Giới thiệu dự án

Ngành công nghiệp dệt may đóng vai trò trụ cột trong cơ cấu xuất khẩu của Việt Nam, tuy nhiên đây cũng là ngành phát sinh lượng nước thải ô nhiễm phức tạp hàng đầu với lưu lượng chiếm tới 72,3% tổng lượng nước sử dụng trong chu trình sản xuất. Thách thức lớn nhất hiện nay là nước thải dệt nhuộm sau xử lý cơ học hoặc sinh học thông thường vẫn không đạt tiêu chuẩn QCVN 13:2008/BTNMT (Cột A: độ màu < 50 Pt-Co đối với cơ sở cũ và < 20 Pt-Co đối với cơ sở mới). Lượng thuốc nhuộm dư thừa thất thoát vào nước thải chiếm từ 10% đến 50%, đặc biệt là nhóm phẩm nhuộm hoạt tính azo như Reactive Yellow 160 (RY160, $C_{25}H_{22}ClN_9Na_2O_{12}S_3$, phân tử lượng $M = 818,13\text{ g/mol}$) có cấu trúc vòng thơm liên hợp bền vững, mang độc tính cao và khó phân hủy sinh học (POPs).

Thực trạng xả thải phẩm màu hữu cơ chưa qua xử lý triệt để làm suy giảm nồng độ oxy hòa tan (DO), cản trở bức xạ quang hợp của thủy sinh và tiềm ẩn nguy cơ tích tụ sinh học. Dự án khóa luận tập trung nghiên cứu giải pháp xử lý triệt để nhóm phẩm màu azo khó phân hủy bằng cách tổng hợp vật liệu lai nano Bismuth Ferrite phân tán trên nền than hoạt tính ($\text{BiFeO}_3/\text{AC}$).

                                  CẤU TRÚC VẬT LIỆU LAI BiFeO3/AC
+-----------------------------------------------------------------------------------+
|  NỀN THAN HOẠT TÍNH (Activated Carbon - AC)                                       |
|  - Diện tích bề mặt riêng lớn: 400 - 1500 m²/g                                   |
|  - Cung cấp vi lỗ xốp (micropores) & trung lỗ xốp (mesopores)                     |
|                                                                                   |
|         [ Nano BiFeO3 ]               [ Nano BiFeO3 ]            [ Nano BiFeO3 ]  |
|          (0,3 - 0,9 µm)                (0,3 - 0,9 µm)             (0,3 - 0,9 µm)  |
|                \                             |                           /        |
|                 +----------------------------+--------------------------+         |
|                                              |                                    |
|   Cơ chế: Tương tác tĩnh điện + Hấp phụ diện bề mặt + Hoạt hóa tâm xúc tác kim loại|
+-----------------------------------------------------------------------------------+

Mục tiêu nghiên cứu

  1. Tổng hợp thành công vật liệu nano $\text{BiFeO}_3$ phân tán trên nền than hoạt tính bằng phương pháp đồng kết tủa (co-precipitation) ở điều kiện kiểm soát nghiêm ngặt.
  2. Xác định đặc trưng cấu trúc, hình thái vi mô và thành phần nguyên tố của vật liệu thông qua phổ tán xạ năng lượng tia X (EDX) và kính hiển vi điện tử quét (SEM).
  3. Đánh giá dung lượng và hiệu suất hấp phụ phẩm màu Reactive Yellow 160 (RY160) dưới các biến số vận hành: pH (2–9), thời gian lưu (10–60 phút), liều lượng xúc tác (0,5–2,5 g/L), nồng độ ban đầu (50–1000 mg/L), nhiệt độ (30–50°C), nồng độ chất oxy hóa ($H_2O_2$) và ảnh hưởng của ion cản ($Cl^-$).
  4. Khảo sát độ bền cơ lý và khả năng tái sinh, tái sử dụng vật liệu qua nhiều chu trình liên tiếp.

Phạm vi và giới hạn

  • Đối tượng khảo sát: Nước thải nhân tạo chứa phẩm nhuộm Reactive Yellow 160 nồng độ từ 50 mg/L đến 1000 mg/L.
  • Giới hạn kỹ thuật: Quy mô thực nghiệm phòng thí nghiệm (Batch scale), khảo sát cơ chế hấp phụ kết hợp phân hủy quang hóa/xúc tác ở nhiệt độ 30–50°C, áp suất khí quyển.

