BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC
VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
……..….***…………

PHẠM VĂN THỊNH

NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VẬT LIỆU TỪ TÍNH TRÊN NỀN
GRAPHIT VIỆT NAM ỨNG DỤNG TRONG XỬ LÝ MÔI
TRƯỜNG Ô NHIỄM MÀU HỮU CƠ (CONGO RED)

Chuyên ngành: Vật Liệu Cao Phân Tử Và Tổ Hợp
Mã số: 62440125

TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LIỆU CAO PHÂN TỬ
VÀ TỔ HỢP

Hà Nội – 2019


Công trình được hoàn thành tại: Học viện Khoa học và Công nghệ Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam

Người hướng dẫn khoa học 1: PGS.TS. Bạch Long Giang
Người hướng dẫn khoa học 2: PGS.TS. Lê Thị Hồng Nhan

Phản biện 1: …
Phản biện 2: …
Phản biện 3: ….

tính từ nguồn graphit dạng vảy của Việt Nam làm vật liệu ứng dụng trong
xử lý môi trường bị ô nhiễm chất màu hữu cơ.
3. Các nội dung nghiên cứu chính của luận án
- Nghiên cứu và tổng hợp được vật liệu graphit tróc nở (EG) từ nguồn
graphit khu vực tỉnh Yên Bái, Việt Nam bằng phương pháp hóa học dưới
sự hỗ trợ vi sóng.
- Nghiên cứu được quy trình tổng hợp mang từ tính EG-MFe2O4 (M=Co,
Ni, Mn) từ nguồn vật liệu graphit bằng phương pháp tự bắt cháy sol-gel.
- Phân tích và xác định được một số tính chất đặc trưng, cấu trúc, hình
thái và tính từ tính của vật liệu EG và EG- MFe2O4 bằng các phương pháp
phân tích công cụ hiện đại như: phổ nhiễu xạ tia X (XRD), phổ tán xạ năng
1


lượng tia X (EDS), kính hiển vi điện tử quét (SEM), phân tích phổ hồng
ngoại (FTIR), phân tích từ kế mẫu rung (VSM), đường cong hấp phụ/giải
hấp N2 (BET, pore), XPS.
- Nghiên cứu và đánh giá khả năng hấp phụ màu congo red của các vật
liệu EG- MFe2O4; nghiên cứu động học, nhiệt học, đẳng nhiệt hấp phụ, cơ
chế hấp phụ và ứng dụng phương pháp đáp ứng bề mặt RSM để tối ưu hóa
điều kiện hấp phụ màu của vật liệu.
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
1. Nguồn nguyên vật liệu Graphit
Graphit hay còn gọi là than chì, một trong ba dạng thù hình của
cacbon, tồn tại trong thiên nhiên (kim cương, than vô định hình và
graphit). Graphit là chất kết tinh trong hệ lục phương. Trong mạng tinh
thể, một nguyên tử cacbon (C) liên kết với 4 nguyên tử C phụ cận khoảng
cách với 3 nguyên tử C khác bằng nhau (khoảng 1,42 Å), và khoảng cách
với nguyên tử thứ 4 là 3,35 Å. Hiện nay, trữ lượng quặng graphit trên toàn
thế giới chưa được thống kê một cách cụ thể, tuy nhiên ước tính khoảng

