồn phụ phẩm nông nghiệp CNSL giá trị thấp thành vật liệu xử lý môi trường có giá trị gia tăng cao.
    • Giải quyết triệt để nhược điểm khó tách pha của các chất hấp phụ truyền thống nhờ lực từ của lõi $CoFe_2O_4$, cho phép thu hồi nhanh bằng nam châm ngoài mà không cần hệ thống lọc áp lực hay máy ly tâm đắt tiền.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của nghiên cứu

  • Toàn bộ các khảo sát thực nghiệm tổng hợp và đánh giá dung lượng hấp phụ mới dừng lại ở quy mô phòng thí nghiệm (mẻ tổng hợp dưới 1 gam vật liệu nano vô cơ).
  • Thử nghiệm xử lý nước thải được thực hiện trên hệ dung dịch chuẩn nhân tạo chứa đơn cấu tử ion kim loại nặng $Cr(VI)$, chưa khảo sát trên mẫu nước thải công nghiệp thực tế có thành phần hóa học phức tạp.

Hướng phát triển tiếp theo

  • Mở rộng phạm vi khảo sát khả năng hấp phụ của nanocomposite đối với các ion kim loại nặng khác ($Pb^{2+}, Cu^{2+}, Ni^{2+}, Cd^{2+}, Zn^{2+}$) và các chất màu hữu cơ.
  • Thử nghiệm xử lý trên mẫu nước thải thực tế từ các nhà máy xi mạ hoặc dệt nhuộm để đánh giá ảnh hưởng của các ion cạnh tranh và độ đục của môi trường nước.
  • Nghiên cứu tối ưu hóa quy trình mở rộng quy mô tổng hợp (scale-up) và đánh giá chi tiết độ bền cấu trúc, mức độ thôi nhiễm kim loại từ lõi ferrite sau nhiều chu kỳ giải hấp bằng EDTA.

Giá trị tham khảo

Tài liệu khóa luận có giá trị tham khảo chuyên môn đối với các đối tượng:

  • Sinh viên, học viên chuyên ngành: Kỹ thuật Hóa học, Hóa Vô cơ, Hóa Dầu - Hữu cơ, Khoa học Vật liệu và Công nghệ Môi trường đang thực hiện các đề tài về vật liệu nano từ tính, vật liệu composite xanh và xử lý nước thải.
  • Các nội dung có giá trị tham khảo cao:
    • Quy trình chi tiết tổng hợp hạt nano spinel ferrite $CoFe_2O_4$ bằng phương pháp đồng kết tủa có kiểm soát chất hoạt động bề mặt SDS.
    • Phương pháp biến tính làm giàu nhóm $-OH$ trên bề mặt hạt oxit kim loại từ tính bằng $NH_4OH$.
    • Quy trình phản ứng điều chế dẫn xuất anacardate từ dầu vỏ hạt điều thô và Triethanolamine.
    • Phương pháp xây dựng đường chuẩn và phân tích ion $Cr(VI)$ bằng thuốc thử DPC trên máy quang phổ UV-Vis.

Câu hỏi thường gặp

1. Vật liệu nanocomposite trong nghiên cứu này được cấu thành từ những thành phần chính nào?
Vật liệu gồm hai pha chính: pha cốt vô cơ là các hạt nano từ tính cobalt spinel ferrite đã được làm giàu nhóm hydroxit bề mặt ($CoFe_2O_4-(OH)_n$) và pha nền hữu cơ là muối Triethanolamine anacardate tổng hợp từ dầu vỏ hạt điều (CNSL) phản ứng với Triethanolamine (TEA).

2. Vai trò của chất hoạt động bề mặt SDS trong quá trình tổng hợp hạt nano $CoFe_2O_4$ là gì?
Sodium Dodecyl Sulfate (SDS) đóng vai trò chất hoạt động bề mặt anion, giúp hình thành các micelle định hướng trong dung dịch, hạn chế sự kết tụ của các mầm tinh thể và kiểm soát kích thước hạt nano $CoFe_2O_4$ đồng đều ở kích thước nanomet.

3. Quy trình làm giàu nhóm $-OH$ trên bề mặt hạt nano $CoFe_2O_4$ được thực hiện như thế nào?
Hạt nano $CoFe_2O_4$ được phân tán siêu âm trong hỗn hợp ethanol:nước (1:1 về thể tích) trong 30 phút, sau đó bổ sung dung dịch $NH_4OH$ 26.5% và khuấy mạnh liên tục ở nhiệt độ $60^\circ\text{C}$ trong 24 giờ để các tâm kim loại và oxy trên bề mặt hạt hấp phụ tương ứng các ion $OH^-$ và $H^+$.

4. Tỷ lệ phối trộn và điều kiện phản ứng tổng hợp nanocomposite là bao nhiêu?
Hạt $CoFe_2O_4-(OH)_n$ được trộn với Triethanolamine anacardate theo tỷ lệ khối lượng 1:5 trong 40 ml nước cất, khuấy đều 10 phút không gia nhiệt, sau đó phản ứng ở $85^\circ\text{C}$ trong 30 phút đến khi pH đạt 8.5 ổn định.

5. Vật liệu nanocomposite sau khi hấp phụ ion kim loại nặng được thu hồi và tái sinh bằng cách nào?
Nhờ đặc tính sắt từ của lõi $CoFe_2O_4$, vật liệu được tách nhanh ra khỏi dung dịch nước thải bằng cách áp từ trường ngoài (dùng nam châm đặt đáy bình). Quá trình giải hấp ion kim loại bám trên vật liệu để tái sử dụng được thực hiện bằng dung dịch chất tạo phức chelat EDTA.

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Lê Chí Linh đã xây dựng thành công quy trình thực nghiệm tổng hợp vật liệu nanocomposite lai vô cơ - hữu cơ từ phế phụ phẩm dầu vỏ hạt điều (CNSL) và hạt nano từ tính $CoFe_2O_4$. Các sản phẩm trung gian và vật liệu composite cuối cùng đều được xác định cấu trúc, hình thái và tính chất từ thông qua hệ thống phân tích XRD, SEM, TEM, FT-IR và VSM. Kết quả khảo sát cho thấy vật liệu có khả năng hấp phụ tốt ion kim loại nặng $Cr(VI)$, có thể tách pha dễ dàng bằng nam châm và tái sinh hiệu quả bằng dung dịch EDTA, mở ra hướng ứng dụng thực tế trong công nghệ xử lý nước thải công nghiệp.