Đặng Thị Thanh Nhàn * Trần Thị Phương Nga

* Người chịu trách nhiệm về bài viết: (dangthithanhnhan@dhsphue.edu.vn)

Abstract

To date, more research is aimed to fabricate nanomaterials that support the treatment of wastewater containing harmful chemicals such as dyes and metal ions. Magnetic oxide nanomaterials are the potential candidates. In this study, Fe2O3/CTS was successfully synthesized by hydrothermal method. The asproduct was characterized by Infrared Spectroscopy (IR), X-ray Diffraction (XRD), Thermogravimetric Analysis (TGA) and Scanning Electron Microscope (SEM). The results showed that Fe2O3 in Fe2O3/CTS was highly crystalline, formly distributed on chitosan polymer fibers and accounted for 49%. Fe2O3/CTS was investigated the organic dyes adsorbing ability including Methylene Blue (MB), Methyl Orange (MO), Congo Red (CR) and Rhodamine B (RhB) at room temperature. When conducting experiments with 0.10 g of Fe2O3/CTS in 30 mL of MB, MO, CR and RhB solutions with a concentration of 10 mg/L, the adsorption efficiency and adsorption capacity were 41.6%; 12.1%; 99.6%; 38.7% and 1.3; 0.4; 2.9; 1.2 mg/g, respectively.
Keywords: Nanomaterials, Fe2O3, Chitosan, Adsorption, Organic pigments

Tóm tắt

Ngày nay, nhiều nghiên cứu hướng đến việc chế tạo các vật liệu hỗ trợ xử lý các nguồn nước bị ô nhiễm bởi phẩm nhuộm và ion kim loại. Vật liệu nano oxide kim loại có tính từ tính đang là những ứng cử viên đáng tin cậy. Trong nghiên cứu này, vật liệu Fe2O3/CTS đã được tổng hợp thành công bằng phương pháp thủy nhiệt. Vật liệu được đặc trưng bởi các phương pháp phổ hồng ngoại (IR), giản đồ nhiễu xạ Rơnghen (XRD), phân tích nhiệt trọng lượng (TGA) và kính hiển vi điện tử quét (SEM). Kết quả cho thấy Fe2O3 trong vật liệu Fe2O3/CTS có tính tinh thể cao, phân bố trên sợi polymer chitosan và chiếm hàm lượng 49%. Vật liệu Fe2O3/CTS có khả năng hấp phụ các chất màu hữu cơ Methylene Blue (MB), Methyl Orange (MO), Congo Red (CR) và Rhodamine B (RhB) ở nhiệt độ phòng. Tiến hành thí nghiệm với 0,100 g vật liệu Fe2O3/CTS trong 30 mL dung dịch các chất màu MB, MO, CR và RhB nồng độ 10 mg/L, hiệu suất hấp phụ và dung lượng hấp phụ tương ứng lần lượt là 41,6%; 12,1%; 99,6%; 38,7% và 1,3; 0,4; 2,9; 1,2 mg/g.
Từ khóa: Vật liệu, Fe2O3, Chitosan, Hấp phụ, Chất màu hữu cơ

Article Details

Tài liệu tham khảo

Aizat, M. A., & Aziz, F. (2019). Chitosan nanocomposite application in wastewater treatments. In Nanotechnology in water and wastewater treatment: Theory and applications (pp. 243–265). Elsevier. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-813902-8.00012-5

Akın Şahbaz, D., Yakar, A., & Gündüz, U. (2019). Magnetic Fe₃O₄-chitosan micro- and nanoparticles for wastewater treatment. Particle & Particle Systems Characterization

Al-Anber, M. A., & Al-Qaisi, W. (2019). The applicability of Fe(III)-chitosan complex for the sorption of single-phase Acid Blue-15 dye from water. Journal of Environmental Pollution and Management, 2(1), 105–117.

Biswas, S., Fatema, J., Debnath, T., & Rashid, T. U. (2021). Chitosan–clay composites for wastewater treatment: A state-of-the-art review. ACS ES&T Water, 1(5), 1055–1085. https://doi.org/10.1021/acsestwater.0c00207

Chenab, K. K., Sohrabi, B., Jafari, A., & Ramakrishna, S. (2020). Water treatment: Functional nanomaterials and applications from adsorption to photodegradation. Materials Today Chemistry, 16, 100262. https://doi.org/10.1016/j.mtchem.2020.100262

Đặng, T. T. N., Lê, L. S., & Lê, Q. T. (2018). Nghiên cứu tổng hợp, đặc trưng và ứng dụng màng chitosan–ferrite từ tính có cấu trúc quang học. Vietnam Journal of Chemistry, 56(3), 384–388. https://doi.org/10.15625/vjc.2018-0038

Đặng, T. T. N., Trương, T. Đ., Lê, Q. T., Trần, Đ. T., & Lê, L. S. (2021). Nghiên cứu tổng hợp và đặc trưng hạt cầu xốp Fe₂O₃/chitosan. Vietnam Journal of Catalysis and Adsorption, 10(1), 75–79.

Patnaik, S., Mishra, P. C., Nayak, R. N., & Giri, A. K. (2016). Removal of fluoride from aqueous solution using chitosan–iron complex. Journal of Analytical & Bioanalytical Techniques, 7(4), Article 326. https://doi.org/10.4172/2155-9872.1000326

Sakib, M. N., Mallik, A. K., & Rahman, M. M. (2021). Update on chitosan-based electrospun nanofibers for wastewater treatment: A review. Carbohydrate Polymer Technologies and Applications, 2, 100064. https://doi.org/10.1016/j.carpta.2021.100064

Tadić, M., Trpkov, D., Kopanja, L., Vojnović, S., & Vujanović, S. (2019). Hydrothermal synthesis of hematite (α-Fe₂O₃) nanoparticle forms: Synthesis conditions, structure, particle shape analysis, cytotoxicity and magnetic properties. Journal of Alloys and Compounds, 792, 599–609. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2019.03.414

Wang, Y., Muramatsu, A., & Sugimoto, T. (1998). FTIR analysis of well-defined α-Fe₂O₃ particles. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 134(3), 281–297. https://doi.org/10.1016/S0927-7757(97)00102-7