Tài liệu Nghiên cứu xử lý thành phần chất hữu cơ khó phân hủy sinh học trong nước thải sử dụng vật liệu graphane

.PDF

122

thanhphoquetoi Báo vi phạm

Tải xuống 64

Mô tả:

ĈҤI HӐC QUӔC GIA TP.HCM 75ѬӠ1*ĈҤI HӐC BÁCH KHOA -------------------- TRҪ1Ĉ2$175$1* NGHIÊN CӬU XӰ LÝ THÀNH PHҪN CHҨT HӲ8&Ѫ KHÓ PHÂN HӪY SINH HӐC TRONG 1ѬӞC THҦI SӰ DӨNG VҰT LIӊU GRAPHENE STUDY ON THE REMOVAL OF RECALCITRANT ORGANIC COMPOUNDS IN WASTEWATER USING GRAPHENE MATERIAL Chuyên ngành: Kӻ thuұWP{LWUѭӡng Mã sӕ: 8520320 LUҰ19Ă17+Ҥ&6Ƭ TP. HӖ CHÍ MINH, tháng 01 QăP &Ð1*75Î1+ĈѬӦC HOÀN THÀNH TҤI 75ѬӠ1*ĈҤI HӐC BÁCH KHOA ± Ĉ+4*± HCM Cán bӝ Kѭӟng dүn khoa hӑc: PGS.TS NguyӉn Nhұt Huy 3*676ĈһQJ9ăQ7KjQK Cán bӝ chҩm nhұn xét 1: PGS.TS NguyӉn Trung Thành Cán bӝ chҩm nhұn xét 2: PGS.TS Lê Thӏ Kim Oanh LuұQYăQWKҥFVƭÿѭӧc bҧo vӋ tҥL7UѭӡQJĈҥi hӑc BiFK.KRDĈ+4*7S+&0QJj\ 18 tháng 01 QăP Thành phҫn HӝLÿӗQJÿiQKJLiOXұQYăQWKҥFVƭJӗm: 1. Chӫ tӏch hӝLÿӗng: GS.TS NguyӉQ9ăQ3Kѭӟc 2. Cán bӝ phҧn biӋn 1: PGS.TS NguyӉn Trung Thành 3. Cán bӝ phҧn biӋn 2: PGS.TS Lê Thӏ Kim Oanh 4. Ӫy viên Hӝi ÿӗQJ3*676ĈһQJ9Ǌ%tFK+ҥnh 5. 7KѭNê+ӝLÿӗng: TS. Võ Thanh Hҵng Xác nhұn cӫa Chӫ tӏch HӝLÿӗQJÿiQKJLi/XұQYăQ Yj7Uѭӣng Khoa quҧn lý chuyên ngành sau khi luұQYăQÿmÿѭӧc sӱa chӳa (nӃu có). CHӪ TӎCH HӜ,ĈӖNG 75ѬӢNG KHOA .+2$0Ð,75ѬӠNG VÀ TÀI NGUYÊN GS.TS NguyӉQ9ăQ3Kѭӟc i ĈҤI HӐC QUӔC GIA TP.HCM CӜNG HÒA XÃ HӜI CHӪ 1*+Ƭ$9,ӊT NAM 75ѬӠ1*ĈҤI HӐC BÁCH KHOA Ĉӝc lұp - Tӵ do - Hҥnh phúc NHIӊM VӨ LUҰ19Ă17+Ҥ&6Ƭ Hӑ và tên: TrҫQĈRDQ7UDQJ MSHV: 1970070 1Jj\WKiQJQăPVLQK01/09/1996 1ѫLVLQK/RQJ$Q Chuyên ngành: Kӻ thuұW0{LWUѭӡng Mã sӕ: 8520320 7Ç1Ĉӄ TÀI NGHIÊN CӬU XӰ LÝ THÀNH PHҪN CHҨT HӲ8 &Ѫ .+Ï 3+Æ1 +ӪY SINH HӐ&7521*1ѬӞC THҦI SӰ DӨNG VҰT LIӊU GRAPHENE (STUDY ON ON THE REMOVAL OF RECALCITRANT ORGANIC COMPOUNDS IN WASTEWATER USING GRAPHENE MATERIAL) II. NHIӊM VӨ VÀ NӜI DUNG I. Nghiên cӭu bao gӗm nhӳng nӝi dung sau: ဨ Nӝi dung 1: Tәng hӧp vұt liӋu graphene. ဨ Nӝi dung 2: Phân tích tính chҩt vұt liӋXÿѭӧc tәng hӧp. ဨ Nӝi dung 3: Khҧo sát khҧ QăQJ [ӱ lý hҩp phө cӫa vұt liӋX ÿӕi vӟi thuӕc nhuӝm Methylene Blue, thuӕc kháng sinh Levofloxacin, thuӕc nhuӝm Rhodamine B. ဨ Nӝi dung 4: Tәng hӧp kӃt quҧ ÿiQKJLiÿLӅu kiӋn thích hӧp III. NGÀY GIAO NHIӊM VӨ: 22/02/2021 IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIӊM VӨ: 13/06/2021 V. CÁN BӜ +ѬӞNG DҮN: PGS.TS NguyӉn Nhұt Huy, 3*676ĈһQJ9ăQ7KjQK 7S+&0QJj\«WKiQJ«QăP« CÁN BӜ +ѬӞNG DҮN PGS.TS NguyӉn Nhұt Huy CHӪ NHIӊM BӜ MÔN 3*676ĈһQJ9ăQ7KjQK 75ѬӢNG KHOA .+2$0Ð,75ѬӠNG VÀ TÀI NGUYÊN ii LӠI CҦ0Ѫ1 LuұQYăQQj\ÿѭӧc hoàn thành tҥi Khoa Môi 7UѭӡQJYj7jL1JX\rQ7Uѭӡng Ĉҥi hӑF%iFK.KRD73+&0Gѭӟi sӵ Kѭӟng dүn cӫa PGS. TS NguyӉn Nhұt Huy giҧQJ YLrQ .KRD 0{L WUѭӡQJ Yj 7jL 1JX\rQ Ĉҥi hӑc Bách Khoa TP.HCM và 3*676 ĈһQJ 9ăQ 7KjQK ± giҧng viên Khoa Khoa hӑF Fѫ EҧQ Ĉҥi hӑF < Gѭӧc Thái Nguyên. Em xin bày tӓ lòng biӃWѫQFKkQWKjQKYjVkXVҳFÿӃn Quý Thҫy vӅ sӵ tұn tâm Kѭӟng dүn và truyӅn dҥy nhiӅu kiӃn thӭc quý báu cho em trong suӕt thӡi gian làm luұQYăQ Em xin chân thành cҧP ѫQ Vӵ hӛ trӧ cӫD %DQ /mQK ÿҥo, Cán bӝ quҧn lý và nhân viên Phòng Thí nghiӋPP{LWUѭӡQJÿmQKLӋt tình hӛ trӧ và tҥRÿLӅu kiӋn thuұn lӧi trong quá trình thí nghiӋm, và xin cҧPѫQVӵ hӛ trӧ kinh phí tӯ 7UѭӡQJĈҥi hӑc Bách Khoa TP.HCM trong quá trình thӵc hiӋQÿӅ tài. Cuӕi cùng, em xin chân thành cҧPѫQJLDÿuQKQJѭӡi thân và bҥQEqÿmOX{Q bên cҥnh, ӫng hӝ Yj ÿӝQJ YLrQ ÿӇ em có thӇ hoàn thành tӕW FKѭѫQJWUuQK Kӑc cӫa PuQKFǊQJQKѭNKRҧng thӡi gian thӵc hiӋQÿӅ tài vӯa qua. Em xin chân thành cҧm ѫQ 7S+&0QJj\«WKiQJ«QăP« Hӑc viên TrҫQĈRDQ7UDQJ iii TÓM TҲT ViӋc xӱ Oê Qѭӟc thҧL