TỔNG QUAN
Tình hình tràn dầu trên thế giới và Việt Nam
1.1.1 Tình hình tràn dầu trên thế giới
Vào ngày 26 tháng 02 năm 2019, tàu MV Solomon Trader đã mắc cạn tại quần đảo Solomon, Australia, gây ra sự cố rò rỉ dầu nghiêm trọng Theo báo cáo của Perry, khoảng 80 tấn dầu đã tràn ra bờ biển, trong khi hơn 660 tấn dầu vẫn còn trên tàu và tiếp tục rò rỉ.
Hình 1.1 Ảnh tràn dầu ở quần đảo Solomon
Vào ngày 25 tháng 7 năm 2020, tàu Wakasio đã mắc cạn trên một rạn san hô, theo báo cáo của Ocean và cộng sự Sau khi chịu tác động từ sóng lớn, con tàu bị nứt và bắt đầu rò rỉ dầu vào ngày 06 tháng 08 Sự cố này đã dẫn đến việc hơn 1.000 tấn dầu trong tổng số 4.000 tấn nhiên liệu bị đổ xuống vùng nước màu ngọc lam, gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến một trong những khu vực ven biển hoang sơ nhất của hòn đảo.
Hình 1.2 Ảnh tràn dầu ở đảo quốc Mauritius
GVHD: TS Bùi Thị Phương Quỳnh 3
1.1.2 Tình hình tràn dầu tại Việt Nam
Trong thời gian qua, tỉnh Thanh Hóa, Việt Nam đã ghi nhận nhiều sự cố tràn dầu nghiêm trọng, gây tác động tiêu cực đến môi trường và đời sống người dân Điển hình là vụ chìm tàu Đức Cường 06 vào ngày 06/08/2017, khi tàu chở 18 tấn dầu DO bị đắm cách cảng Nghi Sơn khoảng 0,32 hải lý, dẫn đến việc dầu tràn ra biển với diện tích ước tính hàng trăm mét vuông Tiếp theo, vào ngày 18/08/2017, một sự cố khác xảy ra tại cầu cảng số 3, khi xe bồn bơm dầu lên tàu Hải Phương đã gây ra tràn dầu xuống biển Đặc biệt, vụ tràn dầu nghiêm trọng nhất diễn ra vào ngày 17/12/2018 tại kho xăng dầu Lễ Môn, khi 4.000 lít dầu bị tràn ra, ảnh hưởng lớn đến môi trường nước xung quanh khu dân cư.
Hình 1.3 Tràn xăng dầu ở Quảng Hưng, Tp Thanh Hóa
Ảnh hưởng của dầu tràn
1.2.1 Ảnh hưởng dầu tràn đối với môi trường nước
Sự cố tràn dầu gây ô nhiễm môi trường biển, ảnh hưởng nghiêm trọng đến các hệ sinh thái như rừng ngập mặn, cỏ biển, vùng triều bãi cát, đầm phá và rạn san hô Hiện tượng này làm thay đổi tính chất hóa lý của môi trường nước, tăng độ nhớt và giảm độ oxy hòa tan, dẫn đến thiệt hại nặng nề cho môi trường Ô nhiễm dầu còn làm giảm khả năng chống đỡ, tính linh hoạt và khả năng khôi phục của các hệ sinh thái.
1.2.2 Ảnh hưởng dầu tràn đối với sinh vật
Dầu tràn tạo lớp váng mỏng trên mặt nước, ngăn cản sự trao đổi oxy giữa biển và khí quyển, từ đó ảnh hưởng nghiêm trọng đến sinh vật thủy sinh Hiện tượng này làm giảm chất lượng thủy hải sản, dẫn đến sự xuất hiện của vết đen và mùi vị lạ Ở mức độ nhiễm độc cao, dầu tràn gây ra sự phát triển không bình thường ở sinh vật, phá hoại tập quán di cư, và ảnh hưởng tiêu cực đến cá con và ấu trùng, làm giảm nguồn thức ăn trong hệ sinh thái.
GVHD: TS Bùi Thị Phương Quỳnh 4
Trường Đại Học Công Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM Khoa Công Nghệ Hóa Học cảnh báo rằng việc thay đổi môi trường sống do ô nhiễm dầu có thể dẫn đến sự tuyệt chủng của một số loài Các độc tố trong dầu gây hại cho vi sinh vật, làm rối loạn sinh lý và dẫn đến cái chết của chúng Khi dầu tẩm ướt lên da hoặc lông của vi sinh vật biển, khả năng chịu lạnh và hô hấp của chúng bị giảm sút, đồng thời gia tăng nguy cơ nhiễm bệnh do hydrocarbon xâm nhập Ngoài ra, dầu che phủ môi trường sống của sinh vật thủy sinh, ngăn cản ôxy và ánh sáng hòa tan, làm ảnh hưởng nghiêm trọng đến sự sống của chúng Việc thấm ướt dầu cũng gây nguy hiểm cho các loài chim, khiến lông của chúng không còn khả năng giữ nhiệt, dẫn đến cái chết do lạnh Đặc biệt, các hydrocarbon thơm được biết đến như là tác nhân gây ung thư.
1.2.3 Ảnh hưởng dầu tràn đối với kinh tế, xã hội và con người
Dầu có tác động trực tiếp đến sức khỏe con người qua tiếp xúc hoặc hít phải, gây ra các triệu chứng như buồn nôn, nhức đầu và các vấn đề về da Ngoài ra, dầu còn có thể dẫn đến những bệnh lý nghiêm trọng như ung thư, bệnh phổi và rối loạn hormone Hơn nữa, những tác động này không chỉ ảnh hưởng đến sức khỏe mà còn gây tổn thất kinh tế nghiêm trọng cho người dân, làm suy giảm sản lượng và chất lượng nuôi trồng cũng như đánh bắt thủy hải sản.
Hình 1.4 Ảnh hưởng của sự cố tràn dầu đến môi trường sống
Các phương pháp xử lý nước nhiễm dầu
Ngăn ngừa và khắc phục sự cố tràn dầu là nhiệm vụ cần thiết nhưng phức tạp, yêu cầu tổ chức và phối hợp nhanh chóng cùng với việc áp dụng các kỹ thuật phù hợp Các phương pháp xử lý dầu tràn hiện nay phụ thuộc vào lượng và tính chất của dầu, vùng nước cũng như điều kiện thời tiết tại hiện trường Trên thế giới, có nhiều phương pháp được sử dụng như đốt tại chỗ, hóa học, sinh học và cơ học, trong đó bao gồm việc sử dụng bom để đốt dầu tràn, các chất phân tán hóa học, chất phân hủy sinh học, và các phương tiện để vây và thu hồi dầu.