1.3. Vật liệu từ tính
1.3.1. Tổng hợp vật liệu EG@MFe2O4
Coban ferit, niken ferit và mangan ferit là các ferit spinel rất quan
trọng trong kỹ thuật. Về mặt cấu trúc, tinh thể coban ferit và niken ferit
đặc trưng của nhóm các ferit spinen, cấu trúc lập phương tâm mặt. Chúng
là các spinen đảo, vì cấu hình electron của ion Ni2+ là 3d8, của ion Co2+ là
3d7 nên số phối trí thuận lợi là 6 nên các ion Ni2+ và Co2+ nằm trong các
hốc bát diện còn ion Fe3+ phân bố vào cả hốc bát diện và hốc tứ diện.
Có hai hướng tiếp cận để tổng hợp vật liệu Ferit spinen: hướng tiếp
cận từ trên xuống và từ dưới lên. Hướng tiếp cận từ trên xuống sử dụng
các phương pháp vật lí, còn hướng tiếp cận từ dưới lên thường được thực
hiện bằng con đường hoá học. Các phương pháp tổng hợp bằng dung dịch
keo hóa học có thể điều khiển được kích thước hạt, các hạt nano thu được
có kích thước đồng đều, hình dạng phong phú. Các phương pháp hóa học
tiêu biểu thường được sử dụng bao gồm: kết tủa, khử, cháy nổ, phun nóng
phân hủy nhiệt, mixen (đảo), quá trình sol - gel, keo tụ trực tiếp trong dung
môi sôi cao, thủy nhiệt. Việc phân chia thành các phương pháp như trên
dựa vào cơ chế và điều kiện tiến hành phản ứng hình thành vi hạt bao gồm
3


giai đoạn gây mầm và tăng trưởng kích thước. Hiện nay, nhờ các phương
pháp hóa học ta có thể tạo ra các vật liệu đồng nhất, có kích thước và hình
dạng đa dạng.
Qua những phân tích, so sánh ưu, nhược điểm của các phương pháp
tổng hợp như trên cho thấy phương pháp tự bốc cháy sol-gel là phương
pháp hữu hiệu để tạo ra nhiều loại bột nano với cấu trúc và thành phần như
mong muốn, phương pháp đơn giản, chi phí thấp và cho hiệu quả cao. Đây
cũng chính là cơ sở để luận án lựa chọn phương pháp tổng hợp vật liệu từ
tính trên nền EG.

Kratos AXIS Supra (Kratos – Shimadzu) Model: AXIS Supra sử dụng bức
xạ Mg Kα.
2.2. Tổng hợp vật liệu EG và EG@MFe2O4
2.2.1. Tổng hợp vật liệu EG
Quy trình tổng hợp tổng hợp vật liệu EG như sau. Cân 1 g graphit
cho vào cốc thủy tinh 250 mL, hút thể tích xác định H2O2 và H2SO4 với tỉ
lệ thể tích H2O2/H2SO4 khảo sát là (1,0/20; 1,2/20; 1,4/20; 1,6/20; 1,8/20
và 2,0/20), thời gian xen chèn khào sát từ 70 đến 120 phút ở nhiệt độ
phòng. Sau khi thu được sản phẩm dạng bùn, hỗn hợp được rửa sạch bằng
nước cất đến pH khảo sát (từ 1 đến 6), hút khô nước, đem đi sấy ở nhiệt độ
80 oC trong thời gian 24 giờ. EG thu nhận được bằng cách cho giãn nở
nhiệt trong lò vi sóng ở công suất khảo sát (từ 180 đến 900 W) trong
khoảng thời gian khảo sát từ 10 đến 60 giây. Sau đó EG được đem đo bằng
ống đong thể tích chia độ.
Các yếu tố ảnh hưởng đến sự tróc nở Graphit được khảo sát gồm:
Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ thể tích H2O2/H2SO4, ảnh hưởng của thời
gian xen chèn, ảnh hưởng của pH, ảnh hưởng của công suất lò vi sóng, ảnh
hưởng của thời gian nung trong lò vi sóng.
2.2.2. Tổng hợp vật liệu EG@MFe2O4
Cân M(NO3)2.6H2O và Fe(NO3)3.9H2O theo tỉ lệ mol 1:2 (với M=Co,
Ni, Mn) cho vào becher 250 mL chứa 150 mL H2O trộn đều bằng đũa thủy
tinh. Hỗn hợp được khuấy trên bếp từ đến nhiệt độ là 90 0C thì cho axit
citric với vai trò làm tác chất tạo phức (số mol axit/số mol Fe3+/M là 3:2:1)
5


với tốc độ cho vào là 1 giọt/giây. Duy trì nhiệt độ ở 90 0C, khuấy trong 1
h. Sau đó điều chỉnh pH bằng dung dịch NH4OH.H2O sao cho pH8-9. Sau
30 phút, điều chỉnh pH lần hai đến khi thấy váng xuất hiện trên bề mặt
trong bình phản ứng, cân khối lượng EG (tỉ lệ khối lượng EG/MFe2O4 là

CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. Kết quả tổng hợp vật liệu EG dưới sự hỗ trợ của vi sóng

 Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của tỉ lệ xen chèn thể tích
H2O2/H2SO4 đến sự giãn nở của vật liệu EG: Thể tích xen chèn cực đại
quan sát được khi tỉ lệ thể tích H2O2/H2SO4 là 1,4/20; thể tích giãn nở
tương ứng đạt 131,7 mL/g tương ứng với hệ số giãn nở Kv = 82,3.
 Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian xen chèn đến sự
giãn nở của vật liệu EG: Khả năng tróc nở của vật liệu graphit thời gian
xen chèn H2O2/H2SO4 là 100 phút thì thể tích giãn nở của graphit là lớn
nhất, trung bình sau 3 lần thí nghiệm Kv = 105,2 và giảm dần khi tăng thời
gian xen chèn lên 110, 120 phút.
 Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của pH đến sự giãn nở của vật
liệu EG: Mẫu graphit ở pH3 thì khả năng giãn nở là cao nhất với thể tích
VEG = 191,7 mL/g và hệ số Kv = 119,8. Khi rửa hỗn hợp vật liệu đến giá trị
pH >3 thì thể tích EG thu được có xu hướng giảm dần trung bình V EG =
151,7 mL/g, với hệ số Kv = 94,8 (ở pH6).
 Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của công suất lò vi sóng đến sự
giãn nở của vật liệu EG: Hệ số giãn nở thể tích tăng khá đều và đạt cực đại
ở 720 W. Với VEG là 196,7 ứng với Kv đạt 122,9. Khi nâng công suất lò
lên 900 W thì hệ số giãn nở thể tích giảm, Kv = 103,1.
 Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian vi sóng đến sự
giãn nở của vật liệu EG: Với thời gian lò vi sóng là 30 giây thì thể tích tróc
nở của graphit là lớn nhất. Trung bình sau 3 lần thí nghiệm Kv = 102,1 và
giảm dần khi tăng thời gian lò vi sóng lên 50, 60 giây, tương ứng với hệ số
giãn nở của vật liệu Kv = 67,7 và 60,4.
3.2. Kết quả phân tích các tính chất đặc trưng của vật liệu EG và vật
liệu EG@MFe2O4 (M=Co, Mn, Ni)
3.2.1. Kết quả phân tích SEM


Bảng 3.1. So sánh kết quả phân tích BET
SBET

Graphit
EG vi sóng

Bán kính lỗ xốp Thể tích lỗ xốp
(Å)
(cm3/g)
(m2/g)
6,5
12,6
0,007
147,5
14,0
0,153

EG lò nung

100,9

Vật liệu

12,6

0,106

3.2.2.2. Phân tích bề mặt riêng BET EG@MFe2O4
Kết quả phân tích diện tích bề mặt theo kết quả đo BET và thể tích lỗ
rỗng của EG @ MFe2O4 được thể hiện trên bảng 3.2.


33,0

14,1

0,130

Vật liệu

3.2.3. Phân tích FTIR
3.2.3.1. Phân tích FT-IR của vật liệu EG

9


Kết quả cụ thể được thể hiện trên bảng 3.3. Vậy với kết quả phân tích
trên cho thấy trên bề mặt của vật liệu EG có chứa nhiều loại nhóm chức
cũng như nhiều loại liên kết hóa học thuận lợi cho quá trình hấp phụ.
Bảng 3.3. Kết quả phân tích FTIR của vật liệu EG và EG@MFe2O4
Tần số
(cm-1)
2892,7
1712,4
1639,2
1511,9
1415,4
1191,7
1064,5
524,5


nhiều tới các liên kết, nhóm chức trên vật liệu EG. Kết quả cụ thể được thể
hiện trên bảng 3.3. và hình 3.12
3.2.4. Phân tích XRD
3.2.4.1. Phân tích XRD của vật liệu EG

Giản đồ nhiễu xạ tia X của EG giãn nở cấu trúc pha xuất hiện đỉnh
d002 ở góc 2Ө = 26,89o với cường độ thấp hơn rất nhiều so với đỉnh của
graphit ban đầu. Điều này được giải thích là do quá trình tách bóc các lớp
graphit theo trục C trong chế tạo EG, làm giảm đáng kể cấu trúc tinh thể
trong graphit. Kết quả là đỉnh d002 của EG thấp hơn so với đỉnh d002 của
graphit ban đầu (hình 3.13).

Hình 3.3. Giản đồ XRD của (a) Graphit, (b) EG

Phân tích XRD vật liệu EGMFe2O4
Nhìn chung, các giản đồ XRD cho các vật liệu EG@MFe2O4 (M=Co,
Ni và Mn) tương ứng với các hình 3.14 (a, b và c) đều thể hiện các đỉnh
đặc trưng của nhóm các vật liệu trên. Tuy nhiên khi quan sát giản đồ
EG@MFe2O4 ta nhận thấy cường độ các đỉnh này thấp hơn nhiều so với
giản đồ tiền chất MFe2O4 chứng tỏ vật liệu tiền chất MFe2O4 không những
phân bố trên bề mặt vật liệu EG mà nó còn phân bố trong cấu trúc lỗ xốp
và nếp gấp của EG.

11


Hình 3.14. Giản đồ XRD của a) EG@CoFe2O4, b) EG@NiFe2O4 c)
EG@MnFe2O4
3.2.5. Kết quả phân tích phổ tán sắc năng lượng tia X (EDX)
Bảng 3.5. Kết quả phân tích EDX của các mẫu graphit từ tính

-

0.07

0.08

-

100

EG@NiFe2O4

89.46

8.37

1.28

-

-

0.66

0.11

0.09

0.03


287,7 và 287,9 eV là của liên kết C = O. Trong khi đó, các tín hiệu XPS
đặc trưng của O 1s được thể hiện ở, với 3 đỉnh tương ứng với các năng
lượng liên kết 535,3; 534,28; 533,1; 532,8; 530.0 eV, tương ứng với các
12


liên kết O hóa trị, C-O-C, C-O/C = O và O-C. Ngoài ra, phổ XPS của Fe
được chia làm 2 vùng: Fe 2p3/2 và Fe 2p1/2. Rõ ràng là một quỹ đạo quay
năng lượng tách được tìm thấy là 13,5 eV, trong khi khoảng cách từ Fe
2p1/2 đến đỉnh vệ tinh là 8.1 eV, đặc trưng cho các cation Fe 3+ phù hợp với
tài liệu. Có thể thấy, 3 mẫu vật liệu EG@MFe2O4 đều có sự tương đồng
phổ XPS của các nguyên tố C, O, Fe. Điều này hoàn toàn phù hợp và điểm
khác biệt ở đây theo quan sát được là cường độ và tín hiệu đỉnh của các
kim loại Mn, Ni và Co. Phổ Mn 2p cho thấy hai cấp độ phụ của spin-quỹ
đạo tách giữa 2p 3/2 và 2p 1/2 với khoảng cách năng lượng liên kết của
chúng khoảng 11,8 eV. Khoảng cách này gần với năng lượng tách quỹ đạo
quay (~ 11,62 eV) của oxit mangan (II). Đặc biệt, một đỉnh vệ tinh xuất
hiện ở 647 eV, cách gần 6,8 eV so với trạng thái 2p½, điều này gợi ý đến
sự tồn tại của Mn 2+ trong cấu trúc của [email protected]ác trạng thái liên
kết hóa học chi tiết của Co được thể hiện. Cụ thể, 2 đỉnh tại 781,1 eV và
786,9 eV được gán cho Co 2p3/2, trong khi 2 đỉnh tại 797,1 eV và 803,6 eV
thể hiện tín hiệu đặc trưng của Co 2p1/2. Phổ Co 2p chỉ ra Co tồn tại ở
trạng thái oxy hóa 2+ bởi vì các cation Co3+ có spin thấp có thể làm phát
sinh các tính năng vệ tinh yếu hơn nhiều so với các cation Co2+ có spin cao
với các quỹ đạo electron hóa trị chưa ghép cặp. Hơn nữa, đa số cation Co2+
chiếm các vị trí bát diện trong mạng tinh thể CoFe2O4. Phổ XPS của Ni
2p3/2 có thể được chia làm 2 vùng với hai đỉnh tương ứng khoảng 855,3 và
862,4 eV, trong khi đó ở Ni 2p1/2 xuất hiện ở 2 đỉnh tại tín hiệu 872,9 eV
và 880,4 eV.
3.2.7. Kết quả phân tích từ kế mẫu rung (Vibrating Specimen

0

0

EG@CoFe2O4

0,028

0,051

0,039

0,108

0,198

EG@NiFe2O4

0,022

0,052

0,037

0,098

0,196

EG@MFe2O4


14


Trước khi hấp phụ màu congo red trên bề mặt vật liệu có 5 đỉnh điển
hình, tuy nhiên sau khi hấp phụ màu, hai đỉnh là 1511,9 (của liên kết C=C
trong nhóm có vòng thơm và 1191,8 cm-1 (của liên kết C-O trong nhóm
OH của rượu và phenol) đã biến mất. Điều này có thể do trong quá trình
hấp phụ màu, nhóm các nhóm liên kết này đã tham gia liên kết với các
nhóm chức cấu tạo trong phân tử congo red. Ngoài ra trên vật liệu
EG@CoFe2O4 sau hấp phụ còn một đỉnh 1639,2 cm-1 (đỉnh đặc trưng của
dao động biến dạng H-O-H của nước hấp phụ vật lý và C=O trong các
nhóm chức andehit, xeton, axit.
 Giải thích cơ chế hấp phụ
Dựa trên các kết quả phân tích FT-IR, chuẩn độ Boehm cho thấy quá
trình hấp phụ chất màu CR của vật liệu EG@ MFe2O4 và MFe2O4 có thể
được giải thích bằng các cơ chế hấp phụ sau.
Vật liệu EG@ MFe2O4 và MFe2O4 thu được khả năng hấp phụ CR
hơn với MFe2O4. Kết quả này có thể được giải thích do vai trò của các
nhóm chức hóa học trên bề mặt của EG@ MFe2O4. Như đã đề cập từ mục
đặc tính hóa, EG@MFe2O4 được chứng minh là có chứa nhiều loại nhóm
chức năng bao gồm (axit cacboxylic, lactone, phenol và các nhóm bazơ),
trong khi chúng không thể tìm thấy trong MFe2O4 (bảng 3.6). Trong quá
trình hấp phụ, sự hiện diện của các nhóm chức có thể góp phần vào sự
tương tác với các phân tử CR (hình 3.27). Do đó, các phân tử CR đã được
bắt giữ trên bề mặt của EG@MFe2O4 tốt hơn trên bề mặt của MFe2O4.
Trong mục 3.3.2 đã cho thấy rằng dung lượng hấp phụ thuốc nhuộm
CR của các loại vật liệu thay đổi khi thay đổi pH dung dịch, điều đó cho
thấy rằng đã có tương tác tĩnh điện mạnh và trao đổi ion xảy ra giữa vật
liệu EG@MFe2O4 và phân tử thuốc nhuộm CR. Đồng thời như chúng ta đã
biết, các phân tử CR được cấu thành từ các vòng thơm, amin (-NH2) và

liệu EG
Kết quả phù hợp tốt với giá trị dự đoán, cho thấy độ tin cậy của mô hình
được đề xuất (bảng 3.11).
Bảng 3.11. Bảng kết quả hấp phụ CR sử dụng các điều kiện tối ưu trên
DX11
Vật
liệu

pH
(-)