ÿDQJ Oj Pӝt trong nhӳng vҩQ ÿӅ ÿѭӧF TXDQ WkP Yj ÿѭӧc xem là mӝt trong nhӳng thách thӭc lӟQÿӕi vӟi nhiӅXÿ{WKӏ tҥi ViӋt Nam. Có rҩt nhiӅu công nghӋ xӱ Oêÿmÿѭӧc sӱ dөQJÿӇ loҥi bӓ các chҩt ô nhiӉP ÿӝc hҥi tӯ Qѭӟc thҧi, chҷng hҥQ QKѭ Kҩp phө, quá trình oxy hóa bұc cao (AOPs), tách màng, thҭm thҩu QJѭӧc, kӃt tӫa hóa hӑFWUDRÿәLLRQÿLӋn hóa xӱ lý, xӱ lý sinh hӑF«7URQJVӕ các SKѭѫQJSKiS[ӱ lý, hҩp phө ÿѭӧc coi là mӝWSKѭѫQJSKiSFyWULӇn vӑng vì hiӋu quҧ cao, dӉ vұn hành, tiӃt kiӋm chi phí và khҧ WKLÿӇ thӵc hiӋn ӣ quy mô lӟn. Nghiên cӭu này tұSÿLӅu chӃ vұt liӋu graphene tӯ nhӳQJSKѭѫQJSKiSNKiFQKDX và ӭng dөng trong hҩp phө xӱ lý chҩt hӳX FѫNKySKkQKӫ\ WURQJ Qѭӟc. NhӳQJÿһc WUѭQJYӅ vұt lý và hóa hӑc cӫa vұt liӋXÿѭӧF[iFÿӏnh bҵng FiFSKѭѫQJSKiSQKѭNtQK hiӇQYLÿLӋn tӱ quét (SEM), kính hiӇQYLÿLӋn tӱ truyӅn qua (TEM), phә nhiӉu xҥ tia X (XRD), pKѭѫQJSKiSWiQ[ҥ Ranman, phә hӗng ngoҥi (FTIR). Trong nghiên cӭu này, khҧ QăQJ ORҥi bӓ chҩt hӳX FѫNKy SKkQ Kӫy sinh hӑc bҵQJ SKѭѫQJ SKip hҩp phө sӱ dөng vұt liӋXJUDSKHQHÿѭӧc thӵc hiӋn tӯng mҿ. Các yӃu tӕ ҧQKKѭӣQJÿӃn khҧ QăQJ xӱ OêQKѭWKӡi gian phҧn ӭng, liӅXOѭӧng vұt liӋu, pH và nӗQJÿӝ EDQÿҫXFǊQJÿѭӧc khҧRViWYjÿiQKJLi KӃt quҧ cho thҩy vұt liӋu graphene có khҧ QăQJ[ӱ lý chҩt hӳXFѫNKySKkQKӫy vӟi hiӋu suҩt cao. Sau khi khҧo sát các yӃu tӕ ҧQKKѭӣng, thӡi gian hҩp phө ÿҥt trҥng thái cân bҵng cӫa các vұt liӋu khoҧng tӯ 30 - 60 phút vӟLGXQJOѭӧng hҩp phө FDRÿҥt qmax 769.23 mg/g Methylene Blue, 166.67 mg/g Levofloxacin và 434.78 mg/g Rhodamine B. Tӯ ÿyFKRWKҩy vұt liӋu graphene có khҧ QăQJKҩp phө tӕWÿӕi vӟi chҩt hӳXFѫNKySKkQKӫy sinh hӑc, có nhiӅu tiӅPQăQJWURQJӭng dөng xӱ OêP{LWUѭӡng ÿһc biӋt là ӭng dөng trong xӱ OêQѭӟc thҧi. iv ABSTRACT Wastewater treatment is one of the issues of concern and is considered one of the major challenges for many cities in Vietnam. Many treatment technologies have been used to remove toxic pollutants from wastewater, such as adsorption, higher-order oxidation processes (AOPs), membrane separation, reverse osmosis, chemical precipitation, etc. chemistry, ion exchange, electrochemical treatment, biological treatment, etc. Among the treatment methods, adsorption is considered a promising method because of its high efficiency, ease of operation, cost savings, and feasibility for large-scale implementation. This study focuses on preparing graphene materials from different methods and applying them in the adsorption and treatment of the persistent organic matter in water. The physical and chemical properties of the materials were determined by methods such as scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), X-ray diffraction spectroscopy (XRD), Raman scattering, and infrared spectroscopy (FTIR). In this study, the ability to remove non-biodegradable organic matter by adsorption method using graphene material was performed in batches. The factors affecting the processing ability such as reaction time, material dosage, pH, and initial concentration were also investigated and evaluated. The results show that the graphene material is capable of handling the persistent organic matter with high efficiency. After investigating the influencing factors, the adsorption time to reach the equilibrium state of the materials is about 30 - 60 minutes with high adsorption capacity, reaching qmax 769.23 mg/g Methylene Blue, 166.67 mg/g Levofloxacin and 434.78 mg/g Rhodamine B. It shows that graphene has a good adsorption capacity for organic substances that are difficult to biodegrade, has great potential in