THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

1. Thông tin chung

- Tên đề tài: Xử lý kháng sinh trong môi trường nước bằng đá ong biến tính bởi chất hoạt động bề mặt hoặc polyme

- Mã số: CS.2020.01

- Chủ nhiệm đề tài: TS. Vũ Thị Hậu

- Tổ chức chủ trì: Trường ĐHSP – ĐH Thái Nguyên

- Thời gian thực hiện: 12 tháng (5/2020 – 5/2021)

2. Mục tiêu

- Biến tính đá ong tự nhiên thành vật liệu hấp phụ bằng các tác nhân biến tính như chất hoạt động bề mặt hoặc polyme.

- Đánh giá quá trình hấp phụ kháng sinh của vật liệu biến tính được.

- Bước đầu ứng dụng vật liệu chế tạo được để xử lý kháng sinh có trong nguồn nước nuôi thủy sản.

3. Tính mới và tính sáng tạo

- Đã biến tính được một khoáng liệu có nguồn gốc tự nhiên là đá ong thành vật liệu hấp phụ bằng polyme mang điện âm - polystyrene sunfonate (PSS).

- Đã nghiên cứu khả năng hấp phụ kháng sinh tetracycline của vật liệu biến tính được.

- Đã ứng dụng vật liệu chế tạo được để xử lý kháng sinh tetracycline có trong nguồn nước nuôi thủy sản trên địa bàn thành phố Thái Nguyên.

4. Kết quả nghiên cứu

- Đã xác định điều kiện tối ưu cho quá trình hấp phụ PSS trên đá ong tự nhiên (pH 4; nồng độ NaCl là 50 mM; tỉ lệ khối lượng vật liệu/ thể tích dung dịch PSS là 5 mg/mL; thời gian là 150 phút).

- Thông qua các kết quả nghiên cứu về đặc trưng hóa lý của vật liệu bằng các phương pháp SEM, phương pháp BET, phương pháp FT-IR, phương pháp đo điện thế zeta và mô hình hai bước hấp phụ đã bước đầu chứng minh cơ chế hấp phụ PSS trên đá ong tự nhiên bao gồm cả tương tác tĩnh điện và tương tác không tĩnh điện.

- Đã khảo sát được một số yếu tố ảnh hưởng đến sự hấp phụ tetracycline của vật liệu (pH 4 trên đá ong biến tính, pH 5 trên đá ong tự nhiên; nồng độ NaCl là 10 mM; tỉ lệ khối lượng vật liệu/ thể tích dung dịch tetracycline là 5 mg/mL đối với đá ong biến tính, 8 mg/mL đối với đá ong tự nhiên; thời gian là 180 phút, dung lượng hấp phụ TC giảm khi nhiệt độ tăng).

- Sự hấp phụ tetracycline trên vật liệu tuân theo mô hình đẳng nhiệt Langmuir và Freundlich. Dung lượng hấp phụ cực đại trên đá ong tự nhiên là 2,76 mg/g; trên đá ong biến tính đạt 4,65 mg/g. Các giá trị  của mô hình Freundlich đều nhỏ hơn 0,5 chứng tỏ sự hấp phụ TC trên đá ong biến tính bằng PSS xảy ra thuận lợi, dễ dàng.

- Đã khảo sát sự ảnh hưởng của các ion kim loại Al³⁺, Cu²⁺, Zn²⁺ đến khả năng hấp phụ tetracycline của các vật liệu.

- Đã khảo sát sự tương tác giữa TC và PSS. Kết quả cho thấy, khi nồng độ TC tăng thì sự tương tác giữa TC và PSS giảm và ngược lại.

- Quá trình hấp phụ tetracycline trên vật liệu tuân theo phương trình động học bậc 2.

- Đã khảo sát được khả năng tái sử dụng vật liệu. Kết quả cho thấy sau 4 lần tái sử dụng, hiệu suất hấp phụ TC vẫn đạt trên 66% (đối với chất rửa giải là NaOH).

- Đã bước đầu thăm dò xử lý môi trường. Kết quả cho thấy vật liệu đá ong biến bính bằng PSS có thể xử lý tetracycline có trong mẫu nước nuôi cá với nồng độ ban đầu là 1,96 mg/L đạt hiệu suất khoảng 94%.

5. Sản phẩm:

5.1. Sản phẩm khoa học (nêu rõ thông tin tên bài báo, tên sách, tác giả, thông tin xuất bản...)

1. 01 bài báo quốc tế thuộc danh mục ISI: Thi Hau Vu, Thi Mai Viet Ngo, Thi Tu Anh Duong, Thi Hien Lan Nguyen, Xuan Truong Mai, Thi Hong Nguyet Phạm, Thi Phuong Le, and Thi Hue Tran (2020), Removal of Tetracycline from Aqueous Solution Using Nanocomposite Based on Polyanion-Modified Laterite Material, Journal of Analytical Methods in Chemistry, Volume 2020, Article ID 6623511, 9 pages
https://doi.org/10.1155/2020/6623511.

5.2. Sẩn phẩm đào tạo (nêu rõ tên đề tài, tên học viên, sinh viên, thời gian nghiệm thu)

1. Học viên: Phạm Thị Hồng Nguyệt – lớp Cao học Phân tích K25, tên đề tài luận văn: “Nghiên cứu cơ chế hấp phụ polyme mang điện âm trên đá ong tự nhiên và ứng dụng để xử lý kháng sinh”. Thời gian nghiệm thu: tháng 11/2020.