Nghiên cứu hấp phụ Methylene xanh trong nước bằng vật liệu Nano Graphene

TÓM TẮT

Đặt vấn đề:

Chất màu hữu cơ, trong đó có methylene xanh (MB), được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp và là nguồn gây ô nhiễm môi trường nước đáng kể. Trước yêu cầu cấp thiết về xử lý nước thải chứa chất màu, phương pháp hấp phụ được đánh giá là hiệu quả và dễ áp dụng. Trong những năm gần đây, vật liệu nano graphene, đặc biệt là graphene oxit dạng khử (rGO), thu hút sự quan tâm nhờ diện tích bề mặt lớn và khả năng hấp phụ cao.

Mục tiêu và phương pháp nghiên cứu:

Nghiên cứu nhằm tổng hợp vật liệu rGO từ graphite bằng phương pháp Hummers và đánh giá khả năng hấp phụ methylene xanh trong nước. Các thí nghiệm được tiến hành để khảo sát ảnh hưởng của pH, thời gian tiếp xúc và nồng độ ban đầu của MB đến hiệu suất hấp phụ. Khả năng hấp phụ của rGO được phân tích thông qua phổ UV-Vis và mô hình hóa bằng các đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir và Freundlich.

Kết quả nghiên cứu:

Kết quả cho thấy pH dung dịch ảnh hưởng không lớn đến hiệu suất hấp phụ, trong đó pH = 7 cho hiệu quả cao nhất (≈95%). Quá trình hấp phụ diễn ra nhanh trong 60 phút đầu và đạt trạng thái cân bằng sau khoảng 1 giờ. Dữ liệu thực nghiệm phù hợp với cả hai mô hình Langmuir và Freundlich, tuy nhiên mô hình Langmuir có độ phù hợp cao hơn với hệ số tương quan R² = 0,9937. Dung lượng hấp phụ cực đại của rGO đối với MB đạt 232,56 mg/g.

Kết luận:

Vật liệu nano graphene oxit dạng khử có khả năng hấp phụ methylene xanh trong nước rất hiệu quả, với dung lượng hấp phụ cao và điều kiện vận hành thuận lợi. Kết quả nghiên cứu cho thấy rGO là vật liệu tiềm năng trong xử lý nước thải chứa chất màu hữu cơ.

(Bài viết được đăng trên Tạp chí Hoạt động KHCN số 1,2&3-2021)