GVHD: TS Bùi Thị Phương Quỳnh 5
Hình 1.5 Một số thiết bị vây và thu hồi dầu: (A) Rào cản bằng bọt nước, (B) Đạp đất với cống xả nước bên dưới và (C) Tường chắn bên trên
Phương pháp xử lý dầu tràn hiệu quả nhất hiện nay là phương pháp cơ học, sử dụng thiết bị vây và thu hồi dầu, giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường và mang lại lợi ích kinh tế từ việc tái sử dụng dầu Tại Việt Nam, mặc dù có thể áp dụng nhiều phương pháp khắc phục sự cố tràn dầu như đốt, cơ học, sinh học và hóa học, nhưng thực tế chủ yếu vẫn là các biện pháp cơ học Hiện tại, Tập đoàn dầu khí quốc gia Việt Nam có nguồn nhân lực chuyên trách ứng phó với sự cố tràn dầu.
Vào ngày 16/11/2012, sự cố tràn dầu tại cảng Dung Quất đã huy động 100 người cùng 8.000m phao quây và 15 bộ thiết bị thu hồi dầu Các biện pháp thu gom và xử lý môi trường nước bị nhiễm dầu bao gồm việc sử dụng phao quây để ngăn chặn dầu lan ra biển, máy hút chuyên nghiệp để thu gom dầu tại các khu vực có hàm lượng dầu cao, và thuyền cùng dụng cụ thủ công để vớt dầu Ngoài ra, rơm, rạ cũng được thả xuống biển để dầu FO bám dính, sau đó được vớt lên cùng với các chất thải có hàm lượng dầu thấp.
Hình 1.6 Các phương pháp xử lý sự cố tràn dầu
Tổng quan về Graphit
Graphit, hay còn gọi là than chì, là một trong ba dạng thù hình của cacbon, cùng với kim cương và than vô định hình Nó tồn tại dưới dạng chất kết tinh trong hệ lục phương, trong đó mỗi nguyên tử carbon (C) liên kết với bốn nguyên tử C lân cận Khoảng cách giữa ba nguyên tử C khác là 1,42Å, tạo nên cấu trúc tinh thể đặc trưng của graphit.
GVHD: TS Bùi Thị Phương Quỳnh cho biết rằng nguyên tử thứ 4 có kích thước 3,35Å, dẫn đến sự hình thành các lớp và tấm mong, tạo thành các vảy và dạng đất Graphit có màu xám sẫm đen tương tự như sắt Các khoáng chất tự nhiên chứa Graphit bao gồm thạch anh, mica, thiên thạch chứa sắt và tuamalin.
Graphit có những đặc điểm hóa lý nổi bật như ánh kim, mỡ và độ cứng Mohs, với khối lượng riêng 2,26 g/cm³ Nó trơn, có độ ma sát thấp và các lớp mong manh nhưng không đàn hồi Graphit có cường độ kháng nén cao khi ở trạng thái rắn, đồng thời mềm mại và linh hoạt dưới dạng vải, sợi hoặc tấm băng Khoáng chất này để lại dấu vết màu đen trên tay và giấy, với nhiệt độ nóng chảy rất cao từ 3.800 đến 3.900 °C Ở nhiệt độ 1.000 đến 2.000 °C, graphit có sức bền cơ học vượt trội hơn so với nhiệt độ thường và ổn định ở nhiệt độ cao lên đến khoảng 2.500 °C mà không bị oxy hóa Nó có độ dẫn nhiệt và dẫn điện cao, hệ số giãn nở nhiệt thấp, rất khó cháy, chỉ cháy ở nhiệt độ trên 700 °C ngay cả trong oxy nguyên chất, và có khả năng phản ứng hóa học kém.
Graphit thường đi kèm với các khoáng vật như thạch anh, canxit, mica, sắt, meteorit và tourmalin Trong cấu trúc tinh thể của graphit, mỗi nguyên tử cacbon có một obitan sp2 lai, trong khi các điện tử π phân bố ngang qua cấu trúc lục giác của nguyên tử cacbon, góp phần tạo nên tính dẫn điện đặc trưng của graphit.
Hình 1.7 Cấu trúc tinh thể Graphit
Graphit tróc nở (Exfoliated Graphite - EG) đang thu hút sự chú ý trong nghiên cứu nhờ vào cấu trúc độc đáo và tính chất vượt trội Chi phí sản xuất EG được cho là thấp hơn so với các vật liệu nano cacbon khác, dẫn đến sự gia tăng quan tâm trong các khía cạnh nghiên cứu khác nhau Đặc biệt, EG được xem như một vật liệu hấp phụ tiềm năng cho xử lý nước thải nhờ vào cấu trúc hoàn hảo và diện tích bề mặt tương đối cao, có thể tổng hợp từ graphit thông qua các phương pháp hóa học, bóc tách lớp và khử hóa học.
GVHD: TS Bùi Thị Phương Quỳnh 7
EG, hay graphen oxit, là một vật liệu vô cơ có cấu trúc lục giác với khả năng chịu nén tốt, ổn định nhiệt và thân thiện với môi trường nhờ tỉ trọng thấp và độ xốp cao Với tính chất xốp và kém phân cực, EG có khả năng hấp phụ màu cao và giá thành thấp, nên được ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như miếng đệm, vật cách nhiệt, vật liệu chống cháy, vật liệu tổng hợp nhựa và điện cực Để tổng hợp EG, cần bắt đầu từ các hợp chất xen chèn của Graphit vảy tự nhiên với các hóa chất khác nhau, yêu cầu tổng quan các phương pháp chế tạo như tổng hợp từ hợp chất xen chèn bậc ba potassium-graphit-tetra hydrofuran, Graphit tróc nở nhiệt (TEG), và các phương pháp điện phân Nghiên cứu năm 2019 của tác giả Thịnh đã chỉ ra rằng EG có khả năng hấp phụ cao với thuốc nhuộm Congo đỏ, nhờ vào độ xốp lớn và khả năng hấp phụ tối đa cao.
Hình 1.8 Quy trình tổng hợp Graphit tróc nở (EG)
Năm 2015, nhóm tác giả Lu Yan và các cộng sự đã tiến hành nghiên cứu khả năng hấp phụ ion Cd 2+ của Graphene oxide–Al 13 (GO–Al 13), được tổng hợp bằng phương pháp thủy ngân dựa trên graphite oxit.