Phân tích và thiết kế giải pháp

Phân tích hiện trạng

Các công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm hiện hành bộc lộ nhiều điểm nghẽn kỹ thuật khi áp dụng cho phẩm màu hoạt tính gốc azo.

Công nghệ Ưu điểm Nhược điểm Chi phí vận hành
Keo tụ - Tạo bông ($Al_2(SO_4)_3$, PAC) Chi phí đầu tư thấp, xử lý tốt chất rắn lơ lửng Không khử được thuốc nhuộm tan, phát sinh lượng bùn thải lớn Trung bình
Sinh học (Hiếu khí/Kỵ khí) Thân thiện môi trường, chi phí thấp Vi sinh vật bị ức chế bởi độc tính của thuốc nhuộm azo; hiệu quả khử màu < 80% Thấp
Oxy hóa nâng cao (Fenton, Ozone, UV/$H_2O_2$) Tốc độ phân hủy nhanh ($k = 10^8 - 10^{10}\text{ M}^{-1}\text{s}^{-1}$), khoáng hóa sâu Tiêu hao hóa chất lớn, ăn mòn thiết bị, nhạy cảm với ion vô cơ Rất cao
Vật liệu lai $\text{BiFeO}_3/\text{AC}$ (Đề xuất) Hiệu suất > 94%, không cần hóa chất bổ sung, tái sinh tốt Cần khâu lắng/lọc thu hồi hạt nano Tối ưu

Ma trận ưu tiên yêu cầu kỹ thuật (MoSCoW)

  • Must have: Hiệu suất tách loại RY160 đạt > 90% ở nồng độ $C_0 = 50\text{ mg/L}$; vật liệu giữ được hoạt tính sau $\ge 2$ chu trình tái sinh.
  • Should have: Khả năng vận hành ổn định tại dải pH trung tính (pH = 7) mà không cần hóa chất vi chỉnh; diện tích tiếp xúc cao, kích thước hạt đồng đều.
  • Could have: Tích hợp phản ứng quang hóa xúc tác dưới ánh sáng tự nhiên.
  • Won't have: Sử dụng chất oxy hóa đắt tiền hoặc thiết bị phản ứng áp suất cao trong giai đoạn 1.

Thiết kế hệ thống

Cơ chế hoạt hóa và cấu trúc vật liệu

Than hoạt tính đóng vai trò chất mang (substrate) với mạng lưới lỗ xốp phân bố rộng, giúp hạn chế hiện tượng kết tụ (agglomeration) của các hạt nano $\text{BiFeO}_3$. Bismuth Ferrite ($\text{BiFeO}_3$) thuộc nhóm vật liệu multiferroic với vùng cấm hẹp ($E_g \approx 2,1 - 2,7\text{ eV}$), tạo ra các tâm hoạt tính chứa ion chuyển tiếp $Fe^{3+}$ và $Bi^{3+}$, tăng cường tương tác tĩnh điện và lực hút Van der Waals với các nhóm chức anion sulfonic ($-SO_3^-$) trên phân tử thuốc nhuộm RY160.

Methodology

Quy trình nghiên cứu áp dụng mô hình thực nghiệm theo tiêu chuẩn hóa nghiệm môi trường:

  • Hóa chất tinh khiết phân tích (PA): $Bi(NO_3)_3\cdot 5H_2O$ (MW: 485,07 g/mol), $Fe(NO_3)_3\cdot 9H_2O$ (MW: 404,00 g/mol), $NaOH$ 5M, $HNO_3$, Than hoạt tính gáo dừa biến tính, $H_2O_2$ 30%, $NaCl$.
  • Đảm bảo chất lượng (QA/QC): Mọi phép đo quang phổ tử ngoại - khả kiến (UV-Vis) đều thực hiện trên cuvet thạch anh tiêu chuẩn $l = 1\text{ cm}$, lặp lại tối thiểu 3 lần lấy giá trị trung bình sai số $\le 2%$. Đường chuẩn quang phổ thiết lập với hệ số tương quan tuyến tính $R^2 \ge 0,999$.

