TỔNG HỢP VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆU SUẤT HẤP PHỤ THUỐC NHUỘM RHODAMINE B CỦA VẬT LIỆU TỔ HỢP GO-CNT-Fe3O4  TRONG XỬ LÝ NƯỚC Ô NHIỄM

Phạm Thế Tân; Trương Quang Giang; Lê Phương Thảo; Nguyễn Văn Hảo

doi:10.34238/tnu-jst.13349

TỔNG HỢP VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆU SUẤT HẤP PHỤ THUỐC NHUỘM RHODAMINE B CỦA VẬT LIỆU TỔ HỢP GO-CNT-Fe3O4 TRONG XỬ LÝ NƯỚC Ô NHIỄM

Thông tin bài báo

Ngày nhận bài: 02/08/25 Ngày hoàn thiện: 15/12/25 Ngày đăng: 15/12/25

Các tác giả

1. Phạm Thế Tân, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên
2. Trương Quang Giang, Trường Đại học Khoa học - ĐH Thái Nguyên
3. Lê Phương Thảo, Học viện Nông nghiệp Việt Nam
4. Nguyễn Văn Hảo , Trường Đại học Khoa học - ĐH Thái Nguyên

Tóm tắt

Nghiên cứu này tập trung vào việc tổng hợp và đặc tính hóa vật liệu tổ hợp mới GO-CNT-Fe₃O₄ để loại bỏ hiệu quả thuốc nhuộm Rhodamine B (RhB) khỏi dung dịch nước. Vật liệu tổ hợp được tổng hợp bằng phương pháp đồng kết tủa. Các đặc tính lý hóa của vật liệu được nghiên cứu thông qua các phân tích UV-Vis, FTIR, Raman, XRD, SEM và BET cho thấy cấu trúc xốp và các hạt nano Fe₃O₄ có dạng hình cầu (~12 nm) được gắn kết tốt với GO và CNT. Hiệu suất hấp phụ của vật liệu tổ hợp GO-CNT-Fe₃O₄ được đánh giá, đạt hiệu quả loại bỏ RhB ấn tượng là 97,5% trong vòng 60 phút ở 25°C, với dung lượng hấp phụ cân bằng đạt 20,2 mg/g trong khoảng 40 phút. Các nghiên cứu động học cho thấy quá trình hấp phụ tuân theo mô hình động học Pseudo bậc 1. Hiệu suất hấp phụ vượt trội được lý giải bởi hiệu ứng hiệp đồng từ diện tích bề mặt lớn, cấu trúc xốp hỗ trợ loại bỏ thuốc nhuộm hiệu quả. Sau 5 chu kỳ, hiệu suất đạt 89,7%. GO-CNT-Fe₃O₄ là chất hấp phụ thân thiện môi trường, tiềm năng cho xử lý nước thải.

Từ khóa

GO-CNT-Fe3O4; Rhodamine B; Hấp phụ; Xử lý nước thải; Vật liệu nano tổ hợp

Toàn văn:

PDF

Tài liệu tham khảo

[1] H. N. Hamad and S. Idrus, “Recent developments in the application of bio-waste-derived adsorbents for the removal of methylene blue from wastewater: A review,” Polymers, vol. 14, 2022, Art. no. 783.

[2] M. Adela, M. A. Ahmed, M. A. Elabiad, and A. A. Mohamed, “Removal of heavy metals and dyes from wastewater using graphene oxide-based nanomaterials: A critical review,” Environmental Nanotechnology, Monitoring & Management, vol. 18, 2022, Art. no. 100719.

[3] P. B. S. Ratna, “Pollution due to synthetic dyes toxicity & carcinogenicity studies and remediation,” International Journal of Environmental Sciences, vol. 3, no. 3, pp. 940–955, 2012.

[4] Y. Tang, H. Guo, L. Xiao, S. Yu, N. Gao, and Y. Wang, “Synthesis of reduced graphene oxide/magnetite composites and investigation of their adsorption performance of fluoroquinolone antibiotics,” Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, vol. 424, pp. 74–80, 2013.

[5] T. Kuila, S. Bose, A. K. Mishra, P. Khanra, N. H. Kim, and J. H. Lee, “Chemical functionalization of graphene and its applications,” Progress in Materials Science, vol. 57, pp. 1061–1105, 2012.

[6] R. Sitko, B. Zawisza, and E. Malicka, “Graphene as a new sorbent in analytical chemistry,” Trends in Analytical Chemistry, vol. 51, pp. 33–43, 2013.

