(Luận án tiến sĩ) nghiên cứu chế tạo một số vật liệu nano vô cơ hiệu năng cao định hướng ứng dụng trong xử lý nước

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ - PHẠM VĂN LÂM NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO MỘT SỐ VẬT LIỆU NANO VÔ CƠ HIỆU NĂNG CAO ĐỊNH HƯỚNG ỨNG DỤNG TRONG XỬ LÝ NƯỚC LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC HÀ NỘI - 2022 VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ …… ….***………… PHẠM VĂN LÂM NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO MỘT SỐ VẬT LIỆU NANO VÔ CƠ HIỆU NĂNG CAO ĐỊNH HƯỚNG ỨNG DỤNG TRONG XỬ LÝ NƯỚC LUẬN ÁN TIẾN SĨ HĨA HỌC Chun ngành: Hóa vơ Mã số: 62.44.01.13 Người hướng dẫn khoa học GS.TS TRẦN ĐẠI LÂM Hà Nội - 2022 LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, tơi xin bày tỏ lịng kính trọng biết ơn sâu sắc tới cố PGS.TS Vũ Anh Tuấn, người anh, người thầy tận tình hướng dẫn tơi thực cơng trình nghiên cứu Tơi xin trân trọng cảm ơn GS.TS Trần Đại Lâm, người thầy tiếp tục hướng dẫn tơi hồn thành luận án Tơi xin trân trọng cảm ơn lãnh đạo Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam, ban lãnh đạo viện Hóa học, Học viện Khoa học Cơng nghệ - Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam tạo điều kiện thuận lợi để tơi thực hồn thành cơng trình nghiên cứu Xin chân thành cảm ơn bạn bè, đồng nghiệp gia đình động viên, tạo điều kiện giúp đỡ tơi suốt q trình thực luận án Nghiên cứu sinh Phạm Văn Lâm LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan, cơng trình nghiên cứu độc lập hướng dẫn người thầy Hầu hết số liệu, kết luận án nội dung từ báo xuất thành viên tập thể khoa học, đồng tác giả cho phép sử dụng Các số liệu, kết nghiên cứu trình bày trình bày luận án trung thực chưa tác giả khác cơng bố cơng trình Tác giả luận án NCS Phạm Văn Lâm MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT i DANH MỤC BẢNG iii DANH MỤC HÌNH VÀ ĐỒ THỊ v MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Quá trình hấp phụ loại bỏ chất ô nhiễm nước 1.1.1 Các chất ô nhiễm chủ yếu cần ưu tiên xử lý nước 1.1.2 Các công nghệ phổ biến để loại bỏ chất ô nhiễm 1.1.3 Quá trình hấp phụ để loại bỏ chất ô nhiễm nước 10 1.2 Vật liệu hấp phụ nano, nanocomposite xử lý nước 14 1.2.1 Vật liệu nano với vai trò chất hấp phụ nano xử lý nước 15 1.2.2 Vật liệu hấp phụ nanocomposite xử lý nước 17 1.3 Những vấn đề liên quan trực tiếp đến nội dung nghiên cứu luận án 20 1.3.1 Khoáng sét bentonite - vật liệu nguồn chế tạo nanocomposite 20 1.3.2 Phương pháp tổng hợp nanocomposite Fe3O4/bentonite 23 1.3.3 Tình hình nghiên cứu chế tạo ứng dụng FB xử lý nước 25 1.3.4 Nano sắt hóa trị khơng (nZVI) oxit phức hợp Fe-Mn 28 1.3.5 Hydrogel nanocomposite sở chitosan 31 1.3.6 Polyme in dấu phân tử ứng dụng xử lý nước nước thải 34 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM 37 2.1 Tổng hợp vật liệu 37 2.1.1 Nguyên liệu, hóa chất 37 2.1.2 Tổng hợp vật liệu FB 37 2.1.3 Tổng hợp vật liệu IFMB 39 2.1.4 Tổng hợp vật liệu CAB/CGA 42 2.2 Nghiên cứu khả hấp phụ vật liệu 44 2.2.1 Khả hấp phụ vật liệu FB 44 2.2.2 Khả hấp phụ vật liệu IFMB – Hấp phụ RY-145 46 2.2.3 Khả hấp phụ vật liệu CAB/CGA – Hấp phụ amoni 47 2.3 Nghiên cứu khả tái sử dụng vật liệu 47 2.4 Các phương pháp xác định đặc trưng vật liệu phân tích đánh giá kết hấp phụ 48 2.4.1 Nhiễu xạ tia