Implementation và kết quả

Development process

Quy trình tổng hợp vật liệu và phân tích trắc quang được tiêu chuẩn hóa theo các bước sau:

  1. Tổng hợp: Hòa tan $4,85\text{ g } Bi(NO_3)_3\cdot 5H_2O$ trong $100\text{ mL } H_2O$ và $4,04\text{ g } Fe(NO_3)_3\cdot 9H_2O$ trong $100\text{ mL } H_2O$. Trộn $50\text{ mL}$ mỗi dung dịch cùng $2,0\text{ g}$ than hoạt tính. Định lượng và giữ pH = 12 bằng dung dịch $NaOH$ 5M. Khuấy đồng thể 120 rpm trong 60 phút, lọc rửa bằng nước cất đến pH trung tính, sấy khô tại 120°C trong 8 giờ.
  2. Xác định bước sóng đặc trưng ($\lambda_{max}$): Quét phổ UV-Vis dung dịch RY160 ($50\text{ mg/L}$) trong dải bước sóng 200–800 nm. Cực đại hấp thụ vùng khả kiến xuất hiện tại $\lambda_{max} = 422\text{ nm}$ (đặc trưng cho chuyển dời $n \rightarrow \pi^$ của nhóm mang màu azo $-N=N-$). Hai đỉnh hấp thụ vùng tử ngoại tại 270 nm và 296 nm đại diện cho chuyển dời $\pi \rightarrow \pi^$ của vòng benzen và dị vòng triazine.
# Module tính toán động học và hiệu suất hấp phụ RY160
import numpy as np

def calculate_adsorption_metrics(C0, Abs_t, slope, intercept, V_liter, m_gram):
    """
    C0: Nồng độ ban đầu (mg/L)
    Abs_t: Độ hấp thụ quang tại thời điểm t (ở bước sóng 422 nm)
    slope, intercept: Thông số đường chuẩn Lambert-Beer (Abs = slope * C + intercept)
    V_liter: Thể tích dung dịch xử lý (L)
    m_gram: Khối lượng vật liệu BiFeO3/AC (g)
    """
    # Nồng độ Ct theo định luật Bouguer-Lambert-Beer: Ct = (Abs_t - intercept) / slope
    Ct = (Abs_t - intercept) / slope
    Ct = max(0.0, Ct)
    
    # Hiệu suất phân hủy/hấp phụ H (%)
    H = ((C0 - Ct) / C0) * 100.0
    
    # Dung lượng hấp phụ qt (mg/g)
    qt = ((C0 - Ct) * V_liter) / m_gram
    
    return {"Ct_mg_L": round(Ct, 3), "Efficiency_pct": round(H, 2), "qt_mg_g": round(qt, 3)}

# Ví dụ thực nghiệm tại C0 = 50 mg/L, liều lượng 1.5 g/L (m = 0.375g cho 0.25L)
# Giả định đường chuẩn: Abs = 0.0182 * C + 0.0015
metrics = calculate_adsorption_metrics(C0=50.0, Abs_t=0.056, slope=0.0182, intercept=0.0015, V_liter=0.25, m_gram=0.375)
print(f"Kết quả phân tích: Ct = {metrics['Ct_mg_L']} mg/L | H = {metrics['Efficiency_pct']}% | qt = {metrics['qt_mg_g']} mg/g")

Testing và validation

Phân tích hình thái (SEM) và thành phần nguyên tố (EDX)

  • Hình ảnh SEM: Bề mặt than hoạt tính sau khi biến tính được bao phủ dày đặc bởi các cụm tinh thể $\text{BiFeO}_3$ có kích thước nano phân tán dạng mảnh từ $0,3\text{ }\mu\text{m}$ đến $0,9\text{ }\mu\text{m}$ ($300 - 900\text{ nm}$), hình thành cấu trúc xốp gồ ghề chứa nhiều hốc rỗng, tạo điều kiện thuận lợi cho sự khuếch tán nội (intraparticle diffusion) của phân tử phẩm màu.
  • Phổ tán xạ năng lượng tia X (EDX): Xác nhận sự có mặt đầy đủ của các nguyên tố cấu thành vật liệu lai.
Nguyên tố Tỷ lệ khối lượng (% wt) Tỷ lệ nguyên tử (% At) Vai trò trong cấu trúc vật liệu
O (Oxy) 58,53 67,92 Cấu trúc mạng oxit kim loại perovskite
C (Carbon) 16,46 25,44 Pha nền than hoạt tính (chất mang diện tích cao)
Bi (Bismut) 13,73 1,22 Cation kim loại tạo pha hoạt tính $\text{BiFeO}_3$
Fe (Sắt) 7,69 2,56 Tâm xúc tác chuyển tiếp, tương tác phối trí
Na (Natri) 3,29 2,66 Tạp chất vết từ dung dịch kiềm hóa $NaOH$
Al (Nhôm) 0,13 0,21 Vết khoáng tự nhiên trong than gáo dừa 
PHỔ ĐẶC TRƯNG EDX VẬT LIỆU NANO BiFeO3/AC (Tỷ lệ khối lượng %)
======================================================================
Oxy (O)      : [██████████████████████████████████████████████████] 58.53%
Carbon (C)   : [██████████████] 16.46%
Bismut (Bi)  : [███████████] 13.73%
Sắt (Fe)     : [██████] 7.69%
Natri (Na)   : [██] 3.29%
Nhôm (Al)    : [] 0.13%
======================================================================

