NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VẬT LIỆU NANO GO/Fe3O4 TRÊN NỀN THAN HOẠT TÍNH ỨNG DỤNG LOẠI BỎ ASEN TRONG NƯỚC

Mai Đức Dũng; Nguyễn Thị Hồng Nhung; Nguyễn Đăng Cơ; Bùi Đình Tú; Nguyễn Thị Lan

doi:10.34238/tnu-jst.4931

NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VẬT LIỆU NANO GO/Fe3O4 TRÊN NỀN THAN HOẠT TÍNH ỨNG DỤNG LOẠI BỎ ASEN TRONG NƯỚC

Thông tin bài báo

Ngày nhận bài: 27/08/21 Ngày hoàn thiện: 05/11/21 Ngày đăng: 08/11/21

Các tác giả

1. Mai Đức Dũng, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
2. Nguyễn Thị Hồng Nhung, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
3. Nguyễn Đăng Cơ, Trường Đại học Công nghệ - ĐH Quốc gia Hà Nội
4. Bùi Đình Tú, Trường Đại học Công nghệ - ĐH Quốc gia Hà Nội
5. Nguyễn Thị Lan , Trường Đại học Bách khoa Hà Nội

Tóm tắt

Trong nghiên cứu này, vật liệu nanocomposite GO/Fe₃O₄ (GFO) trên nền than hoạt tính (AC) được sử dụng để loại bỏ Asen trong nước các giếng khoan. AC được thêm vào quy trình đồng kết tủa tổng hợp vật liệu GO/Fe₃O₄/AC với tỉ lệ GFO:AC là 1:1 nhằm hạ giá thành sản phẩm. Thành phần cấu trúc, hình thái và liên kết trong vật liệu được nghiên cứu bằng XRD, FESEM và Raman cho thấy các hạt Fe₃O₄ với kích thước trung bình khoảng 11 nm phân bố tương đối đồng đều trên nền AC và các tấm GO. Bên cạnh đó, diện tích bề mặt riêng được thể hiện qua kết quả đo BET cho giá trị đạt 708 m²/g. Khả năng hấp phụ As(V) của vật liệu nanocomposite GO/Fe₃O₄/AC được khảo sát bằng phương pháp AAS tại các giá trị pH khác nhau. Kết quả cho thấy hiệu suất hấp phụ cực đại As(V) của mẫu vật liệu lên tới 98%, dung lượng hấp phụ đạt 14,74 mg/g trong thời gian 60 phút ở pH = 6. Vật liệu GO/Fe₃O₄/AC thể hiện là chất hấp phụ hiệu quả để loại bỏ Asen ra khỏi nước.

Từ khóa

Than hoạt tính; Đồng kết tủa; GO/Fe3O4; Hấp phụ; Asen

Toàn văn:

PDF

Tài liệu tham khảo

[1] X. Guo, B. Du, Q. Wei, J. Yang, L. Yan, and W. Xu, “Synthesis of amino functionalized magnetic graphenes composite material and its application to remove Cr(VI), Pb(II), Hg(II), Cd(II) and Ni(II) from contaminated water,” Journal of Hazardous Materials, vol. 278, pp. 211-220, 2014.

[2] R. Singh, S. Singh, P. Parihar, V. P. Singh, and S. M. Prasad, “Arsenic contamination, consequences and remediation techniques: A review,” Ecotoxicology and Environmental Safety, vol. 112, pp. 247-270, 2015.

[3] H. C. Vu, A. D. Dwivedi, T. T. Le, S. -H. Seo, E. -J. Kim, and Y. -S. Chang, “Magnetite graphene oxide encapsulated in alginate beads for enhanced adsorption of Cr(VI) and As(V) from aqueous solutions: Role of crosslinking metal cations in pH control,” Chemical Engineering Journal, vol. 307, pp. 220-229, 2017.

[4] Q. A. Ha, “Synthesis and characterization of new graphene-based nanostructured materials applied in environmental remediation,” (in Vietnamese), PhD. Thesis, Vietnam Academy of Science and Technology, 2016.

[5] T. Zeng, X. -L. Zhang, Y. -R. Ma, H. -Y. Niua, and Y. -Q. Cai, “A novel Fe₃O₄-graphene-Au multifunctional nanocomposite: green synthesis and catalytic application,” Journal of Materials Chemistry, no. 35, pp. 18658-18663, 2012.

[6] H. H. Nguyen, “Synthesis of Fe₃O₄/graphene oxide nanocomposite for the treatment of heavy metals in the contaminated wastewater,” Science and Technology Development, vol. 18, no. 6, pp. 212-220, 2015.