X (XRD) 48 2.4.2 Phổ hồng ngoại (FTIR) 48 2.4.3 Hiển vi điện tử quét phát xạ trường (FE-SEM) 49 2.4.4 Hiển vi điện tử truyền qua (TEM) 49 2.4.5 Tán xạ ánh sáng 49 2.4.6 Đẳng nhiệt hấp phụ khí nitơ 49 2.4.7 Phổ tán sắc lượng tia X (EDX) 49 2.4.8 Phương pháp đo đường cong từ hoá 49 2.4.9 Phân tích nhiệt (TG-DTA) 49 2.4.10 Phương pháp dịch chuyển pH (pH drift method) 49 2.4.11 Xác định độ trương nở vật liệu CAB/CGA 50 2.4.12 Hấp thụ nguyên tử AAS 50 2.4.13 Phương pháp đo phổ UV-Vis 50 2.4.14 Phương pháp so màu xác định nồng độ amoni 51 2.4.15 Phương pháp phân tích xác định tiêu COD 51 2.4.16 Phương pháp phân tích xác định tiêu TOC 51 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 52 3.1 Vật liệu FB 52 3.1.1 Nghiên cứu lựa chọn thành phần FB chế độ nung 52 3.1.2 Các đặc trưng vật liệu 53 3.1.3 Khả hấp phụ vật liệu 61 3.2 Vật liệu IFMB 74 3.2.1 Tối ưu hóa thành phần IFMB 74 3.2.2 Các đặc trưng vật liệu 80 3.2.3 Khả hấp phụ thuốc nhuộm RY-145 IFMB 83 3.2.4 Tái sử dụng vật liệu 89 3.3 Vật liệu CAB/CGA 91 3.3.1 Tổng hợp vật liệu 91 3.3.2 Các đặc trưng vật liệu CAB/CGA 98 3.3.3 Khả hấp phụ amoni CAB/CGA 101 3.3.4 Tái sử dụng vật liệu 106 KẾT LUẬN 108 NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN 110 CÁC CÔNG TRÌNH CƠNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 111 TÀI LIỆU THAM KHẢO 112 CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Quá trình hấp phụ loại bỏ chất ô nhiễm nước 1.1.1 Các chất ô nhiễm chủ yếu cần ưu tiên xử lý nước Có nhiều tác nhân gây nhiễm nước với tính chất hóa lý độc tính khác nhau, chúng có nguồn gốc bao gồm tự nhiên người tạo Các chất gây ô nhiễm nước phân loại thành nhóm chất vơ cơ, nhóm chất hữu cơ, chất phóng xạ nhóm chất nhiễm sinh học Dựa vào tính phổ biến, khả tích lũy sinh học độc tính tác nhân nhiễm môi trường mà nhiều trường hợp số tác nhân kim loại nặng (bao gồm asen), amoni, thuốc nhuộm, hóa chất dược phẩm, vi khuẩn coli, coliform số hợp chất vô cơ, hữu mới, ưu tiên kiểm sốt nhiễm Những chất gây nhiễm gây độc cho người mức ng/l đến mg/l [1] 1.1.1.1 Kim loại nặng Ô nhiễm kim loại nặng (HM) chủ yếu gồm Cd, Pb, Mn, Cr, As (As kim, thường phân loại HM) Nhiều HM mức vi lượng phổ biến môi trường đất, nước số chúng cần thiết cho người, với hàm lượng lớn chúng gây ngộ độc cấp tính mãn tính Se, Co, Cu, Ô nhiễm HM hoạt động người chủ yếu từ hoạt động sản xuất công nghiệp, nông nghiệp (mạ kim loại, khai thác mỏ, luyện kim, sản xuất pin, thuộc da, dầu khí, sơn, thuốc trừ sâu, bột màu, ) HM đối tượng đặc biệt ưu tiên kiểm sốt nhiễm mơi trường Các kim loại nặng cần quan tâm nước sinh hoạt As, Cd, Cr, Hg, Pb [2, 3] 1.1.1.2 Amoni Amoni nguồn nước tự nhiên khơng bị nhiễm thường có nồng độ thấp [4] Tuy nhiên, loại nước thải nông nghiệp, công nghiệp nước thải sinh hoạt không xử lý quản lý nghiêm túc gây ô nhiễm amoni nguồn nước ngầm nước mặt diện rộng [5] Bản thân amoni không độc với thể, tồn nước với hàm lượng vượt tiêu chuẩn cho phép, chuyển hóa thành chất gây ung thư bệnh nguy hiểm khác Amoni nước với nồng độ cao - - dễ tạo thành nitrat (NO3 ), nitrit (NO2 ) chuyển hóa thành N-nitroso chất tiền ung thư thể động vật Đặc biệt, ô nhiễm amoni phosphat môi trường nước tạo tượng phú dưỡng, làm cạn kiệt oxy hòa tan, gây độc cho lồi thủy sinh [6] Bên cạnh đó, amoni tác nhân gây khó khăn cơng