Kết quả đạt được

        ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC YẾU TỐ ĐẾN HIỆU SUẤT XỬ LÝ RY160
+-----------------------------------------------------------------------+
|  1. Liều lượng vật liệu:                                              |
|     0.5 g/L (80.0%) ---> 1.5 g/L (94.0%) ---> 2.5 g/L (93.5%)         |
|                                                                       |
|  2. Thời gian tiếp xúc:                                               |
|     10 phút (71.7%) ---> 40 phút (92.4%) ---> 60 phút (92.5%)         |
|                                                                       |
|  3. Nồng độ ban đầu:                                                  |
|     50 mg/L (94.3%) ---> 200 mg/L (88.1%) ---> 1000 mg/L (55.6%)     |
|                                                                       |
|  4. Tái sinh sau 2 chu kỳ:                                            |
|     Lần 1 (93.5%) ------------> Lần 2 (91.8%) (Suy giảm chỉ 1.7%)     |
+-----------------------------------------------------------------------+
  1. Ảnh hưởng của liều lượng vật liệu: Khi tăng hàm lượng $\text{BiFeO}_3/\text{AC}$ từ $0,5\text{ g/L}$ lên $1,5\text{ g/L}$, hiệu suất hấp phụ tăng vọt từ 80,00% lên 94,00%. Tăng tiếp lên $2,5\text{ g/L}$ hiệu suất bão hòa ở mức 93,50% do hiện tượng che chắn tâm hoạt tính. Liều lượng tối ưu được xác lập tại $1,5\text{ g/L}$.
  2. Ảnh hưởng của thời gian và điều kiện ánh sáng: Quá trình hấp phụ diễn ra rất nhanh trong 10 phút đầu (đạt 71,69% ngoài sáng và 68,51% trong tối), đạt trạng thái cân bằng động sau 40–60 phút (đạt 92,35% và 92,24%). Sự chênh lệch giữa điều kiện có chiếu sáng và không chiếu sáng là không đáng kể (< 0,5%), chứng minh cơ chế chủ đạo là hấp phụ hóa lý trên nền vật liệu lai.
  3. Ảnh hưởng của pH dung dịch: Khảo sát trong dải pH 2–9 cho thấy hiệu suất đạt cực đại tại pH = 2 (96,92%), giảm xuống 87,27% tại pH = 6, sau đó tăng và duy trì ổn định ở mức 92,35% – 93,00% trong khoảng pH 7–9. Môi trường pH = 7 được lựa chọn cho thực tế nhằm tiết kiệm chi phí hóa chất trung hòa.
  4. Ảnh hưởng của nhiệt độ: Hiệu suất tại 60 phút tăng nhẹ từ 88,66% (ở 30°C) lên 90,83% (ở 50°C). Nhiệt độ thường $30^\circ\text{C}$ đáp ứng hoàn hảo yêu cầu kỹ thuật mà không cần gia nhiệt.
  5. Ảnh hưởng của chất oxy hóa ($H_2O_2$) và ion muối ($Cl^-$):
    • Bổ sung $0,1\text{ mL } H_2O_2$ làm giảm hiệu suất từ 94,00% xuống 83,03% do sự cạnh tranh vị trí hấp phụ và ức chế bề mặt.
    • Ngược lại, ion vô cơ $Cl^-$ (bổ sung $NaCl$ từ $0,117\text{ g}$ đến $2,34\text{ g}$) làm tăng hiệu suất xử lý lên 98,46% – 99,90% nhờ hiệu ứng muối kết (salting-out effect), đẩy các phân tử phẩm màu hữu cơ bám dính mạnh mẽ hơn vào pha rắn.
  6. Khả năng tái sử dụng: Sau 2 chu trình xử lý liên tiếp kèm sấy hoàn nguyên ở 120°C trong 2 giờ, hiệu suất chỉ giảm nhẹ từ 93,50% xuống 91,80% (tỷ lệ duy trì hoạt tính đạt 98,18%).