Nồng
độ

Thời
gian

(mg/L)

(phút)

Khả năng hấp phụ
(mg/g)
Dự
đoán

EG

5


Khả năng hấp phụ
(mg/g)
Kỳ
Dự Thực Sai vọng
đoán
tế
số
88,60 87,46 1,14 1,00
41,89 42,95 1,06 1,00

Nồng Thời
pH
độ
gian
(-)
(mg/L) (phút)

EG@CoFe2O4 6,05 58,20
CoFe2O4
4,1 60,58

189
186

3.4.2.2. Kết quả khảo sát vật liệu EG@NiFe2O4
Kết quả phù hợp tốt với giá trị dự đoán, cho thấy độ tin cậy của mô hình
được đề xuất (bảng 3.19).
Bảng 3.19. Bảng kết quả hấp phụ CR sử dụng các điều kiện tối ưu trên
DX11


DX11

Vật liệu

Nồng Thời
pH
độ
gian
(-)
(mg/L) (phút)
18

Khả năng hấp
phụ (mg/g)
Kỳ
Dự Thực Sai vọng
đoán tế số


EG@MnFe2O4 5,7
MnFe2O4
6,0

57,7
62,0

181
182

60,6 62,0 1,4 1,00

Có thể sử dụng mô hình động học bậc hai để dự đoán động học hấp
phụ Q2 của vật liệu EG@NiFe2O4 (37,85 - 93,11) cao hơn so với Q2 của
vật liệu NiFe2O4 (28,48 - 44,36) điều đó cho thấy khả năng hấp phụ màu
congo red của vật liệu EG@NiFe2O4 cao hơn so với vật liệu NiFe2O4.
3.5.2.2. Kết quả nhiệt động học hấp phụ
Từ phương trình Vant Hoff với R2 > 0.9, các hằng số nhiệt động
enthanpy, entropy và năng lượng tự do Gibbs được xác định, các giá trị
dương của H (H >0) cho thấy ảnh hưởng của nhiệt độ là rất quan trọng
và quá trình hấp phụ là quá trình thu nhiệt, giá trị dương của S (S>0)
cho thấy ái lực tốt giữa cơ chất CR và chất hấp phụ EG@NiFe2O4. Trong
khi đó, G0,96) cho thấy mô hình có tính tương thích cao với các kết quả thực
nghiệm. Trong đó, sự mô tả cho các quá trình hấp phụ bởi các mô hình hấp
phụ được sắp xếp theo thứ tự sau: Langmuir > Freundlich > Temkin > RD. hệ số Langmuir đặc trưng RL nhỏ hơn 1.0 chỉ ra rằng quá trình hấp phụ
là thuận lợi. Hơn nữa, điều này cho thấy sự hấp phụ xảy ra chủ yếu là hấp
phụ đơn lớp.
3.5.3. Kết quả khảo sát vật liệu EG@MnFe2O4
3.5.3.1. Kết quả động học hấp phụ
Có thể sử dụng mô hình động học bậc hai để dự đoán động học hấp
phụ bởi vì giá trị (R2=0,99) tốt hơn mô hình động học bậc một và Q2 của
vật liệu EG@MnFe2O4 (29,61 - 57,54) cũng cao hơn so với Q2 của vật liệu
MnFe2O4 (6,34 -18,19) điều đó cho thấy khả năng hấp phụ màu congo red
của vật liệu EG@NiFe2O4 cao hơn so với vật liệu NiFe2O4.
20


3.5.3.2. Kết quả nhiệt động học hấp phụ



chèn 100 phút, giá trị pH3, công suất và thời gian vi sóng tương ứng là 720 W và 30
giây.
-

Nghiên cứu đã điều chế thành công 03 loại vật liệu EG@CoFe2O4,

EG@NiFe2O4, EG@MnFe2O4 bằng phương pháp sol-gel; trong đó điển hình vật liệu
EG@MnFe2O4 có kích thước lỗ xốp tương đối lớn (33 m2/g) và có độ từ hóa khá cao
(EG@CoFe2O4 =32 emu/g), vì vậy, vật liệu thuận lợi cho quá trình hấp phụ và khả
năng thu hồi vật liệu sau hấp phụ cũng như tái sử dụng.
-

Tối ưu hóa được điều kiện hấp phụ màu CR của vật liệu EG@MFe2O4 (M=Co,

Ni, Mn) bằng phương pháp đáp ứng bề mặt (RSM), trong đó điều kiện tối ưng đới với
vật liệu EG@CoFe2O4: pH6,05, nồng độ 58,2 (mg/L), thời gian 189 phút và khả năng
hấp phụ CR của vật liệu là 87,46 mg/g; vật liệu EG@NiFe2O4: pH6,2, nồng độ 48,25
(mg/L), thời gian 179 phút và khả năng hấp phụ CR của vật liệu là 86,90 mg/g; vật
liệu EG@MnFe2O4: pH5,7, nồng độ 57,7 (mg/L), thời gian 181 phút và khả năng hấp
phụ CR của vật liệu là 62 mg/g.
-

Khảo sát được quá trình động học: động học hấp phụ của vật liệu EG@MFe2O4

tuân theo mô hình động học bậc hai, tốc độ hấp phụ có thể được kiểm soát bởi sự hấp
phụ hóa học thông qua cơ chế trao đổi ion giữa chất hấp phụ và chất bị hấp phụ bằng
các liên kết hấp phụ hóa học.
-

có thể được ứng dụng rộng rãi trong việc xử lý ô nhiễm môi trường,
nghiên cứu cần tiếp tục nghiên cứu khả năng hấp phụ ô nhiễm nước chứa
chất màu độc tính cao khác như rhodamine B, orange G, methyl red. Ngoài
ra, có thể kết hợp với các doanh nghiệp để xây dựng mô hình sản xuất
nano từ tính EG@MFe2O4 theo quy mô lớn.
NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN
1. Luận án đã tổng hợp thành công 03 vật liệu graphit tróc nở mang từ
tính (EG@CoFe2O4, EG@NiFe2O4, EG@MnFe2O4) bằng phương pháp
sol-gel, đây là các vật liệu được chế tạo dựa trên nguồn graphit dạng vảy
của Việt Nam với loại hình vật liệu xử lý môi trường nước bị nhiễm thuốc
nhuộm và bị nhiễm dầu.
2. Luận án đã xây dựng được bộ cơ sở dữ liệu đầy đủ về các tính chất
đặc trưng của vật liệu Graphit tróc nở (EG) và Graphit tróc nở mang từ
tính (EG@CoFe2O4, EG@NiFe2O4, EG@MnFe2O4) bằng các phương
pháp phân tích công cụ hiện đại: SEM, XRD, EDS, FT-IR, XPS, VSM,
BET.
3. Luận án đã đánh giá, so sánh, và xây dựng được mô hình tối ưu hóa
khả năng hấp phụ thuốc nhuộm Congo red của 07 loại vật liệu EG,
CoFe2O4,
NiFe2O4,
MnFe2O4,
EG@CoFe2O4,
EG@CoFe2O4,
EG@MnFe2O4 bằng phương pháp đáp ứng bề mặt (RSM).
4. Luận án đã phân tích và đề xuất được các mô hình động học hấp phụ,
nhiệt động học hấp phụ, quá trình đẳng nhiệt hấp phụ, và đánh giá khả
năng tái sử dụng của 03 loại vật liệu EG@CoFe2O4, EG@NiFe2O4,
EG@MnFe2O4, đồng thời cũng đã giải thích được cơ chế hấp phụ màu
Congo red của vật liệu graphit tróc nở mang từ tính.
23