nghệ xử lý nước cấp, làm giảm tác dụng clo, giảm hiệu khử trùng nước phản ứng với clo tạo thành monocloamin chất sát trùng thứ cấp hiệu clo 100 lần + Trong nước, amoni tồn dạng NH hòa tan cation NH Tùy thuộc vào pH nước mà tồn trạng thái cân hai dạng [7]: + NH4 + OH -  NH3.H2O  NH3 + H2O (1.1) + Khi pH ≤ 7, amoni chủ yếu tồn dạng NH4 , pH tăng từ đến 9,5 nồng độ NH3 tăng nhanh hồn tồn chiếm ưu mơi trường nước có pH 9,5 Nước tự nhiên thường có độ pH trung tính nên bị nhiễm amoni thường tồn + dạng NH4 [5] 1.1.1.3 Thuốc nhuộm Thuốc nhuộm sử dụng nhiều ngành công nghiệp sơn, thuộc da, giấy, cao su, nhựa đặc biệt ngành dệt nhuộm [8 -10] Trên giới khoảng 700.000 thuốc nhuộm sản xuất hàng năm [11, 12] Ước tính, riêng ngành dệt may sử dụng 100.000 loại thuốc nhuộm, tiêu thụ 1000 năm, khoảng 10-15% số thuốc nhuộm vào nước thải [13] Thuốc nhuộm phân loại thành thuốc nhuộm axit, bazơ, phân tán, hoạt tính thuốc nhuộm trực tiếp Nhiều loại số có trọng lượng phân tử cao, cấu trúc phức tạp hợp chất hữu mang màu, bền hóa học, kháng ánh sáng vi sinh vật nên khó phân hủy Thuốc nhuộm sản phẩm chuyển hóa chúng gây độc, gây đột biến ung thư cho nhiều loại sinh vật sống 1.1.1.4 Dược phẩm sản phẩm chăm sóc cá nhân Cho đến nay, dược phẩm sản phẩm chăm sóc cá nhân (pharmaceuticals and personal care products – PPCP) môi trường nước công nhận lớp chất gây ô nhiễm [14] Với kỹ thuật phân tích đại, hợp chất phát nồng độ thấp (ng/l) chất phức tạp [15, 16] PPCP coi mối đe dọa tiềm tàng sức khỏe người động vật, tùy thuộc vào đặc tính hợp chất nồng độ cao thấp [17, 18] PPCP tích lũy liên tục vào nguồn tài nguyên nước, gây rủi ro môi trường cho hệ sinh thái người PPCP phổ biến thuốc kháng sinh, thuốc giảm đau, thuốc chống viêm, dược phẩm, mỹ phẩm nhiều hợp chất khác 1.1.2 Các công nghệ phổ biến để loại bỏ chất ô nhiễm nước Nhiều kỹ thuật khác phát triển để xử lý nước nước thải [19-24] Các phương pháp phổ biến bao gồm kết tủa, keo tụ, lắng - tách trọng lực, tuyển nổi, lọc, hấp phụ, trao đổi ion, thẩm tách điện, điện phân, oxy hóa, chưng cất, thẩm thấu ngược, phân hủy sinh học Mỗi phương pháp có ưu điểm hạn chế riêng chi phí, hiệu quả, tính khả thi hậu tác động đến môi trường Cho đến nay, chưa có phương pháp mà riêng có khả xử lý đầy đủ nguồn nước bị ô nhiễm Hơn nữa, phương pháp xử lý thường giới hạn cho số mục tiêu xử lý định Trên thực tế, phức tạp nguồn nước bị nhiễm, quy trình xử lý thường kết hợp số kỹ thuật để đạt chất lượng nước mong muốn cách kinh tế Các công nghệ sử dụng để xử lý nước ví dụ kỹ thuật sử dụng đưa Hình 1.1 Bảng 1.1 liệt kê ưu điểm nhược điểm công nghệ/kỹ thuật riêng lẻ khác sử dụng xử lý nước nước thải Công nghệ loại bỏ chất ô nhiễm Các công nghệ thông thường Keo tụ - kết Kế t tủa Phân hủy sinh học Lọc (cát) Hấp phụ sử dụng than hoạt tính Chiết dung mơi Bay Oxy hóa Xử lý điện hóa Tách màng Màng phản ứng sinh học Trao đổi ion, hấp phụ Phân hủy nhiệt (Thiêu) AOPs (q trình oxy hóa nâng cao) Hấp phụ lên chất hấp phụ đặc hiệu Hấp thụ sinh học Sinh khối Lọc nano 90 Fatemeh Ahmadi, Hossein Esmaeili, Chemically modified bentonite/Fe3O4 nanocomposite for Pb(II), Cd(II), and Ni(II) removal from synthetic wastewater, Desalination and Water Treatment, 2018, 110, 154–167 119 91 Zou, C., Zhang, Y et al., Adsorption behavior of magnetic bentonite for