NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG HỆ XÚC TÁC HYDROXIDE KÉP DẠNG LỚP  CHỨA Mn-NANO ĐỂ XỬ LÝ XANH METHYLENE TRONG NƯỚC THẢI

Trần Bảo Châu; Nguyễn Phan Trúc Xuyên; Cáp Hải Minh Nguyên; Huỳnh Thị Phương Nhung; Võ Châu Ngọc Anh; Đỗ Mai Nguyễn; Nguyễn Vũ Bảo Chi; Nguyễn Khoa Thị Phượng; Hoàng Hiền Ý; Đào Anh Quang

doi:10.34238/tnu-jst.13846

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG HỆ XÚC TÁC HYDROXIDE KÉP DẠNG LỚP CHỨA Mn-NANO ĐỂ XỬ LÝ XANH METHYLENE TRONG NƯỚC THẢI

Thông tin bài báo

Ngày nhận bài: 24/10/25 Ngày hoàn thiện: 15/12/25 Ngày đăng: 15/12/25

Các tác giả

1. Trần Bảo Châu, Trường Công nghệ - ĐH Duy Tân
2. Nguyễn Phan Trúc Xuyên, Trường Công nghệ - ĐH Duy Tân
3. Cáp Hải Minh Nguyên, Trường Công nghệ - ĐH Duy Tân
4. Huỳnh Thị Phương Nhung, Trường Công nghệ - ĐH Duy Tân
5. Võ Châu Ngọc Anh, Trường Đại học Y-Dược - ĐH Huế
6. Đỗ Mai Nguyễn, Trường Đại học Khoa học - ĐH Huế
7. Nguyễn Vũ Bảo Chi, Khoa Quốc tế - ĐH Huế
8. Nguyễn Khoa Thị Phượng, Trường Trung học phổ thông chuyên Quốc học, Huế
9. Hoàng Hiền Ý, 1) Trường Công nghệ - ĐH Duy Tân, 2) Viện Nghiên cứu và Phát triển Công nghệ cao - Đại học Duy Tân
10. Đào Anh Quang , Trường Công nghệ - ĐH Duy Tân

Tóm tắt

Trong nghiên cứu này, vật liệu hydroxide kép dạng lớp Mg-Al được biến tính bằng hạt nano mangan đã được tổng hợp bằng phương pháp đồng kết tủa và hoạt tính xúc tác được đánh giá thông qua quá trình xử lý chất màu xanh methylen. Cấu trúc của vật liệu được đặc trưng bởi nhiễu xạ tia X và hiển vi điện tử quét, qua đó xác nhận sự thành công của quá trình tổng hợp vật liệu đang được nghiên cứu. Ảnh hưởng của hàm lượng mangan nano đến hoạt tính xúc tác được khảo sát trong hệ oxy hóa nâng cao sử dụng bicacbonat và hydrogen peroxide. Kết quả cho thấy mẫu vật liệu được tổng hợp với tỉ lệ mol Mg:Al:Mn = 0,15:0,05:12,5×10⁻⁴ đạt hiệu quả loại bỏ cao nhất, trên 90% sau 35 phút, vật liệu xúc tác duy trì tính ổn định cao sau ít nhất 6 chu kỳ liên tục. Vai trò xúc tác của vật liệu hydroxide kép dạng lớp Mg-Al được biến tính bằng hạt nano mangan được xác nhận một cách rõ ràng thông qua các kết quả thực nghiệm trong nghiên cứu này, cho thấy tiềm năng ứng dụng trong xử lý nước thải có chứa các hợp chất màu hữu cơ phát sinh từ ngành công nghiệp dệt nhuộm.

Từ khóa

Mn–Mg–Al LDH; Quá trình oxy hóa nâng cao; Xử lý xanh methylen; Oxy hóa xúc tác; Hydroperoxit hoạt hóa bicacbonat

Toàn văn:

PDF

Tài liệu tham khảo

[1] E. O. Atakpa et al., “Hybrid layered double hydroxide–bacteria systems for wastewater treatment: Toward tunable bio-inorganic interfaces and environmental remediation,” Sci. Total Environ., vol. 1002, 2025, Art. no. 180575.

[2] L. Li et al., “A systematic review on percarbonate-based advanced oxidation processes in wastewater remediation: From theoretical understandings to practical applications,” Water Res., vol. 259, 2024, Art. no. 121842.

[3] L. Ge et al., “Layered double hydroxide based materials applied in persulfate based advanced oxidation processes: Property, mechanism, application and perspectives,” J. Hazard. Mater., vol. 424, 2022, Art. no. 127612.

[4] A. E. Gahrouei, S. Vakili, A. Zandifar, and S. Pourebrahimi, “From wastewater to clean water: Recent advances on the removal of metronidazole, ciprofloxacin, and sulfamethoxazole antibiotics from water through adsorption and advanced oxidation processes (AOPs),” Environ. Res., vol. 252, 2024, Art. no. 119029.

[5] A. Faggiano, A. B. Martínez-Piernas, M. Ricciardi, O. Motta, A. Fiorentino, and A. Proto, “A chemometric approach to the interaction of hydrogen peroxide and thermally activated persulfate in the removal of aromatic compounds,” J. Environ. Manage., vol. 373, 2025, Art. no. 123957.

[6] H. Pan, Y. Gao, N. Li, Y. Zhou, Q. Lin, and J. Jiang, “Recent advances in bicarbonate-activated hydrogen peroxide system for water treatment,” Chem. Eng. J., vol. 408, 2021, Art. no. 127332.