Năm 2015, Xandra van Heerden và Heinrich Badenhorst đã nghiên cứu tác động của ba kỹ thuật xen chèn khác nhau lên cấu trúc vi mô của Graphit tróc nở Nghiên cứu này so sánh các đặc tính của Graphit tróc nở từ ba phương pháp xen chèn, bao gồm sự tương tác pha sắt của sắt (III) clorua, phương pháp Hummer cải tiến và một kỹ thuật điện hóa.
GVHD: TS Bùi Thị Phương Quỳnh 8
Trường Đại Học Công Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM Khoa Công Nghệ Hóa Học
Năm 2017, Umukoro và cộng sự đã nghiên cứu ứng dụng quang xúc tác từ hỗn hợp nano Graphit tróc nở Pd-ZnO để loại bỏ thuốc nhuộm axit da cam 7 trong nước Nghiên cứu này sử dụng chất xúc tác quang tổ hợp nano bao gồm palađi (Pd), oxit kẽm (ZnO) và Graphit tróc nở (EG) nhằm loại bỏ axit da cam 7, một chất ô nhiễm hữu cơ điển hình Tổ hợp nano Pd-ZnO đã cho thấy hiệu quả trong việc xử lý ô nhiễm nước.
EG được tổng hợp bằng kỹ thuật thủy nhiệt trong nồi hấp thép không gỉ lót Teflon ở 160 °C trong 12 giờ Sau khi làm nguội, rửa và sấy khô, các vật liệu này được sử dụng để phân huỷ thuốc nhuộm màu da cam 7 bằng phương pháp quang xúc tác Kết quả cho thấy composite Pd-ZnO-EG có hiệu suất xúc tác quang vượt trội, với khả năng loại bỏ đạt hơn 87%, trong khi ZnO và Pd-ZnO chỉ đạt hiệu suất loại bỏ tương ứng là 3% và 25%.
Năm 2019, Hoàng Ngọc Bích và cộng sự đã tổng hợp Graphit tróc nở (EG) bằng cách sử dụng hợp chất xen kẽ giá thành thấp và kỹ thuật làm nóng lò vi sóng trong 40 giây Các chất hấp phụ từ EG cho thấy hiệu quả cao trong việc loại bỏ màu MB và CR khỏi dung dịch nước Nghiên cứu cũng đã xem xét các điều kiện thí nghiệm ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ, bao gồm thời gian tiếp xúc, độ pH của dung dịch, nồng độ thuốc nhuộm và liều lượng chất hấp phụ Đường đẳng nhiệt hấp phụ được mô tả theo mô hình Langmuir và Freundlich.
Tổng quan về MnFe 2 O 4
Ferit là một oxit phức hợp có công thức MFe2O4, trong đó M là các ion hóa trị hai như Zn, Cd, Cu, Ni, Co, và Mg Cấu trúc tinh thể của ferit là lập phương tâm mặt, với các ion kim loại nằm giữa các ion oxy Tính chất từ của ferit được hình thành nhờ vào sự tương tác trao đổi gián tiếp giữa các ion kim loại thông qua ion oxy Dựa trên tính chất từ, ferit được chia thành hai loại: ferit mềm và ferit cứng, và chúng chủ yếu được sử dụng làm lõi dẫn từ hoặc nam châm.
Ferit mangan có cấu trúc spinel nghịch đảo với mức độ đảo khoảng 20%, trong đó ion sắt tồn tại ở hóa trị +3 và ion mangan ở hóa trị +2 Một nửa ion Fe 3+ nằm ở vị trí tứ diện, trong khi nửa còn lại ở vị trí bát diện, dẫn đến tổng spin của ion Fe 3+ và Mn 2+ bằng không Cả hai ion này đều có cấu hình electron d5, do đó momen từ chung không phụ thuộc vào mức độ đảo Trong mỗi ô mạng, có 8 cation Mn 2+ trong các hốc trống bát diện và 16 cation Fe 3+ được phân bố đều vào các hốc tứ diện và bát diện, được ký hiệu là Fe 3+ [Mn 2+ Fe 3+ ]O 4.
GVHD: TS Bùi Thị Phương Quỳnh 9
Hình 1.9 Cấu trúc tinh thể MnFe 2 O 4
1.5.2 Các phương pháp tổng hợp MnFe 2 O 4
Hiện nay, đã có nhiều phương pháp được phát triển để tổng hợp hạt có kích thước nanomet, bao gồm các phương pháp như đồng kết tủa, sol-gel, khử, thủy nhiệt và phân hủy nhiệt trong dung môi hữu cơ ở nhiệt độ cao.
Năm 2016, Iranmanesh và cộng sự đã nghiên cứu hạt ferit mangan (MnFe2O4) kích thước nano được tổng hợp qua phương pháp đồng kết tủa tại hai độ pH khác nhau là 9 và 11 Kết quả phân tích FTIR chỉ ra sự xuất hiện của hai cực đại mạnh ở khoảng 600 cm-1.
Tần số dao động 400 cm−1 có thể liên quan đến cấu trúc spinel của MnFe2O4, với kết quả XRD cho thấy tinh thể nano MnFe2O4 có cấu trúc spinel lập phương tinh khiết và kích thước trung bình khoảng 11 nm Sự không xuất hiện của hiện tượng trễ từ ở các hạt nano MnFe2O4 cho thấy tính chất siêu thuận từ, phù hợp với dự đoán cho các hạt nano miền đơn Độ từ hóa bão hòa thấp hơn so với độ từ hóa số lượng lớn và pH cao hơn là do ảnh hưởng của bề mặt Kích thước hạt từ tính nhỏ hơn kích thước tinh thể ước tính từ XRD, cho thấy sự hiện diện của lớp chết trên bề mặt hạt.
Năm 2017, Bhandare và cộng sự đã tiến hành nghiên cứu về các hạt nano mangan ferit (MnFe 2 O 4) được tổng hợp qua phương pháp đốt tự động sol-gel, sử dụng nitrat mangan, nitrat sắt làm tiền chất và axit xitric làm nhiên liệu Các mẫu được ủ ở nhiệt độ 400, 500, 600 và 800 ºC trong 2 giờ trong không khí Kết quả cho thấy, khi ủ mẫu ở hoặc dưới 500 ºC, hai pha spinel khác nhau xuất hiện, tương ứng với hai tham số mạng tinh thể khác nhau, do quá trình oxy hóa một phần Mn 2+ gây ra.
Mn 3+ Ở nhiệt độ ủ cao (600 ºC trở lên) pha spinel MnFe 2 O 4 phân hủy thành các pha α-
Mn 2 O 3 và α-Fe 2 O 3 tinh thể, và pha FeO vô định hình.
Năm 2017, Wang và cộng sự đã thành công trong việc nghiên cứu nano bát diện MnFe 2 O 4 được lắng đọng trên bề mặt gỗ thông thông qua xử lý thủy nhiệt thấp với sự tương tác liên kết hydro Hợp chất MnFe 2 O 4 / gỗ (MW) được chế tạo có hiệu suất vượt trội về từ tính mềm, khả năng chống cháy và hấp thụ sóng điện từ Đặc biệt, trong đường cong từ hóa, các vòng từ trễ nhỏ và lực kháng từ thấp (dưới ± 5 Oe) đã được quan sát.
GVHD: TS Bùi Thị Phương Quỳnh 10
Khoa Công Nghệ Hóa Học thuộc Trường Đại Học Công Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM đã phát hiện MW có độ từ hóa bão hòa đạt 28,24 emu/g, chứng tỏ tính chất từ tính mềm tuyệt vời của vật liệu này.
MW có khả năng chống cháy tốt với thời gian cháy ban đầu chỉ 20 giây, so với 6 giây của gỗ chưa xử lý Hỗn hợp này cũng cho thấy khả năng hấp thụ sóng điện từ hiệu quả, với suy hao phản xạ tối thiểu đạt −9,3 dB ở tần số 16,48 GHz Vì vậy, MW có tiềm năng lớn trong các ứng dụng trang trí đặc biệt và thiết bị hấp thụ sóng điện từ trong nhà.
Trong những năm gần đây, ferit kích thước nano đã được nghiên cứu để ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khoa học nhờ vào các đặc tính nổi bật như kích thước nanomet, diện tích bề mặt lớn, siêu thuận từ và độ bão hòa từ cao Chúng được sử dụng để chế tạo điện cực, cảm biến nhạy khí, lưu trữ từ mật độ cao, xúc tác quang hóa và xử lý môi trường Vật liệu từ tính MnFe2O4 có khả năng thu hồi dễ dàng sau phản ứng nhờ vào từ trường của nam châm, mang lại hiệu quả chi phí thấp và khả năng ứng dụng thực tế cao Gần đây, MnFe2O4 đã được áp dụng rộng rãi trong các phản ứng xúc tác quang hóa và quá trình hấp phụ chất.
Những công trình về tổng hợp Graphit tróc nở mang từ tính
Năm 2016, tác giả Thịnh cùng cộng sự đã nghiên cứu và tổng hợp vật liệu từ tính CoFe2O4 kết hợp với Graphit tróc nở từ các mảnh Graphit tự nhiên của Việt Nam, ứng dụng trong việc hấp thu dầu nặng Phân tích SEM, EDS, XRD và VSM cho thấy các hạt CoFe2O4 được phân tán đồng đều trong EG, với khả năng hấp thu cao nhất đối với FO đạt 54,13 g/g, và giá trị hấp thu đối với CO và DO lần lượt là 50,79 và 42,12 g/g Chất lượng cao của dầu thu hồi cùng với khả năng hấp thu vượt trội đã biến EG/CoFe2O4 thành một trong những vật liệu hứa hẹn nhất cho việc làm sạch ô nhiễm dầu quy mô lớn.
Năm 2017, Bùi Thị Phương Quỳnh và cộng sự đã nghiên cứu về Graphit tróc nở mang từ tính NiFe 2 O 4 (EG/NiFe 2 O 4) với mục tiêu phát triển một chất hấp phụ chi phí thấp và hiệu quả cho việc loại bỏ các loại thuốc nhuộm cation và anion trong nước Graphit được tổng hợp bằng kỹ thuật tách lớp hỗ trợ vi sóng, kết hợp với quy trình sol-gel để đưa thành phần từ tính vào cấu trúc EG Nghiên cứu đã khảo sát quy trình hấp phụ của nhiều loại thuốc nhuộm như methylen xanh, tím pha lê, methyl da cam và Congo đỏ, dưới ảnh hưởng của các yếu tố như mức độ tróc nở, cấu trúc EG/NiFe 2 O 4, nhiệt độ và điều kiện hấp phụ (pH và nồng độ thuốc nhuộm) Cơ chế hấp phụ cũng đã được phân tích trong nghiên cứu này.
GVHD: TS Bùi Thị Phương Quỳnh đã thảo luận về vai trò của lực tĩnh điện, liên kết hydro và tương tác π-π giữa các electron π được định vị trong các mặt phẳng cơ bản cùng với các electron tự do của các vòng thơm, cũng như sự xuất hiện của nhiều liên kết trong các phân tử thuốc nhuộm.
Năm 2018, Nguyễn Hữu Vinh và cộng sự đã tiến hành nghiên cứu nhằm tổng hợp và ứng dụng Graphit tróc nở mang từ tính NiFe2O4 (EG/NiFe2O4) để loại bỏ dầu và các hợp chất hữu cơ EG/NiFe2O4 được tạo ra qua quy trình hai bước đơn giản: đầu tiên, các mảnh Graphit tự nhiên được xử lý bằng H2O2 và H2SO4; sau đó, NiFe2O4 từ tính được kết hợp thông qua quy trình gel-sol dựa trên axit citric, dẫn đến sự hình thành hỗn hợp EG/NiFe2O4.
Năm 2018, Pavlova và các cộng sự đã phát triển một phương pháp hai giai đoạn để chế tạo chất hấp thụ từ tính dựa trên Graphit tróc nở (EG) nhằm hấp thụ dầu và hydrocacbon lỏng từ bề mặt nước Với cấu trúc macropore và tính chất kỵ nước, EG được xem là lựa chọn lý tưởng cho việc này Tuy nhiên, việc thu thập EG từ bề mặt nước gặp khó khăn, do đó, nghiên cứu đề xuất việc biến đổi EG bằng hợp chất từ tính và thu hồi bằng từ trường Phương pháp bao gồm hai giai đoạn: ngâm tẩm Graphit có thể giãn nở trong dung dịch sắt (III) clorua và coban (II) hoặc niken (II) nitrat, sau đó tróc nở bằng nhiệt để tạo ra EG chứa coban và niken sắt Phương pháp này cho phép sản xuất chất hấp phụ biến đổi với khả năng hấp thụ dầu cao (đạt 45–51 g/g) và độ từ hóa tốt (lên đến 42 emu/g), đồng thời thực hiện trong thời gian ngắn (chỉ 10 giây) trong môi trường khí quyển.