removing Hg(II) from aqueous solutions, RSC Advances, 2018, 8(48), 27587– 27595 92 Shabani, E., Salimi, F., & Jahangiri, A Removal of Arsenic and Copper from Water Solution Using Magnetic Iron/Bentonite Nanoparticles (Fe3O4/Bentonite), Silicon, 2018 doi:10.1007/s12633-018-9895-z 93 T Mansouri Jalilian, N Azimi, S Ahmadi, Intensification of Co(II) adsorption from aqueous solution onto Fe3O4/bentonite nanocomposite by high frequency ultrasound waves, J of Applied Research in Water and Wastewater, 2019, (2), 144-149 94 Khizar Hussain Shah, Faheem Shah et al., Native and Magnetic Oxide Nanoparticles (Fe3O4) Impregnated Bentonite Clays as Economic Adsorbents for Cr(III) Removal, Journal of Solution Chemistry, 2019, https://doi.org/10.1007/s10953-019-00912-z 95 Fayazi, Maryam; Ghanbarian, Maryam, One-Pot Hydrothermal Synthesis of Polyethylenimine Functionalized Magnetic Clay for Efficient Removal of Noxious Cr(VI) from Aqueous Solutions, Silicon, 2019, doi:10.1007/s12633-019-00105-9 96 ầiftỗi H, Ersoy B, Evcin A Pillared magnetite/clay structures as a function of CTAB and TEOS concentration, Emerg Mater Res 2020; 9, 1–7 97 Alekseeva, Olga V., Agafonov, Alexander V et al., Bentonite/Magnetite Composite for Removal of Nitrofurazone, Clays and Clay Minerals, 2020, doi: 10.1007/s42860-019-00037-w 98 Asmaa E Elsayed, Afaf R Taman et al., Synthesis of Super Magnetite(Fe3O4)/ Bentonite Nanocomposite for Efficient Remediation for Industrial Wastewater Effluents, Egypt.J.Chem., 2020, 63(12), 5011- 5026 99 Wang J, Chen Y, Liu G, Cao Y Synthesis, characterization and photocatalytic activity of inexpensive and non-toxic Fe2O3–Fe3O4 nanocomposites supported by montmorillonite and modified by graphene, Compos Part B Eng 2017; 114, 211–22 100 R.A Crane, T.B Scott, Nanoscale zero-valent iron: Future prospects for an emerging water treatment technology, J Hazard Mater, 2012, 211–212, 112– 125 120 101 Chandra Devi Raman, S Kanmani, Textile dye degradation using nano zero valent iron: A review, J of Environmental Management, 2016, 177, 341-355 102 R Mukherjee, A Krishna Saha et al., A review on synthesis, characterization, and applications of nano zero valent iron (nZVI) for environmental remediation, Crit Rev Environ Sci Technol , 2016, 46:5, 443466 103 Denis O’Carroll, Christopher Kocur et al, Nanoscale zero valent iron and bimetallic particles for contaminated site remediation, Advances in Water Resources, 2013, 51, 104-122 104 Tibor Pasinszki and Melinda Krebsz, Review, Synthesis and Application of Zero-Valent Iron Nanoparticles in Water Treatment, Environmental Remediation, Catalysis, and Their Biological Effects, Nanomaterials, 2020, 10(5), 917 105 N A Zarime, H Jamil et al., Decolourization of Anionic Dye by Activated Carbon-Supported Nano-Zero Valent Iron (nZVI), Chemical engineering transactions, 2019, 73, 85-90 106 Alok D Bokare, Kishore M Paknikar et al., Iron-nickel bimetallic nanoparticles for reductive degradation of azo dye Orange G in aqueous solution, Applied Catalysis B: Environmental, 2008, 79, 270–278 107 Barreto-Rodrigues, Rodriguez, J.J et al Synthesis, characterization and application of nanoscale zero-valent iron in the degradation of the azo dye Disperse Red 1, J Environ Chem Eng., 2017, 5, 628–634 108 Kerkez, D.V Konya, Z