environmental remediation applications, especially in wastewater. v LӠ,&$0Ĉ2$1 7{L[LQFDPÿRDQÿk\OjF{QJWUuQKQJKLrQFӭu cӫa riêng tôi. Nhӳng kӃt quҧ, sӕ liӋu cӫa luұQYăQQj\OjWUXQJWKӵFYjFKѭDÿѭӧc dùng cho bҩt kǤ luұQYăQcùng cҩp nào khác. Các kӃt quҧ nghiên cӭXWUѭӟFÿyÿmÿѭӧc trích dүQÿҫ\ÿӫ. Tôi xin hoàn toàn chӏu trách nhiӋm vӅ nhӳng nӝLGXQJPjW{LÿmWUuQKEj\WURQJ luұQYăQQj\ 7S+&0QJj\«WKiQJ«QăP« Hӑc viên TrҫQĈRDQ7UDQJ vi MӨC LӨC MӨC LӨC .................................................................................................................... vi DANH MӨC TӮ VIӂT TҲT ....................................................................................... x DANH MӨC BҦNG ................................................................................................... xii DANH MӨC HÌNH ...................................................................................................xiii &+ѬѪ1* MӢ ĈҪU ................................................................................................ 1 Ĉһt vҩQÿӅ ........................................................................................................... 1 1.2 Mөc tiêu nghiên cӭu........................................................................................... 3 1.3 Nӝi dung nghiên cӭu .......................................................................................... 3 ĈӕLWѭӧng nghiên cӭu ................................................................................. 3 1.3.2 Phҥm vi nghiên cӭu..................................................................................... 4 3KѭѫQJSKiSQJKLrQFӭu................................................................................... 4 3KѭѫQJSKiSWәng hӧp tài liӋu nghiên cӭu .............................................. 4 3KѭѫQJSKiSOêWKX\Ӄt ............................................................................... 4 3KѭѫQJSKiSOҩy mүu và phân tích........................................................... 4 3KѭѫQJSKiS[ӱ lý sӕ liӋu .......................................................................... 4 3KѭѫQJSKiSSKkQWtFKÿһFWUѭQJYұt liӋu ............................................... 5 éQJKƭDNKRDKӑFYjêQJKƭDWKӵc tiӉn ............................................................. 5 éQJKƭDNKRDKӑc ......................................................................................... 5 éQJKƭDWKӵc tiӉn ......................................................................................... 5 1.6 Tính mӟi cӫa ÿӅ tài ............................................................................................ 5 &+ѬѪ1* TӘNG QUAN ........................................................................................ 6 2.1 Tәng quan vұt liӋu graphene ............................................................................. 6 2.1.1 Cҩu trúc vұt liӋu graphene ......................................................................... 6 2.1.2 Mӝt sӕ tính chҩt graphene .......................................................................... 6 2.2 Graphene oxit ..................................................................................................... 8 2.2.1 Cҩu trúc cӫa vұt liӋu graphene oxit (GO) ................................................ 8 vii 2.2.2 Mӝt sӕ tính chҩt cӫa graphen oxit ............................................................. 9 2.3 Vұt liӋu dӵDWUrQFѫVӣ graphene .................................................................... 10 3KѭѫQJSKiSWәng hӧp các loҥi vұt liӋu graphene ........................................ 