TIỀM NĂNG ỨNG DỤNG VẬT LIỆU COMPOSITE ZEOLITE/MNPS  XỬ LÝ CRYSTAL VIOLET TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC

Trần Nguyễn Phương Lan; Dương Thị Mỹ Tuyên; Lý Kim Phụng; Phùng Thị Hằng; Cao Lưu Ngọc Hạnh; Trần Thị Minh Thư; Nguyễn Minh Nhựt; Nguyễn Thị Như Ý

doi:10.34238/tnu-jst.8805

TIỀM NĂNG ỨNG DỤNG VẬT LIỆU COMPOSITE ZEOLITE/MNPS XỬ LÝ CRYSTAL VIOLET TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC

Thông tin bài báo

Ngày nhận bài: 23/09/23 Ngày hoàn thiện: 17/10/23 Ngày đăng: 18/10/23

Các tác giả

1. Trần Nguyễn Phương Lan , Trường Đại học Cần Thơ
2. Dương Thị Mỹ Tuyên, Trường Đại học Cần Thơ
3. Lý Kim Phụng, Trường Đại học Cần Thơ
4. Phùng Thị Hằng, Trường Đại học Cần Thơ
5. Cao Lưu Ngọc Hạnh, Trường Đại học Cần Thơ
6. Trần Thị Minh Thư, Trường Đại học Kỹ thuật Công nghệ Cần Thơ
7. Nguyễn Minh Nhựt, Trường Đại học Cần Thơ
8. Nguyễn Thị Như Ý, Trường Đại học Kỹ thuật Công nghệ Cần Thơ

Tóm tắt

Nghiên cứu này giới thiệu quy trình tổng hợp composite zeolite/MNPs đơn giản ở điều kiện tổng hợp: tỷ lệ khối lượng giữa MNPs:zeolite = 1:4 (w/w), tỷ lệ ethanol:H₂O = 10:1 (v/v), 5 mL tetraethyl orthosilicate (TEOs), 90^oC và 4 giờ. Các phương pháp phân tích XRD, FTIR và SEM nhằm xác định sự hiện diện của MNPs và zeolite với hình dạng, kích thước và sự phân bố khá đồng đều. Thành phần hóa học của composite được phân tích bằng XRF với hàm lượng SiO₂; Al₂O₃ và Fe₂O₃ là 41,11%; 27,75% và 30,78%. Đánh giá khả năng xử lý crystal violet (CV) được thực hiện ở điều kiện pH ~ 7, khối lượng composite 0,75 g/L, nồng độ CV 100 mg/L và thời gian 30 phút, dung lượng và hiệu suất hấp phụ lần lượt là 103,37 mg/g và 70,64%. Quá trình hấp phụ CV phù hợp với mô hình đẳng nhiệt Sips và mô hình động học Elovich. Cơ chế của quá trình là hấp phụ trên bề mặt không đồng nhất và hấp phụ vật lý. Hiệu suất hấp phụ CV của composite giảm từ 70,64% đến 42,26% sau 5 chu kỳ. Các kết quả trên cũng cho thấy tiềm năng ứng dụng của composite zeolite/MNPs trong xử lý nước thải chứa thuốc nhuộm hữu cơ.

Từ khóa

Hấp phụ; Crystal violet; Mô hình đẳng nhiệt; Sips; Tetraethyl orthosilicate; Zeolite/MNPs

Toàn văn:

PDF

Tài liệu tham khảo

[1] R. Maryanti, A. B. D. Nandiyanto, T. I. B. Manullang, et al., “Adsorption of dye on carbon microparticles: physicochemical properties during adsorption, adsorption isotherm and education for students with special needs,” Sains Malaysiana, vol. 49, pp. 2949-2960, 2020.

[2] C.M. Oloo, J. M. Onyari, W.C. Wanyonyi, et al., “Adsorptive removal of hazardous crystal violet dye form aqueous solution using Rhizophora mucronata stem-barks: Equilibrium and kinetics studies,” Environmental Chemistry Ecotoxicology, vol. 2, pp. 64-72, 2020.

[3] G.V. Brião, S.L. Jahn, E.L. Foletto, et al., “Highly efficient and reusable mesoporous zeolite synthetized from a biopolymer for cationic dyes adsorption,” Colloids Surfaces A: Physicochemical Engineering Aspects, vol. 556, pp. 43-50, 2018.

[4] T.M. Usman, S. Xintai, W. Ronglan, et al., “Preparation of hydroxypropyl-cyclodextrin-graphene/Fe₃O₄ and its adsorption properties for heavy metals,” Surfaces and Interfaces, vol. 16, pp. 43-49, 2019.