et al., Three different clay-supported nanoscale zero-valent iron materials for industrial azo dye degradation: A comparative study, J Taiwan Inst Chem Eng., 2014, 45, 2451–2461 109 E.J Kim, Y.S Chang et al., Hierarchically structured manganese oxide-coated magnetic nanocomposites for the efficient removal of heavy metal ions from aqueous systems, ACS Appl Mater Inter, 2013, 5, 96289634 110 R.C Wu, Y.S Chen et al., Magnetic powder MnO–Fe 2O3 composite - a novel material for the removal of azo-dye from water, Water Res, 2005, 39, 630-638 111 J Huang, H Zhang, Redox reactions of iron and manganese oxides in complex systems, Environ Sci Eng., 2020, 14(5), 76 112 G Zhang, R Wu et al., Preparation and evaluation of a novel Fe– Mn binary oxide adsorbent for effective arsenite removal, Water Research, 2007, 41(9), 1921–1928 121 113 Zhang, Gao-Sheng; Li, Guo-Ting et al., Removal Mechanism of As(III) by a Novel Fe−Mn Binary Oxide Adsorbent: Oxidation and Sorption Environ Sci Technol., 2007, 41(13), 4613–4619 114 Meina Liang, Huijun He et al., Preparation and Characterization of Fe-Mn Binary Oxide/Mulberry Stem Biochar Composite Adsorbent and Adsorption of Cr(VI) from Aqueous Solution, Int J Environ Res Public Health, 2020, 17(3), 676 115 K Lu, L Mao et al., Adsorption behavior and mechanism of Fe-Mn binary oxide nanoparticles: Adsorption of methylene blue, J Colloid Interface Sci., 2018, 539, 553-562 Qimeng Ning, Yunguo Liu et al, Fabrication of Stabilized Fe–Mn Binary Oxide 116 Nanoparticles: Effective Adsorption of 17β-Estradiol and Influencing Factors, Int J Environ Res Public Health, 2019, 15(10), 2218 117 Lakshika Weerasundara, Jochen Bundschuh et al., Hydrogels: Novel materials for contaminant removal in water-A review, Crit Rev Environ Sci Technol, 2020, DOI: 10.1080/10643389.2020.1776055 118 B.Cheng, Q.Hu et al., Advances in chitosan-based superabsorbent hydrogels, RSC Advances, 2017, 7, 42036−42046 119 Okada K., Usuki A., Twenty years of polymer–clay nanocomposites, Macromol Mater Eng, 2006, 291, 449–476 120 P M.Pakdel, S.J.Peighambardoust, Review on recent progress in chitosan-based hydrogels for wastewater treatment application, Carbohydr Polym., 2018, 201, 264−279 121 J.Zhang, Q.Wang, A.Wang, Synthesis and characterization of chitosan-g-poly(acrylic acid)/attapulgite superabsorbent composites, Carbohydr Polym., 2007, 68, 367–374 122 Haraguchi K, Takehisa T., Nanocomposite hydrogels: a unique organic– inorganic network structure with extraordinary mechanical, optical, andswelling/de-swelling properties, Adv Mater, 2002,14(16), 1120 123 G.R Mahdavinia, M.J Zohuriaan et al Modified chitosan Superabsorbent hydrogels from poly(acrylic acid-co-acrylamide) grafted chitosan with salt- and pH-responsiveness properties, Eur Polym J., 2004, 40, 1399–1407 122 124 Y Zheng, A Wang et al., Study on superabsorbent composite XVI Synthesis, characterization and swelling behaviors of poly(sodium acrylate)/vermiculite superabsorbent composites, Eur Polym J., 2007, 43, 1691–1698 125 X Wang, A Wang et al., Fast removal of copper ions from aqueous solution by chitosan-g-poly(acrylic acid)/attapulgite composites Journal of Hazardous Materials, 2009, 168, 970–977 126 X Wang, A Wang, Adsorption Characteristics of Chitosan-g- Poly(acrylic acid)/ Attapulgite Hydrogel Composite for Hg(II) Ions from Aqueous Solution Separation Science and Technology, 2010, 45, 2086–2094 P Kumararaja, K M Manjaiah et al., Chitosan-g-poly(acrylic acid)bentonite composite:a potential immobilizing agent of heavy metals in soil 127 Cellulose, 2018, 25, 3985–3999 128 Y Zheng, A Wang, Potential of Phosphate Ion Removal Using an 3+ Al -Cross-linked Chitosan-g-Poly(acrylic acid)/Vermiculite Ionic Hybrid, Adsorption Science and Technology, 2018, 28(1), 89-99 129 L Wang, A Wang et al., Fast removal of methylene blue from aqueous solution by adsorption onto chitosan-g-poly (acrylic acid)/attapulgite composite Desalination, 2011, 266, 33–39 130 Y Zheng, A Wang et al., Fast removal of ammonium nitrogen from aqueous solution using chitosan-g-poly(acrylic acid)/attapulgite composite, Chemical Engineering Journal, 2009, 155, 215–222 131 X.Wang, M Liu Highly efficient adsorption of ammonium onto palygorskite nanocomposite and evaluation of its recovery as a multifunctional slow-release fertilizer, Chem.Eng.J., 2014, 252, 404−414 132 Y Zheng, Y Xie, A Wang, Rapid and wide pH-independent ammonium-nitrogen removal using a composite hydrogel with threedimensional networks, Chemical Engineering Journal, 2012, 179, 90– 98 133 L Ye Synthetic strategies in molecular imprinting Adv Biochem Eng Biotechnol., 2015, 150, 1-24, 134 G Vasapollo et al., Molecularly imprinted polymers: Present and future prospective Int J Mol Sci., 2011, 12, 5908–5945 135 Ö Erdem, A Denizli et al., Molecularly Imprinted Polymers for Removal of Metal Ions: An Alternative Treatment Method, Biomimetics, 2018, 3, 38 123 136 J Fu, L Chen et al., Synthesis of multi-ion imprinted polymers based on 2+ 2+ dithizone chelation for simultaneous removal of Hg , Cd , Ni from aqueous solutions, RSC Adv., 2016, 6, 44087–44095 137 2+ and Cu 2+ Mishra, S.; Verma, N., Surface ion imprinting-mediated carbon nanofiber-grafted highly porous polymeric beads: Synthesis and application towards selective removal of aqueous Pb(II) Chem Eng J., 2017, 313, 1142– 1151 138 Khajeh, M.; Sanchooli, E., Synthesis of ion-selective imprinted polymer for manganese removal from environmental water Polym Bull., 2011, 67, 413– 425 139 Cody L Ritt, Achintya N Bezbaruah et al., Assessment of molecularly imprinted polymers as phosphate sorbents, Chemosphere, 2019, 226, 395-404 140 M V Foguel, M P T Sotomayor et al., Synthesis and evaluation of a molecularly imprinted polymer for selective adsorption and quantification of Acid Green 16 textile dye in water samples, Talanta, 2017, 170, 244-251 141 M.A Zulfikar, D Wahyuningrum et al Adsorption of cationic dye from aqueous solution using molecularly imprinted polymers (MIPs), Desalination and Water Treatment, 2018, 103, 102–112 142 Zhang, G., Jefferson, W et al., Arsenate uptake and arsenite simultaneous sorption and oxidation by Fe–Mn binary oxides: Influence of 2+ Mn/Fe ratio, pH, Ca , and humic acid, J Colloid Inter Sci., 2012, 366(1), 141–146 143 Chen, Z., Naidu, R et al., “Removal of methyl orange from aqueous solution using bentonite-supported nanoscale zero-valent iron”, J Colloid Inter Sci., 2011, 363(2), 601–607 144 C Uzum, K.R Hallam et al., Application of zero-valent iron nanoparticles for 2+ the removal of aqueous Co ions