Tổng hợp poly(furfuryl alcohol) và ứng dụng làm than hoạt tính hấp phụ chất màu

Chuyên khảo phân tích Tổng hợp polyfurfuryl alcohol sử dụng chất lỏng ion và ứng dụng làm than hoạt tính hấp phụ chất, đánh giá các khía cạnh quan trọng, đề xuất hướng nghiên

• Tác giả: Hàng Chức Nguyên
• Người hướng dẫn: TS. Cao Xuân Thắng
• Trường học: Trường Đại học Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Kỹ thuật Hóa học
• Đề tài: Tổng hợp và ứng dụng than hoạt tính từ poly(furfuryl alcohol) sử dụng chất lỏng ion
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Tổng Hợp Than Hoạt Tính Từ Poly furfuryl alcohol

Bài viết này trình bày tổng quan về quá trình tổng hợp than hoạt tính từ poly(furfuryl alcohol) (PFA) sử dụng chất lỏng ion (DES) như một phương pháp điều chế than hoạt tính mới và bền vững. Phương pháp này hứa hẹn mang lại hiệu quả cao hơn so với các phương pháp truyền thống, đồng thời giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường. Than hoạt tính là một vật liệu hấp phụ quan trọng, được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như xử lý nước, hấp phụ khí, và xúc tác. Việc tìm kiếm các phương pháp tổng hợp than hoạt tính hiệu quả và thân thiện với môi trường là một vấn đề cấp thiết hiện nay.

1.1. Giới thiệu về Poly furfuryl alcohol PFA và ứng dụng

Poly(furfuryl alcohol) (PFA) là một loại vật liệu polymer có nhiều ưu điểm như khả năng chịu nhiệt tốt, độ bền hóa học cao và dễ dàng điều chế. PFA được sử dụng rộng rãi trong nhiều ứng dụng, bao gồm sản xuất vật liệu composite, chất kết dính và đặc biệt là tiền chất để tổng hợp than hoạt tính. Việc sử dụng PFA làm tiền chất giúp kiểm soát tốt hơn cấu trúc than hoạt tính và tính chất than hoạt tính.

1.2. Vai trò của chất lỏng ion DES trong tổng hợp PFA

Chất lỏng ion (DES) là một loại dung môi xanh, thân thiện với môi trường, có khả năng hòa tan nhiều loại hợp chất hữu cơ và vô cơ. Trong quá trình tổng hợp PFA, chất lỏng ion vừa đóng vai trò là dung môi, vừa là chất xúc tác, giúp tăng hiệu quả phản ứng và giảm thiểu việc sử dụng các chất xúc tác độc hại. Nghiên cứu này sử dụng DES từ hỗn hợp choline chloride (ChCl) và zinc chloride (ZnCl2).

II. Thách Thức Trong Điều Chế Than Hoạt Tính Truyền Thống Giải Pháp Mới

Các phương pháp điều chế than hoạt tính truyền thống thường sử dụng các chất xúc tác axit mạnh như H2SO4 hoặc HNO3, gây ra nhiều vấn đề về môi trường và an toàn. Ngoài ra, quá trình hoạt hóa than hoạt tính thường đòi hỏi nhiệt độ cao và thời gian dài, tiêu tốn nhiều năng lượng. Việc tìm kiếm các phương pháp tổng hợp than hoạt tính mới, sử dụng các chất xúc tác thân thiện với môi trường và quy trình tối ưu hóa quy trình là một yêu cầu cấp thiết để giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường và nâng cao hiệu quả sản xuất.

2.1. Tác động môi trường của chất xúc tác axit truyền thống

Việc sử dụng các axit mạnh như H2SO4 và HNO3 trong quá trình hoạt hóa than hoạt tính tạo ra lượng lớn chất thải axit, gây ô nhiễm nguồn nước và không khí. Quá trình trung hòa và xử lý chất thải axit đòi hỏi chi phí cao và có thể tạo ra các sản phẩm phụ độc hại. Do đó, việc thay thế các chất xúc tác axit truyền thống bằng các chất lỏng ion chức năng là một giải pháp bền vững hơn.