Năm 2019, Agnieszka Gubernat và cộng sự đã đề xuất một phương pháp đơn giản để sản xuất bột boron cacbua thông qua tổng hợp trực tiếp từ các nguyên tố Lần đầu tiên, Graphit tróc nở (EG) được sử dụng làm nguồn carbon nhờ vào cấu trúc độc đáo của nó Hạt mịn bột boron vô định hình được chọn làm nguồn boron, với tỷ lệ khối lượng B:C là 10:1 Quá trình tổng hợp không yêu cầu đồng nhất gen hóa, khi bột boron được đặt trên lớp Graphit mở rộng trong nồi nấu kim loại kín Buồng phản ứng được gia nhiệt từ 1550 đến 1650 °C trong 2 giờ với khí argon, dẫn đến việc thu được bột cacbua hạt mịn với kích thước tinh thể đáng kể.
Cacbua boron tổng hợp có kích thước từ 20 đến 40 nm, được chuẩn bị mà không cần thêm hóa chất hay xử lý cơ học, với kích thước tổng hợp khoảng 1 μm Cơ chế hợp lý của quá trình tổng hợp cacbua boron này là sự vận chuyển.
GVHD: TS Bùi Thị Phương Quỳnh 12
Trường Đại Học Công Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM, Khoa Công Nghệ Hóa Học, nghiên cứu quá trình chuyển đổi cacbon thành boron thông qua cacbon monoxit ở trạng thái hơi, dẫn đến sự hình thành cacbua.
Năm 2020, Hao Liang và cộng sự đã phát triển vật liệu từ tính bằng phương pháp hóa học để suy giảm radar trong phạm vi 2-18 GHz Ferrocene lần đầu tiên được xen kẽ vào Graphit vảy tự nhiên, tạo thành hợp chất Graphit mang từ tính (FGIC), sau đó oxy hóa thành Fe3O4 ở 900 °C, chuyển đổi FGIC thành vật liệu tổng hợp từ tính Các thành phần và tính chất suy giảm radar của vật liệu này được thảo luận, với Fe3O4 và Fe2O3 tồn tại trong vật liệu tổng hợp EG cuối cùng, đạt độ suy giảm radar cao -18 dB tại 18 GHz với tỷ lệ EG/Ferrocene là 20% Tính chất suy giảm radar xuất sắc, cùng với độ đồng nhất và phân tán tốt trong không khí, cho phép vật liệu này có tiềm năng ứng dụng trong radar đối phó Bài luận văn này cũng sẽ nghiên cứu ứng dụng hấp thu dầu tràn trên mặt nước của vật liệu Graphit tróc nở mang từ tính MnFe2O4.
GVHD: TS Bùi Thị Phương Quỳnh 13
THỰC NGHIỆM
Nguyên liệu hóa chất và thiết bị
2.1.1 Nguyên liệu và hóa chất a Nguyên liệu
Graphit dạng vảy được thu nhập từ tỉnh Yên Bái, sau khi tuyển chọn có hàm lượng Cacbon tương ứng 94,39%, kích thước hạt trên 0,125 mm. b Nguyên liệu hóa chất
Bảng 2.1 Bảng hóa chất được sử dụng
Dầu diesel (DO) được cung cấp bởi Xí nghiệp tư nhân Dầu khí Petrolimex, trong khi dầu thô (CO) được cung cấp bởi Công ty TNHH MTV Hóa lọc dầu Bình Sơn, có địa chỉ tại 208 Hùng Vương, Tp Quảng Ngãi, Tỉnh Quảng Ngãi.
2.1.2 Dụng cụ và thiết bị thí nghiệm
Bảng 2.2 Bảng thiết bị chính sử dụng
GVHD: TS Bùi Thị Phương Quỳnh 14 Trường Đại Học Công Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM
Bảng 2.3 Bảng dụng cụ thí nghiệm
Quy trình tổng hợp EG/MnFe 2 O 4
2.2.1 Quy trình tổng hợp EG
Graphit tróc nở (Exfoliate Graphite - EG) là sản phẩm được tổng hợp từ graphit dạng vảy tự nhiên thông qua phương pháp xen chèn hóa học Quá trình này sử dụng axit sunfuric đậm đặc (H2SO4 96%) kết hợp với hydrogen peroxide (H2O2 30%) để tạo ra vật liệu có tính chất ưu việt.
Quy trình tổng hợp vật liệu EG được thực hiện như hình 2.1 và 2.2 là dùng 20 mL
Hòa tan 1 gram Graphit dạng vảy trong 100 mL H2SO4 và thêm 1.4 mL H2O2 vào cốc thủy tinh Khuấy đều hỗn hợp trong 3-5 phút và để tự phản ứng trong 50 phút Cuối cùng, rửa liên tục hỗn hợp trong lò vi sóng với công suất 750W trong 10 giây để tạo ra EG.
GVHD: TS Bùi Thị Phương Quỳnh 15
Trường Đại Học Công Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM Khoa Công Nghệ Hóa Học
Hình 2.1 Quy trình tổng hợp vật liệu EG
Hình 2.2 Quy trình tổng hợp EG
GVHD: TS Bùi Thị Phương Quỳnh
2.2.2 Quy trình tổng hợp vật liệu EG/MnFe 2 O 4
Vật liệu Graphit tróc nở mang từ tính MnFe 2 O 4 (EG/MnFe 2 O 4 ) được tổng hợp từ
Vật liệu EG/MnFe 2 O 4 được tổng hợp bằng phương pháp sol-gel, kết hợp các hóa chất Fe(NO 3 ) 3 9H 2 O, MnCl 2 4H 2 O và C 6 H 8 O 7 H 2 O với các tỷ lệ thành phần khác nhau: 90/10, 85/15, 80/20 và 75/25 Cụ thể, khối lượng không đổi của Fe(NO 3 ) 3 9H 2 O là 0,8745g, MnCl 2 4H 2 O là 0,2143g, C 6 H 8 O 7 H 2 O là 1,8194g, trong khi khối lượng EG thay đổi tương ứng với các tỷ lệ 90/10 (2,25g), 85/15 (1,42g), 80/20 (1g) và 75/25 (0,75g).
Fe(NO3)3.9H2O và MnCl2.4H2O được cân theo tỉ lệ mol Mn2+:Fe3+ = 2:1, sau đó cho vào cốc nước cất và khuấy đều Hỗn hợp này được gia nhiệt từ từ và khuấy mạnh đến khi đạt 90°C C6H8O7.H2O cũng được cân theo tỷ lệ mol C6H8O7:Fe3+ = 4:1, hòa tan trong nước cất và sau đó thêm vào dung dịch ban đầu với tốc độ 1 giọt/giây, để phản ứng tự nhiên ở 90°C trong 1 giờ Tiếp theo, thêm EG vào hỗn hợp và điều chỉnh pH về 9 lần thứ nhất bằng dung dịch NH3 với tốc độ 1-2 giọt/giây Sau 30 phút, điều chỉnh pH lần 2 cho đến khi ván xuất hiện trên bề mặt Hỗn hợp được khuấy ở 80°C cho đến khi hết nước, sau đó gel thu được được sấy ở 80°C trong 20 giờ để khô hoàn toàn Cuối cùng, sử dụng lò nung để tách bóc các lớp Graphit ở nhiệt độ 700°C trong khoảng 2 giờ Nghiên cứu ảnh hưởng của các điều kiện tổng hợp lên khả năng hấp phụ dầu của EG/MnFe2O4, trong đó có nhiệt độ nung 500°C.
600 o C, 700 o C và 800 o C; cùng với hời gian nung là 1, 2 và 3 giờ Và khảo sát EG/MnFe 2 O 4 ở nhiều tỷ lệ khác nhau như 90/10, 85/15, 80/20 và 75/25.
Hình 2.3 Tổng hợp EG/MnFe 2 O 4 thông qua phương pháp sol-gel
GVHD: TS Bùi Thị Phương Quỳnh 17
Trường Đại Học Công Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM Khoa Công Nghệ Hóa Học
Hình 2.4 Quy trình tổng hợp vật liệu EG/MnFe 2 O 4
GVHD: TS Bùi Thị Phương Quỳnh 18
Hình 2.5 Quy trình tổng hợp EG/MnFe 2 O 4
Đánh giá khả năng hấp thu dầu của vật liệu EG/MnFe 2 O 4
2.3.1 Đánh giá khả năng hấp thu dầu DO, CO của vật liệu EG/MnFe 2 O 4
Trong thí nghiệm, dầu DO và CO được cân và cho vào đĩa petri, sau đó 0,2g EG/MnFe2O4 được rải đều trên bề mặt Sau một khoảng thời gian xác định, nam châm được sử dụng để giữ lại EG/MnFe2O4 đã hấp thụ dầu Tiếp theo, khối lượng EG/MnFe2O4 được cân lại sau khi loại bỏ phần dầu dư Mỗi thí nghiệm được lặp lại ít nhất 3 lần, và giá trị độ hấp thu được tính là trung bình của 3 lần thử nghiệm, theo công thức: độ hấp thu = m EG/MnFe2O4 sau - m EG/MnFe2O4 trước.
Khối lượng EG/MnFe2O4 trước khi hấp thu dầu được ký hiệu là EG/MnFe2O4 trước (g), trong khi khối lượng EG/MnFe2O4 sau khi hấp thu dầu, bao gồm cả khối lượng dầu mà EG/MnFe2O4 giữ lại, được ký hiệu là m EG/MnFe2O4 sau (g).
2.3.2 Khảo sát ảnh hưởng của thời gian hấp thu dầu DO, CO đối với vật liệu EG/MnFe 2 O 4
Dầu diesel (DO) và dầu thô (CO) được cân và cho vào đĩa petri Tiếp theo, 0,2g EG/MnFe2O4 được rải đều trên bề mặt Các mẫu được kiểm tra sau các khoảng thời gian xác định là 0, 2, 4 và 6.
8 phút, dùng nam châm để giữ lại EG/MnFe 2 O 4 đã no dầu Sau đó cân lại khối lượng
GVHD: TS Bùi Thị Phương Quỳnh 19
EG/MnFe2O4 trước Độ hấp thu =
Trường Đại Học Công Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM Khoa Công Nghệ Hóa Học
Sau khi loại bỏ phần dầu dư, EG/MnFe2O4 được phân tích như trong hình 2.6 Mỗi thí nghiệm được tiến hành ít nhất 3 lần, và giá trị độ hấp thu được tính toán là giá trị trung bình của ba lần thử nghiệm này.
2.3.3 Khảo sát ảnh hưởng các yếu tố môi trường đến hiệu quả hấp thu dầu
DO, CO của vật liệu EG/MnFe 2 O 4
Dầu DO và CO được cân và đặt trong đĩa petri, sau đó 0,2 g EG/MnFe2O4 được rải đều lên bề mặt Nghiên cứu ảnh hưởng của lượng dầu nổi trên mặt nước (15, 30, 45 g) và độ mặn của môi trường nước (0, 1, 2, 3 %) được thực hiện Sau 6 phút, nam châm được sử dụng để giữ lại EG/MnFe2O4 đã hấp thụ dầu, sau đó khối lượng của EG/MnFe2O4 được cân lại sau khi loại bỏ phần dầu dư Mỗi thí nghiệm được lặp lại ít nhất 3 lần để xác định giá trị độ hấp thu trung bình.
Hình 2.6 Quy trình đánh giá khả năng hấp thu dầu
2.3.4 Các phương pháp phân tích
Vật liệu EG/MnFe2O4 sẽ được phân tích hình thái qua phương pháp SEM tại Viện Khoa học Vật Liệu Ứng Dụng, địa chỉ 1 Mạc Đỉnh Chi, Quận 1, Tp Hồ Chí Minh Ngoài ra, cấu trúc, độ từ hóa, thành phần hóa học và diện tích bề mặt của vật liệu sẽ được nghiên cứu bằng các phương pháp XRD, VSM, EDS và BET-pore tại Viện Hóa học, Viện Hàn lâm và Công nghệ Việt Nam, số 18 Hoàng Quốc Việt, Cầu Giấy, Hà Nội.