[7] G. Xie et al., “A facile chemical method to produce superparamagnetic graphene oxide– Fe₃O₄ hybrid composite and its application in the removal of dyes from aqueous solution,” Journal of Materials Chemistry, vol. 22, pp. 1033–1039, 2012.

[8] V. H. Nguyen, T. A. X. Chu, N. A. Nguyen, and V. T. Pham, “Synthesis of GO/Fe3O4 hybrid nanomaterials oriented to the application of heavy metal removal in polluted water,” TNU Journal of Science and Technology, vol. 225, no. 14, pp. 141–146, 2020.

[9] S. H. A. Altaa, H. A. H. Alshamsi, and L. S. J. Al-Hayder, “Rhodamine B removal on A-rGO/cobalt oxide nanoparticles composite by adsorption from contaminated water,” Journal of Molecular Structure, vol. 1161, pp. 356–365, 2018.

[10] H. V. T. Luong, N. Y. N. Thi, V. K. Nguyen, T. N. M. Ngo, N. N. Nguyen, and P. T. Ly, “Synthesis and application of Fe₃O₄/GO/PVP composite material for methylene blue adsorption,” CTU Journal of Innovation and Sustainable Development, vol. 15, no. 2, pp. 1–10, 2023.

[11] A. Varghese, K. R. Sunaja Devi, and D. Pinheiro, “Adsorptive removal studies of Rhodamine B by PEG capped polyaniline/TiO₂/CuO composite,” Materials Today Communications, vol. 35, 2023, Art. no. 105739.

[12] Y. Zhang, X. Li, J. Lü, and C. Pan, “A ternary TiO₂/WO₃/graphene nanocomposite adsorbent: facile preparation and efficient removal of Rhodamine B,” International Journal of Minerals, Metallurgy and Materials, vol. 21, pp. 813–819, 2014.

[13] A. Kumar and M. Khandelwal, “Amino acid mediated functionalization and reduction of graphene oxide – Synthesis and the formation mechanism of nitrogen-doped graphene,” New Journal of Chemistry, vol. 38, pp. 3457–3467, 2014.

[14] V. Panwar, P. Kumar, A. Bansal, S. S. Ray, and S. L. Jain, “PEGylated magnetic nanoparticles (PEG@ Fe₃O₄) as cost effective alternative for oxidative cyanation of tertiary amines via C-H activation,” Applied Catalysis A: General, vol. 498, pp. 25–31, 2015.

[15] T. F. Emiru and D. W. Ayele, “Controlled synthesis, characterization and reduction of graphene oxide: A convenient method for large scale production,” Egyptian Journal of Basic and Applied Sciences, vol. 4, pp. 74–79, 2017.

[16] A. C. Ferrari and J. Robertson, “Interpretation of Raman spectra of disordered and amorphous carbon,” Physical Review B, vol. 61, pp. 14095–14107, 2000.

[17] S. Yan, Z. Zhao, Y. Qin, F. Chen, and J. Zhang, “A review of high magnetic moment thin films for microscale and nanotechnology applications,” Applied Physics A, vol. 122, 2016, Art. no. 011301.

[18] S. Tang and Z. Cao, “Adsorption of nitrogen oxides on graphene and graphene oxides: Insights from density functional calculations,” The Journal of Chemical Physics, vol. 134, 2011, Art. no. 044710.

[19] T. T. Pham, T. T. H. Le, N. A. Nguyen, N. M. Phan, V. T. Pham, and V. H. Nguyen, “Graphene oxide–carbon nanotube–magnetite nanocomposites for efficient arsenic removal from aqueous solutions,” RSC Advances, vol. 15, pp. 20792–20800, 2025.

[20] M. A. Nazir, M. Jamshaid, A. Anum, M. S. Bashir, K. Shahzad, T. Najam, M. Imran, S. S. A. Shah, and A. Rehman, “Synthesis of porous secondary metal-doped MOFs for removal of Rhodamine B from water: Role of secondary metal on efficiency and kinetics,” Surfaces and Interfaces, vol. 25, 2021, Art. no. 101261.

[21] M. E. S. Pedebos, D. M. Druzian, L. R. Oviedo, and Y. P. M. Ruiz, “Removal of Rhodamine B dye by adsorption onto an eco-friendly zeolite and machine learning modeling,” Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry, vol. 450, 2023, Art. no. 115404.

[22] J. L. Marco-Brown, D. S. Eldridge, R. M. T. Sánchez, and M. D. S. Afonso, “Zeolite synthesis in basic media using expanded perlite and its application in Rhodamine B adsorption,” Materials Letters, vol. 227, pp. 258–260, 2018.

DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.13349

Các bài báo tham chiếu

Hiện tại không có bài báo tham chiếu



Ghi nhớ