Chương 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU
1.6. Tình hình nghiên cứu xử lý crom
1.6.1. Tình hình nghiên cứu trong nước
Việt Nam có một tiềm năng sinh khối đáng kể là những phế phụ phẩm trong qua trình sản xuất nông nghiệp. Theo ước tính, Việt Nam có sản lượng lúa là 38 triệu tấn/năm (GSO, 2009) thì tương ứng sẽ có 38 triệu tấn rơm rạ, 6- 7 triệu tấn trấu. Chính vì vậy, việc tận dụng các sản phẩm từ nông nghiệp vào trong sản xuất than sinh học, vật liệu hấp phụ,… được quan tâm thực hiện nhiều tại Việt Nam. Trong nước, việc nghiên cứu và chế tạo vật liệu để hấp phụ các ion kim loại có trong nước như crom, Pb2+, Ni2+, dung dịch phẩm nhuộm (metylen xanh)… đã được nghiên cứu phổ biến trong những năm gần đây, đặc biệt là các nghiên cứu chế tạo vật liệu từ bã chè, lõi ngô, vỏ trấu…. Nhiều tác giả cũng đã tiến hành nghiên cứu khả năng hấp phụ crom trên các loại vật liệu hấp phụ khác nhau như: bã cà phê, bùn đỏ, bùn hoạt tính, vật liệu ZnO-nano.
Một vài nghiên cứu kể đến như nghiên cứu khả năng hấp phụ kim loại nặng Cr(VI) trên bã cà phê của Võ Ngọc Loan Trinh – Trường Đại học Cần Thơ – Khoa Hóa. Kết quả thu được cho thấy khả năng hấp phụ crom từ bã chè đạt hiệu suất 60% (nồng độ đầu là 173ppm) (Võ Ngọc Loan Trinh, 2014).
Tác giả Trần Thị Đông – Trường Đại học Sư phạm Thái Nguyên đã chế tạo thành công vật liệu nano ZnO bằng phương pháp hóa siêu âm để xử lý Cr(VI). Kết quả thu được cho thấy khả năng hấp phụ Cr(VI) đạt 93% (nồng độ đầu là 46,98ppm) tại pH=3, khối lượng vật liệu 1,2g/l (Trần Thị Đông, 2018).
Nghiên cứu chế tạo vật liệu graphene-ZnO hấp phụ Cr(VI) trong nước của tác giả Phạm Ngọc Toán thu được kết quả khá tốt với hiệu suất đạt 94% trong thời gian 120 phút tại pH=3, nồng độ đầu 8mg/l, khối lượng vật liệu 1g/l (Phạm Ngọc Toán, 2018). Hay trong nghiên cứu xử lý Cr(VI) từ bã chè biến tính của tác giả Mai Quang Khuê, kết quả nghiên cứu cho thấy với khối lượng vât liệu tối ưu là 3(g/l), pH=1, nồng độ 50mg/l thì trong 120 phút xử lý hiệu xuất đạt 99% (Mai Quang Khuê, 2014).
Nhóm sinh viên Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành phố Hồ Chí Minh đã nghiên cứu thành công khả năng hấp phụ Cr(VI) trên bùn hoạt tính biến tính, kết quả đạt 99% (nồng độ đầu 20ppm) (Nguyễn Duy Đạt và cs., 2008).
Tại Việt Nam, việc nghiên cứu các hệ vật liệu từ tính, vật liệu xúc tác như ZnO, TiO2, và graphen trong ứng dụng xử lý kim loại nặng và các chất hữu cơ độc hại đã được tiến hành ở một số Viện thuộc Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, trường Đại học khoa học tự nhiên – Đại học quốc gia Hà Nội, Đại học Bách khoa Hà nội, Đại học Huế, Đại học Bách khoa thành phố Hồ Chí Minh, Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học quốc gia Hồ Chí Minh...
Gần đây, Hoàng Lê Phương và cộng sự đã tiến hành tái sử dụng lõi ngô để chế tạo than sinh học biến tính với hạt từ ứng dụng xử lý Cr(VI) trong nước. Kết quả nghiên cứu cho thấy dung lượng hấp phụ cực đại đạt 25,94 mg/g ở pH = 3 (Hoàng Lê Phương và cs., 2019).
1.6.2. Tình hình nghiên cứu trên thế giới
Trong những năm gần đây, việc sử dụng các vật liệu bán dẫn làm chất xúc tác quang đang được quan tâm nghiên cứu áp dụng trong xử lý ô nhiễm môi trường. Một số chất bán dẫn dạng nano đã được nghiên cứu sử dụng làm chất xúc tác quang như TiO2, ZnO, CdS, Fe2O3, than hoạt tính,… Cấu trúc nano của vật liệu bán dẫn có khả năng tạo ra các gốc tự do có tính oxy hóa mạnh đang thu hút sự quan tâm trong lĩnh vực nghiên cứu cơ bản và ứng dụng.
Tác giả Yu và cộng sự (Trung Quốc) đã sử dụng một viên kim cương pha tạp TiO2-boro (TiO2-BDD) dị hóa đồng thời oxy hóa màu vàng phản ứng và giảm Cr(VI) dưới ánh sáng UV. Kết quả đạt được hiệu suất 97% trong 180 phút tại pH=3,5 (Y.Ku và cs.,2001).
Trong nghiên cứu của tác giả Xinjuan Liu, vật liệu tổng hợp Graphene - ZnO được chế tạo bằng cách nhỏ ZnSO4 vào graphene rồi nung trong lò vi sóng. Hợp chất graphene ZnO thể hiện hiệu suất xúc tác quang tăng cường
trong việc khử Cr(VI) nồng độ đầu 5ppm, pH=3 với tỷ lệ loại bỏ 98% tại 250 phút, chiếu xạ tia UV và khối lượng vật liệu 1,5g/l (Xinjuan Liu và cs., 2011).
Hay nghiên cứu xử lý Cr(VI) trong nước thải bằng than sinh học sản xuất từ rễ củ cải đường cũng đã được tác giả Xiaoling Dong nghiên cứu. Kết quả nghiên cứu thu được cho thấy dung lượng hấp phụ cực đại đạt 123mg/g ở pH=2 và 35oC trong 24 giờ (Xiaoling Dong và cs., 2011).
Tác giả Wang và cộng sự (Trung Quốc) đã điều tra việc loại bỏ Cr(VI) và RhB thuốc nhuộm trên TiO2 vô định hình (Yaqi Wang và cs.,2017). Ngoài ra cũng phải kể đến nghiên cứu của tác giả M.H. Dehghani và cộng sự (Iran) về khả năng hấp phụ Cr(VI) tại nồng độ đầu 0,5 mg/l nhờ hệ quang xúc tác thêm H2O2, hiệu suất đạt 92% trong 15 phút pH=5 (B. Heibati và cs.,2016).