GVHD: TS Bùi Thị Phương Quỳnh 20
KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
Phân tích tính chất đặc trưng của vật liệu EG/MnFe 2 O 4
3.1.1 Kết quả phân tích SEM và EDS
Hình thái bề mặt của vật liệu Graphit tróc nở (EG) và EG/MnFe 2 O 4 ở các tỷ lệ khác nhau (75/25; 85/15; 80/20; 90/10) đã được phân tích Ở điều kiện bình thường, khoảng cách giữa các lớp Graphit rất nhỏ, ngăn cản sự xen chèn của các phân tử lớn Quá trình xen chèn gây ra phản ứng hóa học và sự gia tăng áp suất, dẫn đến sự trương nở của Graphit, hình thành EG với cấu trúc nhiều nếp gấp và lỗ xốp Các hình ảnh SEM cho thấy sự phân bố của các hạt MnFe 2 O 4 trên bề mặt EG, với bề mặt gồ ghề hơn so với EG ban đầu Tại tỷ lệ 90/10, vật liệu vẫn giữ cấu trúc dạng hình sâu, trong khi tỷ lệ 85/15 cho thấy lỗ xốp được mở rộng và hạt MnFe 2 O 4 phân bố chưa đồng đều Tương tự, tỷ lệ 80/20 và 75/25 vẫn duy trì cấu trúc dạng hình sâu với ít hạt MnFe 2 O 4 Kết quả từ phân tích EDS cho thấy sự hiện diện của các nguyên tố Fe, Mn, và O bên cạnh nguyên tố C, cho thấy hạt MnFe 2 O 4 đã kết hợp thành công vào các lớp EG.
GVHD: TS Bùi Thị Phương Quỳnh 21
Trường Đại Học Công Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM Khoa Công Nghệ Hóa Học
Hình 3.1 Ảnh SEM của Graphit (A), EG (B), EG/MnFe 2 O 4 các tỷ lệ lần lượt 90/10
GVHD: TS Bùi Thị Phương Quỳnh 22
Hình 3.2 Kết quả phân tích EDS của EG/MnFe 2 O 4 85/15 Bảng 3.1 Kết quả EDS EG/MnFe 2 O 4 85/15
3.1.2 Kết quả phân tích nhiễu xạ tia X (XRD)
Hình 3.3 Kết quả nhiễu xạ tia X của Graphit (A) và EG (B)
GVHD: TS Bùi Thị Phương Quỳnh 23
Trường Đại Học Công Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM Khoa Công Nghệ Hóa Học
Hình 3.4 Kết quả nhiễu xạ tia X của EG (A), EG/MnFe 2 O 4 tỷ lệ 75/25 (B), 80/20 (C),
Kết quả nhiễu xạ tia X của Graphit cho thấy đỉnh đặc trưng ở góc 2θ = 26,89° và đỉnh rộng ở góc 22,30° So với Graphit ban đầu, nhiễu xạ tia X của EG vẫn có đỉnh nhọn tại 2θ = 26,89° nhưng với cường độ thấp hơn nhiều, trong khi đỉnh rộng ở 22,30° đã biến mất Điều này cho thấy quá trình tách bóc các lớp Graphit trong tổng hợp EG đã làm giảm đáng kể cấu trúc kết tinh của Graphit, dẫn đến cường độ pic của EG thấp hơn Kết quả này xác nhận rằng quá trình tróc nở Graphit không tách được hoàn toàn các đơn lớp nhưng đã tách ra các nhóm lớp Graphit, điều này được thể hiện rõ trong ảnh SEM của Graphit trước và sau khi tách lớp.
EG và EG/MnFe 2 O 4 ở các tỷ lệ 75/25; 80/20; 85/15; và 90/10 Kết quả cho thấy vật liệu
EG xuất hiện các mũi nhiễu xạ tại 2θ = 26,43°; 44,32°; và 54,54°, tương ứng với các mạng lục giác (002), (101) và (004) của tinh thể Graphit Ngoài ra, các đỉnh tại 2θ = 30,10°; 35,50°; 43,10° và 57,00° đặc trưng cho các mặt phẳng (220), (311), (400) và (511) của bát diện MnFe2O4 Sự kết hợp thành công giữa các hạt từ tính và lớp Graphit được chứng minh qua sự hiện diện của vật liệu EG/MnFe2O4 ở các tỷ lệ khác nhau Hơn nữa, sự biến mất của các mũi nhiễu xạ cực đại tại 44,32° và 54,54° trong phổ XRD của EG cho thấy các tấm Graphit đã được nở rộng thêm trong quá trình tổng hợp ở 700°C Kết quả phân tích EDS và XRD xác nhận sự hiện diện của các hạt MnFe2O4 trong các lớp Graphit.
GVHD: TS Bùi Thị Phương Quỳnh 24
3.1.3 Kết quả phương pháp đo từ kế mẫu rung (VSM)
Hình 3.5 Kết quả VSM của EG (A) và EG/MnFe 2 O 4 các tỷ lệ 75/25 (B), 85/15 (C),
Kết quả từ tính của EG và EG/MnFe2O4 đã được nghiên cứu thông qua phương pháp phân tích đo từ kế mẫu rung VSM Hình 3.5 cho thấy độ từ hóa của các mẫu này.
Vật liệu EG/MnFe2O4 được tạo ra bằng cách bổ sung các hạt bát diện MnFe2O4 từ tính vào EG, cho thấy độ từ hóa khác nhau tùy theo tỷ lệ Cụ thể, EG/MnFe2O4 với tỷ lệ 80/20 đạt độ từ hóa cao nhất là 16 emu/g, trong khi các tỷ lệ khác như 90/10, 85/15 và 75/25 lần lượt có độ từ hóa là 11 emu/g, 9 emu/g và 7 emu/g Tuy nhiên, tất cả các giá trị này đều thấp hơn nhiều so với giá trị từ tính lý thuyết của MnFe2O4, được báo cáo là 42,93 emu/g, 47,98 emu/g và 76,7 emu/g trong tài liệu.
MnFe2O4 được bọc bởi các tấm Graphit không từ tính, điều này giúp giải thích tính chất từ tính yếu của EG chứa MgFe2O4 (16.1 emu/g) theo nghiên cứu của Ivanov và cộng sự Trong khi đó, NiFe2O4 và CoFe2O4 cho thấy giá trị từ tính cao hơn lần lượt là 19 và 40 emu/g, điều này có thể liên quan đến kích thước và số lượng hạt ferrite trên EG Mặc dù từ tính của MnFe2O4 yếu hơn so với NiFe2O4 và CoFe2O4, việc bổ sung MnFe2O4 vào các lớp EG đã cải thiện đáng kể tính từ tính của EG, cho phép thu hồi vật liệu hấp thu dễ dàng và nhanh chóng dưới tác động của từ trường.
GVHD: TS Bùi Thị Phương Quỳnh 25
Trường Đại Học Công Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM Khoa Công Nghệ Hóa Học
3.1.4 Kết quả diện tích bề mặt và cấu trúc lỗ xốp của EG/MnFe 2 O 4
Hình 3.6 Các đường đẳng nhiệt hấp thu/ giải hấp N 2 của EG (A), EG/MnFe 2 O 4 các tỷ lệ 90/10 (B), 85/15 (C), 80/20 (D) và 75/25 (E)
Khả năng hấp thu dầu của vật liệu phụ thuộc vào diện tích bề mặt và kích thước lỗ xốp, với kích thước lỗ xốp lớn hơn dẫn đến khả năng hấp thu cao hơn Nghiên cứu này xác định diện tích bề mặt riêng, kích thước và thể tích lỗ xốp thông qua phương pháp hấp thu/giải hấp N2 Hình 3.6 minh họa các đường đẳng nhiệt hấp thu/giải hấp N2 của EG và EG/MnFe2O4 ở các tỷ lệ khác nhau, cho thấy sự hiện diện của lỗ xốp meso và micro trong cấu trúc hình sâu của EG.
Việc bổ sung MnFe2O4 vào các lớp graphit tạo ra tính từ, dẫn đến sự giảm số lượng lỗ xốp meso và micro Điều này cũng khiến đường đẳng nhiệt trở nên hẹp hơn và độ trễ giữa đường cong giải hấp và hấp thu trên EG/MnFe2O4 nhỏ hơn so với EG.
Kết quả nghiên cứu cho thấy diện tích bề mặt và thể tích lỗ xốp của EG lần lượt đạt 40,9547 m²/g và 156x10⁻³ cm³/g Việc thêm MnFe₂O₄ ở các tỷ lệ khác nhau đã làm giảm diện tích bề mặt và thể tích lỗ xốp so với EG Cụ thể, tại tỷ lệ 90/10 EG/MnFe₂O₄, diện tích bề mặt và thể tích lỗ xốp lần lượt là 32,2063 m²/g và 129x10⁻³ cm³/g; với tỷ lệ 85/15, các giá trị này là 38,338 m²/g và 137x10⁻³ cm³/g; ở tỷ lệ 80/20, đạt 32,9996 m²/g và 130x10⁻³ cm³/g; và cuối cùng, tại tỷ lệ 75/25, là 32,7623 m²/g và 125x10⁻³ cm³/g Sự giảm này có thể liên quan đến sự phân bố của các thành phần trong hỗn hợp.
GVHD: TS Bùi Thị Phương Quỳnh đã nghiên cứu việc bổ sung các hạt MnFe2O4 lên bề mặt của EG, cho thấy rằng sự có mặt của MnFe2O4 làm giảm tổng diện tích bề mặt và thể tích lỗ xốp của EG/MnFe2O4 so với EG nguyên bản Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng việc thêm MnFe2O4 có ảnh hưởng rõ rệt đến cấu trúc của vật liệu EG/MnFe2O4.
Bảng 3.2 Kết quả diện tích bề mặt và cấu trúc lỗ xốp
Đánh giá khả năng hấp thu dầu của vật liệu EG/MnFe 2 O 4 85/15
3.2.1 Ảnh hưởng thơi gian xen chèn lên khả năng hấp thu dầu
Hình 3.7 Ảnh hưởng thời gian xen chèn lên khả năng hấp thu dầu
Nghiên cứu về khả năng hấp thu dầu của vật liệu Graphit tróc nở mang từ tính (EG/MnFe2O4) đã được thực hiện đối với dầu thô (CO) và dầu diesel (DO) Hình 3.7 minh họa thời gian xen.
GVHD: TS Bùi Thị Phương Quỳnh đã tiến hành nghiên cứu khả năng hấp thu dầu của vật liệu EG/MnFe 2 O 4, cho thấy khả năng hấp thu tối đa đạt được trong vòng 6 phút với lượng hấp thu dầu CO (33,07 g/g) cao hơn so với dầu DO (32,20 g/g) Nguyên nhân có thể do độ nhớt lớn hơn của dầu thô, dẫn đến mật độ cao hơn của các phân tử dầu trong lỗ xốp Trong khi đó, EG trần cho thấy lượng hấp thu lần lượt là 47,7 g/g và 39,8 g/g trong 4 phút Kết quả cho thấy việc xen chèn MnFe 2 O 4 làm giảm khả năng hấp thu dầu của EG nhưng vẫn giữ được hiệu suất hấp thu đáng kể cho ứng dụng thực tế Tuy nhiên, trong môi trường quy mô lớn như đại dương, nơi xảy ra tai nạn tràn dầu, độ mặn và hàm lượng dầu có thể ảnh hưởng đáng kể đến hiệu quả hấp thu của vật liệu dựa trên Graphit.
3.2.2 Ảnh hưởng của hàm lượng dầu lên khả năng hấp thu
Hình 3.8 Ảnh hưởng hàm lượng dầu lên khả năng hấp thu
Hàm lượng dầu trên mặt nước ảnh hưởng đến khả năng hấp thu vật liệu EG/MnFe2O4, với khả năng hấp thu của dầu DO tăng khi hàm lượng dầu tăng do nhiều phân tử DO được chuyển vào lỗ xốp Ngược lại, khả năng hấp thu giảm khi hàm lượng dầu CO tăng, nguyên nhân có thể là do độ nhớt tăng, làm giảm khả năng di chuyển vào lỗ xốp.
GVHD: TS Bùi Thị Phương Quỳnh 28
Trường Đại Học Công Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM Khoa Công Nghệ Hóa Học
3.2.3 Ảnh hưởng độ mặn lên khả năng hấp thu dầu
Hình 3.9 Ảnh hưởng độ mặn lên khả năng hấp thu dầu
Hình 3.9 cho thấy ảnh hưởng của độ mặn đến khả năng hấp thu dầu của EG/MnFe 2 O 4 đối với DO (30g) và CO (15g) với hàm lượng dầu cố định trên nồng độ NaCl 1%, 2% và 3% trong thời gian tiếp xúc 6 phút Kết quả cho thấy độ mặn không làm thay đổi đáng kể khả năng hấp thu CO, trong khi khả năng hấp thu DO có sự tăng nhẹ Sự thay đổi nồng độ NaCl chỉ gây ra dao động nhẹ về khả năng hấp thu của EG/MnFe 2 O 4 đối với CO và DO, cho thấy hiệu quả loại bỏ dầu nặng trong môi trường nước mặn Tóm lại, EG/MnFe 2 O 4 là vật liệu hứa hẹn cho việc xử lý dầu nặng trong môi trường biển.
GVHD: TS Bùi Thị Phương Quỳnh 29