Tên luận án:
NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO MỘT SỐ VẬT LIỆU NANO VÔ CƠ HIỆU NĂNG CAO ĐỊNH HƯỚNG ỨNG DỤNG TRONG XỬ LÝ NƯỚC
Ngành:
Hóa vô cơ (Mã số: 9 44 01 13)
Tóm tắt nội dung tài liệu:
Luận án tập trung nghiên cứu chế tạo một số vật liệu nano vô cơ hiệu năng cao định hướng ứng dụng trong xử lý nước, nhằm giải quyết áp lực ngày càng tăng về nhu cầu nước sạch và vấn đề ô nhiễm môi trường do các tác nhân như kim loại nặng (bao gồm asen), amoni, thuốc nhuộm và các hợp chất hữu cơ, vô cơ mới nổi. Mục tiêu chính là chế tạo các vật liệu nanocomposite tiên tiến có khả năng hấp phụ đa dạng các chất ô nhiễm cần ưu tiên xử lý trong nước.
Ba nội dung chính của luận án bao gồm:
- Nghiên cứu tổng hợp, đặc trưng và đánh giá khả năng hấp phụ các chất ô nhiễm ưu tiên của nanocomposite Fe3O4/bentonite (FB). Vật liệu FB được tổng hợp thành công trên nền bentonite tách lớp bằng phương pháp đồng kết tủa và nung ở 500 °C. FB có diện tích bề mặt riêng lớn (133,2 m²/g), các hạt nano Fe3O4 tương đối đồng đều với kích thước 10-12 nm, phân tán tốt và có độ ổn định cao. Vật liệu này thể hiện khả năng hấp phụ cao đối với As(III) (37,5 mg/g), As(V) (34,0 mg/g), Pb2+ (141,8 mg/g), Cd2+ (91,4 mg/g) và thuốc nhuộm hoạt tính RR-195 (116,3 mg/g).
- Nghiên cứu tổng hợp, đặc trưng và hành vi hấp phụ thuốc nhuộm hoạt tính RY-145 của vật liệu nanocomposite nZVI/(Fe-Mn) oxit phức hợp/bentonite (IFMB). IFMB được tổng hợp bằng phương pháp hóa học ướt, chứa pha oxit Fe-Mn vô định hình và các hạt tinh thể nZVI tương đối bền, phân bố đều trên nền bentonite tách lớp, với diện tích bề mặt riêng 218 m²/g. Thành phần tối ưu của IFMB được xác định để hấp phụ RY-145 với dung lượng cực đại 344,8 mg/g và hiệu suất 98,5%. Vật liệu này cho thấy tiềm năng sử dụng trong xử lý các loại thuốc nhuộm azo trong nước và có khả năng tái sử dụng nhiều lần.
- Nghiên cứu tổng hợp, đặc trưng và hành vi hấp phụ amoni của vật liệu nanocomposite hydrogel mạng xen kẽ in dấu phân tử mới CAB/CGA. CAB/CGA là một polyme xen kẽ giữa hydrogel nanocomposite in dấu phân tử CTS-g-PAA/bentonite (CAB) và polyme liên kết ngang CGA. Vật liệu này có cấu trúc xốp rất đồng đều, độ trương nở thấp (Qep = 6,19), độ bền cơ học và hóa học cao. Lần đầu tiên kỹ thuật in dấu phân tử được áp dụng để hấp phụ amoni, mang lại khả năng hấp phụ amoni hiệu quả (qmax = 125 mg [NH4+-N]/g) trong vùng pH rộng và có khả năng tái sinh, tái sử dụng nhiều lần.
Những đóng góp mới của luận án bao gồm việc sử dụng kỹ thuật tách lớp bentonite trong tổng hợp FB, tổng hợp thành công IFMB cho xử lý thuốc nhuộm azo, và đặc biệt là tổng hợp vật liệu hydrogel nanocomposite in dấu phân tử CAB/CGA cho mục đích hấp phụ amoni, với khả năng kiểm soát độ trương nở, độ bền cao và khả năng tái sử dụng hiệu quả.
Mục lục chi tiết:
-
MỞ ĐẦU
- 1. Tính cấp thiết của luận án
- 2. Mục tiêu của luận án
- 3. Ba nội dung chính của luận án
-
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
- 1.1. Quá trình hấp phụ loại bỏ các chất ô nhiễm trong nước
- 1.2. Vật liệu HP nano, nanocomposite trong xử lý nước
- 1.3. Những vấn đề nghiên cứu của luận án
- 1.4. Hydrogel nanocomposite trên cơ sở chitosan
-
CHƯƠNG 2. THỰC NGHIỆM
- 2.1. Tổng hợp vật liệu
- 2.2. Nghiên cứu khả năng hấp phụ của vật liệu
- 2.3. Nghiên cứu khả năng tái sử dụng vật liệu
- 2.4. Các phương pháp đặc trưng vật liệu và phân tích đánh giá kết quả hấp phụ
-
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
- 3.1. Vật liệu FB
- 3.2. Vật liệu IFMB
- 3.3. Vật liệu CAB/CGA
-
4. KẾT LUẬN
-
NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN
-
CÁC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN