1.1.2. Sự ảnh hưởng của nhựa PET đối với môi trường
1.5.4.3. Phương pháp tổng hợp vật liệu cùng các hợp chất hữu cơ
Tổng hợp vật liệu kết hợp với các hợp chất hữu cơ mục đích nhằm tăng các nhóm chức có trong vật liệu từ đó tăng sự tương tác giữa chất hấp phụ và chất bị hấp phụ. Một số hợp chất hữu cơ được sử dụng để tổng hợp vật liệu: gelatin, betonite, chistosan,... Ưu điểm của phương pháp này là tăng khả năng thu hồi vật liệu sau quá trình hấp phụ [59].
1.5.5. Dung lượng hấp phụ
Dung lượng hấp phụ là lượng chất bị hấp phụ được chất hấp phụ hấp thụ trên một đơn vị khối lượng (hoặc thể tích) của chất hấp phụ. Khả năng hấp phụ của chất bị hút ẩm rắn đối với nước được biểu thị bằng khối lượng nước bị hấp phụ trên khối lượng chất hút ẩm, công thức tính dung lượng hấp phụ là:
𝑞𝑒 =𝐶0−𝐶𝑡
𝑚 . 𝑉 [60]
Trong đó:
𝑞𝑒 – Dung lượng hấp phụ cân bằng, mg/g V – Thể tích dung dịch của chất bị hấp phụ, L m – Khối lượng chất hấp phụ, g
27
Co – Nồng độ chất bị hấp phụ tại thời điểm ban đầu, mg/L Ct – Nồng độ chất bị hấp phụ tại thời điểm t, mg/L
1.6. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước 1.6.1. Nghiên cứu trong nước
Đại học Bách Khoa Hà Nội: Đã tập trung vào việc phát triển các MOFs để lưu trữ và phân tách khí như CO2 và CH4. Các MOFs như MOF-5 và MIL-101 đã nghiên cứu và cho thấy khả năng hấp thụ khí cao, giúp trong việc giảm thiểu khí nhà kính và tận dụng khí thiên nhiên [61].
Viện Hóa học VAST: Việc sử dụng MOFs trong các phản ứng xúc tác quang học, chẳng hạn như phân tách nước dưới ánh sáng, đã được tiến hành với những kết quả hứa hẹn cho sản xuất hydro bền vững. Đã tổng hợp thành công các ligand hữu cơ có cấu trúc liên hợp và sử dụng để kết tinh được nhiều loại vật liệu MOFs có cấu trúc mới và Đã tổng hợp được vật liệu MOFs phát quang mới, có khả năng phát quang mạnh [62].
Nghiên cứu về MOFs tại Việt Nam đã và đang phát triển mạnh mẽ, có nhiều thành viên tham gia của nhiều trường đại học và viện nghiên cứu. Các nghiên cứu này đóng góp vào kiến thức khoa học cơ bản, năng lượng, môi trường và y sinh học.
1.6.2. Nghiên cứu ngoài nước
MOFs là vật liệu thế kỉ XXI nhà hóa học Sir HarryKroto (đã đạt giải Nobel năm 1996) đã mô tả: “Các hệ phân tử ở kích thước nano được lắp ráp cạnh nhau, ngày càng phức tạp hơn và mang các chức năng ngày càng cao hơn”.
Hoa Kỳ: Nghiên cứu tại các tổ chức như Đại học California, Berkeley, đã tập trung phát triển MOFs để lưu trữ và tách hiệu quả các loại khí như hydro, metan và carbon dioxide [63].
Trung Quốc: Những vật liệu MOFs này có thể dẫn tới bước đột phá trong giải quyết vấn đề ô nhiễm CO2 hiện nay, nơi chúng có thể hoạt động như chất hấp phụ dựa trên khả năng tách, thu giữ và lưu trữ CO2 của chúng [64].
28
Đức: Viện Hệ thống thông minh Max Planck đã khám phá việc sử dụng MOFs làm chất xúc tác cho các phản ứng hóa học. Đã mở ra nhiều triển vọng trong việc cải thiện hiệu suất và tính bền vững của quá trình hóa học công nghiệp [65].
Nhật Bản: Đại học Tokyo nghiên cứu MOFs cho các ứng dụng xúc tác quang. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng một số MOFs nhất định có thể xúc tác hiệu quả quá trình phân tách nước dưới bức xạ ánh sáng, mang lại tiềm năng sản xuất hydro bền vững [66].
Pháp: Đại học Strasbourg đã khám phá việc sử dụng MOFs trong siêu tụ điện và pin.
Đạt được những thành tựu góp phần phát triển các giải pháp năng lượng bền vững và hiệu quả hơn trong tương lai [67].
Ấn Độ: Viện Khoa học Ấn Độ (IISc) Bangalore đã nghiên cứu việc sử dụng MOFs để các chất ô nhiễm hữu cơ khỏi nước và loại bỏ kim loại nặng. Đã mở ra triển vọng mới cho việc xử lý nước và bảo vệ môi trường [68].
Úc: Đại học Melbourne nghiên cứu về khả năng phân hủy sinh học của MOFs nhằm giảm thiểu tác động môi trường và khả năng tương thích sinh học đã đánh giá cách MOFs tương tác với tế bào sống [69].
Hà Lan: Đại học Công nghệ Delft đã tập trung vào các tính chất cơ học của MOFs, khám phá tiềm năng của chúng trong các thiết bị điện tử có thể làm vật liệu dẫn điện và làm linh kiện điện tử và cảm biến linh hoạt có thể sử dụng trong nhiều ứng dụng từ môi trường đến y tế đeo trên người [70].
Nghiên cứu về MOFs có tính liên ngành và quốc tế cao. Sự hợp tác và đổi mới liên tục trong lĩnh vực này dự kiến sẽ dẫn đến những khám phá và ứng dụng mới, giải quyết một số thách thức cấp bách nhất về chăm sóc sức khỏe, môi trường và năng lượng.
29