[7] X. Yang, T. Zhou, B. Ren, Z. Shi, and A. Hursthouse, “Synthesis, Characterization, and Adsorptive Properties of Fe₃O₄/GO Nanocomposites for Antimony Removal,” Journal of Analytical Methods in Chemistry, vol. 2017, pp. 1-8, 2017.

[8] T. M. T. Lu, H. T. Nguyen, H. T. Tran, M. N. Hoang, H. H. Nguyen, and T. P. Mai, “Synthesis of magnetic iron oxide/graphene oxide nanocomposites for removal of cadmium ions from water,” Advances in Natural Sciences: Nanoscience and Nanotechnology, vol. 10, no. 2, 2019, Art. no. 025006.

[9] T. L. Nguyen, D. D. Nguyen, T. Nguyen, and T. H. Pham, “Fabrication of graphene by chemical method,” (in Vietnamese), Vietnam Journal of Chemistry, vol. 51, no. 6, pp. 719-723, 2013.

[10] T. H. Bui, T. T. T. Nguyen, T. H. N. Ngo, and T. L. Nguyen, “Synthesis of hybrid nanomaterials based on graphene oxide and nanoparticles Fe₃O₄,” (in Vietnamese), SPMS, vol. 1, pp. 27-31, 2019.

[11] X. -Y. Liu, M. Huang, H. -L. Ma, Z. -Q. Zhang, J. -M. Gao, Y. -L. Zhu, X. -J. Han, and X. -Y. Guo, “Preparation of a Carbon-Based Solid Acid Catalyst by Sulfonating Activated Carbon in a Chemical Reduction Process,” Molecules, vol. 5, no. 10, pp. 7188-7196, 2010.

[12] S. Hashemian, K. Salari, H. Salehifar, and Z. A. Yazdi, “Removal of Azo Dyes (Violet B and Violet 5R) from Aqueous Solution Using New Activated Carbon Developed from Orange Peel,” Journal of Chemistry, vol. 2013, 2013, Art. no. 283274.

[13] G. He, W. Liu, X. Sun, Q. Chen, X. Wang, and H. Chen, “Fe₃O₄@graphene oxide composite: A magnetically separable and efficient catalyst for the reduction of nitroarenes,” Materials Research Bulletin, vol. 48, no. 5, pp. 1885-1890, 2013.

[14] S. R. S. B. D. Cullity, Elements of X- ray Diffraction, 3rd ed., Prentice- Hall InC., New Jersey, 2001.

[15] T. H. T. Pham, “Study on modification of activated carbon as a treatment material for some toxic substances that exist in the form of ions in water,” (in Vietnamese), PhD. Thesis, Vietnam Academy of Science and Technology, 2020.

[16] Y. Liu, X. Liu, W. Dong, L. Zhang, Q. Kong, and W. Wang, “Efcient Adsorption of Sulfamethazine onto Modifed Activated Carbon: A Plausible Adsorption Mechanism,” Scientific Reports, vol. 7, 2017, Art. no. 12437.

[17] K. V. M. K. Kireeti, G. Chandrakanth, M. M. Kadam, and N. Jha, “A sodium modified reduced graphene oxide-Fe₃O₄ nanocomposite for efficient lead(II) adsorption,” RSC Advances, vol. 6, no. 88, pp. 84825-8483, 2016.

[18] T. H. N. Nguyen, “Synthesis of GFO/AC nanocomposite for the removal of arsenic from aqueous solutions,” (in Vietnamese), Graduation Thesis, Hanoi University of Science and Technology, Hanoi, 2021.

[19] T. H. Nguyen, “Study on surface modification of activated carbon with ferromagnetic oxide as a treatment material for arsenic and heavy metals in domestic water,” (in Vietnamese), PhD. Thesis, Vietnam National University, Hanoi, 2017.

[20] D. E. Giles, M. Mohapatra, T. B. Issa, S. Anand, and P. Singh, “Iron and aluminium based adsorption strategies for removing arsenic from water,” Journal of Environmental Management, vol. 92, pp. 3011-3022, 2011.

[21] C. J. Madadrang, H. Y. Kim, G. Gao, N. Wang, J. Zhu, H. Feng, M. Gorring, M. L. Kasner, and S. Hou, “Adsorption Behavior of EDTA-Graphene Oxide for Pb(II) Removal,” Acs Applied Materials & Interfaces, vol. 4, pp. 1186-1193, 2012.

DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.4931

Các bài báo tham chiếu

Hiện tại không có bài báo tham chiếu



Ghi nhớ