NGHIÊN CỨU BIẾN TÍNH BỀ MẶT MÀNG LỌC VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG MÀNG TRONG XỬ LÝ NƯỚC Ô NHIỄM TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SỸ HÓA HỌC

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - NGÔ HỒNG ÁNH THU NGHIÊN CỨU BIẾN TÍNH BỀ MẶT MÀNG LỌC VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG MÀNG TRONG XỬ LÝ NƯỚC Ơ NHIỄM Chun ngành: Hóa mơi trường Mã số: 62440120 DỰ THẢO TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SỸ HÓA HỌC HÀ NỘI – 2016 Cơng trình hồn thành tại: Phịng thí nghiệm nghiên cứu ứng dụng màng lọc, Bộ mơn Cơng nghệ Hóa học, khoa Hóa học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội phịng thí nghiệm Phó Giáo sư Shinsuke Mori, Khoa Kỹ thuật Hóa học, Viện Cơng nghệ Tokyo, Nhật Bản Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Trần Thị Dung PGS.TS Shinsuke Mori Phản biện:…………………………………………………………… …………………………………………………………… Phản biện:…………………………………………………………… …………………………………………………………… Phản biện:…………………………………………………………… …………………………………………………………… Luận án bảo vệ trước Hội đồng cấp Đại học Quốc gia chấm luận án tiến sĩ họp tại………………………………………………… vào hồi……giờ……ngày……tháng……năm…… Có thể tìm hiểu luận án tại: - Thư viện Quốc gia Việt Nam - Trung tâm Thông tin - Thư viện, Đại học Quốc gia Hà Nội DANH MỤC CÁC BÀI BÁO CỦA TÁC GIẢ ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN Ngô Hồng Ánh Thu, Trần Thị Dung, Nguyễn Thị Minh Phương (2015), “Nghiên cứu khả tách loại axit humic nước màng composite biến tính bề mặt”, Tạp chí Phân tích Hóa, lý sinh học 20 (4), tr 277-282 Ngo Hong Anh Thu, Vu Thi Minh Thoa, Tran Thi Dung (2015), “Possibility for removal of residual dyes in textile wastewater using modified composite membrane”, Journal of Chemistry 53 (4E1), pp 42-46 Ngô Hồng Ánh Thu, Đồn Thị Hịa, Trần Thị Dung (2015), “Các đặc tính màng compozit BW30 trùng hợp ghép quang hóa với anhydrit maleic”, Tạp chí Hóa học 53 (4E1), tr 113-116 Thu Hong Anh Ngo, Dung Thi Tran, Khai Dinh Do (2016), “Redox graft polymerization of maleic acid onto polyamide membrane surface for minimizing organic fouling”, VNU Journal of Science: Natural Sciences and Technology 32 (3), pp 273-279 Thu Hong Anh Ngo, D.T Tran, Cuong Hung Dinh (2016), “Surface photochemical graft polymerization of acrylic acid onto polyamide thin film composite membranes”, Journal of Applied Polymer Science, in press (DOI: 10.1002/APP.44418) Thu Hong Anh Ngo, Dung The Nguyen, Khai Dinh Do, Thu Thi Minh Nguyen, Shinsuke Mori, Dung Thi Tran (2016), “Surface modification of polyamide thin film composite membrane by coating of titanium dioxide nanoparticles”, Journal of Science: Advanced Materials and Devices, in press (DOI: 10.1016/j.jsamd.2016.10.002) A - GIỚI THIỆU LUẬN ÁN Tính cấp thiết luận án Trong năm gần đây, việc áp dụng công nghệ màng lọc sản xuất nước sạch, xử lý nước ô nhiễm tái sử dụng nguồn nước phát triển mạnh mẽ Trong số loại màng lọc thương mại nay, màng lọc composite polyamide lớp mỏng (TFC-PA) sử dụng nhiều sản xuất nước sạch, nước siêu xử lý nước ô nhiễm Sự phát triển màng lọc TFC-PA bước đột phá quan trọng cơng nghệ lọc màng loại màng có đặc tính tách lọc vượt trội, bền học, chịu môi trường pH khoảng rộng Tuy nhiên, vấn đề thường gặp trình lọc màng nói chung, lọc màng TFC-PA nói riêng tượng tắc màng (fouling), lớp hoạt động polyamide kỵ nước bề mặt màng tương đối thô nhám, khiến cấu tử lưu giữ dễ bị tích lũy bề mặt màng trình lọc tách, làm giảm đáng kể suất lọc tăng chi phí cho tồn q trình lọc màng Một giải pháp hữu ích để nâng cao tính tách lọc giảm mức độ fouling nghiên cứu biến tính bề mặt màng Cho đến nay, có nhiều cơng trình nghiên cứu biến tính bề mặt màng siêu lọc (UF) nhằm nâng cao khả chống tắc cho màng Tuy nhiên, qua theo dõi tài liệu, kết nghiên cứu cơng bố biến tính bề mặt màng lọc thẩm thấu ngược (RO) nano (NF) cịn tương đối ít, đặc biệt màng lọc TFC-PA Do đó, việc nghiên cứu biến tính bề mặt màng lọc TFC-PA đánh giá khả ứng dụng màng xử lý nước ô nhiễm đề tài có ý nghĩa khoa học thực tiễn cấp thiết Các kết nghiên cứu đóng góp phần vào việc phát triển vật liệu màng lọc hiệu cao, nâng cao khả ứng dụng công nghệ lọc màng cách kinh tế hiệu sản xuất nước siêu sạch, xử lý nước ô nhiễm, nhằm tái sử dụng, tiết kiệm nguồn nước giảm thiểu ô nhiễm môi trường cách bền vững Mục tiêu tổng quát luận án Mục tiêu tổng quát luận án nghiên cứu biến tính bề mặt màng lọc composite TFCPA, nhằm nâng cao tính tách lọc, giảm thiểu mức độ tắc màng, đánh giá khả làm nước màng, với đối tượng tách lọc số thành phần có khả gây ô nhiễm nước nước thải Đối tượng nội dung nghiên cứu luận án a, Nghiên cứu biến tính bề mặt màng lọc TFC-PA phương pháp trùng hợp ghép quang hóa, trùng hợp ghép khơi mào oxy hóa khử phủ lớp hạt nano TiO2 b, Đánh giá đặc tính bề mặt màng: tính chất hóa học, tính chất ưa nước, cấu trúc hình thái c, Đánh giá đặc tính tách lọc màng: độ thấm nước, độ lưu giữ, suất lọc, độ trì suất lọc theo thời gian hệ số fouling bất thuận nghịch d, Đánh giá khả màng xử lý nước ô nhiễm, với đối tượng tách lọc số dung dịch hữu cơ, dung dịch muối vô ion kim loại nặng Ý nghĩa khoa học thực tiễn luận án Việc nghiên cứu giải pháp nhằm nâng cao đặc tính tách lọc giảm tượng fouling có ý nghĩa quan trọng, nhằm làm tăng hiệu cho trình lọc màng Phương pháp biến tính bề mặt màng lọc có ưu đặc biệt, mặt thay đổi đặc tính bề mặt màng mà không ảnh hưởng đến cấu trúc bên trong, nên trì tính chất vốn có vật liệu, mặt khác, lớp bề mặt sau biến tính đáp ứng yêu cầu đặt tăng cường tính ưa nước, làm cho bề mặt màng trở nên chặt sít trơn nhẵn hơn; thêm nữa, cần tác động lên lớp bề mặt nên tiết kiệm nhiều chi phí so với việc nghiên cứu chế tạo vật liệu màng lọc hoàn toàn Cho đến nay, việc nghiên cứu biến tính bề mặt màng lọc nhằm tăng cường khả chống tắc mà không làm suy giảm, nâng cao đặc tính tách lọc màng thách thức lĩnh vực chế tạo màng nói chung Các đóng góp luận án Luận án cơng trình khoa học Việt Nam nghiên cứu biến tính thành cơng bề mặt màng lọc composite TFC-PA thương mại phương pháp trùng hợp ghép bề mặt phủ lớp hạt nano TiO2 Kết nghiên cứu cho thấy trình biến tính bề mặt màng lọc nâng cao đồng thời thông số độ lưu giữ, suất lọc khả chống tắc cho màng, kết thu Luận án đóng góp vào việc nghiên cứu phát triển vật liệu màng lọc TFC-PA hiệu cao dùng cho thẩm thấu ngược lọc nano, ứng dụng sản xuất nước xử lý nước ô nhiễm Bố cục luận án Luận án gồm 163 trang, chia làm chương Chương I tổng quan tài liệu, chương II thực nghiệm, chương III kết nghiên cứu bàn luận, cuối kết luận Luận án có 141 tài liệu tham khảo Những kết liên quan đến nội dung luận án công bố 01 báo tạp chí quốc tế Journal of Applied Polymer Science, 01 báo tạp chí quốc tế Journal of Science: Advanced Materials and Devices, 02 báo Tạp chí Hóa học, 01 Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, 01 tạp chí Phân tích Hóa, lý Sinh học báo cáo Hội nghị quốc tế Pháp-Việt Vật liệu tiên tiến Môi trường (tháng năm 2015, Hà Nội) Hội nghị Quốc tế Công nghệ môi trường, công nghệ xanh (tháng 11 năm 2016, Singapore) B - NỘI DUNG CỦA LUẬN ÁN CHƯƠNG I TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu màng lọc trình tách màng Màng TFC-PA gồm có lớp, lớp bề mặt (top - layer) polyamide, lớp bề mặt lớp đỡ xốp polysulfone có độ bền lý cao, lớp polyester Khả tách lọc màng lớp bề mặt polyamide định, kích thước lỗ lớp bề mặt vơ nhỏ (thường nhỏ nm) mỏng Do lớp hoạt động mỏng chặt sít, nên loại màng có khả tách lọc vượt trội (năng suất lọc độ lưu giữ cao) Màng TFC-PA có độ bền nhiệt, bền hóa học bền học tốt, nên ứng dụng nhiều trình tách, đặc biệt trình sản xuất nước xử lý nước nhiễm Tuy nhiên, màng TFC-PA có nhược điểm lớp bề mặt polyamide kỵ nước bề mặt màng thô nhám nên màng dễ bị tắc bám phủ chất lưu giữ màng q trình lọc Do đó, để giảm fouling cho màng nói chung, đặc biệt cho màng TFCPA nói riêng, cần ngăn chặn hấp phụ hay bám phủ không mong muốn chất gây tắc lên bề mặt màng 1.2 Hiện tượng fouling trình tách lọc qua màng Fouling tượng vô phức tạp, dùng để mô tả kết phủ không mong muốn tiểu phân chất tan bị lưu giữ lại bề mặt bên lỗ xốp màng q trình tách lọc Do kích thước lỗ màng RO NF nhỏ, nên tượng fouling trường hợp chủ yếu tiểu phân lưu giữ bị hấp phụ bề mặt màng Các tính chất bề mặt màng tính ưa/ kỵ nước, điện tích độ thơ nhám bề mặt màng có ảnh hưởng đến khả fouling màng 1.3 Biến tính bề mặt màng lọc 1.3.1 Biến tính bề mặt màng phương pháp trùng hợp ghép Phương pháp trùng hợp ghép biến tính bề mặt kỹ thuật hữu ích để chế tạo màng lọc có mức độ fouling thấp Bằng phương pháp này, nhóm chức mang điện không mang điện, ưa nước kỵ nước gắn lên bề mặt màng liên kết hóa học Một số kỹ thuật trùng hợp ghép khác nghiên cứu là: trùng hợp ghép quang hóa, trùng hợp ghép khơi mào oxy hóa khử, trùng hợp ghép khơi mào plasma Trong đó, trùng hợp ghép