11 2.4.1 Graphene nguyên sinh .............................................................................. 11 2.4.2 Tәng hӧp vұt liӋu graphene oxit .............................................................. 13 2.5 Ӭng dөng cӫa vұt liӋu graphene trong hҩp phө............................................ 14 2.5.1 Hҩp phө các chҩt ô nhiӉPY{Fѫ .............................................................. 14 2.5.2 Hҩp phө các chҩt ô nhiӉm hӳXFѫ ........................................................... 16 2.6 Giҧi hҩp và tái tҥo vұt liӋu graphene.............................................................. 20 2.7 Tәng quan vӅ chҩt hӳXFѫNKySKkQKӫy sinh hӑFYjSKѭѫQJSKiS[ӱ lý . 21 2.7.1 Tәng quan vӅ thuӕc nhuӝP[DQKPHWK\OHQHYjSKѭѫQJSKiS[ӱ lý ... 21 2.7.2 Tәng quan vӅ NKiQJVLQKOHYRIOR[DFLQYjSKѭѫQJSKiS[ӱ lý ............. 22 2.7.3 Tәng quan vӅ thuӕc nhuӝP5KRGDPLQH%YjSKѭѫQJSKiS[ӱ lý....... 23 2.8 Tәng quan nghiên cӭXWURQJYjQJRjLQѭӟc .................................................. 24 2.8.1 Tình hình nghiên cӭXWURQJQѭӟc............................................................ 24 2.8.2 Tình hình nghiên cӭXQJRjLQѭӟc............................................................ 25 &+ѬѪ1* VҰT LIӊ89¬3+ѬѪ1*3+È31*+,Ç1&ӬU .......................... 28 6ѫÿӗ nghiên cӭu .............................................................................................. 28 3.2 Hóa chҩt, thiӃt bӏ và mô hình thí nghiӋm ....................................................... 29 3.2.1 Hóa chҩt, thiӃt bӏ và dөng cө ................................................................... 29 3.2.2 Mô hình thí nghiӋm ................................................................................... 31 3KѭѫQJSKiSQJKLrQFӭu................................................................................. 32 3KѭѫQJSKiSOêWKX\Ӄt ............................................................................. 32 3.3.2 3KѭѫQJSKiSWKӵc nghiӋm ....................................................................... 33 3KѭѫQJSKiSSKkQWtFKYұt liӋu ............................................................... 33 3KѭѫQJSKiSOҩy mүu và phân tích......................................................... 37 3KѭѫQJSKiS[ӱ lý sӕ liӋu ........................................................................ 37 3.4 Nӝi dung nghiên cӭu ........................................................................................ 38 viii 3.4.1 Nӝi dung 1: Tәng hӧp vұt liӋu graphene bҵQJFiFSKѭѫQJSKiSYjYұt liӋu khác nhau .................................................................................................... 38 3.4.2 Nӝi dung 2: Phân tích tính chҩt vұt liӋXÿѭӧc tәng hӧp....................... 39 3.4.3 Nӝi dung 3: Khҧo sát khҧ QăQJKҩp phө thuӕc nhuӝm Methylene Blue, kháng sinh Levofloxacin và thuӕc nhuӝm Rhodamine B cӫa vұt liӋu graphene. ............................................................................................................ 40 3.4.4 Nӝi dung 4: Tәng hӧp kӃt quҧ ÿiQKJLiÿLӅu kiӋn thích hӧp ............... 41 &+ѬѪ1* KӂT QUҦ VÀ THҦO LUҰN ............................................................ 42 ĈһFWUѭQJWtQKFKҩt cӫa vұt liӋu hҩp phө ...................................................... 42 4.1.1. SEM ...................................................................................................... 42 4.1.2. TEM ..................................................................................................... 43 4.1.3. XRD ...................................................................................................... 43 4.1.4. Raman .................................................................................................. 45 4.1.5. FTIR ..................................................................................................... 46 4.2. ;iFÿӏQKÿLӅu kiӋn thích hӧp cho quá trình hҩp phө thuӕc nhuӝm Methylene Blue, kháng sinh Levofloxacin và thuӕc nhuӝm Rhodamine B trong ÿLӅu kiӋn phòng thí nghiӋm ....................................................................................... 47 4.2.1. ҦQKKѭӣng cӫa thӡi gian hҩp phө ÿӃn hiӋu quҧ xӱ lý .................... 47 4.2.2. ҦQKKѭӣng cӫa khӕLOѭӧng vұt liӋXÿӃn hiӋu quҧ xӱ lý .................. 51 4.2.3. ҦQKKѭӣng cӫa nӗQJÿӝ EDQÿҫXÿӃn hiӋu quҧ xӱ lý ...................... 55 4.2.4. ҦQKKѭӣng cӫDS+EDQÿҫXÿӃn hiӋu quҧ xӱ lý .............................. 59 4.3. ĈiQKJLiWK{QJVӕ hҩp phө ....................................................................... 62 4.3.1. Hҩp phө thuӕc nhuӝm MB ................................................................ 62 4.3.2. Hҩp phө kháng sinh Levofloxacin .................................................... 64 4.3.3. Hҩp phө thuӕc nhuӝm Rhodamine B ............................................... 65 4.3.4. Ĉӝng hӑc hҩp phө ............................................................................... 66 KӂT LUҰN VÀ KIӂN NGHӎ .................................................................................... 68 5.1. KӃt luұn ...................................................................................................... 68 5.2. KiӃn nghӏ .................................................................................................... 68 ix TÀI LIӊU THAM KHҦO.......................................................................................... 69 PHӨ LӨC .................................................................................................................... 73 x DANH MӨC TӮ VIӂT TҲT Tên TiӃng ViӋt TiӃng Anh AFM Kính hiӇn vi nguyên tӱ lӵc Atomic Force Microscope AOP Quá trình oxi hóa bұc cao Advanced Oxidation Processes BOD Nhu cҫu oxy sinh hӑc Biological Oxygen Demand CVD LҳQJÿӑQJSKDKѫLKyDKӑc Chemical Vapour Deposition COD Nhu cҫu oxy hóa hӑc Chemical Oxygen Demand EEG1 Graphene tӯ SKѭѫQJ SKiS Electrochemical exfoliation ÿLӋn hóa graphite vӟi hiӋu graphene 1 ÿLӋn thӃ 15V EEG2 Graphene tӯ SKѭѫQJ SKiS Electrochemical exfoliation ÿLӋn hóa graphite vӟi hiӋu graphene 2 ÿLӋn thӃ 10V EEG3 Graphene tӯ SKѭѫQJ SKiS Electrochemical exfoliation ÿLӋn hóa graphite vӟi hiӋu graphene 3 ÿLӋn thӃ 20V FTIR Quang phә hӗng ngoҥi Fourrier Transformation InfraRed GO Graphene oxit Graphene Oxide LEV Kháng sinh Levofloxacin Levofloxacin MB Xanh methylene Methylene Blue PAH +\GURFDUERQWKѫPÿDYzQJ Polycyclic Aromatic Hydrocarbons RhB Thuӕc nhuӝm Rhodamine B Rhodamine B RGO Graphene oxit khӱ Reduced Graphene Oxide RH TrҩXFKѭD[ӱ lý Rice husk RH1 Trҩu gia nhiӋWWK{QJWKѭӡng Rice husk 1 RH2 TrҩX SKѭѫQJ SKiS VKRFN Rice husk 2 nhiӋt SEM Kính hiӇQYLÿLӋn tӱ quét Scanning Electron Microscope xi TEM Kính hiӇQ YL ÿLӋn tӱ truyӅn Transmission Electron qua Microscope XPS Phә tán sҳFQăQJOѭӧng tia X X-ray Photoelectron Spectroscopy XRD NhiӉu xҥ tia X X-ray Diffraction xii DANH MӨC BҦNG BҧQJĈӝ dүQÿLӋQYjÿLӋn trӣ suҩt mӝt sӕ loҥi vұt liӋu........................................... 7 BҧQJĈӝ dүn nhiӋt cӫa mӝt sӕ loҥi vұt liӋu............................................................. 7 BҧQJĈӝ cӭQJYjÿӝ bӅn kéo cӫa mӝt sӕ loҥi vұt liӋu ............................................ 