2.2. Tiêu thụ năng lượng cao trong quá trình hoạt hóa nhiệt

Quá trình hoạt hóa than hoạt tính bằng nhiệt thường được thực hiện ở nhiệt độ cao (600-900°C) trong thời gian dài, tiêu tốn một lượng lớn năng lượng. Điều này không chỉ làm tăng chi phí sản xuất mà còn góp phần vào phát thải khí nhà kính. Việc tối ưu hóa quy trình hoạt hóa than hoạt tính, sử dụng các phương pháp hoạt hóa khác như hoạt hóa hóa học hoặc hoạt hóa bằng vi sóng, có thể giúp giảm thiểu tiêu thụ năng lượng.

2.3. Hạn chế về cấu trúc và tính chất của than hoạt tính truyền thống

Cấu trúc than hoạt tính và tính chất than hoạt tính được điều chế bằng phương pháp truyền thống có thể không tối ưu cho một số ứng dụng cụ thể. Việc kiểm soát kích thước lỗ xốp, bề mặt riêng và tính chất bề mặt của than hoạt tính là rất quan trọng để nâng cao hiệu quả hấp phụ của vật liệu. Sử dụng PFA và DES giúp kiểm soát tốt hơn các yếu tố này.

III. Phương Pháp Tổng Hợp Than Hoạt Tính Từ PFA Với Chất Lỏng Ion

Nghiên cứu này tập trung vào phương pháp tổng hợp than hoạt tính từ poly(furfuryl alcohol) (PFA) sử dụng chất lỏng ion (DES) làm dung môi và chất xúc tác. Quá trình bao gồm hai giai đoạn chính: tổng hợp PFA từ furfuryl alcohol (FA) và than hóa PFA để tạo thành than hoạt tính. Chất lỏng ion được sử dụng là hỗn hợp của choline chloride (ChCl) và zinc chloride (ZnCl2), có khả năng xúc tác hiệu quả phản ứng polymer hóa FA mà không cần thêm bất kỳ chất xúc tác axit nào.

3.1. Quy trình tổng hợp Poly furfuryl alcohol PFA sử dụng DES

Quá trình tổng hợp PFA được thực hiện bằng cách trộn furfuryl alcohol (FA) với chất lỏng ion (DES) trong một bình phản ứng. Hỗn hợp được khuấy đều và gia nhiệt ở nhiệt độ thích hợp trong một khoảng thời gian nhất định. Sau khi phản ứng kết thúc, sản phẩm PFA được thu hồi bằng cách rửa với nước và sấy khô. Tỷ lệ DES/FA, nhiệt độ phản ứng và thời gian phản ứng là các yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến hiệu suất tổng hợp PFA.

3.2. Quá trình than hóa PFA để tạo thành than hoạt tính

PFA sau khi được tổng hợp sẽ trải qua quá trình than hóa ở nhiệt độ cao (500-700°C) trong môi trường trơ (ví dụ: khí nitơ) để tạo thành than hoạt tính. Quá trình than hóa giúp loại bỏ các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi và tạo ra cấu trúc xốp cho than hoạt tính. Nhiệt độ than hóa và thời gian than hóa là các yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến cấu trúc than hoạt tính và tính chất than hoạt tính.

IV. Phân Tích Cấu Trúc và Tính Chất Của Than Hoạt Tính pACs DES

Vật liệu than hoạt tính (pACs) được tổng hợp từ PFA sử dụng DES được phân tích bằng nhiều phương pháp khác nhau để xác định cấu trúc than hoạt tính và tính chất than hoạt tính. Các phương pháp phân tích bao gồm: phân tích BET để xác định bề mặt riêng và kích thước lỗ xốp, phân tích SEM và phân tích TEM để quan sát hình thái bề mặt, phân tích XRD để xác định cấu trúc tinh thể, và phân tích FTIR để xác định các nhóm chức trên bề mặt than hoạt tính.

4.1. Xác định diện tích bề mặt riêng và kích thước lỗ xốp bằng BET

Phân tích BET (Brunauer-Emmett-Teller) là một phương pháp quan trọng để xác định diện tích bề mặt riêng và kích thước lỗ xốp của than hoạt tính. Diện tích bề mặt riêng càng lớn và kích thước lỗ xốp phù hợp sẽ giúp than hoạt tính có khả năng hấp phụ tốt hơn. Kết quả phân tích BET cho thấy than hoạt tính pACs/DES có diện tích bề mặt riêng cao và kích thước lỗ xốp phân bố rộng.

4.2. Phân tích hình thái bề mặt bằng SEM và TEM

Phân tích SEM (Scanning Electron Microscopy) và phân tích TEM (Transmission Electron Microscopy) cho phép quan sát hình thái bề mặt của than hoạt tính ở độ phóng đại cao. Kết quả phân tích SEM và phân tích TEM cho thấy than hoạt tính pACs/DES có cấu trúc xốp với nhiều lỗ rỗng trên bề mặt, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình hấp phụ.

