Luận án tiến sĩ: Nghiên cứu tổng hợp và đặc trưng tính chất vật liệu nanocompozit kháng khuẩn ứng dụng khử trùng nước thải

• Tác giả: Lê Thị Thu Hà
• Người hướng dẫn: PTS. Nguyễn Tuấn Dung
• Trường học: Học Viện Khoa Học Và Công Nghệ
• Chuyên ngành: Hóa Lý Thuyết Và Hóa Lý
• Đề tài: Nghiên cứu tổng hợp và đặc trưng tính chất vật liệu nanocompozit từ tính kháng khuẩn, định hướng ứng dụng khử trùng nước thải
• Loại tài liệu: Luận Án Tiến Sĩ
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: HIỆN TRẠNG Ô NHIỄM VI SINH VẬT VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ
• 1.1. Hiện trạng nước thải nhiễm vi sinh vật
• 1.2. Các phương pháp khử khuẩn
• 2. VẬT LIỆU OXIT SẮT TỪ NANO
• 2.1. Đặc tính của oxit sắt từ nano
• 2.2. Các phương pháp tổng hợp oxit sắt từ nano
• 2.3. Tổng hợp oxit sắt từ nano từ dung dịch tẩy gỉ
• 2.4. Ứng dụng của oxit sắt từ nano trong xử lý môi trường
• 3. VẬT LIỆU NANOCOMPOSIT Fe3O4/Ag
• 3.1. Vật liệu hạt bạc nano
• 3.2. Vật liệu nanocomposit Fe3O4/Ag
• 4. POLYME KHÁNG KHUẨN GỐC GUANIDIN
• 4.1. Giới thiệu chung về polyme kháng khuẩn
• 4.2. Các phương pháp tổng hợp Polyguanidin
• 5. CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ THỰC NGHIỆM
• 5.1. HÓA CHẤT, NGUYÊN LIỆU
• 5.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP TỔNG HỢP VẬT LIỆU
• 5.2.1. Tổng hợp oxit sắt từ nano từ dung dịch tẩy gỉ
• 5.2.2. Nghiên cứu tổng hợp nanocomposit sắt từ với nano bạc
• 5.2.3. Tổng hợp nanocomposit Fe3O4/PHMG
• 5.3. CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐẶC TRƯNG VẬT LIỆU
• 5.3.1. Phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD)
• 5.3.2. Phương pháp phổ tán sắc năng lượng tia X (EDX)
• 5.3.3. Phương pháp phổ hồng ngoại (FTIR)
• 5.3.4. Phương pháp phổ tử ngoại khả kiến (UV-vis)
• 5.3.5. Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử (AAS)
• 5.3.6. Phương pháp phổ khối plasma cảm ứng (ICP-MS)
• 5.3.7. Phương pháp hiển vi điện tử quét xạ trường (FESEM)
• 5.3.8. Phương pháp kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM)
• 5.3.9. Phương pháp phân tích nhiệt trọng lượng (TGA)
• 5.3.10. Phương pháp từ kế mẫu rung (VSM)
• 5.3.11. Phương pháp xác định độ nhớt
• 5.3.12. Khảo sát sự tan nhả PHMG từ vật liệu nanocomposit
• 5.3.13. Phương pháp đánh giá hoạt tính kháng khuẩn
• 6. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 6.1. TỔNG HỢP OXIT SẮT TỪ NANO TỪ DUNG DỊCH TẨY GỈ
• 6.1.1. Kết quả xác định từ độ bão hòa
• 6.1.2. Kết quả phân tích cấu trúc và thành phần hóa học
• 6.1.3. Kết quả phân tích cấu trúc tinh thể
• 6.1.4. Kết quả phân tích hình thái cấu trúc
• 6.2. NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP NANOCOMPOSIT OXIT SẮT TỪ VỚI HẠT BẠC NANO
• 6.2.1. Tổng hợp nanocomposit Fe3O4 /Ag trên nền chitosan
• 6.2.2. Tổng hợp nanocomposit dạng hạt oxit sắt từ-alginat với bạc nano
• 6.3. TỔNG HỢP NANOCOMPOSIT Fe3O4/PHMG
• 6.3.1. Tổng hợp PHMG
• 6.3.2. Tổng hợp vật liệu nanocomposit Fe3O4/PHMG
• 6.3.3. Tổng hợp vật liệu nanocomposit Fe3O4/PHMG biến tính epichlohydrin
• 6.3.4. Tổng hợp vật liệu nanocomposit dạng hạt Fe3O4-alginat/ PHMG
• 6.3.5. Thử nghiệm khử trùng mẫu nước thải bệnh viện
• KẾT LUẬN CHUNG
• MỘT SỐ ĐIỂM MỚI CỦA LUẬN ÁN
• DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CỦA NGHIÊN CỨU SINH
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan về nghiên cứu vật liệu nanocompozit kháng khuẩn

Nghiên cứu về vật liệu nanocompozit kháng khuẩn đang trở thành một lĩnh vực quan trọng trong việc phát triển các giải pháp khử trùng nước thải. Vật liệu này không chỉ có khả năng tiêu diệt vi khuẩn mà còn thân thiện với môi trường. Việc ứng dụng công nghệ kháng khuẩn trong xử lý nước thải là cần thiết để giải quyết vấn đề ô nhiễm nước hiện nay.

