Thông tin Đề tài

Tên đề tài Xử lý dư lượng p-nitrophenol trong nước thải nông nghiệp bằng vật liệu aerogel cellulose từ thân cây chuối và lục bình
Mã số đề tài VAST07.04/22-23
Cơ quan chủ trì (Cơ quan thực hiện) Viện Công nghệ Hoá học
Thuộc Danh mục đề tài Hướng Môi trường và Năng lượng (VAST07)
Họ và tên ThS. Nguyễn Thị Thùy Vân
Thời gian thực hiện 01/01/2022 - 31/12/2023
Tổng kinh phí 600 triệu đồng
Xếp loại Đạt loại B
Mục tiêu đề tài

- Nghiên cứu xây dựng quy trình tổng hợp aerogel cellulose từ thân cây chuối và lục bình làm chất mang xúc tác nhằm giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường và tăng hiệu quả kinh tế chuỗi sản xuất nông nghiệp.
- Xử lý dư lượng p-nitrophenol (PNP) trong nước thải nông nghiệp bằng quá trình Fenton với vật liệu aerogel cellulose biến tính.

 

Kết quả chính của đề tài

- Đã khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình xử lý nguyên liệu thô và tổng hợp cellulose từ cây chuối và lục bình bằng phương pháp microwave: hàm lượng NaOH, thời gian bức xạ, hàm lượng H2O2.
- Đã nghiên cứu tính chất của cellulose thu được từ cây chuối và lục bình : Hàm lượng cellulose, hàm lượng lignin, hemocellulose, XRD, IR, TGA, SEM.
- Đã khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tổng hợp aerogel cellulose từ cây chuối và lục bình: tỷ lệ cellulose: kymene, khuấy và đánh siêu âm
- Đã nghiên cứu tính chất lý hóa của aerogel thu được từ cây chuối và lục bình: Độ xốp, tỷ trọng, SEM, TGA
- Đã khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tổng hợp Fe3O4@aerogel cellulose bằng miceowave và nghiên cứu tính chất lý hóa của chúng
- Đã khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình xử lý PNP của xúc tác Fe3O4/aerogel cellulose: hàm lượng Fe3O4, nồng độ của PNP, hàm lượng H2O2.
- Đã so sánh khả năng xử lý PNP của xúc tác Fe3O4 khi có và không có chất mang aerogel cellulose cho cả 2 loại nguyên liệu cây chuối và lục bình. Khảo sát độ bền của xúc tác Fe3O4/aerogel cellulose khi xử lý PNP
- Đã khảo sát và đánh giá hiệu quả xử lý PNP trong mẫu nước thải thực. Đánh giá sự ảnh hưởng của các tạp chất khác (nếu có) trong nước thải đến hiệu quả xử lý PNP.

Những đóng góp mới

+ Chế tạo vật liệu aerogel cellulose từ thân cây chuối và lục bình là một quy trình mới không chỉ giảm ô nhiễm môi trường mà còn tạo ra sản phẩm có giá trị, đồng thời tăng chuỗi giá trị của sản xuất nông nghiệp. Bên cạnh đó, việc trích xuất cellulose với sự hỗ trợ của microwave nhằm giảm lượng hóa chất thải ra môi trường trong giai đoạn xử lý nguyên liệu thô và cả quy trình tổng hợp vật liệu. Aerogel cellulose tổng hợp từ thân cây chuối và lục bình chưa được nghiên cứu trước đây, vật liệu thu được cũng có các đặc tính ưu việt như vật liệu thu được từ các nguyên liệu đã công bố, tuy nhiên nguồn nguyên liệu thô là phế phẩm nông nghiệp và thực vật gây ô nhiễm trầm trọng là một ứng dụng rất quan trọng và có ý nghĩa cho cây chuối và xử lý lục bình.
+ Chế tạo vật liệu Fe3O4/aerogel cellulose để xử lý PNP là một quy trình mới và sản phẩm chưa được công bố, có tiềm năng rất cao trong quá trình phản ứng Fenton để xử lý PNP, do các đặc tính ưu việt của chất mang: độ xốp cao, rất nhẹ, có tác dụng mang và phân tán xúc tác tốt, bền cơ học và môi trường tùy theo phương pháp chế tạo, dễ thu hồi và tái sử dụng, có khả năng phân hủy sinh học cao.

 

*** Sản phẩm cụ thể giao nộp:

- Sản phẩm nghiên cứu và phát triển công nghệ:
+ Mẫu vật liệu aerogel cellulose (khối lượng 5gam): Aerogel cellulose thu được có độ xốp đạt 98,80,3%, khối lượng riêng  0,0130,003 g.cm-3.
+ Mẫu vật liệu Fe3O4/aerogel cellulose (khối lượng 5gam): Fe3O4/aerogel cellulose thu được từ quy trình có độ xốp 98,20,02% và khối lượng riêng 0,0390,001 g.cm-3.
+ Quy trình tổng hợp aerogel cellulose: Quy trình chi tiết với các thông số được khảo sát tốt nhất. Aerogel cellulose thu được từ quy trình đảm bảo có độ xốp đạt 99,80,3%, khối lượng riêng  0,0130,003 g.cm-3.
+ Quy trình tổng hợp Fe3O4/ aerogel cellulose: Quy trình chi tiết với các thông số tốt nhất được khảo sát. Fe3O4/aerogel cellulose thu được từ quy trình có độ xốp 98,20,02% và khối lượng riêng 0,0390,001 g.cm-3. Ở điều kiện xác định, sau 100 phút phản ứng đạt hiệu suất chuyển hóa PNP trên 92,0%. Xúc tác làm việc khá bền, sau 5 chu kỳ sử dụng hiệu suất chuyển hóa PNP vẫn còn đạt trên 76,2%
- Công bố: 02 Các bài báo trên tạp chí SCIE
+ Nguyen Thi Thuy Van, Anh N. Phan, Vuong Chi Cuong, Nguyen Thi Truc Van, Ho Gia-Thien Thanh, Nguyen Quang Khai, Nguyen Tri, Tien-Thanh Nguyen, Xuan-Thanh Bui, Ky Phuong Ha Huynh, Enhanced heterogeneous Fenton degradation of p-nitrophenol by Fe3O4 nanoparticles decorated cellulose aerogel from banana stem." Environmental Technology & Innovation 30 (2023): 103041 (SCIE, Q1, IF= 7,8)
+ Nguyen Thi Thuy Van, Pag-asa Gaspillo, Ho Gia Thien Thanh, Nguyen Huynh Thao Nhi, Huynh Nhat Long, Nguyen Tri, Nguyen Thi Truc Van, Tien-Thanh Nguyen, Huynh Ky Phuong Ha. "Cellulose from the banana stem: optimization of extraction by response surface methodology (RSM) and charaterization." Heliyon 8.12 (2022): e11845 103041 (SCIE, Q1, IF = 4,0)
- Sở hữu trí tuệ (liệt kê)
+ Tên sáng chế: Phương pháp tổng hợp nano oxit sắt từ mang trên gel khí xenluloza từ thân cây chuối. Số đơn: 1-2022-07214; Số Quyết định: 2059w/QĐ-SHTT ngày 28/11/2022 của Cục Sở hữu trí tuệ, Việt Nam.

 

Ảnh nổi bật đề tài
1724644284061-thuyvan.jpg