4.3. Xác định cấu trúc tinh thể và nhóm chức bằng XRD và FTIR

Phân tích XRD (X-ray Diffraction) được sử dụng để xác định cấu trúc tinh thể của than hoạt tính. Phân tích FTIR (Fourier Transform Infrared Spectroscopy) được sử dụng để xác định các nhóm chức hóa học trên bề mặt than hoạt tính, như nhóm hydroxyl (-OH), nhóm carbonyl (C=O) và nhóm carboxyl (-COOH). Các nhóm chức này có thể ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ của than hoạt tính đối với các chất ô nhiễm khác nhau.

V. Ứng Dụng Than Hoạt Tính pACs DES Trong Xử Lý Nước Ô Nhiễm

Vật liệu than hoạt tính pACs/DES được ứng dụng để loại bỏ các chất ô nhiễm trong nước, đặc biệt là các chất màu như methylene blue (MB) và methyl orange (MO). Khả năng hấp phụ của pACs/DES đối với MB và MO được đánh giá bằng cách khảo sát các yếu tố ảnh hưởng như thời gian hấp phụ, nồng độ chất ô nhiễm, khối lượng than hoạt tính, pH và nhiệt độ. Kết quả cho thấy pACs/DES có khả năng hấp phụ cao đối với cả MB và MO.

5.1. Nghiên cứu động học quá trình hấp phụ chất màu MB và MO

Nghiên cứu động học hấp phụ được thực hiện để xác định tốc độ hấp phụ và cơ chế hấp phụ của MB và MO trên than hoạt tính pACs/DES. Các mô hình động học hấp phụ như mô hình bậc nhất giả và mô hình bậc hai giả được sử dụng để mô tả quá trình hấp phụ. Kết quả cho thấy mô hình bậc hai giả phù hợp hơn với dữ liệu thực nghiệm, cho thấy quá trình hấp phụ bị kiểm soát bởi cả giai đoạn khuếch tán và giai đoạn phản ứng bề mặt.

5.2. Nghiên cứu cân bằng hấp phụ và nhiệt động lực học

Nghiên cứu cân bằng hấp phụ được thực hiện để xác định khả năng hấp phụ tối đa của than hoạt tính pACs/DES đối với MB và MO. Các mô hình isotherm hấp phụ như mô hình Langmuir và mô hình Freundlich được sử dụng để mô tả cân bằng hấp phụ. Nghiên cứu nhiệt động lực học được thực hiện để xác định các thông số nhiệt động lực học như enthalpy, entropy và năng lượng tự do Gibbs, giúp hiểu rõ hơn về tính tự diễn biến và bản chất của quá trình hấp phụ.

5.3. Đánh giá khả năng tái sử dụng của vật liệu hấp phụ

Khả năng tái sử dụng của than hoạt tính pACs/DES là một yếu tố quan trọng để đánh giá tính kinh tế và bền vững của vật liệu. Quá trình tái sử dụng được thực hiện bằng cách giải hấp phụ các chất ô nhiễm đã hấp phụ trên than hoạt tính bằng các phương pháp như rửa bằng dung môi hoặc gia nhiệt. Hiệu quả hấp phụ của than hoạt tính sau mỗi chu kỳ tái sử dụng được đánh giá để xác định độ bền của vật liệu.

VI. Kết Luận và Hướng Phát Triển Than Hoạt Tính Từ PFA DES

Nghiên cứu này đã chứng minh tính khả thi và hiệu quả của phương pháp tổng hợp than hoạt tính từ poly(furfuryl alcohol) (PFA) sử dụng chất lỏng ion (DES) làm dung môi và chất xúc tác. Vật liệu than hoạt tính pACs/DES có diện tích bề mặt riêng cao, cấu trúc xốp và khả năng hấp phụ tốt đối với các chất màu trong nước. Phương pháp này hứa hẹn là một giải pháp bền vững và thân thiện với môi trường để điều chế than hoạt tính và xử lý nước ô nhiễm.

6.1. Ưu điểm của phương pháp tổng hợp sử dụng chất lỏng ion

Phương pháp tổng hợp than hoạt tính sử dụng chất lỏng ion có nhiều ưu điểm so với các phương pháp truyền thống, bao gồm: sử dụng dung môi xanh, giảm thiểu chất thải độc hại, tăng hiệu quả phản ứng, kiểm soát tốt hơn cấu trúc than hoạt tính và tính chất than hoạt tính, và khả năng tái sử dụng cao.

6.2. Hướng nghiên cứu tiếp theo và ứng dụng tiềm năng

Các hướng nghiên cứu tiếp theo có thể tập trung vào việc tối ưu hóa quy trình tổng hợp PFA và than hóa, khảo sát các loại chất lỏng ion khác nhau, nghiên cứu cơ chế hấp phụ chi tiết, và ứng dụng than hoạt tính pACs/DES trong xử lý nước thải công nghiệp, hấp phụ khí, xúc tác và lưu trữ năng lượng.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU 1.1 Furfuryl alcohol Furfuryl alcohol (FA) là một hợp chất hữu cơ có chứa furan được thay thế bằng nhóm hydroxymethyl [1]. FA xuất hiện dưới dạng chất lỏng trong suốt không màu, khi tồn tại ngoài môi trường trong thời gian dài sẽ chuyển sang có màu hổ phách. FA có điểm chớp cháy tại 167 °F và nhiệt độ sôi tại 171 °F. FA có mùi khét và vị đắng, tính chất không ổn định trong nước và có thể hòa tan trong các dung môi hữu cơ thông thường [2].

Tuy nhiên khi tiếp xúc FA có thể gây kích ứng da, mắt và niêm mạc, có thể độc khi nuốt phải và độc vừa phải khi hít phải. Nhựa FA được sản xuất bằng phản ứng tự trùng hợp của monomer FA với α-hydro. Tốc độ đóng rắn của loại polymer này có liên quan nhiều đến cường độ của acid. Vì FA ở dạng lỏng, phản ứng sẽ không nhanh chóng đông đặc khi không có mặt chất xúc tác là acid mạnh.

FA có thể đông đặc nhanh chóng để hình thành polymer khi có mặt H2SO4 ở nhiệt độ phòng [3]. Tuy nhiên, nó sẽ không thể đông đặc khi có mặt acid yếu, chẳng hạn như maleic anhydride, hoặc H3PO4 ở nhiệt độ phòng. Ngay cả ở nhiệt độ từ 100 ºC đến 200 ºC, vẫn phải mất rất nhiều thời gian để sản phẩm hình thành.1 Cấu trúc hóa học của FA [1] FA được sản xuất trong công nghiệp bằng cách hydro hóa furfural, thông thường được sản xuất từ các phế phẩm sinh học như lõi ngô hoặc bã mía. Chính vì quá trình sản xuất như vậy mà FA có thể được coi là một nguồn sản phẩm “xanh” [2,4].

Mục đích chính của sử dụng chính của FA là như một đơn phân để tổng hợp nhựa furan. Những polymer này được sử dụng trong vật liệu tổng hợp nền polymer nhiệt rắn, xi măng, chất kết dính, lớp phủ và nhựa. Quá trình trùng hợp có xúc tác acid thường tạo 5 ra sản phẩm có liên kết chéo và sản phẩm thường sẽ màu đen. Phản ứng diễn ra như hình sau: Hình 1.2 Phản ứng tổng hợp PFA [1] Phản ứng tổng hợp PFA thường được sử dụng trong tên lửa làm nhiên liệu.

Ngoài ra, với ưu thế là trọng lượng phân tử thấp, FA thường được tẩm vào gỗ và được polymer hóa để liên kết gỗ với nhau bằng nhiệt, bức xạ, chất xúc tác, hoặc các tác nhân khác. Sau khi trải qua quá trình xử lý, tính năng của gỗ đã cải thiện khả năng ổn định về độ ẩm, độ cứng, chống mục nát và côn trùng. Chất xúc tác cho phản ứng polymer hoá có thể là citric, acid fomic hoặc borate. Là một trong những các dẫn xuất furan quan trọng, PFA được sử dụng như một dạng vật liệu, chất kết dính và than nano từ khoảng những năm 1970.

Đến nay đã có nhiều các nghiên cứu về nanocomposite, giải thích cơ chế trùng hợp và đặc điểm của một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình polymer hóa. Trong công nghiệp, người ta sử dụng các vật liệu có nguồn gốc từ biomas saccharide để tổng hợp PFA với cơ chế polymer hóa FA với các dẫn xuất furan khác nhau. Trong một vài trường hợp để nâng cao hiệu quả của quá trình tồng hợp, FA được polymer hóa với sự có mặt chất xúc tác như acid và dung môi methylene chloride. Các polymer được hình thành mang cấu trúc vô định hình, phân nhánh hoặc liên kết chéo [6].

Ngoài sự lựa chọn linh hoạt về chất xúc tác, quá trình trùng hợp có thể được thực hiện ở các nhiệt độ khác nhau và trong các dung môi khác nhau sao cho PFA cho năng suất than 6 hoá cao khi nhiệt phân. Do đó, PFA không chỉ quan trọng đối với việc sử dụng làm chất kết dính mà cũng được sử dụng rộng rãi để tổng hợp nanoporous carbon, carbon thủy tinh và polymer nanocomposite cho một phạm vi ứng dụng rộng rãi, chẳng hạn như chất hấp phụ, màng tách, chất xúc tác và điện cực của pin nhiên liệu, pin lithium và tụ điện hai lớp…Các phương pháp tổng hợp của carbon xốp và kiểm soát cấu trúc ở cấp độ nano bằng cách sử dụng các mẫu khác nhau và các tiền chất hữu cơ khác nhau. Nhiều nghiên cứu đi trước đã chứng minh được rằng quá trình than hóa PFA và minh họa sự hình thành về mặt cấu trúc trong quá trình than hóa cũng như tính chất tương ứng của vật liệu than hoá [7-9]. Khi gia nhiệt trong điều kiện trơ, PFA bị đốt qua từng giai đoạn sẽ tạo ra hơi nước, methane, carbon dioxide, carbon monoxide và hydro.

Ở nhiệt độ thấp 200-500 °C hình thành carbon vô định hình và một số hợp chất với kích thước lỗ trung bình. Khi PFA được carbon hóa ở nhiệt độ cao hơn hoặc trong thời gian xử lý nhiệt lâu hơn, các hợp chất carbon này trở nên có kích thước lớn hơn kèm theo hình thành một cấu trúc trật tự hơn trong phạm vi ngắn. Nanocasting là một kỹ thuật mới để tổng hợp các vật liệu có cấu trúc nano. FA có tính ứng dụng cao nhờ vào đặc tính có thể hòa tan với nước và nhiều dung môi hữu cơ, dễ dàng polymer hóa ở các điều kiện khác nhau như trong môi trường lỏng được đun nóng hoặc khi có mặt của chất xúc tác.

Để tổng hợp pACs, dung dịch FA thường được ngâm tẩm, sau đó được polymer hóa dưới xúc tác và nhiệt độ hoặc cho tiếp xúc với acid. Sau khi than hóa PFA trong môi trường khí trơ ở nhiệt độ cao, mẫu được loại bỏ tạp qua quá trình hòa tan, để các cấu trúc carbon xốp được tái tạo. Độ dày và cấu trúc thành lỗ có thể điều chỉnh ở mức mức độ nhất định bằng cách thay đổi hàm lượng FA và lặp lại quá trình hình thành nano. Ngoài ra cấu trúc lai tạp dựa trên PFA có thể được hình thành trực tiếp bằng cách kết hợp một thành phần vô cơ hoặc một thành phần nhựa nhiệt dẻo thành FA/PFA, tiếp theo là quá trình trùng hợp và bay hơi dung môi.

Dạng carbon xốp cuối cùng sẽ thu được bằng sự phân hủy thành phần nhựa nhiệt dẻo trong quá trình carbon hóa hoặc hòa tan thành phần vô cơ sau khi carbon hóa. Tuy nhiên, việc 7 tổng hợp như vậy với phương pháp thông thường sẽ làm phát sinh các cấu trúc vật liệu không đồng đều nhau tạo ra carbon dạng nano với các kích thước lỗ khác nhau. Carbon có nguồn gốc từ PFA ở dạng bột đã được nghiên cứu rộng rãi để hấp phụ và tách khí công nghiệp. Hiện nay có rất nhiều phương pháp đã được nghiên cứu để tổng hợp chất hấp phụ carbon từ nhiều nguồn gốc khác nhau.

Trong đó việc sử dụng PFA để tổng hợp pACs bao gồm carbon hóa trực tiếp nhựa PFA cũng như thay đổi các yếu tố tổng hợp để thu được dạng vật liệu nano. Một phương pháp phổ biến khác để chế tạo chất hấp phụ carbon là sửa lỗi các dạng carbon bằng cách sử dụng PFA để đạt được hiệu suất tốt hơn. Ví dụ, tổng hợp than carbon nguyên khối bằng cách nhiệt phân các khối graphite được ngâm tẩm FA. Các vật liệu nền là graphite và một lớp carbon vi xốp mỏng có nguồn gốc từ FA thể hiện đặc tính hấp phụ được cải thiện.

