1.3.2.1. Trong nước
Tác giả Đỗ Trà Hương và cộng sự đã nghiên cứu quá trình hấp phụ metylen xanh bằng vật liệu graphen - bùn đỏ hoạt hóa trong môi trường axit. Bùn đỏ đã được sấy khô 105°C trong 48 giờ, nung ở 800°C trong 4 giờ và hoạt hóa bằng axit HNO3 2M sau đó được sấy khô đem trộn với graphen được chế tạo theo phương pháp điện li plasma. Kết quả thực nghiệm cho thấy mô hình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir mô tả khá tốt sự hấp phụ của VLHP đối với metylen xanh điều này được thể hiện ở hệ số hồi quy của phương trình: R2=0,9942. Điều này cho thấy sự hấp phụ xảy ra trên bề mặt VLHP là hấp phụ đơn lớp và quá trình hấp phụ cân bằng khi dung lượng hấp phụ đạt cực đại.và xác định được dung lượng hấp phụ cực đại qmax=270,27mg/g và hằng số b=0,7115 [7].
Tác giả Hồ Thị Tuyết Trinh và cộng sự đã tổng hợp thành công vật liệu nano oxit sắt từ trên nền graphen (RGO/Fe3O4). Vật liệu được chế tạo từ graphit oxit được tổng hợp bằng phương pháp Hummers, hỗn hợp dung dịch muối Fe(II) và Fe(III) (0,0045 mol Fe2+, 0,009 mol Fe3+), NH3, chitosan (nồng độ 6,66mg/mL), axit ascobic với các điều kiện nhiệt độ, thời gian khác nhau ở mỗi giai đoạn cụ thể. Đường hấp phụ
đẳng nhiệt phù hợp với phương trình Langmuir, với qmax=38mg/g. Khả năng tái sử dụng của vật liệu hấp phụ là khá tốt, hiệu quả loại bỏ RhB còn khoảng 88% sau bốn lần hấp phụ (so với lần hấp phụ đầu tiên) [19].
Tác giả Nguyễn Hữu Hiếu và cộng sự đã tiến hành tổng hợp Fe3O4/graphen oxit nanocompozit để xử lí nước thải nhiễm ion Pb2+. Graphen oxit (GO) được tổng hợp từ graphit bằng phương pháp Hummers cải biên và Fe3O4/GO được tổng hợp theo phương pháp phối trộn huyền phù. Diện tích bề mặt riêng của Fe3O4/GO được đo bằng phương pháp BET là 72,9m2/g. Số liệu hấp phụ cân bằng của vật liệu tuân theo mô hình đẳng nhiệt Langmuir với khả năng hấp phụ tối đa là 54,64mg/g [3].
1.3.2.2. Trên thế giới
Guixia Zhao và cộng sự nghiên cứu trên vật liệu graphen mới được gọi là “graphene sponges” (graphen dạng bọt biển) (GSS) để hấp phụ phẩm nhuộm cation (MB, Rhodamine B) và phẩm nhuộm anion metyl da cam (MO) trong nước [66]. Sự hấp phụ được thực hiện ở nhiệt độ không đổi 298K và nồng độ ban đầu 2.10-4mol/L. Sự tiếp xúc giữa hai thuốc nhuộm cation và anion trong thời gian từ 4- 24 giờ. Kết quả cho thấy rằng dung lượng hấp phụ tối đa của MB, MO và Rhodamine B lần lượt là 184,0mg/g, 11,5mg/g, 72,5mg/g. Từ thí nghiệm cho thấy MB bị hấp phụ tốt nhất bởi thuốc nhuộm có tính axit (MO) có thể là do đặc điểm bề mặt của GSS và sự có mặt của các điện tích ion trên thuốc nhuộm. Ngoài ra, nghiên cứu còn cho thấy rằng Rhodamine B dễ dàng bị giải hấp phụ trong metanol hoặc etanol, từ đó cho thấy triển vọng trong việc dùng GSS để loại bỏ Rhodamine B trong nước.
Tác giả Akbar Elsagh và các cộng sự đã dùng vật liệu ống cacbon nano đơn vách (SWCNTs), ống nano cacbon đơn vách hoạt hóa axit (SWCNT -COOH), graphen (G), graphen oxit (GO) hấp phụ thuốc nhuộm cation Basic Red 46 (BR 46) trong môi trường nước [31]. Kết quả thực nghiệm cho thấy rằng khả năng hấp phụ BR 46 tăng khi tăng nồng độ đầu của thuốc nhuộm, thời gian và độ pH, phương trình động học bậc 2 là mô hình phù hợp với G, GO và phương trình động học bậc 1 là mô hình phù hợp với SWCNTs, SWCNT - COOH. Các kết quả thực nghiệm chỉ ra được SWCNTs, SWCNT - COOH, G, GO là những vật liệu hấp phụ tiềm năng cho việc loại bỏ BR 46. Tác giả Liu đã nghiên cứu hấp phụ MB theo phương pháp hấp phụ động trong môi trường nước của graphen [42]. Thực nghiệm cho thấy sự hấp phụ MB trên graphen phụ thuộc vào nồng độ ban đầu, nhiệt độ, thời gian. Dung lượng hấp phụ cực đại của MB tăng từ 153,85 - 204,08mg/g tương ứng với sự tăng nhiệt độ từ 293 -333K trong đó hiệu suất
hấp phụ cao nhất (99,68%) đạt được tại pH=10. Kết quả thu được ở trạng thái cân bằng được mô tả theo mô hình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir tốt hơn so với Freundlich. Phương trình động học biểu kiến bậc hai là mô hình tốt nhất mô tả sự hấp phụ này.
Tác giả Kashif Gul cùng cộng sự tổng hợp và nghiên cứu khả năng hấp phụ của vật liệu nanocomposite graphene/Fe3O4 đối với phẩm nhộm nhuộm đỏ axit- 17 (AR- 17) và phẩm nhuộm remazol brilliant blue R (RBBR) trong nước [32]. Ở đây, vật liệu nanocomposite graphene/Fe3O4 được tổng hợp bằng phương pháp hóa học và nghiên cứu những yếu tố có ảnh hưởng đến sự hấp phụ AR - 17, RBBR của vật liệu theo phương pháp hấp phụ tĩnh. Thực nghiệm chỉ ra rằng vật liệu này có khả năng loại bỏ cả hai thuốc nhuộm với nồng độ khá cao trong thời gian ngắn. Trong đó quá trình hấp phụ được mô tả tốt nhất tuân theo mô hình đẳng nhiệt hấp phụ Freundlich và phương trình động học biểu kiến bậc 2.
Từ các kết quả trên cho thấy hướng sử dụng graphen và tổ hợp graphen/oxit kim loại làm vật liệu hấp phụ là vấn đề thu hút được rất nhiều các nhà khoa học tham gia nghiên cứu. Tuy nhiên, việc chế tạo vật liệu tổ hợp có sự kết hợp các ưu thế của graphen và môi trường kiềm chứa các oxit của bùn đỏ để chế tạo vật liệu tổ hợp hấp phụ MB chưa có bất cứ nghiên cứu nào.