[5] O.A. Attallah, M.A. Al-Ghobashy, M. Nebsen, et al., “Removal of cationic and anionic dyes from aqueous solution with magnetite/pectin and magnetite/silica/pectin hybrid nanocomposites: Kinetic, isotherm and mechanism analysis,” Royal Society of Chemistry, vol. 6, pp. 11461-11480, 2016.

[6] P. L. Tran-Nguyen, K.P. Ly, H.V.T. Luong, et al., “Facile synthesis of zeolite NaX using rice husk ash without pretreatment,” Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers, vol. 123, pp. 338-345, 2021.

[7] J. Cao, Q. Sun, P. Wang, et al., “Synthesize and characterize of Fe₃O₄/zeolite 4A magnetic nanocomposite,” Journal of Dispersion Science and Technology, vol. 43.4, pp. 517-525, 2022.

[8] V. Prajaputra, Z. Abidin, D.T. Suryaningtyas, et al., “Characterization of Na-P1 zeolite synthesized from pumice as low-cost materials and its ability for methylene blue adsorption,” IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, vol. 399, 2019, Art. no. 012014.

[9] E.S. Mirjavadi, M.A.T. Ramin, and K. Ali, “Effective adsorption of zinc on magnetic nanocomposite of Fe₃O₄/zeolite/cellulose nanofibers: Kinetic, equilibrium, and thermodynamic study,” Environmental Science and Pollution Research, vol. 26, pp. 33478-33493, 2019.

[10] H. Zhang, X. He, W. Zhao, et al., “Preparation of Fe₃O₄/TiO₂ magnetic mesoporous composites for photocatalytic degradation of organic pollutants,” Water Science Technology, vol. 75, pp. 1523-1538, 2017.

[11] A.R. Sardarian, “Green cost‐effective and efficient procedure for Heck and Sonogashira coupling reactions using palladium nanoparticles supported on functionalized Fe₃O₄@SiO₂ by polyvinyl alcohol as a highly active, durable and reusable catalyst,” Applied Organometal Chemistry, vol. 33, pp. 4658-4677, 2019.

[12] N. Salahudeen and A.A. Rasheed, “Kinetics and thermodynamics of hydrolysis of crystal violet at ambient and below ambient temperatures,” Scientific Reports, vol. 10, 2020, Art. no. 21929.

[13] M. Esmaeilpour, A.R. Sardarian, and J. Javidi, “Schiff base complex of metal ions supported on superparamagnetic Fe₃O₄@SiO₂ nanoparticles: An efficient, selective and recyclable catalyst for synthesis of 1,1-diacetates from aldehydes under solvent-free conditions,” Applied Catalysis A: General, vol. 445-446, pp. 359-367, 2012.

[14] M.M.J. Treacy, J.B. Higgins, and R. Ballmoos, Collection of simulated XRD powder patterns for zeolites, vol. 552, New York: Elsevier, 1996.

[15] M.T. Asefa and G.B. Feyisa, “Comparative Investigation on two synthesizing methods of zeolites for removal of methylene blue from aqueous solution,” International Journal of Chemical Engineering, vol. 2022, pp. 1-12, 2022.

[16] H.H. Phan and Q.D. Le, “Synthesis of magnetically recyclable ZSM-5 zeolite for styrene epoxide rearrangement reaction,” Chemical Engineering Journal, vol. 262, pp. 140-145, 2015.

[17] G.V. Brião, S.L. Jahn, E.L. Foletto, et al., “Adsorption of crystal violet dye onto a mesoporous ZSM-5 zeolite synthetized using chitin as template,” Journal of Colloid Interface Science, vol. 508, pp. 313-322, 2017.

[18] S. Senthilkumaar, P. Kalaamani, and C.V. Subburaam, “Liquid phase adsorption of crystal violet onto activated carbons derived from male flowers of coconut tree,” Journal of Hazardous Materials, vol. 136, pp. 800-808, 2006.

[19] Z. Majid, A.A. AbduAlRazak, and W.A.H. Noori, “Modification of zeolite by magnetic nanoparticles for organic dye removal,” Arabian Journal for Science Engineering, vol. 44, pp. 5457-5474, 2019.

[20] Y. Cheng, F. Zhou, S. Li, et al., “Removal of mixed contaminants, crystal violet, and heavy metal ions by using immobilized stains as the functional biomaterial,” Royal Society of Chemistry, vol. 6, pp. 67858-67865, 2016.

DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.8805

Các bài báo tham chiếu

Hiện tại không có bài báo tham chiếu



Ghi nhớ