Độ cứng của chất hấp phụ có thể được cải thiện bằng cách tăng nhiệt độ của quá trình nhiệt phân. Tính chất bề mặt và cấu trúc vi mô của carbon được điều chế từ PFA có khả năng được biến đổi bằng cách xử lý với khí oxy, carbon dioxide hoặc plasmas. Carbon hoạt hóa biến tính được sử dụng trong quá trình hấp phụ cho thấy tính chọn lọc O2/N2 cao trong quá trình tách không khí. Các dạng carbon cấu trúc nano rất được quan tâm vì khả năng khuếch tán của các loại khí qua nó có thể được điều khiển đáng kể bằng cách thay đổi kích thước và hình dạng hạt của chúng; các hạt carbon siêu nhỏ sẽ hữu ích như các sàng phân tử để phát triển màng composite carbon-polymer có tiềm năng cao trong việc tách khí công nghiệp [10].

PFA chủ yếu được sử dụng làm tiền thân để chế tạo vật liệu carbon cấu trúc nano và vật liệu nanocomposite dựa trên carbon. Do các đặc tính vật lý và hóa học độc đáo, PFA (hoặc FA) đã thể hiện tiềm năng ứng dụng làm tiền thân của vật liệu nano và phản ứng trùng hợp có chất hoạt động bề mặt, cho phép hình thành vật liệu có cấu trúc nano nguồn gốc từ nó [9, 11-13]. Cho đến nay, những carbon có cấu trúc nano và vật liệu tổng hợp nano dựa trên carbon đã được nghiên cứu rộng rãi làm chất hấp phụ và màng rây phân tử, chất xúc tác, cảm biến, điện cực của pin lithium, siêu tụ điện và tế bào nhiên liệu, v.v…Các cấu trúc carbon xốp phân cấp khác nhau dựa trên dạng lỗ xốp nhỏ (micropore), lỗ xốp trung bình (mesopore), và lỗ xốp lớn 8 (macropore) có thể tạo điều kiện thuận lợi đáng kể cho sự khuếch tán. Chiến lược tổng hợp carbon oxide xen kẽ cấu trúc dựa trên phản ứng trùng ngưng giữa các alkoxide và FA hứa hẹn sẽ rất hữu ích để kiểm soát các cấu trúc oxide xốp tổng hợp carbua, sợi nano và ống nano oxide.

Tiến trình nghiên cứu về vật liệu tổng hợp nano dựa trên PFA đem lại nhiều sự khích lệ. Kỹ thuật sử dụng PFA không thấm khí như chất làm đầy mesopore đã cho thấy một triển vọng cao cho quy mô lớn chế tạo màng zeolite cấu trúc nano. Do đó, PFA nói chung và FA nói riêng đã và đang đóng một vai trò quan trọng trong chế tạo vật liệu cấu trúc nano nói chung và vật liệu hấp phụ nói riêng. Khả năng hấp phụ của các vật liệu carbon hoạt tính đã được chứng minh ở nhiều nghiên cứu trước đây, cho thấy mức độ hấp phụ không chỉ đối với nước thải thông thường mà đặc biệt cho hấp phụ các chất thải màu từ các ngành công nghiệp đặc biệt là ngành dệt nhuộm ở nước ta hiện nay [14-16].

Vì vậy mà ở nghiên cứu này tập trung vào việc ứng dụng pACs có nguồn gốc từ vật liệu PFA - một dạng polymer được tổng hợp từ FA có nguồn gốc sinh khối bằng xúc tác chất lỏng ion thế hệ mới (deep eutectic solvent, DES). Nghiên cứu đã chứng tỏ tiềm năng ứng dụng của DES trong xúc tác cũng như mở ra một nguồn vật liệu pACs mới có nguồn gốc sinh khối.3 Chất lỏng ion Chất lỏng ion (ionic liquids, ILs) được biết đến là một loại chất lỏng mới với tính năng đầy hứa hẹn trong hai thập kỷ qua do các đặc tính độc đáo, như độ ổn định nhiệt cao, ít bay hơi, đa dạng và có thể điều chỉnh [17, 18].