ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

NGUYỄN CÔNG TOÀN

TỔNG HỢP VẬT LIỆU COMPOZIT Cu-Ti-HYDROTANXIT
VÀ ỨNG DỤNG LÀM XÚC TÁC XỬ LÝ METYLEN XANH,
RHODAMIN-B TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC

LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC

THÁI NGUYÊN - 2019
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn


ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

NGUYỄN CÔNG TOÀN

TỔNG HỢP VẬT LIỆU COMPOZIT Cu-Ti-HYDROTANXIT
VÀ ỨNG DỤNG LÀM XÚC TÁC XỬ LÝ METYLEN XANH,
RHODAMIN-B TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC
Ngành: HÓA PHÂN TÍCH
Mã số: 8.44.01.18

LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC

Người hướng dẫn khoa học: TS. VŨ VĂN NHƯỢNG

Cuối cùng, tôi xin chân thành cảm ơn bố mẹ, anh chị, gia đình và bạn bè đồng
nghiệp những người luôn động viên, chia sẻ mọi khó khăn cùng tôi trong suốt quá
trình học tập và thực hiện luận văn.
Thái Nguyên, tháng 5 năm 2019
Học viên cao học

Nguyễn Công Toàn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn


MỤC LỤC
Lời cam đoan .................................................................................................................. i
Lời cảm ơn .....................................................................................................................ii
Mục lục ........................................................................................................................ iii
Danh mục các từ viết tắt của luận văn .......................................................................... iv
Danh mục các bảng ....................................................................................................... iv
Danh mục các hình ........................................................................................................ v
MỞ ĐẦU .......................................................................................................................1
Chương 1: TỔNG QUAN............................................................................................3
1.1. Giới thiệu về vật liệu hydrotanxit ...........................................................................3
1.1.1. Thành phần, cấu trúc của hydrotanxit..................................................................3
1.1.2. Tính chất ..............................................................................................................5
1.1.3. Ứng dụng của hydrotanxit ...................................................................................6
1.2. Phương pháp điều chế hydrotanxit và các yếu tố ảnh hưởng .................................7
1.2.1. Phương pháp điều chế hydrotanxit ......................................................................7
1.2.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến phương pháp điều chế hydrotanxit ...........................8
1.3. TiO2 và TiO2 biến tính ............................................................................................9

2.4.2. Khảo sát khả năng hấp phụ, phân hủy rhodamin-B và metyeln xanh của
các vật liệu tổng hợp ....................................................................................................23
Chương 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................................ 27
3.1. Đặc trưng cấu trúc vật liệu xúc tác .......................................................................27
3.1.1. Kết quả phân tích giản đồ nhiễu xạ tia X (XRD) của các mẫu vật liệu .............27
3.1.2. Kết quả phân tích phổ EDX của vật liệu ...........................................................28
3.1.3. Kết quả phân tích đường đẳng nhiệt hấp phụ, giải hấp phụ nitơ (BET) ............30
3.1.4. Kết quả phân tích phổ UV-Vis DRS của các mẫu vật liệu tổng hợp ................31
3.2. Kết quả khảo sát hoạt tính hấp phụ, quang xúc tác của các mẫu vật liệu tổng
hợp dưới ánh sáng đèn LED công suất 30W ...............................................................32
3.2.1. Kết quả khảo sát khả năng hấp phụ rhodamin-B, metylen xanh của các
mẫu vật liệu tổng hợp ..................................................................................................32
3.2.2. Khảo sát khả năng phân hủy quang hóa rhodamin-B, MB của các mẫu vật
liệu tổng hợp ................................................................................................................36
3.2.3. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của pH môi trường đến khả năng xử lý MB và
Rh-B của các mẫu vật liệu tổng hợp ............................................................................43
3.3. Kết quả ứng dụng xúc tác để xử lý nước thải dệt nhuộm chiếu cói .....................46
KẾT LUẬN .................................................................................................................49
DANH MỤC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN
ĐẾN LUẬN VĂN .......................................................................................................50
TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................................51