[7] G. Zhang et al., “Freezing-enhanced degradation of naproxen by bicarbonate activated hydrogen peroxide: Peformance and mechanisms,” Chem. Eng. J., vol. 514, Jun. 2025, Art. no. 163373.

[8] A. Jawad, Z. Chen, and G. Yin, “Bicarbonate activation of hydrogen peroxide: A new emerging technology for wastewater treatment,” Chinese J. Catal., vol. 37, no. 6, pp. 810–825, 2016.

[9] W. Zhang et al., “Vacancy-strengthened Cu/Co composite oxides for efficient removal of methylene blue via peroxymonosulfate activation: Synergism of multiple Lewis acid sites,” J. Environ. Chem. Eng., vol. 12, no. 5, 2024, Art. no. 113889.

[10] A. Sharmin, G. Zhang, M. A. Bhuiyan, and B. K. Pramanik, “A high-flux atomically dispersed MIL-100 (Fe) incorporated PMS-based LDH catalytic membrane for the removal of micropollutants from secondary effluent wastewater,” Chem. Eng. J., vol. 495, 2024, Art. no. 153572.

[11] G. Radji, N. Bettahar, A. Bahmani, I. Boukhetache, and S. Contreras, “Heterogeneous Fenton-like degradation of organic pollutants in petroleum refinery wastewater by copper-type layered double hydroxides,” J. Water Process Eng., vol. 50, 2022, Art. no. 103305.

[12] J. Rui et al., “Activation of persulfate via Mn doped Mg/Al layered double hydroxide for effective degradation of organics: Insights from chemical and structural variability of catalyst,” Chemosphere, vol. 302, 2022, Art. no. 134849.

[13] M. Samandari, A. T. Manesh, S. A. Hosseini, and S. Mansouri, “Mg-Al LDH and calcined LDH: Green nanocatalysts for wet peroxide oxidation of phenol in wastewater,” J. Water Environ. Nanotechnol., vol. 6, no. 1, pp. 72–80, 2021.

[14] K. Warmuz and D. Madej, “Synthesis and evaluation of Mg-Al hydrotalcite formation and its influence on the microstructural evolution of spinel-forming refractory castables under intermediate temperatures,” J. Eur. Ceram. Soc., vol. 42, no. 5, pp. 2545–2555, 2022.

[15] Heriyanto, E. Heraldy, and K. D. Nugrahaningtyas, “X-RAY Diffraction and Fourier Transform Infrared Study of Ca-Mg-Al Hydrotalcite from Artificial Brine Water with Synthesis Hydrothermal Treatments,” IOP Conf. Ser. Mater. Sci. Eng., vol. 333, 2018, Art. no. 012006.

[16] Y. Hanifah, R. Mohadi, M. Mardiyanto, N. Ahmad, S. Suheryanto, and A. Lesbani, “Polyoxometalate Intercalated M2+/Al (M2+=Ni, Mg) Layered Double Hydroxide for Degradation of Methylene Blue,” Bull. Chem. React. Eng. Catal., vol. 18, no. 2, pp. 210–221, 2023.

[17] H. T. Berede et al., “Photocatalytic activity of the biogenic mediated green synthesized CuO nanoparticles confined into MgAl LDH matrix,” Sci. Rep., vol. 14, no. 1, Jan. 2024, Art. no. 2314.

[18] K. G. Omdeo et al., “Surface Modification of Synthesized Layered Double Hydroxide [LDH] for Methylene Blue Dye Removal in Textile Industry via Photocatalytic Activity under Visible Light,” J. Nano Res., vol. 46, pp. 135–147, 2017.

[19] R. H. Al-Ammari, S. D. Al-Malwi, M. A. Abdel-Fadeel, S. M. Bawaked, and M. M. M. Mostafa, “Zn-Layered Double Hydroxide Intercalated with Graphene Oxide for Methylene Blue Photodegradation and Acid Red Adsorption Studies,” Catalysts, vol. 14, no. 12, 2024, doi: 10.3390/catal14120897.

[20] Q. Li, X. Jiang, and Y. Lian, “The Efficient Photocatalytic Degradation of Organic Pollutants on the MnFe₂O₄/BGA Composite under Visible Light,” Nanomaterials, vol. 11, no. 5, 2021, doi: 10.3390/nano11051276.

[21] J. J. Pignatello, E. Oliveros, and A. MacKay, “Advanced Oxidation Processes for Organic Contaminant Destruction Based on the Fenton Reaction and Related Chemistry,” Crit. Rev. Environ. Sci. Technol., vol. 36, no. 1, 2006, doi: 10.1080/10643380500326564.

[22] N. A. Urbina-Suarez, C. Rivera-Caicedo, Á. D. González-Delgado, A. F. Barajas-Solano, and F. Machuca-Martínez, “Bicarbonate-Hydrogen Peroxide System for Treating Dyeing Wastewater: Degradation of Organic Pollutants and Color Removal,” Toxics, vol. 11, no. 4, 2023, doi: 10.3390/toxics11040366.

[23] B. Li et al., “Complexation between butyl xanthate and Cu enhanced peroxydisulfate activation and cation redox cycle by Fe-Cu-LDH/biochar,” J. Environ. Chem. Eng., vol. 12, no. 2, 2024, Art. no. 112466.

[24] R. Ma et al., “Decoding the entropy-stabilized matrix of high-entropy layered double hydroxides: Harnessing strain dynamics for peroxymonosulfate activation and tetracycline degradation,” J. Colloid Interface Sci., vol. 680, pp. 676–688, 2025.

DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.13846

Các bài báo tham chiếu

Hiện tại không có bài báo tham chiếu



Ghi nhớ