1.1. Định nghĩa và ứng dụng của vật liệu nanocompozit

Vật liệu nanocompozit là sự kết hợp giữa các hạt nano và các chất nền khác, tạo ra tính năng vượt trội. Chúng được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt là trong xử lý nước thải nhờ vào khả năng kháng khuẩn cao.

1.2. Tại sao vật liệu nanocompozit lại quan trọng

Vật liệu nanocompozit có khả năng kháng khuẩn mạnh mẽ, giúp tiêu diệt các vi sinh vật gây bệnh trong nước thải. Điều này không chỉ bảo vệ sức khỏe cộng đồng mà còn giảm thiểu ô nhiễm môi trường.

II. Vấn đề ô nhiễm nước thải và thách thức hiện nay

Ô nhiễm nước thải là một trong những vấn đề nghiêm trọng nhất hiện nay. Nước thải chứa nhiều vi sinh vật gây bệnh, ảnh hưởng đến sức khỏe con người và môi trường. Việc xử lý nước thải hiệu quả là một thách thức lớn đối với các nhà khoa học và kỹ sư.

2.1. Nguyên nhân chính gây ô nhiễm nước thải

Các nguồn ô nhiễm chủ yếu đến từ nước thải sinh hoạt, công nghiệp và nông nghiệp. Những chất thải này chứa nhiều vi khuẩn, virus và hóa chất độc hại.

2.2. Hệ quả của ô nhiễm nước thải

Ô nhiễm nước thải dẫn đến nhiều bệnh tật, ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng và gây thiệt hại cho hệ sinh thái. Việc không xử lý kịp thời có thể dẫn đến các dịch bệnh nghiêm trọng.

III. Phương pháp tổng hợp vật liệu nanocompozit kháng khuẩn

Có nhiều phương pháp để tổng hợp vật liệu nanocompozit kháng khuẩn, trong đó việc sử dụng oxit sắt từ nano và hạt bạc nano là phổ biến. Những phương pháp này giúp tạo ra vật liệu có tính năng kháng khuẩn cao và dễ dàng thu hồi.

3.1. Tổng hợp oxit sắt từ nano

Oxit sắt từ nano được tổng hợp từ dung dịch tẩy gỉ, mang lại hiệu quả cao trong việc xử lý nước thải. Phương pháp này giúp tận dụng nguồn tài nguyên sẵn có và giảm thiểu ô nhiễm.

3.2. Kết hợp hạt bạc nano với oxit sắt từ

Việc kết hợp hạt bạc nano với oxit sắt từ giúp tăng cường khả năng kháng khuẩn. Hạt bạc có hoạt tính cao đối với nhiều loại vi khuẩn, từ đó nâng cao hiệu quả xử lý nước thải.

IV. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn

Nghiên cứu cho thấy vật liệu nanocompozit kháng khuẩn có khả năng tiêu diệt vi khuẩn hiệu quả trong nước thải. Các thử nghiệm thực tế đã chứng minh tính khả thi của vật liệu này trong việc xử lý nước ô nhiễm.

4.1. Thử nghiệm khử trùng nước thải

Các thử nghiệm cho thấy vật liệu nanocompozit có thể giảm đáng kể nồng độ vi khuẩn trong nước thải, từ đó cải thiện chất lượng nước sau xử lý.

4.2. Ứng dụng trong thực tiễn

Vật liệu nanocompozit kháng khuẩn đã được ứng dụng trong nhiều cơ sở xử lý nước thải, mang lại hiệu quả cao và thân thiện với môi trường.

V. Kết luận và triển vọng tương lai của nghiên cứu

Nghiên cứu về vật liệu nanocompozit kháng khuẩn mở ra nhiều triển vọng trong việc xử lý nước thải. Việc phát triển các vật liệu mới, hiệu quả và thân thiện với môi trường là cần thiết để giải quyết vấn đề ô nhiễm nước hiện nay.

5.1. Tương lai của vật liệu nanocompozit

Vật liệu nanocompozit sẽ tiếp tục được nghiên cứu và phát triển, với mục tiêu nâng cao hiệu quả kháng khuẩn và giảm chi phí sản xuất.

5.2. Hướng nghiên cứu tiếp theo

Các nghiên cứu tiếp theo sẽ tập trung vào việc tối ưu hóa quy trình tổng hợp và ứng dụng vật liệu nanocompozit trong các lĩnh vực khác nhau, không chỉ trong xử lý nước thải.