Tên nhiệm vụ: Nghiên cứu vật liệu nano từ tính kết hợp gel sinh học ứng dụng xử lý màu trong nước thải dệt nhuộm
1. Cấp quản lý nhiệm vụ: cơ sở
2. Tổ chức chủ trì: Trường Đại học Thủ Dầu Một
3. Chủ nhiệm nhiệm vụ: ThS. Nguyễn Thị Thanh Trâm
4. Mục tiêu nghiên cứu:
- Điều chế vật liệu nano từ tính oxit sắt từ, gel ly trích từ hạt cây Muồng Hoàng Yến, chất keo tụ hình thành dựa trên sự kết hợp giữa vật liệu nano kết hợp với vật liệu sinh học;
- Khảo sát và xác định hiệu quả xử lý màu của vật liệu composite trong nước thải dệt nhuộm ở quy mô phòng thí nghiệm;
- Khảo sát và đánh giá khả năng thu hồi và tái sử dụng của vật liệu composite;
- Xây dựng mô hình pilot ứng dụng vật liệu composite trong xử lý nước thải dệt nhuộm;
- Đề xuất công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm sử dụng vật liệu điều chế.
5. Tóm tắt:
- Vật liệu nano từ tính oxit sắt (CoFe2O4), gel ly trích từ nguồn sản phẩm của cây trồng nông nghiệp – hạt cây Muồng Hoàng Yến, và vật liệu composite - chất keo tụ sinh học dựa trên sự kết hợp của hai loại vật liệu trên đã được điều chế thành công. Đặc điểm hình thái và tính chất của từng dạng vật liệu được phân tích bằng các phương pháp FT-IR, SEM, BET, XRD, DLS, VSM. Theo đó, vật liệu gel ly trích từ hạt cây Muồng Hoàng Yến có cấu trúc vô định hình và bề mặt gồ ghề chứa các galactomannan, và vật liệu nano mang từ tính CoFe2O4 sở hữu bề mặt nhẵn và cấu trúc khối cầu. Phân tích và so sánh các đặc điểm nêu trên giữa ba dạng vật liệu cho thấy tiềm năng ứng dụng của dạng vật liệu kết hợp trong xử lý phẩm nhuộm và các tác nhân ô nhiễm khác trong nước thải. Bên cạnh đó, khả năng thu hồi và tái sử dụng của vật liệu composite mang từ tính cũng được khảo sát và cho thấy sự cải thiện so với chất keo tụ sinh học đơn thuần.
- Khả năng xử lý của vật liệu composite mang từ tính trong môi trường nước được tiến hành khảo sát trên mẫu nước thải dệt nhuộm thực tế. Các thử nghiệm ở quy mô phòng thí nghiệm cho thấy vật liệu mang lại hiệu quả trong xử lý phẩm nhuộm, phụ thuộc vào liều lượng vật liệu được sử dụng và pH của dung dịch nước thải. Ngoài ra, nhờ sở hữu tính chất từ, vật liệu composite dễ dàng được thu hồi và có khả năng tái sử dụng tương đối tốt, với hiệu quả xử lý giảm mạnh từ lần tái sử dụng thứ tư. Khảo sát ở quy mô pilot cho thấy hiệu quả xử lý phẩm nhuộm của vật liệu composite trên nước thải dệt nhuộm là khoảng 86,8 – 94,0%. Về cơ chế, quá trình keo tụ - tạo bông áp dụng vật liệu composite được điều chế là sự kết hợp giữa lực hút tĩnh điện và sự tương tác tạo cầu nối bằng cách hình thành liên kết hydro giữa vật liệu và ion màu trong dung dịch nước thải. Nghiên cứu đã làm rõ tiềm năng ứng dụng của vật liệu composite – chất keo tụ sinh học mang từ tính điều chế từ hạt cây Muồng Hoàng Yến trong xử lý nước thải dệt nhuộm, áp dụng quá trình keo tụ - tạo bông. Đặc biệt, sự bổ sung vật liệu nano mang từ tính có ý nghĩa quan trọng trong nâng cao khả năng thu hồi và tái sử dụng của các chất keo tụ có nguồn gốc từ thiên nghiên, thúc đẩy sự thay thế các chất keo tụ hóa học độc hại và xây dựng quy trình xử lý nước thải thân
thiện, bền vững.
6. Lĩnh vực nghiên cứu: KH Kỹ Thuật và Công nghệ
7. Thời gian thực hiện: 10/2021 - 04/2024
8. Kinh phí phê duyệt: 249,921,300