8 Bҧng 2.4: Tәng hӧp diӋn tích bӅ mһt cӫa mӝt sӕ loҥi vұt liӋu graphene ..................... 10 Bҧng 2.5: Sӵ hҩp phө các ion kim loҥi tӯ dung dӏFK Qѭӟc bҵng các chҩt hҩp phө graphene khác nhau ...................................................................................................... 14 Bҧng 2.6: Sӵ hҩp phө thuӕc nhuӝm tӯ dung dӏFKQѭӟc bҵng các chҩt hҩp phө graphene khác nhau ...................................................................................................................... 17 Bҧng 3.1: Danh sách hóa chҩt ...................................................................................... 29 Bҧng 3.2: Danh sách thiӃt bӏ, dөng cө .......................................................................... 29 Bҧng 3.3: Ký hiӋu tên các loҥi vұt liӋu tәng hӧp ......................................................... 39 Bҧng 3.4: Các nghiӋm thӭc trong nӝi dung 3 ............................................................... 40 Bҧng 4.1: Thông sӕ ÿLӅu kiӋn vұn hành thích hӧp xӱ lý thuӕc nhuӝm MB ................ 63 Bҧng 4.2: Thông sӕ hҩp phө thuӕc nhuӝm MB theo mô hình Langmuir và Freunlich 63 Bҧng 4.3: Thông sӕ ÿLӅu kiӋn vұn hành thích hӧp xӱ lý kháng sinh Levofloxacin ..... 64 Bҧng 4.4: Thông sӕ hҩp phө kháng sinh Levofloxacin theo mô hình Langmuir và Freunlich ....................................................................................................................... 64 Bҧng 4.5: Thông sӕ ÿLӅu kiӋn vұn hành thích hӧp xӱ lý thuӕc nhuӝm Rhodamine B 65 Bҧng 4.6: Thông sӕ hҩp phө thuӕc nhuӝm Rhodamine B theo mô hình Langmuir và Freunlich ....................................................................................................................... 65 Bҧng 4.7: Dҥng tuyӃn tính và giá trӏ R2 cӫa các mô hình biӇu kiӃn quá trình hҩp phө 66 xiii DANH MӨC HÌNH +uQK6ѫÿӗ nghiên cӭu .......................................................................................... 28 +uQK6ѫÿӗ thiӃt bӏ chӃ tҥo vұt liӋu graphene bҵQJSKѭѫQJSKiSÿLӋn phân ........ 31 +uQK6ѫÿӗ chӃ tҥo vұt liӋu graphene bҵQJSKѭѫQJSKiSVӕc nhiӋt vӓ trҩu ......... 31 Hình 3.4: Máy lҳc LabTech thӵc hiӋn quá trình hҩp phө ............................................. 32 +uQK6ѫÿӗ chùm tia tӟi và chùm tia nhiӉu xҥ trên tinh thӇ .................................. 36 Hình 4.1: Ҧnh SEM cӫa vұt liӋu«««««««««««««««««««« 42 Hình 4.2: Ҧnh TEM cӫa vұt liӋu .................................................................................. 43 HìQKĈһFWUѭQJ;5'Fӫa vұt liӋu ......................................................................... 44 Hình 4.4: Phә Raman cӫa vұt liӋu ................................................................................ 46 Hình 4.5: KӃt quҧ phân tích FTIR cӫa vұt liӋu ............................................................ 47 Hình 4.6: Ҧnh Kѭӣng cӫa thӡi gian hҩp phө ÿӃn hiӋu quҧ xӱ lý thuӕc nhuӝm Methylene Blue............................................................................................................. 49 Hình 4.7: ҦQK Kѭӣng cӫa thӡi gian hҩp phө ÿӃn hiӋu quҧ xӱ lý kháng sinh Levofloxacin ................................................................................................................. 50 Hình 4.8: ҦQK Kѭӣng cӫa thӡi gian hҩp phө ÿӃn hiӋu quҧ xӱ lý thuӕc nhuӝm Rhodamine B ................................................................................................................ 