Đổi mới và đóng góp

  • Đổi mới công nghệ: Ứng dụng kỹ thuật đồng kết tủa tại chỗ (in-situ co-precipitation) ở $pH = 12$ giúp cố định các cụm hạt nano $\text{BiFeO}_3$ ($300 - 900\text{ nm}$) bám sâu vào hệ mao dẫn của than hoạt tính gáo dừa, giải quyết triệt để nhược điểm rửa trôi và kết tụ hạt nano vốn có của các hệ xúc tác dạng bột tự do.
  • Cải thiện hiệu suất vận hành: So với việc sử dụng than hoạt tính đơn thuần (thường bị bão hòa nhanh và khó giải hấp phẩm nhuộm azo) hoặc hạt nano oxit sắt thuần túy, vật liệu lai $\text{BiFeO}_3/\text{AC}$ tăng dung lượng xử lý lên gấp 1,8 lần và xử lý hiệu quả nồng độ cực cao lên tới $1000\text{ mg/L}$ (duy trì hiệu suất $55,55%$).
  • Đóng góp học thuật và thực tiễn: Thiết lập bộ thông số động học tối ưu cho quá trình xử lý phẩm màu RY160 trong môi trường giàu ion $Cl^-$ (đặc trưng của nước thải dệt nhuộm công nghiệp), chứng minh tính khả thi của việc loại bỏ phẩm màu không cần bổ sung hóa chất oxy hóa đắt tiền.

Ứng dụng thực tế và triển khai

Tình huống ứng dụng thực tế

Dây chuyền xử lý thứ cấp tại các làng nghề dệt nhuộm hoặc trạm xử lý nước thải tập trung KCN dệt may:

  • Nước thải đầu vào: Nước thải sau xử lý sinh học còn độ màu cao ($150 - 300\text{ Pt-Co}$, chứa RY160 dư lượng $30 - 80\text{ mg/L}$, $pH \approx 7,5 - 9,0$, nồng độ $NaCl$ $1 - 3\text{ g/L}$).
  • Quy trình module: Tiếp nhận nước thải $\rightarrow$ Bể phản ứng khuấy trộn bổ sung $\text{BiFeO}_3/\text{AC}$ liều lượng $1,5\text{ kg/m}^3$ $\rightarrow$ Thời gian lưu 45 phút $\rightarrow$ Module lắng/lọc cát thu hồi vật liệu $\rightarrow$ Nước đầu ra đạt QCVN 13:2008/BTNMT Cột A (độ màu $< 20\text{ Pt-Co}$).
[Bể sinh học hiếu khí] 
[Nước thải đạt QCVN 13:2008/BTNMT Cột A] (Độ màu < 20 Pt-Co)

Phân tích hiệu quả kinh tế (ROI)

  • Chi phí nguyên liệu: Than hoạt tính nội địa (~25.000 VNĐ/kg) kết hợp muối sắt/bismut nồng độ thấp giúp giá thành chế tạo vật liệu lai ước tính ~85.000 VNĐ/kg.
  • Thời gian hoàn vốn: Nhờ khả năng tái sinh $\ge 2$ chu trình với độ suy giảm $< 2%$, chi phí hóa chất xử lý giảm 42% so với công nghệ Fenton truyền thống (tiết kiệm chi phí $H_2O_2$, $FeSO_4$ và bùn thải nguy hại), thời gian hoàn vốn đầu tư hệ thống ước tính 14–18 tháng.

Hạn chế và hướng phát triển

Hạn chế kỹ thuật

  • Kích thước hạt nano tổng hợp bằng phương pháp đồng kết tủa còn dải phân bố tương đối rộng ($0,3 - 0,9\text{ }\mu\text{m}$), chưa đồng nhất tuyệt đối.
  • Khâu tách thu hồi hạt kích thước micro/nano sau phản ứng trong quy mô công nghiệp đòi hỏi hệ thống màng lọc hoặc module lắng trọng lực hiệu năng cao.

Hướng phát triển

  1. Ứng dụng từ tính nội tại của pha $\text{BiFeO}_3$ để tích hợp module thu hồi vật liệu tự động bằng từ trường ngoài (Magnetic separation).
  2. Mở rộng thử nghiệm khoáng hóa quang xúc tác dưới bức xạ ánh sáng mặt trời tự nhiên nhằm phân hủy hoàn toàn phẩm màu thành $CO_2$, $H_2O$ và các ion vô cơ vô hại.
  3. Nghiên cứu chu trình giải hấp bằng nhiệt hoặc vi sóng để nâng số chu kỳ tái sử dụng lên $\ge 10$ lần.

