I. Giới thiệu về ô nhiễm màu hữu cơ
Ô nhiễm màu hữu cơ, đặc biệt từ ngành dệt nhuộm, đang trở thành một vấn đề nghiêm trọng tại Việt Nam. Các chất màu này không chỉ gây ảnh hưởng đến chất lượng nước mà còn tác động tiêu cực đến sức khỏe con người và hệ sinh thái. Theo thống kê, khoảng 17-20% ô nhiễm nước công nghiệp đến từ thuốc nhuộm, với hàng ngàn hóa chất độc hại được sử dụng trong quy trình sản xuất. Việc xử lý ô nhiễm màu hữu cơ là cần thiết để bảo vệ môi trường và sức khỏe cộng đồng. Các phương pháp xử lý hiện tại như màng, trao đổi ion, và oxy hóa đều có những hạn chế nhất định, từ hiệu quả thấp đến việc tạo ra sản phẩm phụ không thân thiện với môi trường. Do đó, việc nghiên cứu và phát triển các vật liệu hấp phụ mới, như vật liệu từ tính trên nền graphit Việt Nam, là rất quan trọng.
II. Vật liệu hấp phụ từ graphit
Graphit tróc nở (EG) là một trong những vật liệu hấp phụ tiềm năng cho việc xử lý ô nhiễm màu hữu cơ. Với cấu trúc lớp graphene, EG có khả năng hấp phụ tốt nhờ vào diện tích bề mặt lớn và tính chất xốp. Nghiên cứu cho thấy, việc sử dụng graphit Việt Nam làm nguyên liệu để tổng hợp EG có thể mang lại hiệu quả cao trong việc xử lý ô nhiễm màu. Hơn nữa, việc kết hợp EG với các kim loại từ tính như Ni, Co, và Mn để tạo ra vật liệu EG@MFe2O4 không chỉ tăng cường khả năng hấp phụ mà còn giúp dễ dàng thu hồi và tái sử dụng vật liệu sau khi xử lý. Điều này mở ra hướng đi mới cho việc ứng dụng vật liệu hấp phụ trong xử lý ô nhiễm môi trường.
III. Phương pháp nghiên cứu và tổng hợp vật liệu
Luận án này sử dụng phương pháp tổng hợp vật liệu EG@MFe2O4 bằng kỹ thuật sol-gel, kết hợp với sự hỗ trợ của lò vi sóng để tối ưu hóa quá trình tổng hợp. Các phương pháp phân tích hiện đại như SEM, BET, XRD, và VSM được áp dụng để đánh giá các tính chất của vật liệu. Kết quả cho thấy, vật liệu EG@MFe2O4 có khả năng hấp phụ màu Congo Red (CR) tốt, với các thông số tối ưu được xác định thông qua phương pháp đáp ứng bề mặt. Việc khảo sát động học, nhiệt động học và đẳng nhiệt hấp phụ cũng được thực hiện để hiểu rõ hơn về cơ chế hấp phụ của vật liệu. Những kết quả này không chỉ khẳng định tính khả thi của vật liệu mà còn mở ra cơ hội ứng dụng trong thực tiễn.
IV. Kết quả và thảo luận
Kết quả nghiên cứu cho thấy, vật liệu EG@MFe2O4 có khả năng hấp phụ màu CR cao, với hiệu suất hấp phụ đạt được ở các điều kiện tối ưu. Phân tích SEM cho thấy cấu trúc bề mặt của vật liệu rất phù hợp cho quá trình hấp phụ. Các thông số động học và nhiệt động học cũng được khảo sát, cho thấy quá trình hấp phụ diễn ra nhanh chóng và hiệu quả. Khả năng tái sử dụng của vật liệu cũng được đánh giá, cho thấy EG@MFe2O4 có thể được tái sử dụng nhiều lần mà không làm giảm hiệu suất hấp phụ. Những kết quả này chứng minh giá trị thực tiễn của vật liệu trong việc xử lý ô nhiễm màu hữu cơ, đồng thời mở ra hướng nghiên cứu mới cho các vật liệu hấp phụ khác.