bề mặt màng xạ UV, hay gọi kỹ thuật trùng hợp ghép quang hóa, phương pháp tỏ hiệu việc biến tính bề mặt màng lọc polyme nói chung Ưu điểm kỹ thuật trùng hợp ghép quang hóa bề mặt phương pháp thực điều kiện phản ứng êm dịu nhiệt độ thấp, không ảnh hưởng đến cấu trúc bên vật liệu polyme, kỹ thuật tương đối đơn giản, chi phí thấp, kết nối dễ dàng vào cơng đoạn cuối q trình chế tạo màng Ngồi ra, mức độ ghép tính chất bề mặt màng dễ dàng kiểm soát cách thay đổi điều kiện tiến hành trùng hợp Bên cạnh kỹ thuật trùng hợp ghép quang hóa, việc biến tính bề mặt màng phương pháp trùng hợp ghép khơi mào oxy hóa khử có khả nâng cao đặc tính tách lọc màng, trình trùng hợp ghép thực dung dịch nước, nhiệt độ phịng khơng u cầu thiết bị bổ sung 1.3.2 Biến tính bề mặt màng lọc phương pháp phủ lớp hạt nano Bên cạnh phương pháp trùng hợp ghép, việc phủ lớp hạt nano lên bề mặt màng giải pháp nhằm nâng cao đặc tính tách lọc khả chống fouling cho màng Ưu điểm phương pháp phương thức tiến hành đơn giản, bề mặt màng sau phủ lớp hạt nano có đặc tính tách lọc tốt hơn, mức độ fouling thấp hơn, hiệu suất tách ổn định, có khả thích ứng với nhiều loại môi trường nước thải khắc nghiệt Trong thực tế, titanium dioxit (TiO2) sử dụng rộng rãi năm gần để cải thiện khả thấm nước chống fouling cho màng khả siêu ưa nước vật liệu TiO2 hấp thụ tia UV CHƯƠNG II THỰC NGHIỆM 2.1 Thiết bị, hóa chất, vật liệu Màng lọc composite TFC-PA BW30 thương mại hãng Dow, FilmTec sử dụng làm màng Các thiết bị luận án sử dụng gồm: Thiết bị lọc màng phịng thí nghiệm Hiển vi điện tử quét (FE-SEM, Hitachi S-4800) (Osmonics, Mỹ) Hiển vi lực nguyên tử (AFM, Multimode SPM) Thiết bị đo quang (Shimazu, Nhật) Phổ hồng ngoại phản xạ (FTIR-ATR, Perkin Thiết bị trùng hợp ghép bề mặt màng Elmer) (tự chế tạo) Thiết bị đo góc thấm ướt (DMS012, Nhật Bản) Thiết bị đo AAS (AA6800, Shimazu) Máy rung siêu âm (Elmasonic, S10H, Đức) Thiết bị đo TOC (VCPH, Shimazu) Cân phân tích số (Precisa, Thụy Sỹ) Tủ sấy chân khơng (Trung Quốc) 2.2 Phương pháp nghiên cứu Màng TFC-PA biến tính bề mặt phương pháp trùng hợp ghép quang hóa, trùng hợp ghép khơi mào oxy hóa khử phủ lớp hạt nano TiO2 bề mặt màng; khảo sát ảnh hưởng điều kiện biến tính đến đặc tính bề mặt đặc tính tách lọc màng; đánh giá khả lọc màng với đối tượng tách lọc số dung dịch hữu cơ, dung dịch muối vô ion kim loại nặng Các điều kiện tiến hành trùng hợp ghép khảo sát điều kiện kích thích khơi mào, thời gian trùng hợp nồng độ monome Tác nhân trùng hợp ghép quang hóa luận án sử dụng axit acrylic, axit maleic, anhydrit maleic, monome ưa nước, có tính âm điện, dễ tham gia phản ứng trùng hợp ghép, poly(etylen glycol), polyme có tính chất ưa nước, trung hịa điện có kích thước phân tử lớn Trong thí nghiệm trùng hợp ghép khơi mào oxy hóa khử, hệ oxy hóa khử sử dụng hỗn hợp kalipersulfat K2S2O8 natrimetabisulfit Na2S2O5 Lớp hạt nano TiO2 phủ lên bề mặt màng phương pháp tự ráp: màng đặt trước vào cell teflon, cho dung dịch huyền phù TiO2 nano có nồng độ xác định (đã rung siêu âm cho phân tán đều) vào cell, sau khoảng thời gian xác định, lấy màng ra, rửa cẩn thận nước deion kích thích bề mặt màng xạ tử ngoại khoảng thời gian xác định Các điều kiện tiến hành nồng độ TiO2 thời gian kích thích xạ khảo sát Đặc tính bề mặt màng đánh giá qua phép đo phổ hồng ngoại phản xạ, hiển vi điện tử quét, hiển vi lực ngun tử góc thấm ướt Tính lọc tách màng đánh giá qua thông số độ lưu giữ (R, %), suất lọc (J, L/m2h), mức độ trì suất lọc theo thời gian (FM, %) hệ số fouling bất thuận nghịch (FRw, %) Độ lưu giữ màng xác định công thức: R C0  C 100% C0 với Co - Nồng độ chất cần tách dung dịch ban đầu (mg/L) C - Nồng độ chất cần tách dịch lọc (mg/L) Năng suất lọc qua màng xác định cách đo thể tích dịch lọc vận chuyển qua màng khoảng thời gian áp suất xác định, áp dụng cơng thức: J Trong đó: V , [L/m2.h] S t V - Thể tích dịch lọc [L], t - Thời gian lọc [h] S - Diện tích bề mặt làm việc màng [m2] Độ trì suất lọc theo thời gian tiêu quan trọng trình lọc màng, cho phép đánh giá mức độ fouling sau thời gian lọc xác định Độ trì suất lọc lớn, màng lọc nhiều dung dịch hơn, chu kỳ rửa màng dài hơn, tiết kiệm thời gian chi phí cho q trình lọc Màng có giá trị FM cao, hệ số FRw thấp khả chống tắc màng tốt FM = [(Jt/Jto).100] (%), FRw = {[(Jw1 – Jw2)/Jw1].100} (%) đó, Jto Jt suất lọc màng tương ứng 10 phút lọc sau thời gian lọc t; Jw1 Jw2 độ thấm nước tính khiết màng trước sau