Đối tượng hưởng lợi

  • Sinh viên & Học viên chuyên ngành: Tài liệu tham khảo chuẩn xác về quy trình tổng hợp vật liệu lai nano xúc tác môi trường và phương pháp phân tích trắc quang UV-Vis/SEM/EDX.
  • Kỹ sư vận hành hệ thống xử lý nước thải: Nắm bắt quy trình công nghệ khử màu sâu không phụ thuộc vào $H_2O_2$, tận dụng hiệu ứng có lợi của ion muối $Cl^-$ trong nước thải dệt nhuộm.
  • Doanh nghiệp dệt may: Giải pháp kỹ thuật khả thi để nâng cấp trạm xử lý nước thải đạt chuẩn QCVN Cột A với chi phí tối ưu.
  • Nhà nghiên cứu: Dữ liệu nền tảng về tính chất hấp phụ của vật liệu multiferroic $\text{BiFeO}_3$ trên nền carbon.

Câu hỏi thường gặp

1. Yêu cầu kỹ thuật cốt lõi để triển khai vật liệu BiFeO3/AC là gì?

Hệ thống cần bể phản ứng có cánh khuấy từ hoặc khuấy cơ học tốc độ 100–150 rpm, duy trì thời gian lưu nước (HRT) từ 40–60 phút tại nhiệt độ thường (25–35°C), đi kèm module lọc cát hoặc màng vi lọc để giữ lại vật liệu sau xử lý.

2. Tại sao ion Cl- lại làm tăng hiệu quả hấp phụ của vật liệu?

Ion $Cl^-$ làm tăng lực ion trong dung dịch, gây ra hiệu ứng muối kết (salting-out), làm giảm độ tan và tính ngậm nước của phẩm màu hữu cơ RY160, từ đó thúc đẩy các phân tử phẩm màu di chuyển nhanh và liên kết chặt chẽ hơn vào bề mặt kỵ nước của than hoạt tính.

3. Có cần bổ sung H2O2 để tăng tốc độ phân hủy không?

Không. Kết quả thực nghiệm chứng minh $H_2O_{2}$ làm giảm hiệu suất xử lý từ 94% xuống 83,03% do cạnh tranh vị trí hoạt tính bề mặt. Do đó, quy trình vận hành khuyến nghị không sử dụng $H_2O_2$.

4. Quy trình tái sinh vật liệu được tiến hành như thế nào?

Vật liệu sau khi hấp phụ bão hòa được thu hồi qua giấy lọc/lưới lọc, rửa sạch tạp chất bằng nước cất và sấy đẳng nhiệt ở 120°C trong 2 giờ để giải phóng ẩm và tái hoạt hóa các tâm hấp phụ trên bề mặt.

5. Chi phí chế tạo vật liệu nano BiFeO3/AC có đắt không?

Do sử dụng than hoạt tính giá rẻ làm nền chịu tải chính (chiếm tỷ trọng lớn) và nồng độ muối tiền chất $Bi(NO_3)_3$, $Fe(NO_3)_3$ chỉ ở mức 0,1M, chi phí tổng hợp vật liệu thấp hơn đáng kể so với việc chế tạo hạt nano kim loại quý ($Ag, Pt$) hoặc màng lọc nano đắt tiền.

Kết luận

Đề tài đã tổng hợp thành công vật liệu lai nano $\text{BiFeO}_3$ trên nền than hoạt tính bằng phương pháp đồng kết tủa đơn giản, chi phí thấp và thân thiện với môi trường. Các kết quả đặc trưng qua ảnh SEM và phổ EDX chứng minh các hạt nano $\text{BiFeO}_3$ kích thước $300 - 900\text{ nm}$ đã phân tán đồng đều trên khung cấu trúc xốp của than hoạt tính.

Ở điều kiện tối ưu ($1,5\text{ g/L}$ vật liệu, $pH = 7$, nhiệt độ $30^\circ\text{C}$, thời gian 40–60 phút), hệ vật liệu đạt hiệu suất tách loại phẩm màu Reactive Yellow 160 lên tới 94,00%, đặc biệt đạt 99,90% khi có mặt ion $Cl^-$, đồng thời duy trì độ bền hoạt tính vượt trội qua các chu kỳ tái sử dụng (> 91,8%). Nghiên cứu mở ra hướng đi đầy tiềm năng trong việc ứng dụng công nghệ vật liệu nano lai vào xử lý nước thải dệt nhuộm khó phân hủy sinh học tại Việt Nam.