NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG HẤP PHỤ AMONI TRONG NƯỚC CỦA VẬT LIỆU TỔ HỢP Fe3O4/ZnO

Vũ Thị Thanh Huyền; Nguyễn Thị Huyền; Nguyễn Thanh Nam; Phạm Quang Huy; Đỗ Thủy Tiên

doi:10.34238/tnu-jst.9918

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG HẤP PHỤ AMONI TRONG NƯỚC CỦA VẬT LIỆU TỔ HỢP Fe3O4/ZnO

Thông tin bài báo

Ngày nhận bài: 18/03/24 Ngày hoàn thiện: 29/05/24 Ngày đăng: 30/05/24

Các tác giả

1. Vũ Thị Thanh Huyền, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2
2. Nguyễn Thị Huyền, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2
3. Nguyễn Thanh Nam, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2
4. Phạm Quang Huy, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2
5. Đỗ Thủy Tiên , Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2

Tóm tắt

Trong nghiên cứu này, vật liệu tổ hợp giữa Fe₃O₄ và ZnO (Fe₃O₄/ZnO) đã được tổng hợp bằng phương pháphóa học đơn giản để loại bỏ amoni trong dung dịch nước. Đặc điểm bề mặt của vật liệu Fe₃O₄/ZnO được đánh giá bằng kính hiển vi điện tử quét (SEM) và phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FTIR). Các thí nghiệm hàng loạt đã được thực hiện để đánh giá ảnh hưởng của pH dung dịch, hàm lượng vật liệu hấp phụ, thời gian tiếp xúc và nồng độ amoni ban đầu đến khả năng hấp phụ amoni của Fe₃O₄/ZnO. Kết quả chỉ ra rằng vật liệu Fe₃O₄/ZnO có khả năng hấp phụ amoni nhờ lực hút tĩnh điện và các nhóm chức trên bề mặt vật liệu tổ hợp. Dung lượng hấp phụ amoni cực đại của Fe₃O₄/ZnO đạt 39,37 mg/g ở nồng độ amoni ban đầu là 20 mg/L, pH = 7, hàm lượng vật liệu hấp phụ là 1 g/L và thời gian tiếp xúc là 20 phút. Thử nghiệm ban đầu sử dụng vật liệu tổ hợp Fe₃O₄/ZnO để xử lý amoni trong nước thải sinh hoạt cho thấy hiệu quả xử lý khá khả quan. Vật liệu tổ hợp Fe₃O₄/ZnO hứa hẹn sẽ là một vật liệu có khả năng xử lý khá tốt amoni trong nước.

Từ khóa

Fe3O4/ZnO; Amoni; Hấp phụ; Vật liệu tổ hợp; Nước thải

Toàn văn:

PDF

Tài liệu tham khảo

[1] E. Stokstad, “Air pollution. Ammonia pollution from farming may exact hefty health costs,” Science, vol. 343, 2014, Art. no. 238, doi: 10.1126/science.343.6168.238.

[2] M. R. Adam, M. H. D. Othman, R. A. Samah, M. H. Puteh, A. F. Ismail, A. Mustafa, M. A. Rahman, and J. Jaafar, “Current trends and future prospects of ammonia removal in wastewater: A comprehensive review on adsorptive membrane development,” Sep. Purif. Technol., vol. 213, pp. 114-132, 2019.

[3] E. Blazquez, T. Bezerra, J. Lafuente, and D. Gabriel, “Performance, limitations and microbial diversity of a biotrickling filter for the treatment of high loads of ammonia,” Chem. Eng. J., vol. 311, pp. 91-99, 2017.

[4] R. Boopathy, S. Karthikeyan, A. B. Mandal, and G. Sekaran, “Adsorption of ammonium ion by coconut shell-activated carbon from aqueous solution: Kinetic, isotherm, and thermodynamic studies,” Environ. Sci. Pollut. Res, vol. 20, no. 1, pp. 533-542, 2013.

[5] Z. M. Hir, A. Abdullah, Z. Zainal, and H. Lim, “Photoactive hybrid film photocatalyst of polyethersulfone-ZnO for the degradation of methyl orange dye: Kinetic study and operational parameters,” Catalysts, vol. 7, 2017, Art. no. 313, doi: 10.3390/catal7110313.

