Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Ô nhiễm nguồn nước do các hợp chất hữu cơ khó phân hủy đang là thách thức môi trường nghiêm trọng trên phạm vi toàn cầu. Theo thống kê, khoảng 44% tổng lượng nước thải trên thế giới thải trực tiếp ra môi trường mà chưa qua xử lý, trong đó nước thải dệt nhuộm chiếm tỷ trọng lớn với sản lượng thuốc nhuộm sản xuất hàng năm đạt khoảng 1,6 triệu tấn. Methylene blue (MB, công thức phân tử $\text{C}{16}\text{H}{18}\text{N}_3\text{ClS}$, khối lượng phân tử 319,85 $\text{g/mol}$) là phẩm nhuộm cation dị hoàn thơm phổ biến, có độ tan cao trong nước (43,6 $\text{g/L}$) và cấu trúc bền vững. Sự tồn tại của MB trong môi trường nước làm giảm khả năng truyền quang, cản trở quá trình quang hợp của hệ thực vật thủy sinh, giảm nồng độ oxy hòa tan và gây độc tính cấp/mãn tính đối với con người (gây hoại tử mô, methemoglobin huyết, tổn thương hệ tiêu hóa và hô hấp).
Các phương pháp xử lý truyền thống như keo tụ, lắng, lọc màng, hấp phụ hay trao đổi ion chỉ chuyển pha chất ô nhiễm sang dạng bùn thải mà không phân hủy triệt để, dễ phát sinh ô nhiễm thứ cấp. Quy trình oxy hóa bậc cao dựa trên gốc tự do sulfate ($\text{SR-AOP}$) sử dụng peroxymonosulfate (PMS) là giải pháp tiềm năng nhờ thế oxy hóa cao ($\text{E}^\circ = 2,5 - 3,1\text{ V/NHE}$ của $\text{SO}_4^{\bullet-}$ so với $\text{E}^\circ = 1,8 - 2,7\text{ V/NHE}$ của $^{\bullet}\text{OH}$), thời gian tồn tại dài hơn (30–40 $\mu\text{s}$) và khoảng pH hoạt động rộng (2,0–8,0). Trong số các chất xúc tác chuyển tiếp, đồng ferrite ($\text{CuFe}_2\text{O}_4$ - CFO) với cấu trúc spinel ferrite sở hữu độ bền hóa học, độ ổn định nhiệt cao và từ tính thuận tiện cho việc thu hồi tách pha. Tuy nhiên, các hạt nano CFO nguyên chất dễ bị kết tụ do lực tương tác lưỡng cực từ và năng lượng bề mặt lớn, làm giảm diện tích tiếp xúc và hạn chế vị trí hoạt động kích hoạt PMS. Việc kết hợp CFO (bán dẫn loại p) với kẽm oxide ($\text{ZnO}$ - bán dẫn loại n có mật độ điện tích, độ linh động điện tử cao và chứa các khuyết tật oxy $\text{O}_v$) tạo nên hệ dị thể p-n giúp điều hòa và tăng tốc độ truyền điện tích bề mặt.
Khóa luận xác định các mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể:
- Tổng hợp thành công vật liệu composite $\text{CuFe}_2\text{O}_4/\text{ZnO}$ bằng phương pháp sol-gel kết hợp với phương pháp nung.
- Nghiên cứu tính chất, cấu trúc của vật liệu $\text{CuFe}_2\text{O}_4/\text{ZnO}$ thông qua các phương pháp phân tích hiện đại: nhiễu xạ tia X (XRD), kính hiển vi điện tử quét (SEM), phổ tán sắc năng lượng tia X (EDX), quang phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FT-IR).
- Khảo sát khả năng phân hủy chất màu methylene blue bằng hệ xúc tác dị thể $\text{CuFe}_2\text{O}_4/\text{ZnO}/\text{PMS}$ và khảo sát các yếu tố ảnh hưởng (nhiệt độ nung, tỉ lệ phối trộn, pH, nồng độ PMS, hàm lượng xúc tác, nồng độ MB, ảnh hưởng của anion vô cơ).
- So sánh kết quả nghiên cứu với các công trình nghiên cứu tương tự trong và ngoài nước.
Đối tượng nghiên cứu là vật liệu xúc tác dị thể $\text{CuFe}_2\text{O}_4/\text{ZnO}$, chất oxy hóa peroxymonosulfate ($\text{PMS}$) và chất ô nhiễm mô hình methylene blue ($\text{MB}$). Phạm vi thực nghiệm được triển khai tại phòng thí nghiệm Hóa Công nghệ và Môi trường (Trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh) phối hợp đo đạc đặc trưng cấu trúc tại Trung tâm Nghiên cứu Triển khai Khu Công nghệ cao và Trường Đại học Công Thương TP.HCM, hoàn thành vào tháng 5 năm 2024.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp
Khóa luận xây dựng trên các khung lý thuyết và mô hình hóa học thực nghiệm:
- Lý thuyết quy trình oxy hóa bậc cao dựa trên gốc sulfate ($\text{SR-AOP}$): Cơ chế kích hoạt PMS bởi các ion kim loại chuyển tiếp biến đổi hóa trị $\text{Fe}^{3+}/\text{Fe}^{2+}$ và $\text{Cu}^{2+}/\text{Cu}^+$. Chu trình oxy hóa khử diễn ra trên bề mặt xúc tác kết hợp với phản ứng khử $\text{Fe}^{3+}$ bởi $\text{Cu}^+$ ($\text{E}^\circ_{\text{Cu}^{2+}/\text{Cu}^+} = 0,17\text{ V} < \text{E}^\circ_{\text{Fe}^{3+}/\text{Fe}^{2+}} = 0,77\text{ V}$) tạo ra liên tục các gốc tự do hoạt động $\text{SO}_4^{\bullet-}$, $^{\bullet}\text{OH}$ và $^1\text{O}_2$ để khoáng hóa chất hữu cơ thành $\text{CO}_2$ và $\text{H}_2\text{O}$.
- Mô hình tiếp xúc dị thể p-n giữa $\text{CuFe}_2\text{O}_4$ và $\text{ZnO}$: Sự ghép nối giữa bán dẫn loại p ($\text{CuFe}_2\text{O}_4$) và bán dẫn loại n ($\text{ZnO}$) hình thành điện trường nội tại ở lớp tiếp xúc bề mặt, tạo ra trung tâm giàu điện tử (thúc đẩy khử PMS thành $\text{SO}_4^{\bullet-}$ và $^{\bullet}\text{OH}$) và trung tâm thiếu điện tử (tạo $^1\text{O}_2$), qua đó nâng cao tốc độ chuyển dịch điện tử.
Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm bao gồm:
- Quy trình tổng hợp vật liệu:
- Tổng hợp tiền chất $\text{CuFe}_2\text{O}_4$: Sử dụng phương pháp sol-gel với tỉ lệ mol muối $\text{Fe}(\text{NO}_3)_3\cdot 9\text{H}_2\text{O} : \text{Cu}(\text{NO}_3)_2\cdot 3\text{H}_2\text{O} : \text{citric acid} = 2:1:3$ (tương ứng $16\text{ mmol} : 8\text{ mmol} : 24\text{ mmol}$ trong $100\text{ mL}$ nước cất), chỉnh pH lên 7–8 bằng dung dịch $\text{NH}_3$ loãng, đun cách thủy 80–90°C đến khi tạo gel, sấy ở 180°C trong 2 giờ để tự đốt cháy tạo bột mịn.
- Tổng hợp composite $\text{CuFe}_2\text{O}_4/\text{ZnO}$ (ký hiệu $\text{CFOZ}$): Trộn cơ học bột $\text{ZnO}$ thương mại với bột $\text{CuFe}_2\text{O}_4$ theo các tỉ lệ khối lượng từ 5% đến 50%, nung trong lò nung ở các mức nhiệt độ 300°C, 500°C và 700°C trong 5 giờ.
- Phương pháp phân tích đặc trưng hóa lý:
- Nhiễu xạ tia X (XRD): Đo trên thiết bị Bruker D2 Phaser để xác định pha tinh thể.
- Kính hiển vi điện tử quét phát xạ trường (FE-SEM): Đo trên máy Hitachi S4800 để đánh giá hình thái bề mặt hạt.
- Phổ tán sắc năng lượng tia X (EDX): Đo trên hệ thống Horiba H-7594 để định tính và định lượng thành phần nguyên tố.
- Quang phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FT-IR): Xác định các liên kết hóa học đặc trưng trong cấu trúc mạng tinh thể.
- Quang phổ hấp thụ tử ngoại – khả kiến (UV-Vis): Đo trên máy Jasco V-630 tại bước sóng cực đại $\lambda_{\text{max}} = 664\text{ nm}$.
- Xây dựng đường chuẩn và khảo sát động học:
- Thiết lập đường chuẩn xác định nồng độ MB trong khoảng tuyến tính 0–10 $\text{mg/L}$ với phương trình hồi quy tuyến tính: $A = 0,1708 \cdot C + 0,0071$ ($R^2 = 0,9999$).
- Đánh giá hoạt tính xúc tác trong bình phản ứng tối dung tích $200\text{ mL}$ dung dịch MB, khuấy 30 phút đạt cân bằng hấp phụ – giải hấp trước khi bổ sung PMS. Mô hình hóa tốc độ phản ứng theo phương trình động học bậc 1 giả định: $\ln(C_t/C_0) = -kt$.
Nội dung chính theo từng chương
Chương 1. Tổng quan
Chương 1 hệ thống hóa cơ sở lý luận về ô nhiễm nguồn nước do hóa chất công nghiệp, cấu trúc hóa học và độc tính của methylene blue, cùng tổng quan về vật liệu spinel ferrite đồng ($\text{CuFe}_2\text{O}_4$). Tác giả phân tích chi tiết cơ chế hoạt hóa PMS của hệ xúc tác dị thể dựa trên kim loại chuyển tiếp và ưu thế của việc hình thành cấu trúc dị thể p-n với $\text{ZnO}$.
Chương này tổng thuật các công trình nghiên cứu tiêu biểu trong nước và quốc tế về vật liệu ferrite và xúc tác AOP:
| Công trình / Tác giả |
Vật liệu xúc tác |
Hệ phản ứng / Điều kiện |
Hiệu suất ghi nhận |
| Vũ Năng An và cs. (2022) |
$\text{Cu}/\text{CuFe}_2\text{O}_4$ |
Khử 4-NP ($\text{NaBH}_4$) & phân hủy MB (UVA, oxalic acid) |
82% 4-NP (5 phút); 98% MB (40 phút) |
| Phan Văn Hùng và cs. (2021) |
$\text{CuFe}_2\text{O}_4/\text{Fe}_2\text{O}_3$ |
Phân hủy MB (UVA, oxalic acid) |
80% MB sau 5 giờ |
| Quan Gia Cơ và cs. (2018) |
$\text{CuFe}_2\text{O}_4$ (nung 880°C) |
Photo-Fenton phân hủy MB |
80% MB sau 2 giờ |
| Xianjie Liu và cs. (2021) |
$\text{CuFe}_2\text{O}_4/\text{MnO}_2$ |
Kích hoạt PMS phân hủy Phenol |
100% Phenol ($100\text{ mg/L}$) trong 30 phút |
| Bo He và cs. (2022) |
$\text{CuFe}_2\text{O}_4/\text{CuO}$ |
Kích hoạt PMS phân hủy Ciprofloxacin (CIP) |
86,67% CIP ($5\text{ mg/L}$) |
Chương 2. Thực nghiệm
Chương 2 mô tả chi tiết danh mục 13 loại hóa chất tinh khiết ($\text{Cu}(\text{NO}_3)_2\cdot 3\text{H}_2\text{O} > 99%$, $\text{Fe}(\text{NO}_3)_3\cdot 9\text{H}_2\text{O} > 98,5%$, $\text{ZnO} > 99%$, Oxone chứa $47%\text{ KHSO}_5$, MB...), hệ thống dụng cụ và thiết bị đo đạc. Tác giả trình bày quy trình tổng hợp 2 giai đoạn: điều chế pha nền $\text{CuFe}_2\text{O}_4$ bằng sol-gel và nung kết hợp với $\text{ZnO}$. Toàn bộ các công thức tính toán mật độ quang, nồng độ MB, hiệu suất phân hủy $H%$ và phương trình động học bậc 0, bậc 1, bậc 2 đều được chuẩn hóa chi tiết.
Chương 3. Kết quả và thảo luận
Chương 3 trình bày các phát hiện thực nghiệm cốt lõi:
- Đặc trưng cấu trúc: Phổ XRD xác nhận mẫu $\text{CFOZ-10%}$ xuất hiện đầy đủ các đỉnh nhiễu xạ đặc trưng của pha lập phương $\text{CuFe}_2\text{O}_4$ (JCPDS: 34-0425) và pha lục giác $\text{ZnO}$ (JCPDS: 01-080-0074), với đỉnh đôi tại $2\theta = 36,3^\circ$. Phổ EDX chứng minh mẫu sạch tạp chất, tỉ lệ nguyên tử $\text{Fe}:\text{Cu} \approx 2:1$ và tỉ lệ pha $\text{CFO}:\text{ZnO} \approx 4:1$. Ảnh FE-SEM chỉ ra sự bám dính của các hạt $\text{ZnO}$ tròn dài trên các mảng kết tụ $\text{CuFe}_2\text{O}_4$. Phổ FT-IR khẳng định dao động liên kết $\text{Fe-O}$ tứ diện ($407\text{ cm}^{-1}$), $\text{Cu-O}$ bát diện ($535\text{ cm}^{-1}$) và $\text{Zn-O}$ ($1049\text{ cm}^{-1}$, $881\text{ cm}^{-1}$).
- Khảo sát tối ưu hóa các thông số vận hành:
- Nhiệt độ nung: Mẫu nung ở 500°C ($\text{CFOZ-500}$) đạt hoạt tính cao nhất so với 300°C (độ kết tinh thấp) và 700°C (kết tụ mạnh làm giảm tâm hoạt tính).
- Tỉ lệ pha tạp $\text{ZnO}$: Hệ $\text{CFOZ-10%/PMS}$ cho hiệu suất phân hủy vượt trội (98% sau 15 phút, hằng số tốc độ $k = 0,21184\text{ phút}^{-1}$, cao gấp 2,1 lần so với $\text{CFOZ-5%}$ và gấp 3,6 lần so với $\text{CFO}$ đơn pha).
- Ảnh hưởng của pH: Điểm điện tích không $\text{pH}_{\text{pzc}}$ của $\text{CFOZ-10%}$ là 6,5. Hệ đạt hiệu suất tối đa tại $\text{pH} = 6,5$ (phân hủy hoàn toàn trong 25 phút) và $\text{pH} = 8$ (hoàn toàn trong 30 phút); hiệu suất suy giảm mạnh ở $\text{pH} = 3$ do cản trở tương tác tĩnh điện và proton hóa.
- Ảnh hưởng của nồng độ chất phản ứng: Nồng độ PMS tối ưu là $0,25\text{ g/L}$ (nồng độ quá cao $1,0\text{ g/L}$ làm giảm hiệu suất xuống 90,4% do phản ứng tự triệt tiêu gốc tự do); hàm lượng xúc tác tối ưu là $0,75\text{ g/L}$ ($k = 0,40926\text{ phút}^{-1}$); nồng độ MB ban đầu tối ưu là $20\text{ mg/L}$.
Chương 4. Kết luận và kiến nghị
Chương 4 tổng hợp các kết luận chính về cấu trúc pha, hình thái và hoạt tính xúc tác của composite $\text{CuFe}_2\text{O}_4/\text{ZnO}$, đồng thời đưa ra các đề xuất tiếp tục nghiên cứu khảo sát trên các hợp chất ô nhiễm thực tế và hoàn thiện độ đồng đều khi trộn pha.
Kết quả và đóng góp
Khóa luận cung cấp hệ thống số liệu định lượng về đặc tính hóa lý và hiệu năng phân hủy phẩm nhuộm của hệ xúc tác dị thể:
1. Thành phần nguyên tố theo phân tích EDX của mẫu $\text{CFOZ-10%}$
| Nguyên tố |
Tỉ lệ % khối lượng thu được |
Tỉ lệ % nguyên tử |
| Kẽm ($\text{Zn}$) |
26,10 |
8,98 |
| Đồng ($\text{Cu}$) |
16,97 |
11,05 |
| Sắt ($\text{Fe}$) |
30,94 |
23,64 |
| Oxy ($\text{O}$) |
25,99 |
56,33 |
2. Động học phản ứng phân hủy MB theo các tỉ lệ $\text{ZnO}$ phối trộn
| Tỉ lệ phối trộn $\text{ZnO}$ |
Hằng số tốc độ $k\text{ (phút}^{-1}\text{)}$ |
Hệ số tương quan $R^2$ |
| $0%$ ($\text{CFO}$ nguyên chất) |
0,05943 |
0,97312 |
| $5%$ ($\text{CFOZ-5%}$) |
0,10255 |
0,97694 |
| $10%$ ($\text{CFOZ-10%}$) |
0,21184 |
0,98173 |
| $20%$ ($\text{CFOZ-20%}$) |
0,17604 |
0,98841 |
| $30%$ ($\text{CFOZ-30%}$) |
0,16954 |
0,98036 |
3. Đóng góp khoa học và giải pháp kỹ thuật
- Đóng góp mới: Là nghiên cứu đầu tiên công bố quy trình chế tạo composite $\text{CuFe}_2\text{O}_4/\text{ZnO}$ ứng dụng kích hoạt peroxymonosulfate trong phản ứng phân hủy phẩm nhuộm cation methylene blue. Sự hiện diện của $10%\text{ ZnO}$ tạo tiếp xúc dị thể p-n, tăng tốc độ phân hủy MB lên 3,6 lần so với ferrite đơn pha.
- Giải pháp tối ưu hóa: Xác lập bộ thông số vận hành chuẩn cho hệ $\text{CFOZ-10%/PMS}$: nhiệt độ nung mẫu 500°C trong 5 giờ; liều lượng chất xúc tác $0,75\text{ g/L}$; nồng độ $\text{PMS} = 0,25\text{ g/L}$; nồng độ $\text{MB} = 20\text{ mg/L}$; khoảng pH thích hợp từ 6,5 đến 8,0.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
- Hạn chế được ghi nhận trong văn bản:
- Phương pháp phối trộn $\text{ZnO}$ và $\text{CuFe}_2\text{O}_4$ bằng kỹ thuật cơ học trước khi nung dẫn đến sự phân bố của hai pha trên bề mặt composite chưa đạt độ đồng đều tuyệt đối (thể hiện rõ qua các quan sát trên ảnh kính hiển vi điện tử quét FE-SEM).
- Khảo sát thực nghiệm mới chỉ tập trung trên đối tượng phẩm nhuộm mô hình đơn lẻ là methylene blue trong môi trường nước cất pha chuẩn, chưa khảo sát trên các nền nước thải công nghiệp thực tế đa cấu tử.
- Hướng nghiên cứu tiếp theo: Cải tiến quy trình tổng hợp liên tục hoặc đồng kết tủa/thủy nhiệt để tăng cường độ phân tán đồng nhất giữa hai pha $\text{ZnO}$ và $\text{CuFe}_2\text{O}_4$; mở rộng đánh giá độ ổn định thông qua các thử nghiệm rửa trôi ion kim loại ($\text{Cu}^{2+}, \text{Fe}^{3+}, \text{Zn}^{2+}$) và khả năng tái sử dụng xúc tác qua nhiều chu trình liên tiếp.
Giá trị tham khảo
Khóa luận là tài liệu tham khảo cho sinh viên, học viên cao học và nghiên cứu viên thuộc các chuyên ngành Sư phạm Hóa học, Hóa học Vô cơ, Hóa Môi trường và Kỹ thuật Môi trường. Các nội dung có giá trị ứng dụng cao bao gồm:
- Quy trình thực nghiệm sol-gel tự đốt cháy điều chế spinel ferrite kích thước nano và kỹ thuật xử lý nhiệt tạo màng tiếp xúc dị thể oxide bán dẫn.
- Phương pháp xây dựng đường chuẩn quang phổ trắc quang UV-Vis và kỹ thuật xử lý số liệu động học phân hủy bậc 1 giả định.
- Cơ sở dữ liệu phổ chuẩn (XRD, EDX, FT-IR, FE-SEM) của hệ vật liệu composite $\text{CuFe}_2\text{O}_4/\text{ZnO}$ phục vụ công tác đối sánh cấu trúc pha.
Câu hỏi thường gặp
1. Giản đồ XRD chứng minh cấu trúc composite của $\text{CFOZ-10%}$ như thế nào?
Giản đồ XRD của mẫu $\text{CFOZ-10%}$ xuất hiện đồng thời các đỉnh nhiễu xạ đặc trưng cho cấu trúc lập phương của $\text{CuFe}_2\text{O}_4$ (chuẩn JCPDS: 34-0425) tại các góc $2\theta = 18,841^\circ; 30,294^\circ; 34,835^\circ; 36,032^\circ; 37,511^\circ; 62,791^\circ$ (mặt mạng (101), (112), (103), (211), (202), (224)) và cấu trúc lục giác của $\text{ZnO}$ (chuẩn JCPDS: 01-080-0074) tại các góc $2\theta = 32,18^\circ; 33,599^\circ; 36,64^\circ; 47,911^\circ; 56,973^\circ; 63,277^\circ$. Sự xuất hiện của đỉnh đôi tại $2\theta = 36,3^\circ$ (trùng lặp mặt (101) của $\text{ZnO}$ và (211) của $\text{CFO}$) khẳng định hai pha tinh thể đã cùng tồn tại trong vật liệu composite.
2. Vì sao việc bổ sung $10%\text{ ZnO}$ làm tăng hiệu quả xúc tác nhưng vượt quá $10%$ hoạt tính lại suy giảm?
Khi bổ sung $10%\text{ ZnO}$, sự tiếp xúc giữa bán dẫn loại p ($\text{CuFe}_2\text{O}_4$) và bán dẫn loại n ($\text{ZnO}$) hình thành tiếp giáp dị thể p-n, thúc đẩy quá trình chuyển điện tích và tăng mật độ điện tử trên bề mặt $\text{CuFe}_2\text{O}_4$, giúp kích hoạt PMS tạo nhiều gốc tự do hơn. Tuy nhiên, khi tăng tỉ lệ $\text{ZnO}$ lên từ 20% đến 50%, lượng $\text{ZnO}$ dư thừa sẽ che phủ các vị trí hoạt động chính trên bề mặt $\text{CuFe}_2\text{O}_4$ (trong khi bản thân $\text{ZnO}$ hầu như không có hoạt tính kích hoạt PMS), dẫn đến tốc độ phân hủy MB giảm.
3. Điểm điện tích không ($\text{pH}_{\text{pzc}}$) của $\text{CFOZ-10%}$ là bao nhiêu và môi trường pH ảnh hưởng thế nào đến phản ứng?
Vật liệu $\text{CFOZ-10%}$ có giá trị $\text{pH}_{\text{pzc}} = 6,5$. Ở khoảng $\text{pH} = 6,5 - 8,0$, bề mặt xúc tác tích điện thuận lợi cho tương tác tĩnh điện với ion $\text{HSO}_5^-$ (dạng tồn tại chủ yếu của PMS), giúp phân hủy hoàn toàn MB trong 25–30 phút. Khi $\text{pH} = 3$ (acid mạnh), ion $\text{H}^+$ tạo liên kết hydrogen với nhóm $\text{O-O}$ của $\text{HSO}_5^-$ và ức chế tương tác với tâm xúc tác. Khi $\text{pH} = 10$, bề mặt vật liệu tích điện âm đẩy anion $\text{SO}_5^{2-}$, đồng thời gốc $\text{SO}_4^{\bullet-}$ phản ứng với $\text{OH}^-$ tạo thành $^{\bullet}\text{OH}$ có thời gian sống ngắn hơn, làm giảm nhẹ hiệu suất.
4. Tại sao tăng nồng độ PMS lên quá cao ($1,0\text{ g/L}$) lại làm giảm hiệu suất phân hủy MB?
Nồng độ PMS tối ưu là $0,25\text{ g/L}$. Khi tăng nồng độ PMS lên $1,0\text{ g/L}$, hiệu suất phân hủy giảm xuống còn 90,4% do lượng PMS dư thừa che phủ các tâm hoạt tính trên bề mặt chất xúc tác và xảy ra các phản ứng cạnh tranh tự triệt tiêu gốc tự do hoạt tính:
$$\text{SO}_4^{\bullet-} + \text{SO}_4^{\bullet-} \rightarrow \text{S}_2\text{O}_8^{2-}$$
$$^{\bullet}\text{OH} + ^{\bullet}\text{OH} \rightarrow \text{H}_2\text{O}_2$$
$$\text{HSO}_5^- + \text{SO}_4^{\bullet-} \rightarrow \text{SO}_5^{\bullet-} + \text{SO}_4^{2-} + \text{H}^+$$
$$\text{HSO}_5^- + ^{\bullet}\text{OH} \rightarrow \text{SO}_5^{\bullet-} + \text{H}_2\text{O}$$
Kết luận
Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Đinh Thanh Phương đã tổng hợp thành công vật liệu composite $\text{CuFe}_2\text{O}_4/\text{ZnO}$ thông qua phương pháp sol-gel kết hợp xử lý nhiệt ở 500°C, khẳng định cấu trúc hai pha tinh thể rõ nét qua các phép phân tích XRD, EDX, SEM và FT-IR. Hệ xúc tác dị thể $\text{CFOZ-10%/PMS}$ thể hiện khả năng hoạt hóa vượt trội, phân hủy 98% phẩm nhuộm methylene blue ($20\text{ mg/L}$) trong vòng 15 phút theo mô hình động học bậc 1 ($k = 0,21184\text{ phút}^{-1}$), hoạt động hiệu quả trong dải pH rộng từ 3 đến 10. Công trình cung cấp quy trình chế tạo vật liệu từ tính ứng dụng xử lý môi trường nước với các điều kiện vận hành được tối ưu hóa đầy đủ và có độ tin cậy thực nghiệm cao.