lọc dung dịch CHƯƠNG III KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN 3.1 Nghiên cứu trùng hợp ghép biến tính bề mặt màng lọc TFC-PA 3.1.3 Khảo sát đặc tính bề mặt màng TFC-PA trước sau trùng hợp ghép 3.1.3.1 Ảnh chụp SEM mặt cắt bề mặt màng Hình 3.6 Ảnh SEM mặt cắt màng (a-1,a-2) màng trùng hợp ghép quang hóa với AA (b-1,b-2), trùng hợp ghép khơi mào oxy hóa khử với AA (b’-1,b’2) trùng hợp ghép quang hóa với PEG (c-1,c-2) Các ảnh chụp SEM cho thấy hình thành lớp polyme ghép bề mặt màng sau trùng hợp Đồng thời, bề mặt màng sau trùng hợp ghép trở nên chặt sít so với màng Sự hình thành lớp polyme ghép làm thay đổi hình thái cấu trúc tính chất hóa học bề mặt tính lọc tách màng Hình 3.7 Ảnh SEM bề mặt màng (a-3) màng trùng hợp ghép quang hóa với AA (b-3), trùng hợp ghép khơi mào oxy hóa khử với AA (b’-3) trùng hợp ghép quang hóa với PEG (c-3) 3.1.3.2 Ảnh chụp AFM bề mặt màng 3.1.3.4 Góc thấm ướt bề mặt màng Hình 3.16 kết đo góc thấm ướt màng màng trùng hợp ghép điều kiện khác Kết cho thấy góc thấm ướt bề mặt màng giảm mạnh, từ 51,01o màng xuống khoảng 24.00o 24.82o cho màng trùng hợp ghép với AA xuống khoảng 14.00o cho màng trùng hợp ghép với PEG, chứng tỏ lớp ghép PEG ưa nước lớp WCA (o) ghép PAA 60 50 40 30 20 10 51.01 24 24.82 14 TFC-PA 10AA-UV 10AA-Redox 30PEG-UV 7min 5min 10min Hình 3.16 Góc thấm ướt bề mặt màng màng trùng hợp ghép 3.1.3.5 Mức độ trùng hợp ghép bề mặt màng Kết xác định mức độ trùng hợp ghép thể hình 3.19, 3.20 3.21 mức độ trùng hợp ghép có xu hướng tăng lên theo thời gian trùng hợp nồng độ tác nhân ghép Khi so sánh q trình trùng hợp ghép quang hóa trùng hợp ghép khơi mào oxy hóa khử điều kiện nồng độ AA thời gian trùng hợp, nhận thấy mức độ trùng hợp ghép khơi mào oxy hóa khử cao rõ rệt Khi so sánh trình trùng hợp ghép quang hóa với AA PEG điều kiện nồng độ tác nhân thời gian trùng hợp, nhận thấy mức độ trùng hợp ghép PEG thấp nhiều so với AA Những thay đổi cấu trúc hình thái tính chất hóa học bề mặt dẫn đến thay đổi đặc tính tách lọc, khả chống tắc nghẽn màng, bề mặt màng trở nên trơn nhẵn ưa nước hơn, làm giảm khả hấp phụ tiểu phân bị lưu giữ bề mặt màng trình lọc tách 10 AA 10 g/L AA 20 g/L AA 40 g/L AA 50 g/L AA 30 g/L 1 10 Mức độ trùng hợp ghép GD (%) Mức độ trùng hợp ghép, GD (%) 5 AA 10 g/L AA 20 g/L AA 30 g/L AA 40 g/L AA 50 g/L 0 Thời gian trùng hợp ghép khơi mào oxy hóa khử (phút) Thời gian trùng hợp ghép quang hóa (phút) Hình 3.19 Mức độ trùng hợp ghép Hình 3.20 Mức độ trùng hợp ghép quang hóa với AA khơi mào oxy hóa khử với AA Mức độ trùng hợp ghép, GD (%) PEG 10 g/L PEG 30 g/L PEG 50 g/L PEG 20 g/L PEG 40 g/L Hình 3.21 Mức độ trùng hợp ghép 1 10 10 quang hóa với PEG Thời gian trùng hợp ghép quang hóa (phút) 3.1.4 Khảo sát đặc tính tách lọc màng trước sau trùng hợp ghép Đặc tính tách lọc màng xác định thông qua khả tách loại phẩm nhuộm RR 261 nồng độ 0,03 g/L nước Kết thực nghiệm hình 3.25, 3.26 3.27 cho thấy độ lưu giữ màng sau trùng hợp ghép nâng lên so với màng nền, suất lọc trung bình màng sau biến tính bề mặt tăng lên rõ rệt Xem xét màng trùng hợp ghép quang hóa với AA (hình 3.25), tăng nồng độ AA dung dịch thời gian trùng hợp ghép, suất lọc màng trùng hợp ghép tăng dần đạt mức cao (J/Jo = 1,35) nồng độ AA 10 g/L (thời gian trùng hợp ghép phút), sau có xu hướng giảm nhẹ tiếp tục tăng nồng độ AA thời gian trùng hợp ghép Kết đánh giá màng trùng hợp ghép khơi mào oxy hóa khử với AA (hình 3.26) cho thấy, tăng nồng độ AA thời gian trùng hợp ghép, suất lọc màng trùng hợp ghép tăng dần đạt mức cao (J/Jo = 1,34) nồng độ AA 10 g/L (thời gian 11 trùng hợp ghép phút), sau có xu hướng giảm nhẹ tiếp tục tăng nồng độ AA 1.4 1.2 99.9 99.92 99.95 99.97 99.93 95.1 1.3 1.3 1.33 1.35 1.32 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 99.92 99.97 99.95 99.94 99.93 95.1 1.31 1.35 1.33 1.31 1.3 1 0.8 0.6 0.4 0.2 AA 10 g/L J/Jo Tỷ lệ suất lọc chuẩn J/Jo Redox 5min 98.9 98.91 98.92 98.86 95.1 1.5 98.98 98.85 hóa với AA AA 10 g/L 98.86 98.9 100 98.85 95.1 1.28 1.34 1.3 1.26 1.25 1.2 1.24 1.2 120 98.98 98.86 98.85 98.91 80 1.28 1.3 1.34 1.31 1.28 60 1 40 0.5 Tỷ lệ suất lọc chuẩn J/Jo màng trùng hợp ghép khơi 95.1 1.8 99.95 1.6 1.5 99.98 99.97 99.95 99.97 mào oxy hóa khử với AA Thời gian trùng hợp ghép (phút) J/Jo PEG 30 g/L R (%) R (%) UV 10min 99.96 95.1 99.97 100 99.97 1.56 1.58 1.55 1.5 1.54 99.97 1.53 99.97 1.56 1.58 99.97 1.51 1.48 1.4 1.2 tính tách lọc J/Jo Hình 3.26 Đặc 20 Nồng độ dung dịch AA (g/L) 40 0.8 20 0.6 0.4 Thời gian trùng hợp ghép (phút) Nồng độ dung dịch PEG (g/L) 12 Hình 3.27 Đặc 80 60 tính tách lọc hợp ghép quang UV 7min R (%) Hình 3.25 Đặc màng trùng Độ lưu giữ R (%) 1.6 Độ lưu giữ R (%) 1.8 Độ lưu giữ R (%) Tỷ lệ suất lọc chuẩn J/Jo thời gian trùng hợp ghép tính tách lọc màng trùng hợp ghép quang hóa với PEG Kết đánh giá màng trùng hợp ghép quang hóa với PEG (hình 3.27) cho thấy, tăng nồng độ PEG thời gian trùng hợp ghép, suất lọc màng trùng hợp ghép tăng dần đạt mức cao (J/Jo = 1,58) nồng độ PEG 30 g/L (với thời gian trùng hợp ghép 10 phút), sau có xu hướng giảm nhẹ tiếp tục tăng nồng độ PEG thời gian trùng hợp ghép 95 85 75 65 RR 261 0,05 g/L 55 45 30 60 120 240 300 420 540 600 Thời gian lọc (phút) TFC-PA 10AA-UV 7min 10AA-Redox 5min 30PEG-UV 10min Độ trì suất lọc (%) Độ trì suất lọc (%) 3.1.5 Khảo sát khả chống tắc nghẽn màng trước sau trùng hợp ghép 96 86 76 66 Cu (II) 0,50 g/L 56 30 60 120 240 300 420 540 600 Thời gian lọc (phút) TFC-PA 10AA-UV 7min 10AA-Redox 5min 30PEG-UV 10min Hình 3.28 Độ trì suất lọc theo thời gian màng màng trùng hợp ghép tách lọc dung dịch phẩm RR 261 dung dịch Cu (II) Mức độ trì suất lọc theo thời gian có liên quan trực tiếp đến suất lọc trung bình màng Trong khoảng thời gian lọc tách, suất lọc trung bình màng cao mức độ trì suất lọc màng lớn hơn, ngược lại, suất lọc trung bình màng giảm mạnh theo thời gian màng chóng bị tắc Do đó, mức độ trì suất lọc thơng số liên quan mật thiết đến hiệu suất hiệu tách lọc tồn q trình màng Hình 3.28 so sánh mức độ trì suất lọc màng màng trùng hợp ghép trình lọc tách dung dịch phẩm đỏ hoạt tính RR 261 dung dịch ion kim loại nặng Cu (II) Các màng biến tính bề mặt 10 AA-UV min, 10AA-Redox 5min 30PEG-UV 10min sử dụng cho trình lọc tách, kết so sánh với màng Kết thực nghiệm cho thấy, thời gian lọc tăng, suy giảm suất lọc màng biến tính bề mặt trường hợp nhỏ so với màng 13 Mặt khác, suy giảm suất lọc có liên quan đến hệ số fouling bất thuận nghịch, màng có hệ số fouling bất thuận nghịch thấp có suy giảm suất lọc q trình lọc Kết so sánh hệ số fouling bất thuận nghịch (FRw) màng màng trùng hợp ghép 10AA-UV 7min, 10AA-Redox 5min 30PEG-UV 10min tách lọc dung dịch RR 261 Cu (II) đưa hình 3.30 cho thấy, màng sau biến tính bề mặt có hệ số FRw thấp so với màng nền, màng trùng hợp ghép quang hóa với PEG (30PEG-UV 10min) có hệ số fouling bất thuận nghịch thấp Hệ số fouling bất thuận nghịch giảm hình thành lớp polyme trùng hợp ghép, làm giảm hấp phụ tiểu phân bị lưu giữ lên bề mặt màng trình tách lọc, nâng cao khả chống tắc khả phục hồi suất lọc màng sau rửa 11.38 Hệ số fouling bất thuận nghịch (%) 12 10.25 10.18 10 8.8 6.25 4.9 4.5 3.42 RR 261 0,05 g/L TFC-PA 10AA-UV 7min Cu (II) 0,50 g/L 10AA-Redox 5min 30PEG-UV 10min Hình 3.30 Hệ số fouling bất thuận nghịch màng màng trùng hợp ghép tách RR 261 Cu (II) Từ kết thực nghiệm thu rút số nhận xét sau: trình trùng hợp ghép axit acrylic poly(etylen glycol) lên bề mặt màng TFC-PA làm thay đổi đặc tính bề mặt màng lọc, đó, làm thay đổi tính tách lọc màng Với điều kiện biến tính bề mặt thích hợp, hiệu tách lọc màng nâng lên rõ rệt, với tăng đồng thời độ lưu giữ, suất lọc trung bình khả chống tắc (antifouling) Các điều kiện biến tính bề mặt cho hiệu tốt khảo sát là: trùng hợp ghép quang hóa: 10AA – UV 7min, 30PEG – UV 10min trùng hợp ghép khơi mào oxy hóa khử: 10AA – Redox 5min 14 3.2 Nghiên cứu biến tính bề mặt màng lọc TFC-PA phủ lớp hạt nano TiO2 3.2.1 Khảo sát đặc tính bề mặt màng tổ hợp TFC-PA/TiO2 3.2.1.1 Ảnh SEM bề mặt màng Hình 3.34 Ảnh SEM bề mặt (a) màng màng phủ nano TiO2 sử dụng dd TiO2 (h) 15 ppm (h’) 80 ppm Ảnh SEM bề mặt màng màng sau phủ lớp hạt nano TiO2 sử dụng dung dịch huyền phù TiO2 có nồng độ khác đưa hình 3.34 Quan sát thấy mật độ hạt nano TiO2 bề mặt màng tăng lên với gia tăng nồng độ TiO2 dung dịch huyền phù 3.2.1.2 Góc thấm ướt bề mặt màng Kết xác định góc thấm ướt bề mặt màng (WCA) trình bày hình 3.36 cho thấy tính ưa nước màng tăng lên đáng kể sau bề mặt màng phủ hạt nano TiO2, với góc thấm ướt giảm từ 51,01o màng ban đầu, xuống khoảng 33,17o 4,48o, tương ứng với màng phủ TiO2 khơng chiếu có chiếu xạ UV Khi tăng nồng độ hạt nano TiO2 dung dịch huyền phù, góc thấm ướt bề mặt màng không chiếu xạ UV nhau, với màng chiếu UV, góc thấm ướt có xu hướng giảm tăng nồng độ TiO2 dung dịch phủ Điều tính chất siêu ưa nước hạt nano TiO2 kích thích xạ tử ngoại 15 WCA (o) 50 51.01 40 33.17 33.08 30 20 8.74 10 4.48 TFC-PA TFC-PA/TiO2TFC-PA/TiO2TFC-PA/TiO2TFC-PA/TiO2 15 ppm 35 ppm 15 ppm, UV 35 ppm, UV 60W, 30s 60W, 30s Hình 3.36 Góc thấm ướt màng màng phủ hạt nano TiO2 có chiếu khơng chiếu xạ tử ngoại 3.2.1.3 Phổ hồng ngoại phản xạ FTIR-ATR bề mặt màng tổ hợp TFC-PA/ TiO2, UV Phổ hồng ngoại phản xạ bề mặt màng TFC-PA màng tổ hợp TFC-PA/TiO2 có chiếu xạ UV khơng chiếu xạ UV đưa hình 3.37 Kết cho thấy, phổ hồng ngoại phản xạ bề mặt màng phủ hạt nano TiO2 (g,h) có xuất pic 953 cm, cho dao động (stretching) Ti-O-Ti Hình 3.37 Phổ hồng ngoại phản xạ FTIR-ATR bề mặt màng TFC-PA, (g,g1) màng phủ hạt nano TiO2 (h,h1) màng phủ hạt nano TiO2 chiếu UV So sánh phổ bề mặt màng phủ hạt nano TiO2 có chiếu (h,h1) không chiếu (g,g1) xạ tử ngoại nhận thấy phổ bề mặt màng phủ hạt nano TiO2 chiếu xạ tử ngoại có tăng cường độ pic hấp thụ vị trí 3300 cm-1, dự đốn nhóm Ti-OH hình thành bề mặt màng kích thích xạ UV Khi tách pic vị trí này, nhận thấy có chồng chập 16 pic, tương ứng với dao động nhóm Ti-OH xuất nhóm NH màng Sự gia tăng cường độ pic vị trí khẳng định rõ có mặt hạt nano TiO2 tự ráp lên bề mặt màng 3.3.2 Khả chống tắc màng màng tổ hợp TFC-PA/ TiO2 Kết thực nghiệm đánh giá mức độ trì suất lọc, hệ số tắc nghẽn màng màng tổ hợp TFC-PA/TiO2,UV thể hình 3.40, với đối tượng tách lọc phẩm đỏ hoạt tính (RR 261) dung dịch Cu (II) cho thấy mức độ trì suất lọc màng màng phủ TiO2 có chiếu UV có xu hướng giảm dần theo thời gian lọc tượng fouling Tuy nhiên, mức độ suy giảm suất lọc màng khác nhau, đó, độ giảm suất lọc tất màng phủ TiO2 nano chậm so với màng nền, đặc biệt lọc dung dịch phẩm Kết so sánh hệ số fouling bất thuận nghịch đưa hình 3.42 cho thấy màng tổ hợp TFC-PA/TiO2,UV có hệ số fouling bất thuận nghịch thấp so với màng lọc tách dung dịch RR261 Cu (II) Các kết thực nghiệm chứng tỏ khả chống tắc màng TFC-PA cải thiện rõ rệt bề mặt màng phủ lớp TiO2 nano chiếu xạ UV, chủ yếu bề mặt Độ trì suất lọc (%) màng trở nên siêu ưa nước chiếu xạ tử ngoại Jw/Jwo = 1,71 J/Jo = 1,60 R = 98,8 % 100 80 60 40 20 0 60 300 RR 261 0,05 g/L Jw/Jwo = 1,72 J/Jo = 1,45 R = 97,0 % 600 TFC-PA 60 300 600 Cu (II) 0,50 g/L TFC-PA/TiO2,UV Hình 3.40 Độ trì suất lọc màng TFC-PA màng tổ hợp TFC-PA/TiO2 lọc tách dung dịch RR 261 muối Cu (II) 17 Hệ số gouling bất thuận nghịch (%) 11.38 12 10.82 10 6.25 4.86 RR 261 0,05 g/L TFC-PA Cu (II) 0,50 g/L TFC-PA/TiO2,UV Hình 3.42 Hệ số fouling bất thuận nghịch màng màng tổ hợp TFC-PA/TiO2 tách lọc dung dịch RR 261 muối Cu (II) 3.3 Đánh giá khả xử lý nước ô nhiễm màng Khả tách loại số thành phần gây nhiễm nước màng biến tính bề mặt khảo sát với số mẫu pha mẫu thực tế Đặc tính tách lọc màng biến tính bề mặt so sánh với màng tiêu độ lưu giữ suất lọc Các màng biến tính bề mặt lựa chọn để khảo sát gồm: 10AA-UV 7min, 10AA-Redox 5min, 30PEG-UV 10min TFC-PA/TiO2 15ppm-UV 30s 3.3.1 Đặc tính tách lọc màng với mẫu pha Mẫu pha chuẩn bị gồm dung dịch hữu (phẩm nhuộm tan RR261, phẩm nhuộm phân tán DB56, protein BSA, axit humic HA), dung dịch muối vô ion kim loại nặng (Fe (III), Cr (III), Cu (II), Ni (II), Mn (II), Pb (II), Ca (II), Mg (II), NH4NO3, Cr (VI)) Các dung dịch tách lọc qua màng màng biến tính bề mặt điều kiện tách lọc Kết đánh giá đặc tính tách lọc màng màng biến tính bề mặt cho thấy độ lưu giữ màng biến tính bề mặt cao màng giảm dần theo thứ tự sau: hợp chất hữu (R > 99,8 %), ion vô cơ, ion kim loại nặng (R > 97,0 %), NH4NO3 ( R ~ 94,0 - 96,6 %), thành phần hữu tan nước axit humic (R ~ 83,0 – 89,0 %) Sự chênh lệch nhỏ độ lưu giữ chủ yếu khác kích thước khả hydrat hóa cấu tử ion lưu giữ màng Năng suất lọc trung bình màng biến tính tăng rõ rệt so với màng nền, đó, màng phủ TiO2 nano có độ tăng suất lọc lớn nhất, tiếp đến màng trùng hợp ghép với PEG, thấp màng trùng hợp ghép với AA Sự tăng suất lọc gia tăng tính ưa nước màng sau biến tính bề mặt Với 18 màng phủ hạt nano TiO2, xạ tử ngoại, vật liệu màng trở nên siêu ưa nước, đó, suất lọc tăng nhanh so với màng Khi so sánh màng trùng hợp ghép với PEG AA, nhận thấy PEG ưa nước AA, đó, suất lọc trung bình màng trùng hợp ghép với PEG cao màng trùng hợp ghép với AA, cao màng Mặt khác, mức độ tăng suất lọc màng lọc tách dung dịch chất hữu lớn so với lọc tách dung dịch muối vô ion kim loại nặng, khả gây fouling màng lọc tách dung dịch chất hữu cao nhiều so với lọc tách dung dịch muối vô ion kim loại nặng Từ kết thực nghiệm, nhận thấy hiệu tách lọc màng biến tính bề mặt tách lọc hợp chất hữu cao so với tách lọc dung dịch muối vô ion kim loại nặng, đó, màng biến tính bề mặt trùng hợp ghép với PEG phủ TiO2 nano có tính lọc tách tốt so với màng biến tính bề mặt trùng hợp ghép với AA, cho dung dịch chất hữu dung dịch muối vô ion kim loại nặng 3.3.2 Đặc tính tách lọc màng với số mẫu nước thải thực tế 3.3.2.1 Xử lý nước thải dệt nhuộm Nước thải dệt nhuộm loại nước thải khó xử lý Nhìn chung, nước thải dệt nhuộm có pH kiềm tính, nhiệt độ cao, độ dẫn điện lớn, tỷ lệ BOD:COD thấp Giá trị đặc thù tỉ lệ BOD:COD nằm khoảng từ 1:12 đến 1:5, đặc biệt độ màu nước thải thường cao Trong thí nghiệm này, mẫu nước thải chưa qua xử lý lấy làng nghề dệt nhuộm Vạn Phúc, Hà Đông Mẫu nước thải lọc sơ bộ, sử dụng màng siêu lọc UF150 (polyethersulfone, giới hạn tách phân tử 150 kDa) để loại bỏ thành phần có trọng lượng phân tử lớn Kết phân tích số thơng số mẫu nước thải dệt nhuộm ban đầu dịch lọc sau UF 150 đưa bảng 3.15 Bảng 3.15 Một số thông số mẫu nước thải dệt nhuộm thực tế Hàm lượng ban đầu Hàm lượng sau lọc UF 150 COD 683 mg/L TSS Độ màu Thông số QCVN 40: 2011/ BTNMT Loại A Loại B 296,7 mg/L 75 150 300 mg/L 60 mg/L 50 100 5.350 Pt-Co 4.193 Pt-Co 50 150 19 Dịch lọc qua màng UF150 tiếp tục lọc qua màng TFC-PA màng TFC-PA biến tính bề mặt Kết thực nghiệm đưa bảng 3.16 hình 3.48 Bảng 3.16 Thông số mẫu nước thải dệt nhuộm sau lọc qua màng TFC-PA màng biến tính bề mặt TFC- 10AA-UV 10AA-Redox 30PEG-UV TFC- PA 7min 5min 10min PA/TiO2,UV Độ màu (Pt-Co) 60,99 2,68 2,68 1,07 5,35 COD (mg/L) 20,8 14,2 14,5 10,6 18,4 TSS (mg/L) 10,0 10,0 10,0 10,0 10,0 J/Jo 1,00 1,35 1,37 1,40 1,47 Độ trì suất lọc (%) Thơng số 100 90 80 70 60 Nước thải dệt nhuộm thực tế 50 40 30 60 120 240 300 Thời gian lọc (phút) 420 540 TFC-PA 30PEG-UV 10min 10AA-UV 7min 10AA-Redox 5min TFC-PA/TiO2,UV 600 Hình 3.48 Độ trì suất lọc màng màng biến tính với mẫu nước thải dệt nhuộm sau lọc UF150 Kết thực nghiệm cho thấy, sau lọc qua bước siêu lọc, độ màu nước thải dệt nhuộm giảm 21,63 %, hàm lượng chất rắn lơ lửng giảm 80,00 %, hàm lượng COD giảm 56,56 % Tuy nhiên thành phần nước thải dệt nhuộm sau lọc qua UF150 chưa đạt quy chuẩn Việt Nam QCVN 40:2011/ BTNMT [7] độ màu giá trị COD Do đó, dịch lọc qua màng UF150 tiếp tục lọc qua màng TFC-PA biến tính bề mặt, tính lọc tách so sánh với màng TFC-PA Kết thực nghiệm đưa bảng 3.16 hình 3.44 cho thấy, Độ màu nước thải sau lọc giảm mạnh, từ 4.193 Pt-Co xuống 60,99 Pt-Co sau lọc qua màng nền, xuống giá trị 1,07 đến 5,35 cho màng biến tính , suất lọc trung 20 bình màng biến tính bề mặt tăng từ 35 đến 47 % so với màng nền, mức độ trì suất lọc màng biến tính bề mặt cao màng từ 10 đến 20 %, cao màng trùng hợp ghép với PEG Sau lọc qua màng, mẫu dịch lọc có giá trị COD đạt tiêu chuẩn nước thải loại A theo quy chuẩn Việt Nam QCVN 40:2011/ BTNMT 3.4.1.2 Xử lý nước thải mạ Chromi Mẫu nước thải mạ chromi chưa qua xử lý lấy từ phân xưởng mạ cơng ty Hịa Phát Một số thông số mẫu nước thải chromi ban đầu đưa bảng 3.21 Bảng 3.21 Một số thông số ban đầu mẫu nước thải mạ Chromi thực tế Chỉ tiêu Giá trị QCVN 40: 2011/ BTNMT Loại A Loại B TOC (mg/L) 25,44 - - TSS (mg/L) 35,00 50 100 Cr (VI) (mg/L) 5.060 0,05 0,10 Mẫu nước thải sau lọc qua màng lần 1, dịch lọc tiếp tục lọc lại nồng độ Cr (VI) dịch thấm qua đạt tiêu chuẩn để thải ngồi mơi trường theo quy chuẩn Việt Nam QCVN 40:2011/ BTNMT Kết thực nghiệm thể bảng 3.22 Bảng 3.22 Hàm lượng Cr (VI) dịch thu tỷ lệ J/Jo sau lọc qua màng TFC-PA màng biến tính bề mặt Hàm lượng Cr (VI) dịch lọc (mg/L) Lần lọc TFC-PA 10AA-UV 10AA- 30PEG-UV TFC- 7min Redox 5min 10min PA/TiO2,UV 250,126 80,572 81,036 65,931 106,260 11,256 1,128 1,352 0,725 4,125 0,473 0,016 0,021 0,007 0,041 0,020 J/Jo 1,00 1,31 1,32 1,35 1,38 21 Kết thực nghiệm cho thấy màng biến tính bề mặt có khả tách loại chromi tốt so với màng Sau lần lọc, hàm lượng Cr (VI) dịch lọc qua màng biến tính bề mặt giảm xuống nhiều so với màng Nồng độ Cr (VI) giảm xuống 0,020 mg/L sau lọc lần qua màng Với màng biến tính bề mặt, nồng độ Cr (VI) dịch lọc giảm xuống 0,016, 0,021, 0,007 0,041 mg/L sau lần lọc tương ứng với màng 10AAUV 7min, 10AA-Redox 5min, 30PEG-UV 10min TFC-PA/TiO2,UV Các kết so sánh Độ trì suất lọc (%) suất lọc độ giảm suất lọc màng đưa hình 3.53 100 95 90 85 80 75 70 65 60 Nước thải mạ Chromi 30 60 120 240 300 Thời gian lọc (phút) TFC-PA 30PEG-UV 10min 10AA-Redox 5min