51 Hình 4.9: ҦQK Kѭӣng cӫa khӕL Oѭӧng vұt liӋX ÿӃn hiӋu quҧ xӱ lý thuӕc nhuӝm Methylene Blue............................................................................................................. 53 Hình 4.10: ҦQK Kѭӣng cӫa khӕL Oѭӧng vұt liӋX ÿӃn hiӋu quҧ xӱ lý kháng sinh Levofloxacin ................................................................................................................. 54 Hình 4.11: ҦQKKѭӣng cӫa khӕLOѭӧng vұt liӋXÿӃn hiӋu quҧ xӱ lý Rhodamine B ...... 55 Hình 4.12: ҦQKKѭӣng cӫa nӗQJÿӝ EDQÿҫXÿӃn hiӋu quҧ xӱ lý Methylene Blue ...... 57 Hình 4.13: ҦQK Kѭӣng cӫa nӗQJ ÿӝ EDQ ÿҫX ÿӃn hiӋu quҧ xӱ lý kháng sinh Levofloxacin ................................................................................................................. 58 Hình 4.14: ҦQKKѭӣng cӫa nӗQJÿӝ EDQÿҫXÿӃn hiӋu quҧ xӱ lý Rhodamine ............. 59 Hình 4.15: ҦQKKѭӣng cӫDS+EDQÿҫXÿӃn hiӋu quҧ xӱ lý Methylene Blue .............. 60 Hình 4.16: ҦQKKѭӣng cӫDS+EDQÿҫXÿӃn hiӋu quҧ xӱ lý kháng sinh Levofloxacin 61 xiv Hình 4.17: ҦQKKѭӣng cӫDS+EDQÿҫXÿӃn hiӋu quҧ xӱ lý Rhodamine B .................. 62 1 &+ѬѪ1* MӢ ĈҪU 1.1 Ĉһt vҩQÿӅ ViӋc xӱ Oê Qѭӟc thҧL ÿDQJ Oj Pӝt trong nhӳng vҩQ ÿӅ ÿѭӧc quan tâm Yj ÿѭӧc xem là mӝt trong nhӳng thách thӭc lӟQÿӕi vӟi nhiӅXÿ{WKӏ tҥi ViӋt Nam. Có rҩt nhiӅu công nghӋ xӱ Oêÿmÿѭӧc sӱ dөQJÿӇ loҥi bӓ các chҩt ô nhiӉPÿӝc hҥi tӯ Qѭӟc thҧi, chҷng hҥQ QKѭ Kҩp phө, quá trình oxy hóa bұc cao (AOPs), tách màng, thҭm thҩu QJѭӧc, kӃt tӫa hóa hӑFWUDRÿәLLRQÿLӋn hóa xӱ lý, xӱ lý sinh hӑF«Trong sӕ các SKѭѫQJSKiS[ӱ lý, hҩp phө ÿѭӧc coi là mӝt SKѭѫQJSKiSFyWriӇn vӑng vì hiӋu quҧ cao, dӉ vұn hành, tiӃt kiӋm chi phí và khҧ WKLÿӇ thӵc hiӋn ӣ quy mô lӟn. Trong suӕt thӡi gian gҫQ ÿk\, nhiӅu chҩt hҩp phө ÿm ÿѭӧc nghiên cӭu và phát triӇn, chҷng hҥn QKѭӕng nano cacbon, cacbon hoҥt tínhÿҩt sét khoáng chҩt, polyme, chҩt thҧi nông nghiӋp, zeolit,... Ngày nay, thuӕc nhuӝm ÿDQJ Oj Pӝt trong nhӳng vҩQ ÿӅ cҫn giҧi quyӃt trong P{LWUѭӡQJQѭӟc. Thuӕc nhuӝm ÿѭӧc sӱ dөng rӝng rãi trong các ngành công nghiӋp QKѭ dӋt may, cao su, giҩy, mӻ phҭm. Do tính tan cao, các thuӕc nhuӝm là tác nhân gây ô nhiӉm các nguӗQ Qѭӟc và hұu quҧ là tәn hҥL ÿӃQ FRQ QJѭӡi và các sinh vұt sӕng. Bên cҥQK ÿy Vӵ hiӋn diӋn cӫa thuӕc thuӝP WURQJ Qѭӟc QJăQ Fҧn sӵ xuyên thҩu cӫa ánh sáng mһt trӡL YjR Qѭӟc, làm giҧm quá trình quang hӧp kéo theo sӵ giҧm nӗQJ ÿӝ R[\ KzD WDQ WURQJ QѭӟF Yj OjP WăQJ { nhiӉm nguӗQ Qѭӟc. Thuӕc nhuӝP FzQ Fy ÿӝc tính vӟi nhiӅu loҥL ÿӝng vұt thӫy sinh, màu cӫa thuӕc nhuӝm làm mҩt vҿ mӻ quan cӫD P{L WUѭӡQJ QѭӟF +ѫQ thӃ nӳD WURQJ P{L WUѭӡng kӷ khí, mӝt sӕ loҥi thuӕc nhuӝm sӁ bӏ khӱ tҥo thành nhӳQJ YzQJ DPLQ WKѫP ÿk\ Oj QKӳng loҥi chҩW ÿӝF Jk\ UD XQJ WKѭ Yj ELӃn dӏ FKRQJѭӡLYjÿӝng vұt. ;DQKPHWK\OHQHOjPӝWORҥLWKXӕFQKXӝPÿѭӧFVӱGөQJNKi SKәELӃQWURQJF{QJQJKLӋSGӋWQKXӝPWKѭӡQJÿѭӧFVӱGөQJWUӵFWLӃSÿӇQKXӝPPjX YҧLVӧL E{QJKD\GXQJÿӇQKXӝPJLҩ\QKXӝPFiFVҧQSKҭPWӯWUHQӭDPjQKWU~FGD YjPӵFYLӃW;DQKPHWK\OHQHFyWKӇJk\UDFiFEӋQKYӅPҳWGDÿѭӡQJK{KҩSÿѭӡQJ WLrXKyDYjWKұPFKtJk\XQJWKѭ1ӗQJÿӝ[DQKPHWK\OHQHWURQJQѭӟFTXiFDRVӁFҧQ WUӣVӵKҩSWKөR[\YjRQѭӟFWӯNK{QJNKtGRÿyOjPFҧQWUӣVӵVLQKWUѭӣQJFӫDFiF ÿӝQJWKӵFYұWJk\UDKLӋQWѭӧQJ[iRWUӝQKRҥWÿӝQJFӫDYLVLQKYұWYjҧQKKѭӣQJÿӃQ 2 quá WUuQK Wӵ OjP VҥFK FӫD QѭӟF[3]. 5KRGDPLQH % 5K% Oj PӝW WURQJ QKӳQJ WKXӕF QKXӝPÿѭӧFVӱGөQJFKӫ\ӃX ÿӇQKXӝPOHQOөDOjPODVHUF{QJVXҩWPүXYjWKѭӡQJ ÿѭӧFVӱGөQJQKѭWKXӕFQKXӝPÿiQKGҩXYӃWÿӇ[iFÿӏQKKѭӟQJYjOѭXWӕFFӫDGzQJ FKҧ\ 1KuQ FKXQJ WKXӕF QKXӝP 5K% NKi ÿӝF WDQ QKLӅX WURQJ QѭӟF PHWKDQRO ethanol[32]. ViӋc loҥi bӓ thuӕc nhuӝm khӓL Qѭӟc thҧL WUѭӟc khi thҧi vào nguӗn Qѭӟc vүn còn là mӝt thách thӭc ÿDQJÿѭӧc quan tâm. Mһt khác, hҫu hӃt các sӕ liӋu quan trҳFÿiQKJLiFKҩWOѭӧng và hiӋu quҧ xӱ lý Qѭӟc thҧi sau xӱ lý ӣ ViӋW1DPWKѭӡng chӍ FK~êÿӃn các yӃu tӕ OêKyDQKѭJLiWUӏ pH, COD, BOD, NH4, mӝt sӕ kim loҥi nһQJÿӗng, kӁm, Cadium), mӝt sӕ thuӕc trӯ sâu,«QKѭQJFKѭDFyQJKLrQFӭXÿiQKJLiYӅ nӗQJÿӝ và hiӋu quҧ loҥi bӓ các chҩt kháng sinh trong dòng thҧLWUѭӟc khi xҧ vào nguӗn tiӃp nhұn. ViӋc sӱ dөng rӝng rãi FiFNKiQJVLQKWURQJÿyQKLӅu chҩt thuӝc nhóm bӅn và không phân hӫy tӵ nhiên nên GѭOѭӧng kháng sinh còn lҥLWURQJQѭӟc thҧi và bùn thҧi sӁ ÿѭӧc phát tán ra nguӗn tiӃp nhұn và sӁ WtFKOǊ\OkXGjLWURQJKӋ sinh thái (vi sinh vұt, thӵc vұWYjÿӝng vұt) và môi WUѭӡng. Tӯ ÿy OjPWăQJQJX\Fѫ[Xҩt hiӋn nguӗn gen kháng thuӕc ӣ các chӫng vi sinh vұWÿһc biӋt là vi sinh vұt gây bӋnh. HӋ quҧ là sӁ gây nên sӵ kháng thuӕc ӣ vұt nuôi YjFRQQJѭӡi. Kháng kháng sinh là mӕLÿHGӑa sӭc khӓe cӝQJÿӝng trên toàn thӃ giӟi, ҧQKKѭӣQJÿӃn sӭc khӓe và cuӝc sӕng cӫDQJѭӡi dân và sӵ phát triӇn tәng thӇ, bӅn vӳng cӫa cҧ mӝt quӕc gia. HӋ lөy là các liӋXSKiSÿLӅu trӏ WK{QJWKѭӡng trӣ nên không hiӋu quҧ. NhiӉm trùng trӣ nên nghiêm trӑQJKѫQGүQÿӃn thӡi gian bӏ bӋQKOkXKѫQ FKLSKtÿLӅu trӏ FDRKѫQYjQJX\FѫWӱ YRQJFDRKѫQ 'RÿyYLӋc nghiên cӭXÿiQKJLi hiӋu quҧ loҥi bӓ thuӕFNKiQJVLQKWURQJQѭӟc thҧi là rҩt cҫn thiӃt. Levofloxacin OjPӝW ORҥLNKiQJVLQK WKXӝFQKyPWKXӕFTXLQRORQFyWiFGөQJGLӋWNKXҭQGRӭFFKӃHQ]\PH WKLӃW\ӃX, tham gia vào quá trình saRFKpSSKLrQPmYjWXVӱD$'1FӫDYLNKXҭQĈk\ OjPӝWWKXӕFNKiQJVLQKSKәUӝQJFyWKӇWLrXGLӋWÿѭӧFQKLӅXORjLYLNKXҭQÿѭӧFVӱ GөQJSKәELӃQWURQJQJjQK\GѭӧFSKҭP Tҥi ViӋt Nam, nghiên cӭu sӱ dөng carbon ÿӇ xӱ OêP{LWUѭӡQJQѭӟFÿһc biӋt là chҩt kháng sinh còn rҩt mӟi mҿ. Graphene và vұt liӋXWUrQFѫVӣ graphene nhұQÿѭӧc sӵ TXDQWkPÿһc biӋt, kӇ tӯ khi lҫQ ÿҫu tiên vұt liӋu graphene ÿѭӧc giӟi thiӋu vӅ các tính chҩW ÿLӋn tӱ tӯ QăP 2004. Cùng vӟLÿyYjRQăPJLҧLWKѭӣng Nobel vұt lý vӅ vұt liӋXQj\ÿmÿѭӧc 3 trao cho hai nhà khoa hӑc Konstantin S.Novoselov và Andre K.Geim thuӝFWUѭӡQJÿҥi hӑF0DQFKHVWHUQѭӟc Anh[1]. LҫQÿҫXWLrQÿmWiFKÿѭӧc nhӳQJÿѫQOӟp graphene tӯ vұt liӋu khӕi graphit và mô tҧ tính chҩWÿһFWUѭQJFӫa chúng. KӇ tӯ ÿyJUDSKHQe ÿmWUӣ WKjQKÿӕLWѭӧQJÿѭӧc nhiӅu nhà khoa hӑc quan tâm, nghiên cӭu rӝng rãi tính chҩWÿLӋn ± ÿLӋn tӱÿLӋn hóa, quang hӑFFѫKӑc và khҧ QăQJKҩp phө. Vӟi nhӳQJÿӅ cұp trên, mөc tiêu cӫDÿӅ WjLOj³Nghiên cӭu xӱ lý thành phҫn chҩt hӳXFѫNKySKkQKӫy sinh hӑc trong Qѭӟc thҧi sӱ dөng vұt liӋu graphene´ 1.2 Mөc tiêu nghiên cӭu MөFWLrXÿӅ tài nghiên cӭu này là tәng hӧp vұt liӋu graphene và ӭng dөng trong hҩp phө xӱ lý thành phҫn chҩt hӳX FѫNKy SKkQ Kӫy sinh hӑF WURQJ Qѭӟc thҧi chӭa thuӕc nhuӝm xanh methylene (MB), kháng sinh levofloxacin (LEV) và thuӕc nhuӝm Rhodamine B (RhB). 1.3 Nӝi dung nghiên cӭu Nghiên cӭu bao gӗm nhӳng nӝi dung sau: ဨ Nӝi dung 1: Tәng hӧp vұt liӋu graphene. ဨ Nӝi dung 2: Phân tích tính chҩt vұt liӋXÿѭӧc tәng hӧp. ဨ Nӝi dung 3: Khҧo sát khҧ QăQJ xӱ lý hҩp phө cӫa vұt liӋXÿӕi vӟi thuӕc nhuӝm Methylene Blue, thuӕc kháng sinh Levofloxacin, thuӕc nhuӝm Rhodamine B. - Nӝi dung 4: Tәng hӧp kӃt quҧ ÿiQKJLiÿLӅu kiӋn thích hӧp. 1.3.1 ĈӕLWѭӧng nghiên cӭu &iFÿӕLWѭӧng cӫa nghiên cӭu bao gӗm: ဨ Vұt liӋu graphene - 1ѭӟc thҧi chӭa thuӕc nhuӝm xanh methylene ဨ 1ѭӟc thҧi chӭa kháng sinh Levofloxacin - 1ѭӟc thҧi chӭa thuӕc nhuӝm Rhodamine B 4 1.3.2 Phҥm vi nghiên cӭu Nghiên cӭXÿѭӧc thӵc hiӋn trong phҥm vi phòng thí nghiӋm NKRD0{LWUѭӡng và Tài nguyên 7UѭӡQJ Ĉҥi hӑc Bách Khoa Tp. HCM (WzD + FѫVӣ 2 Ĉ{QJ +zD 'ƭ An, %uQK'ѭѫQJ) và phòng thí nghiӋm Khoa Khoa hӑFFѫEҧQĈҥi hӑF - Xem thêm -