[6] H. Y. Shu, M. C. Chang, and T. H. Tseng, “Solar and visible light illumination on immobilized nano zinc oxide for the degradation and mineralization of orange G in wastewater,” Catalysts, vol. 7, 2017, Art. no. 164, doi:10.3390/catal7050164.

[7] V. L. Prasanna and R. Vijayaraghavan, “Insight into the mechanism of antibacterial activity of ZnO: Surface defects mediated reactive oxygen species even in the dark,” Langmuir ACS J. Surf. Colloids, vol. 31, pp. 9155–9162, 2015.

[8] W. He, H. Jia, J. Cai, X. Han, Z. Zheng, W. G. Wamer, and J.-J. Yin, “Production of reactive oxygen species and electrons from photoexcited ZnO and ZnS nanoparticles: A comparative study for unraveling their distinct photocatalytic activities,” J. Phys. Chem. C, vol. 120, pp. 3187–3195, 2016.

[9] X. Feng, H. Guo, K. Patel, H. Zhou, and X. Lou, “High performance, recoverable Fe₃O₄/ZnO nanoparticles for enhanced photocatalytic degradation of phenol,” Chem. Eng. J., vol. 244, pp. 327–334, 2014.

[10] H. Wang, P. Zhou, R. Guo, Y. Wang, H. Zhan, and Y. Yuan, “Synthesis of Rectorite/Fe₃O₄/ZnO Composites and Their Application for the Removal of Methylene Blue Dye,” Catalysts, vol. 8, no. 3, 2018, Art. no. 107, doi: 10.3390/catal8030107.

[11] S. D. Kulkarni, S. M. Kumbar, S. G. Menon, K. S. Choudhari, and C. Santhosh, “Novel Magnetically Separable Fe₃O₄@ZnO Core–Shell Nanocomposite for UV and Visible Light Photocatalysis,” Advanced Science Letters, vol. 23, pp. 1724–1729, 2017.

[12] T. L. H. Pham et al., “Efficiency enhancement of photocatalytic activity under UV and visible light irradiation using ZnO/Fe₃O₄ heteronanostructures,” Solar Energy, vol. 249, pp.712–724, 2023.

[13] J. Xu et al, “Synthesis and Characterization of Magnetic Nanoparticles and Its Application in Lipase Immobilization,” Bull. Korean Chem. Soc., vol. 34, no. 8, pp. 2408-2412, 2013.

[14] M. Kosmulski, “The pH dependent surface charging and points of zero charge. VII. Update,” Adv. Colloid Interface Sci., vol. 251, pp. 115–138, 2018.

[15] R. Gottipati and S. Mishra, “Preparation and Characterization of Microporous Activated Carbon from Biomass and its Application in the Removal of Chromium(VI) from Aqueous Phase,” Thesis of Doctor of Philosophy in Chemical Engineering, National Institute of Technology Rourkela, Odisha, 2012.

[16] E. Marañón, M. Ulmanu, Y. Fernández, I. Anger, and L. Castrillón, “Removal of ammonium from aqueous solutions with volcanic tuff,” Journal of Hazardous Materials, vol. 137, no.3, pp. 1402–1409, 2006.

[17] A.A. Halim, M. T. Latif, and A. Ithnin, “Ammonia removal from aqueous solution using organic acid modified activated carbon,” World Appl. Sci. J., vol. 24, no. 1, pp. 01-06, 2013.

[18] T. D. Nguyen et al., “Study on treatment of ammonium in aqueous solution by commercial Zeolite,” TNU Journal of Science and Technology, vol. 227, no. 08, pp. 3-11, 2022.

[19] L. H. Nguyen, T. M. Vu, T. T. Le, V. T. Trinh, T. P. Tran, and H. T. Van, “Ammonium removal from aqueous solutions by fixed-bed column using corncob-based modified biochar,” Enviromental Technology, vol. 40, no. 6, pp. 683-692, 2019.

[20] Song et al., “Montmorillonite-anchored magnetite nanocomposite for recovery of ammonium from stormwater and its reuse in adsorption of Sc³⁺,” Nanotechnol. Environ. Eng., vol. 6, pp. 1-14, 2021, doi: 10.1007/s41204-021-00151-y.

DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.9918

Các bài báo tham chiếu

Hiện tại không có bài báo tham chiếu



Ghi nhớ