TFC-PA/TiO2,UV 420 540 600 10AA-UV 7min Hình 3.53 Độ trì suất lọc màng màng biến tính lọc dung dịch nước thải mạ Chromi Kết thực nghiệm cho thấy màng biến tính bề mặt có suất lọc cao từ 31 đến 38 %, với độ giảm suất lọc theo thời gian chậm so với màng  Từ kết thực nghiệm thu được, rút số nhận xét sau: Màng trùng hợp ghép PEG có độ lưu giữ cao mức độ trì suất lọc tốt mẫu nước thải chứa hợp chất hữu cơ, nước thải mạ Chromi; Màng phủ lớp hạt nano TiO2 có suất lọc trung bình cao nhất, độ lưu giữ màng thấp chút so với màng trùng hợp ghép với PEG AA, cao màng nền; Các màng trùng hợp ghép với PEG có tính lọc tách tốt dung dịch hữu muối vô ion kim loại nặng, màng trùng hợp ghép với AA phủ lớp hạt TiO2 nano có hiệu lọc tách đối tượng hữu 22 KẾT LUẬN Luận án tiến hành nghiên cứu biến tính bề mặt màng lọc composite TFC-PA số phương pháp: trùng hợp ghép quang hóa xạ tử ngoại, trùng hợp ghép khơi mào oxy hóa khử phủ lớp hạt nano TiO2 lên bề mặt màng Từ kết thực nghiệm thu được, rút số kết luận sau: Q trình biến tính bề mặt màng lọc composite TFC-PA làm thay đổi rõ rệt đặc tính bề mặt tính tách lọc màng Các điều kiện thực q trình điều kiện kích thích xạ tử ngoại, nồng độ tỷ lệ hỗn hợp chất khơi mào, loại nồng độ monome, thời gian trùng hợp ghép phương thức tiến hành trình, nồng độ TiO2 dung dịch huyền phù thời gian kích thích xạ bề mặt sau phủ TiO2 nano có ảnh hưởng mạnh đến đặc tính màng hình thành Phổ hồng ngoại phản xạ xác nhận phản ứng trùng hợp ghép xảy bề mặt màng, với xuất nhóm chức cacbonyl hydroxyl, tương ứng với tác nhân trùng hợp ghép AA PEG Bề mặt màng trở nên ưa nước với góc thấm ướt giảm mạnh, từ 51o màng ban đầu xuống khoảng 25o cho màng trùng hợp ghép AA khoảng 15o cho màng trùng hợp ghép PEG Ảnh chụp hiển vi điện tử quét hiển vi lực nguyên tử cho thấy bề mặt màng sau trùng hợp ghép trở nên chặt sít trơn nhẵn hình thành lớp polyme ghép, độ thô nhám bề mặt màng giảm xuống rõ rệt Các điều kiện biến tính bề mặt màng phương pháp trùng hợp ghép cho hiệu tốt khảo sát sau: nồng độ AA 10 g/L, thời gian trùng hợp ghép phút xạ UV-B bước sóng 300 nm, cơng suất 60 W, khoảng cách 20 cm; nồng độ AA 10 g/L, thời gian trùng hợp ghép phút với hệ khơi mào oxy hóa khử K2S2O8/Na2S2O5 nồng độ 0,015M, tỷ lệ 1:1; nồng độ PEG 30 g/L, thời gian trùng hợp ghép 10 phút xạ UV-B 300 nm, công suất 60 W, khoảng cách 20 cm Kết đánh giá đặc tính lọc tách màng trùng hợp ghép bề mặt chứng tỏ tăng lên đồng thời ba thông số gồm độ lưu giữ, suất lọc khả chống tắc Độ lưu giữ tăng khoảng %, suất lọc màng tăng từ 35 đến 58 %, mức độ trì suất lọc cao từ 20 đến 30 % so với màng Trong đó, màng trùng hợp ghép với 23 PEG cho hiệu lọc tách tốt so với màng trùng hợp ghép AA Kết đánh giá độ ổn định màng cho thấy màng trùng hợp ghép bề mặt có độ lưu giữ ổn định khoảng pH từ đến 11, khả chịu môi trường clo màng nâng lên rõ rệt so với màng Với màng phủ TiO2 nano, phổ hồng ngoại phản xạ xác nhận trình tự ráp TiO2, với xuất liên kết Ti-O-Ti bề mặt màng phủ TiO2 liên kết Ti-OH bề mặt màng phủ TiO2 kích thích xạ UV Phép đo góc thấm ướt cho thấy bề mặt màng trở nên ưa nước với góc thấm ướt giảm rõ rệt, từ 51o màng xuống khoảng 33o cho màng phủ TiO2 nhỏ 10o cho màng phủ TiO2 chiếu xạ UV Ảnh chụp FE-SEM cho thấy mật độ TiO2 bề mặt màng tăng theo nồng độ TiO2 nano dung dịch huyền phù Các điều kiện thích hợp để biến tính bề mặt màng khảo sát sau: nồng độ TiO2 nano dung dịch huyền phù 15 ppm, thời gian bề mặt màng tiếp xúc với dung dịch huyền phù 30 phút, thời gian kích thích xạ 30 giây (đèn UV-B bước sóng 300 nm, công suất 60 W) Kết đánh giá tính tách lọc màng phủ lớp hạt TiO2 nano có chiếu xạ UV cho thấy tăng lên đồng thời thông số độ lưu giữ, suất lọc khả chống tắc Độ lưu giữ màng tăng khoảng %, suất lọc cao từ 58 đến 60 %, độ trì suất lọc theo thời gian màng phủ TiO2 cao 20 -40 % so với màng Màng phủ TiO2 nano có độ ổn định với pH, nhiệt độ khả chịu môi trường clo tương đương màng Các kết thực nghiệm đánh giá khả loại bỏ số chất gây ô nhiễm nước cho thấy màng sau biến tính bề mặt có khả tách loại triệt để chất hữu tự nhiên, ion amoni, nitrat, photphat, cromat, sunfat ion kim loại nặng nước, với độ lưu giữ suất lọc trung bình cao so với màng Đối với mẫu nước thải thực tế, kết thực nghiệm cho thấy màng TFC-PA biến tính bề mặt loại bỏ gần hồn tồn thuốc nhuộm dư nước thải dệt nhuộm ion kim loại nặng nước thải mạ, với tính tách lọc nâng lên đáng kể so với màng 24