under various experimental conditions, Chem Eng J, 2008, 144, 213–220 145 Jelena J Gulicovski, Slobodan K Milonjic et al., Point of Zero Charge and Isoelectric Point of Alumina, Materials and Manufacturing Processes, 2008, 23, 615–619 146 Derang Cao, Qingfang Liu et al., High saturation magnetization of γ-Fe2O3 nano-particles by a facile one-step synthesis approach, Scientific Reports, 2016, 6(1), 32360 147 Hongtao Cui, Wanzhong Ren et al., Structure switch between α-Fe 2O3, γ-Fe2O3 and Fe3O4 during the large scale and low temperature sol–gel synthesis of nearly 124 monodispersed iron oxide nanoparticles, Adv Powder Technol., 2013, 24, 93– 97 148 A.M Motawie, D.E Abulyazied, Physico-chemical characteristics of nano-organo bentonite prepared using different organo-modifiers, Egyptian Journal of Petroleum, 2014, 23, 331–338 149 Khouloud Jlassi, Mohamed M Chehimi, Exfoliated clay/polyaniline nanocomposites through tandem diazonium cation exchange reactions and insitu oxidative polymerization of aniline, RSC Adv., 2014, 4, 65213 150 Ming Ma et al., Preparation and characterization of magnetite nanoparticles coated by amino silane, Colloids and Surfaces A: Physicochem Eng Aspects, 2003, 212, 219-226 151 N Belachew & G Bekele, Synergy of Magnetite Intercalated Bentonite for Enhanced Adsorption of Congo Red Dye, Silicon, 2020, 12, 603–612 152 Ravindra Reddy T, Kaneko S et al., Spectroscopic Characterization of Bentonite, J Laser Opt Photonics, 2017, 4:3, DOI: 10.4172/2469410X.1000171 153 A.T Kan, and L Cong et al., Effect of magnetite particle size on adsorption and desorption of arsenite and arsenate, J Mater Res., 2005, 20(12), 3255-3264 154 Z Orolinova, A Mockovciakova, Structural study of bentonite/iron oxide composites, Materials Chemistry and Physics, 2009, 114, 956–961 155 Ahmadi, H Esmaeili, Chemically modified bentonite/Fe3O4 nanocomposite for Pb(II), Cd(II), and Ni(II) removal from synthetic wastewater, Desalin Water Treat., 2018, 110, 154-167 156 H M Lu, W T Zheng and Q Jiang, Saturation magnetization of ferromagnetic and ferrimagnetic nanocrystals at room temperature, J Phys D: Appl Phys., 2007, 40, 320–325 157 Caizer C., Nanoparticle Size Effect on Some Magnetic Properties, In: Aliofkhazraei M (eds) Handbook of Nanoparticles Springer, Cham, 2016 158 Linlin Hao, Mengzhu Liu, Nannan Wang and Guiju Li, A critical review on arsenic removal from water using iron-based adsorbents, RSC Adv., 2018, 8, 39545 159 S R Chowdhury & E K Yanful, Arsenic removal from aqueous solutions by adsorption on magnetite nanoparticles, Water Environ J, 2011, 25, 429–437 125 160 Jin Zhang, Zhaocong Hui, Adsorption Properties of Magnetic Magnetite Nanoparticle for Coexistent Cr(VI) and Cu(II) in Mixed Solution, Water, 2020, 12, 446 161 Luz Stella Gaona Galindo, Ambrósio Florêncio de Almeida Neto et al., Removal of Cadmium(II) and Lead(II) Ions from Aqueous Phase on Sodic Bentonite, Materials Research., 2013; 16(2), 515-527 162 Mohsen Hosseinzadeh1, Seyyed Ali Seyyed Ebrahimi, Removal of Cadmium and Lead Ions from Aqueous Solution by Nanocrystalline Magnetite Through Mechanochemical Activation, J Ultrafine Grained Nanostruct Mater, 2016, 49(2), 72-79 163 Z Danková, E Fedorová, A Be ényiová Bentonite/iron oxide magnetic composite characterization