Kết quả nghiên cứu khả năng tái sử dụng của vật liệu được thể hiện trên Hình 3.30. So sánh giản đồ XRD của vật liệu ban đầu và vật liệu sau 3 và 5 chu kì hấp phụ (Hình 3.30 a), không nhận thấy có sự thay đổi về thành phần pha, không thấy sự xuất hiện các pha tinh thể mới. Kết quả này cho thấy pha nZVI và oxit phức hợp Mn-Fe trong vật liệu composite tương đối bền, không bị chuyển hóa thành các oxit dạng tinh L og qe C e/ qe ( l/ g)
Vật liệu qmax (mg/g) Tác giả
ZnCl2/Than hoạt tính 199,4 Esmael và cộng sự (2015) Fe3O4 phủ chitosan 47,6 Kalkan và cộng sự (2011)
CTS/MMT 292,6 J. Li và cộng sự
Than hoạt tính từ sơ dừa ~ 700,0 Shukla và cộng sự (2014) Than hoạt tính từ hạt chà là 100,0 Lafta và cộng sự (2014)
a)
85,7 81,9 78,9
71,4 63,8
thể khác. Tuy nhiên cường độ các vạch nhiễu xạ đặc trưng cho nZVI giảm dần theo số chu kì, chứng tỏ có sự mất mát nZVI (có thể do vật liệu đã bị hòa tan dần trong mỗi chu kì hấp phụ - giải hấp). Điều này cũng phù hợp với kết quả trên Hình 3.30b, sau 5 chu kì, hiệu suất hấp phụ RY-145 đã giảm từ 85,7% xuống 63,8%. Trong thực tế, với mức độ giảm này, vật liệu IFMB hoàn toàn có thể tái sử dụng nhiều lần mà vẫn đạt hiệu quả mong muốn.
100 80 60 40 20 0 b) 1 2 3 4 5 Chu kỳ
Hình 3.30. Kết quả nghiên cứu tái sử dụng vật liệu IFMB
a. Giản đồ XRD của IFMB ban đầu, IFMB sau 3 và 5 chu kì hấp phụ; b. Thay đổi hiệu suất sau các chu kì hấp phụ
Nhận xét chung về vật liệu IFMB
Vật liệu hấp phụ mới nZVI/oxit phức hợp (Fe-Mn)/bentonite (IFMB) đã được tổng hợp với các thành phần được tối ưu hóa nhờ sự trợ giúp của phương pháp đáp ứng bề mặt (RSM) cho mục tiêu hấp phụ thuốc nhuộm RY-145.
Vật liệu gồm pha oxit phức hợp Fe-Mn là pha vô định hình và các hạt tinh thể nZVI tương đối bền được phân bố đồng đều trên bentonite tách lớp với diện tích bề mặt riêng khá lớn (218 m2/g).
Các kết quả tối ưu hóa thành phần vật liệu chứng tỏ hàm lượng bentonite, tỉ lệ mol Fe/Mn và hàm lượng nZVI đều có ảnh hưởng đến hiệu suất hấp phụ thuốc nhuộm. Trong đó, tỉ lệ mol Fe/Mn là yếu tố có ảnh hưởng lớn nhất.
IFMB chứa 9,55% bentonite, 16,97% nZVI và 73,48% oxit phức hợp (có tỷ lệ mol Fe/Mn = 1,75) là thành phần tối ưu cho hấp phụ thuốc nhuộm RY-145 trong nước. Vật liệu có khả năng hấp phụ RY-145 rất tốt, tốc độ và dung lượng hấp phụ
H iệ u s u ất ( % )
cao. Quá trình đạt cân bằng sau 40 phút tiếp xúc, dung lượng hấp phụ cực đại đạt tới 344,8 mg/g. Hiệu suất hấp phụ đạt 98,5% trong trường hợp nồng độ thuốc nhuộm ban đầu Co = 200 mg/l, lượng vật liệu = 1 g/l, pH dung dịch bằng 6.
Ngoài ra, IFMB cũng thể hiện dung lượng hấp phụ rất cao đối với thuốc nhuộm azo RR-195. Các kết quả này cho thấy tiềm năng sử dụng IFMB như một vật liệu hấp phụ xử lý các loại thuốc nhuộm azo trong nước.