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT CỦA LUẬN VĂN
Chữ viết
tắt


Untraviolet-visable spectrum

Kính hiển vi điện tử quét

Scan electron microscopy

TEM

Kính hiển vi điện tử truyền qua

Transmission electron microscopy

TIOT

Tetraisopropyl octotitanat

Tetraisopropyl orthotitante

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn


DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1. Các mẫu vật liệu tổng hợp hydrotanxit và Cu-Ti/hydrotanxit ....................19
Bảng 2.2. Sự phụ thuộc của độ hấp thụ quang phân tử theo nồng độ Rh-B và MB....22
Bảng 3.1. Thành phần % khối lượng, nguyên tử của các nguyên tố trong mẫu
phân tích ...................................................................................................29

Hình 1.3. Cơ chế hình thành cặp e- - h+ gây ra bởi ánh sáng trong hạt chất bán dẫn
TiO2 với sự có mặt của chất ô nhiễm nước (P) ..........................................9
Hình 1.4. Cơ chế đề xuất phân hủy RhB trên vật liệu Ag-TiO2/SBA-15 ....................10
Hình 2.1. Đồ thị đường chuẩn xác định nồng độ Rh-B và MB trong nước ................22
Hình 2.2. Ảnh nước thải (A) và nước thải sau khi pha loãng 30 lần (B) ....................25
Hình 3.1. Giản đồ nhiễu xạ tia X (XRD) của các mẫu vật liệu tổng hợp, các mẫu
không nung (A); (B): các mẫu nung ở 500oC ...........................................27
Hình 3.2. Ảnh TEM của hai mẫu vật liệu H (A), CuTiH-0,05 (B) .............................28
Hình 3.3. Phổ EDX của hai mẫu vật liệu H và CuTiH-0,05 .......................................29
Hình 3.4. Đường đẳng nhiệt hấp phụ, giải hấp phụ N2 của ba mẫu vật liệu H (A),
CuTiH-0,05 (B) và CuTiH-0,5 (C) và các đường chồng phổ của 3
mẫu (D) .....................................................................................................30
Hình 3.5. Phổ UV-Vis DRS của các mẫu vật liệu tổng hợp, (A): các mẫu không
nung; (B): các mẫu nung ở 500oC ..............................................................31
Hình 3.6. Phổ UV-Vis của Rh-B sau 105 phút hấp phụ trên mẫu CuTiH-0,05 (A)
và CuTiH500-0,1 (B)................................................................................32
Hình 3.7. Phổ UV-Vis của MB 10ppm sau 120 phút hấp phụ trên mẫu CuTiH0,05 (A) và CuTiH500-0,1 (B) ..................................................................33
Hình 3.8. Hiệu suất hấp phụ MB 20ppm theo thời gian trên các mẫu H, CuTiH-n
(A) và H500, CuTiH500-n (B) .................................................................34
Hình 3.9. Hiệu suất hấp phụ MB 50ppm theo thời gian trên các mẫu CuTiH-0,3 –
CuTiH-0,6 (A) và CuTiH500-0,3 – CuTiH500-0,6 (B) ...........................35
Hình 3.10. Độ chuyển hóa rhodamin-B trên các mẫu vật liệu tổng hợp H,
CuTiH-n (A) và H500, CuTiH500-n (B) và mẫu trắng (không có xúc
tác, chỉ có H2O2) .......................................................................................37
Hình 3.11. Độ chuyển hóa MB trên các mẫu vật liệu tổng hợp H, CuTiH-0,05 –
0,3, mẫu trắng (A) và H500, CuTiH500-0,05 – 0,3, mẫu trắng (B) .........39
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn


PCBs) trong môi trường nước, tạo thành các sản phẩm phân hủy cuối cùng là CO2 và
H2O an toàn cho môi trường. Do vậy, các chất xúc tác trên cơ sở TiO2 hứa hẹn khả
năng ứng dụng trong thực tiễn để xử lý các hợp chất hữu cơ bền trong môi trường nước.
Các vật liệu TiO2 biến tính có hoạt tính xúc tác cao dưới ánh sáng khả kiến. Do
đó, việc nghiên cứu biến tính TiO2 thu được các vật liệu mới có khả năng hoạt động
quang xúc tác tốt dưới ánh sáng khả kiến được nhiều nhà khoa học quan tâm. Ngoài ra,
việc sử dụng ánh sáng khả kiến để xử lý các hợp chất hữu cơ bền trong nước sẽ có góp
phần đáng kể trong việc giảm chi phí xử lý.
Các vật liệu TiO2 biến tính bởi Cu2+ trên chất mang hydrotanxit chưa có nhiều
công trình nghiên cứu hoặc chưa được nghiên cứu một cách hệ thống bởi các nhà khoa
học trong và ngoài nước. Với những lí do ở trên, chúng tôi đã lựa chọn đề tài: "Tổng
hợp vật liệu compozit Cu-Ti-Hydrotanxit và ứng dụng làm xúc tác xử lý metylen xanh,
rhodamin B trong môi trường nước". Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ góp phần lựa
chọn ra các mẫu vật liệu biến tính có hoạt tính quang xúc tác tốt dưới ánh sáng khả
kiến và có thể ứng dụng làm xúc tác để xử lý nước thải dệt nhuộm.
Trong khuôn khổ của đề tài luận văn này, chúng tôi tập trung nghiên cứu các
nội dung chủ yếu sau đây:
- Tổng hợp được các mẫu TiO2 biến tính bởi Cu2+ trên chất mang Hydrotanxit.
- Xác định được đặc trưng cấu trúc của các vật liệu tổng hợp.
- Xác định được khả năng hấp phụ metylen xanh, rhodamin-B trong nước trên
các mẫu vật liệu tổng hợp.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn


- Xác định được các điều kiện tối ưu để tiến hành phân hủy metylen xanh,
rhodamin-B trong nước dưới ánh sáng khả kiến.
- Sử dụng mẫu vật liệu có hoạt tính tốt để tiến hành xử lý nước thải của làng
nghề dệt chiếu cói – huyện Quỳnh Phụ - tỉnh Thái Bình.


- An-: anion như: F-, Cl-, NO3-, SO4 , CO32-,…
- Giá trị x từ 0,2-0,33 với x = M

3+/4+

2+

/(M + M

3+/4+

).

Một lượng lớn các ion hóa trị hai, ba với tỷ lệ khác nhau có thể thay thế M2+
trong cấu trúc hiđrotanxit dẫn đến các dẫn xuất hiđrotanxit [2, 11].
Các hydrotanxit đều có cấu trúc dạng lớp, bao gồm:
<1>. Lớp hiđroxit: là hỗn hợp của các hiđroxit của các kim loại hóa trị (II)
(Mg, Fe, Ni, Zn, Co, Mn, Cd, Ca, Cu…) và kim loại hóa trị (III) (Al, Fe, Ga, Cr, V,
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn


In,…) , thậm chí hóa trị IV (Ti,…), có cấu trúc bát diện mà đỉnh là các nhóm OH-,
tâm là các cation kim loại hóa trị (II) và (III), cấu trúc của chúng tương tự như cấu
trúc brucite trong tự nhiên [2, 15, 22]. Cấu trúc này được sắp đặt theo dạng lục giác
khít đặc.
<2>. Lớp xen giữa: [(A2y/nn-)2y-].mH2O là các anion mang điện tích âm và các
phân tử nước nằm xen giữa lớp hiđroxit trung hòa lớp điện tích dương [15, 22]. Lớp

vào bán kính, cấu tạo không gian và điện tích của anion. Do cấu trúc lớp và sự đan
xen anion, hydrotanxit có độ phân tán và khả năng trao đổi anion cao [20, 24].
Phản ứng trao đổi anion có dạng như sau:
[M2+ M3+ A] + A’ = [M2+ M3+ A’] + A
A: anion ở lớp xen giữa
A’: anion cần trao đổi
hoặc viết dạng rút gọn : HT-A + A’- = HT-AA
HT-A: HT có 1 anion xen giữa A;
HT-AA’: HT có 2 anion xen giữa cùng tồn tại, lúc này quá trình trao đổi xảy
ra không hoàn toàn, A không trao đổi hết với A’.

b. Tính chất hấp phụ
Tính chất hấp phụ cũng hết sức quan trọng đối với việc tổng hợp vật liệu
hydrotanxit. Hydrotanxit hấp phụ với các anion hình thành lớp xen giữa. Sự hấp phụ
các anion có thể dẫn đến khả năng tái tạo lại cấu trúc lớp của vật liệu hydrotanxit sau
khi nung vật liệu này ở nhiệt độ cao. Tính chất hấp phụ thể hiện rất tốt đối với các vật
liệu hydrotanxit sau khi nung đặc biệt là vật liệu HT/CO32-. Khi nung HT/CO32- bị
mất các phân tử nước lớp xen giữa và khí CO2 thoát ra để hình thành tâm bazơ O2- có
cấu trúc kiểu M2+1-xM3+/4+xO1+x/2. Hỗn hợp oxit này có khả năng tái tạo lại cấu trúc
lớp khi tiếp xúc với dung dịch các anion khác [2, 9].

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn


1.1.3. Ứng dụng của hydrotanxit
Với những tính chất trên, vật liệu hydrotanxit được ứng dụng rộng rãi trong
các lĩnh vực khác nhau như: xúc tác, hấp phụ, dược học, hóa hoc, quang học, điện
tử,…[2, 4, 11]


- Vật liệu quang hóa: vật liệu phát quang, thiết bị quang học...
1.2. Phương pháp điều chế hydrotanxit và các yếu tố ảnh hưởng
1.2.1. Phương pháp điều chế hydrotanxit
Hydrotanxit có thể được tổng hợp theo nhiều phương pháp khác nhau: phương
pháp muối-bazơ (phương pháp đồng kết tủa), phương pháp muối-oxit, phương pháp
xây dựng lại cấu trúc,… trong đó phương pháp đồng kết tủa tạo ra các tinh thể
hydrotanxit tốt nhất và có nhiều ưu điểm nên được sử dụng phổ biến để điều chế
hydrotanxit [15].
Phương pháp muối-bazơ (phương pháp đồng kết tủa) tiêu biểu cho một trong
những phương pháp tổng hợp được dùng nhiều nhất để điều chế hydrotanxit. Phương
pháp này được gọi là phương pháp “đồng kết tủa” có nghĩa là phải có tối thiểu hai
hidroxit kim loại cùng kết tủa đồng thời.
Phương pháp này tổng hợp hydrotanxit từ hai muối kim loại hóa trị (II) và
(III): Cho hỗn hợp muối của kim loại vào muối của kim loại kiềm có tính bazơ, hỗn
hợp dung dịch được giữ cố định trong khoảng pH nhất định trong quá trình điều chế.
Các chất tham gia phản ứng phải được khuấy trộn với tốc độ không đổi trong suốt
quá trình phản ứng.
Tiếp theo quá trình kết tủa là quá trình già hóa. Quá trình già hóa rất quan
trọng vì nó làm tăng hiệu suất và độ tinh khiết của sản phẩm. Thời gian già hóa
thường từ 10 đến 12 tiếng có khi vài ngày tùy thuộc vào bản chất của hydrotaxit mà
tổng hợp. Thời gian già hóa để làm cho cấu trúc của hydrotanxit ổn định.
Ưu điểm của phương pháp đồng kết tủa ở pH cố định:
- Tinh thể có kích thước đồng đều và có độ đồng nhất cao.
- Tinh thể có cấu trúc bền vững.
- Ít lẫn tạp chất.
- Diện tích bề mặt lớn.
Ngoài ra, cấu trúc và tính chất hóa lý của sản phẩm hydrotanxit còn phụ thuộc
vào nhiều yếu tố như: bản chất và nồng độ của chất phản ứng, pH kết tủa, nhiệt độ và
thời gian già hóa, độ tinh khiết, rửa kết tủa và sấy khô [2].

gian. Thường các muối dễ hòa tan được loại bằng nước. Trường hợp thành phần chất
kết tủa có muối bazơ hoặc muối axit không bị loại hết sẽ ảnh hưởng đến tâm hoạt
động của xúc tác, gây nhiều phản ứng không mong muốn.
d. Làm khô chất kết tủa và gel
Đây là giai đoạn bắt buộc của phương pháp kết tủa và gel. Giai đoạn ảnh
hưởng đến sự hình thành cấu trúc và tính chất của xúc tác. Ảnh hưởng của điều kiện
làm khô lên cấu trúc còn phụ thuộc nhiều yếu tố khác như: phương pháp làm khô,
khối lượng chất, bản chất của tạp chất trong vật liệu làm khô, lượng nước của gel
trước khi làm khô, nhiệt độ và tốc độ loại nước, bản chất kết tủa và gel [16].
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn


1.3. TiO2 và TiO2 biến tính
1.3.1. Những tính chất của TiO2 và TiO2 biến tính liên quan tới quá trình oxi hóa
tiên tiến (AOPs)
1.3.1.1. Cơ chế phân hủy chất hữu cơ trên bề mặt TiO2
Các quá trình oxi hóa tiên tiến (AOPs) là các kĩ thuật xử lý nước sáng tạo dựa
trên các gốc/phân tử oxi hóa mạnh (ví dụ, H2O2, OH•, O2•-, O3) để khoáng hóa các
hợp chất hữu cơ bền vững, các mầm bệnh trong nước và các sản phẩm phụ khử trùng.
Trong số các quá trình AOPs, xúc tác dị thể sử dụng các chất xúc tác bán dẫn (TiO2,
ZnO, Fe2O3, CdS, GaP và ZnS) có hiệu quả nổi trội trong việc phân hủy các chất hữu
cơ bền, tạo thành các hợp chất dễ phân hủy sinh học, sau đó khoáng hóa thành CO2
và H2O không độc hại. Trong số các chất xúc tác bán dẫn, TiO2 nhận được sự quan
tâm lớn nhất. TiO2 là chất quang xúc tác hoạt động nhất dưới năng lượng photon từ
300 nm < λ < 390 nm và duy trì sự ổn định sau các vòng tái sử dụng xúc tác [4].
Khi chiếu xạ nguồn sáng UV vào bề mặt TiO2, các cặp electron và lỗ trống
quang sinh (e- - h+) được tạo ra và gây ra một loạt các phản ứng oxi hóa - khử trên bề
mặt của TiO2. Khi năng lượng photon (hν) lớn hơn hoặc bằng so với năng lượng vùng

Vật liệu TiO2 hoạt động quang xúc tác khi được chiếu dưới ánh sáng UV. Tuy

nhiên, ánh sáng UV đòi hỏi chi phí xử lý cao do giá thành cao của thiết bị. Vì vậy, để
giảm chi phí xử lý, người ta tiến hành chế tạo các chất quang xúc tác có khả năng
hoạt động hiệu quả dưới ánh sáng mặt trời. Các phương pháp chế tạo vật liệu mới
được đề xuất, bao gồm chế tạo các xúc tác quang hóa compozit với ống nano cacbon,
cấy các kim loại quí hoặc hỗn hợp các kim loại quí, các kim loại chuyển tiếp và các
nguyên tố phi kim loại vào mạng lưới TiO2, biến tính bề mặt TiO2 với phẩm màu
nhạy sáng ...[4]
Các kim loại quí (ví dụ, Ag, Ni, Cu, Pt, Rh và Pd) hay các nguyên tố phi kim (ví
dụ, N, C, F, S, …) được đưa vào mạng tinh thể của TiO2, làm giảm mạnh năng lượng
vùng cấm và dịch chuyển vùng ánh sáng kích thích của TiO2 sang vùng khả kiến. Do
vậy, các chất xúc tác TiO2 biến tính có khả năng phân hủy quang hóa rất tốt đối với
các hợp chất hữu cơ bền, độc hại trong môi trường nước (các hợp chất phenol, thuốc
diệt cỏ, phẩm màu,…) dưới ánh sáng đèn halogen, đèn xenon, ánh sáng mặt trời.
Các vật liệu biến tính thường có hoạt tính quang xúc tác cao trong vùng ánh
sáng khả kiến. Nguyên nhân là do chúng có năng lượng vùng cấm giảm mạnh nên có
khả năng hấp thụ ánh sáng vùng khả kiến. Hình 1.4 dưới đây thể hiện cơ chế phân
hủy rhodamin-B dưới ánh sáng khả kiến của mẫu vật liệu Ag-TiO2/SBA-15.

Các sản phẩm phân hủy+ Ag

Hình 1.4. Cơ chế đề xuất phân hủy RhB trên vật liệu Ag-TiO2/SBA-15

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn


1.4. Giới thiệu về metylen xanh và rhodamin-B



thải nhuộm ra hệ thống thoát nước của cộng đồng gây những hậu quả nghiêm trọng
về sức khỏe và gây ô nhiễm nghiêm trọng đến môi trường nước.
d. Ảnh hưởng của Rhodamin-B đối với sức khỏe con người
Rh-B là chất độc cấp và mãn tính, việc phơi nhiễm Rh-B có thể gây hại cho
sức khỏe con người. Hít phải Rh-B có thể gây kích ứng đường hô hấp, khó thở, ho
như viêm họng và đau ngực. Nếu ăn phải thực phẩm có chất này vào cơ thể thì sẽ
thâm nhập qua đường tiêu hóa gây ảnh hưởng đến các cơ quan như gan, gây đau dạ
dày và đau ruột. Mức nhẹ có thể gây nôn mửa hoặc ngộ độc, nếu tích tụ lâu ngày
trong dạ dày có thể gây ung thư. Khi mặt quần áo còn lượng tồn dư Rh-B trong thời
gian dài có thể gây ung thư da. Một thực nghiệm cho thấy, Rh-B tác động phá vỡ cấu
trúc ADN và nhiễm sắc thể khi đưa vào nuôi cấy trong tế bào.
Hiện nay tại Việt Nam, thuốc nhuộm này đã bị nghiêm cấm đối với việc sử
dụng làm màu thực phẩm. Khá nhiều quốc gia đã ban hành việc cấm sử dụng chất
này trong công nghiệp nhuộm màu. Tại California đã quy định nếu sản phẩm có sử
dụng Rh-B thì phải dán cảnh báo trên nhãn.
1.4.2. Metylen xanh
Metylen xanh hay methylthioninium clorua có công thức phân tử
C16H18N3CIS, khối lượng phân tử M=373,9 g/mol.

(Metylen xanh)

Tinh thể metylen xanh màu xanh lá cây thẫm. Khó tan trong nước lạnh và
ancol etylic, tan dễ trong nước khi cung cấp nhiệt độ. Ở nhiệt độ phòng, metylen
xanh tồn tại ở dạng rắn không mùi, màu xanh đen, khi hòa tan vào nước có màu xanh
lam, metylen xanh hấp thụ cực đại ở bước sóng 664nm. Metylen xanh được điều chế
bằng cách oxi hóa đimethyl-4-phenylenediamine với sự có mặt của natri thiosulfat.
Metylen xanh có ứng dụng nhiều trong y học, sinh học và hóa học. Ngoài ra
metylen xanh được sử dụng rộng rãi như một chỉ số oxi hóa trong hóa học phân tích,