and application as Pb(II) adsorbents, Archives for Technical Sciences, 2017, 16(1), 65-75 164 Zahra Monsef Khoshhesab, Maryam Dargahi et al., Synthesis of Magnetic Graphene Oxide Nanocomposite for Adsorption Removal of Reactive Red 195: Modelling and Optimizing via Central Composite Design, Int J Nanosci Nanotechnol., 2020, 16 (1), 35-48 165 Shaomin Gao, Donghui Chen et al., Magnetic composite Fe3O4/CeO2 for adsorption of azo dye, J of Rare Earths, 2018, 369(9), 986993 166 Maryam Shanehsaz, Yousefali Ghorbani et al., Removal of Reactive Red195 Synthetic Textile Dye using Polypyrrole-coated Magnetic Nanoparticles as an Efficient Adsorbent, J of Applied Chemical Research, 2016, 10(2), 85-96 167 M A Bezerra, L A Escaleira et al., Response surface methodology (RSM) as a tool for optimization in analytical chemistry, Talanta, 2008, 76(5), 965-977 168 Khuri and S Mukhopadhyay, Response surface methodology, Wiley Interdiscip Rev Comput Stat., 2010, 2(2), 128-149 169 Gharbani P, Modeling and optimization of reactive yellow 145 dye removal process onto synthesized MnOX-CeO2 using response surface methodology”, Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 2018, 548, 191–197 170 F S Freyria, B Bonelli et al., Role of pH in the Aqueous Phase Reactivity of Zerovalent Iron Nanoparticles with Acid Orange 7, a Model Molecule of Azo Dyes, J of Nanomaterials, Vol 2017, Article ID 2749575 https://doi.org/10.1155/2017/2749575 126 171 P V Thitame, S R Shukla, Adsorptive removal of reactive dyes from aqueous solution using activated carbon synthesized from waste biomass materials, Int J Environ Sci Technol., 2016, 13, 561–570 172 J Li, Q Ma et al., Adsorption of reactive dyes onto chitosan/montmorillonite intercalated composite: Multi-response optimization, kinetic, isotherm and thermodynamic study, Water Sci & Technol., 2018, 77(11), wst2018221 173 J Zhang, L Wang, A Wang Preparation and properties of chitosan- g-poly(acrylic acid)/montmorillonite superabsorbent nanocomposite via in situ intercalative polymerization, Ind Eng Chem Res., 2007, 46, 2497-2502 174 E W Maina, H J Wanyika, A N Gacanja Instrumental characterization of montmorillonite clay by FT-IR and XRD from J.K.U.A.T Farm, in the Republic of Kenya, Chem Mater Res., 2015, 7(10), 43-49 175 P Kumararaja, K M Manjaiah et al., Chitosan-g-poly(acrylic acid)- bentonite composite: a potential immobilizing agent of heavy metals in soil, Cellulose, 2018, 25, 3985–3999 176 Zheng, Y., Huang, D.J., Wang, A.Q., Chitosan-g-poly(acrylic acid) hydrogel with crosslinked polymeric networks for Ni2+recovery, Anal Chim Acta, 2011, 687(2), 193–200 ... PHẠM VĂN LÂM NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO MỘT SỐ VẬT LIỆU NANO VÔ CƠ HIỆU NĂNG CAO ĐỊNH HƯỚNG ỨNG DỤNG TRONG XỬ LÝ NƯỚC LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC Chun ngành: Hóa vơ Mã số: 62.44.01.13 Người hướng dẫn khoa... dung nghiên cứu luận án Từ tổng quan trên, thấy hấp phụ đã, số công nghệ xử lý nước hiệu thay Trong nội dung luận án lựa chọn nghiên cứu chế tạo ba vật liệu hấp phụ NC tiên tiến, định hướng xử lý. .. Lớp vật liệu hấp phụ nano quan tâm nghiên cứu hạt nano Các hạt nano có chất vật liệu hữu cơ, vô lai hữu - vô Cho đến chất hấp phụ nano sử dụng xử lý nước bao gồm số nhóm chính: Chất hấp phụ nano