Đồ án tốt nghiệp;“Nghiên cứu tổng hợp màng nanocomposit có khả năng phân hủy sinh học từ phế phụ phẩm để xử lý các chất màu hữu cơ trong nước thải “

Ngày nay, việc nước thải công nghiệp có chứa rất nhiều chất độc hại ảnh hưởng đến môi trường sống của chúng ta như các phẩm màu hữu cơ hay các kim loại nặng. Việc tồn tại những chất độc hại đó trong nguồn nước đã làm cho con người mắc phải một số bệnh rất nghiêm trọng. Chính vì vậy, việc xử lý nước thải công nghiệp là điều hết sức cấp bách và cũng đã được hầu hết các quốc gia trên thế giới quan tâm và nghiên cứu. Hấp phụ là một trong những phương pháp hóa lý phổ biến và hiệu quả nhất để khử màu nhuộm cũng như kim loại nặng trong nước thải. Nhiều loại chất hấp phụ khác nhau được biết đến trong lĩnh vực này như than hoạt tính, zeolite, tro than, chitin và chitosan, … Một trong số chất hấp phụ được dùng nhiều nhất là than hoạt tính bởi nó có dung lượng hấp phụ chất hữu cơ cao. Tuy nhiên, than hoạt tính có giá thành cao và không tái sinh được. Từ quan điểm này, các chất hấp phụ giá rẻ hơn từ chất liệu thiên nhiên, vật liệu sinh học, phế phụ phẩm trong CôngNông nghiệp được đề xuất và triển khai ứng dụng trong việc loại bỏ phẩm nhuộm. Trong số các chất hấp phụ rẻ hơn này, chitosan và khoáng sét được biết đến nhờ dung lượng hấp phụ phẩm màu cao. Montmorillonit (MMT) là một khoáng sét tự nhiên là thành phần chính của khoáng bentonit – một loại khoáng sét phổ biến và có trữ lượng lớn ở nước ta. Hạt MMT với kích thước nanomet có đặc tính xốp, dung lượng trao đổi ion lớn, độ bền cơ học và hóa học cao nên MMT được chọn làm pha gia cường phân tán trên pha nền chitosan tạo vật liệu nanocompozit phân hủy sinh học. Dù chúng đã có tính chất hấp phụ cao, nhưng những cải biến trong cấu trúc của chúng có thể nâng cao hơn nữa dung lượng hấp phụ như việc làm tăng khoảng cách lớp sét hay tăng độ xốp của hạt sét. Trong khi đó, chitosan được biết đến là dẫn xuất của chitin – một loại polyme có nhiều trong thiên nhiên, có nguồn gốc từ các loài động vật như tôm, cua. Do tính ứng dụng phong phú của chitosan (CS) nên chitin được sử dụng điều chế chitosan có hoạt tính sinh học cao hơn, đồng thời khả năng phân hủy sinh học cũng lớn hơn và có nhiều tính chất, công dụng hơn so với chitin. Chitosan là polysaccarit sinh học không độc, có ái lực cao với một số nhóm phẩm màu axit, màu chất nhuộm hoạt tính. Hoạt tính khử màu của chitosan có tính chọn lọc cao hơn nhựa trao đổi ion, than hoạt tính. Chúng có thể làm giảm nồng độ màu trong nước thải xuống còn vài ppb. Dựa trên những kết quả có được từ các nghiên cứu ứng dụng trên đất sét, chitosan, ý tưởng kết hợp những tính năng của hai chất liệu nói trên được nghiên cứu và tiến hành thực nghiệm trong đồ án.Cụ thể, đất sét Montmorillonit Na+ (NaMMT) được chèn tách bằng chitosan với mục đích nâng cao khả năng hấp phụ màu nhuộm cation. Vật liệu nanocompozit chitosanMontmorillonit (CSMMT) với hàm lượng nhỏ MMT được tổng hợp ở dạng màng đã làm tăng cường đáng kể những tính chất cơ lý của màng chitosan nguyên chất. Vật liệu tạo thành kết hợp những tính chất riêng rẽ của CS và MMT và có ứng dụng quan trọng trong việc xử lý ô nhiễm môi trường nước, đặc biệt là hấp phụ các ion kim loại nặng và các chất nhuộm màu trong xử lý nước thải công nghiệp. Trên cơ sở đó, đề tài đã thực hiện: “Nghiên cứu tổng hợp màng nanocomposit có khả năng phân hủy sinh học từ phế phụ phẩm để xử lý các chất màu hữu cơ trong nước thải “ Mục tiêu của đề tài: Tổng hợp được màng nanocomposit từ các nguồn phế phụ phẩm sẵn có của Việt Nam; Thử hoạt tính của màng cho quá trình hấp phụ nước nhiễm phẩm mầu công gô đỏ và metylen xanh.