Ô nhiễm nước thải trong công nghiệp dệt nhuộm chủ yếu là do hóa chất và
thuốc nhuộm còn thừa không gắn màu vào các xơ sợi được loại bỏ trong công đoạn
giặt. Tùy theo cấu tạo, tính chất và phạm vi sử dụng mà người ta chia thuốc nhuộm
thành các nhóm, họ, loại, lớp khác nhau [7]:
- Thuốc nhuộm trực tiếp: là thuốc nhuộm tự bắt màu trực tiếp với xơ sợi không
qua giai đoạn trung gian, thường dùng để nhuộm trực tiếp cho xơ, sợi 100% cotton,
xơ protein và xơ poliamit.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn


- Thuốc nhuộm hoàn nguyên: được dùng chủ yếu để nhuộm chỉ, vải, bông, sợi
bông và lụa vicose.
- Thuốc nhuộm phân tán: là những chất màu không tan trong nước.
- Thuốc nhuộm lưu huỳnh: dùng để nhuộm sợi cotton và vitco.
- Thuốc in, nhuộm pigment: dùng để in hoa theo phương pháp pigment và
nhuộm xơ hóa học ở dạng khối.
- Thuốc nhuộm hoạt tính: dùng để nhuộm các loại xơ xenlulo, poliamit, len, tơ
tằm. Thuốc nhuộm hoạt tính là loại thuốc nhuộm hiện nay được sử dụng nhiều nhất
trong ngành dệt nhuộm.
1.5.3. Các phương pháp xử lí nước thải dệt nhuộm công nghiệp
a. Phương pháp đông keo tụ
Sử dụng các kim loại như Al3+, Fe3+ hoặc Ca2+ có khả năng tương tác với các
hạt keo để tạo các cặn bông lắng được, ứng dụng để khử màu của nước thải và hiệu
suất khử màu cao đối với thuốc nhuộm phân tán [2]. Đây là phương pháp truyền
thống để xử lý nước thải dệt nhuộm. Tuy nhiên phương pháp này có nhược điểm là
cần chi phí hóa chất để điều chỉnh pH lớn và hiệu xuất xử lý không cao đối với thuốc
nhuộm có độ hòa tan lớn.
b. Phương pháp hấp phụ

Hydrotanxit được tổng hợp rất đa dạng với nhiều kim loại và anion khác nhau để
ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như xúc tác, xử lý môi trường, y sinh
học,…Tuy nhiên, số công trình công bố về các vật liệu hydrotanxit biến tính bởi
Ti(IV), Cu(II) và ứng dụng để xử lý phẩm màu còn chưa nhiều, chưa hệ thống.
Tác giả O SABER và T ZAKI đã nghiên cứu tổng hợp các vật liệu ZnCu-Ti-hydrotanxit bằng phương pháp đồng kết tủa từ các muối của Zn(II), Cu(II), Ti(IV)
và ứng dụng làm xúc tác oxi hóa cacbonmonooxit (CO). Hiệu suất chuyển hóa CO thành
CO2 cao nhất (trên 95%) trong dòng khí có chứa CO2 khi sử dụng mẫu vật liệu Zn4Cu4Ti500 [23]. Một số tác giả khác [6, 14, 16, 19] đã tổng hợp các mẫu vật liệu hydrotanxit biến
tính bởi Cu(II). Ngoài ra, một số nhóm tác giả đã công bố kết quả tổng hợp thành công các
vật liệu hydroxit lớp kép chứa Ti [2, 15]. Đặc biệt, tác giả Vũ Văn Nhượng [4-5] đã tổng
hợp một dãy các vật liệu CuO-TiO2/SBA-15 và ứng dụng làm xúc tác xử lý phenol và
phenol đỏ trong nước.
Như vậy, số lượng các công trình nghiên cứu công bố về dãy vật liệu CuTi-hydrotanxit còn chưa nhiều, chưa hệ thống, đặc biệt là việc nghiên cứu ứng
dụng các vật liệu tổng hợp để xử lý chất màu và nước thải dệt nhuộm còn chưa
nhiều. Do vậy, từ những kết quả tìm hiểu tổng quan tài liệu trong và ngoài nước, phân
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn