Khảo sát khả năng hấp phụ Cr (VI) của hệ nanoparticles từ fibroin tơ tằm phối trộn Poly(ethylenimine)

Abstract

Crom (VI) là một kim loại nặng gây ảnh hưởng đến môi trường và sức khỏe của con người, tuy nhiên loại kim loại nặng này được ứng dụng nhiều trong các ngành công nghiệp đặc biệt là ngành xi mạ. Do đó, nghiên cứu này được thực hiện nhằm tìm hiều về khả năng hấp phụ của Cr (VI) và khảo sát các điều kiện ảnh hưởng đến quá trình hấp phụ. Vật liệu hấp phụ (VLHP) được chọn là hệ vi hạt FNPs-1:6 và hệ vi hạt fibroin tơ tằm phối trộn PEI ở các tỉ lệ 1%-PEI-FNPs-1:6, 2%-PEI-FNPs-1:6 và 3%-PEI-FNPs-1:6. Các phương pháp phân tích phổ hồng ngoại (FT-IR), phương pháp tán xạ ánh sáng động (DLS) và điện tích bề mặt (pHpzc) được sử dụng để xác định thành phần cấu trúc và các đặc tính của hệ vi hạt fibroin tơ tằm (FNPs-1:6, 1%-PEI-FNPs-1:6, 2%-PEI-FNPs-1:6 và 3%-PEI-FNPs-1:6). Qua quá trình hấp phụ, so sánh được khả năng hấp phụ của hệ vi hạt 3%-PEI-FNPs-1:6 là cao hơn so với hệ vi hạt FNPs-1:6. Hiệu suất và dung lượng hấp phụ tối ưu của 3%-PEI-FNPs-1:6 lần lượt là 54,2±2,05% và 45,64±1,73 mg/g, trong khi của hệ vi hạt FNPs-1-6 chỉ đạt 36,08±0,12% và 30,38±0,105 mg/g, thấp hơn gấp 1,5 lần. Bên cạnh đó, sự hấp phụ Cr (VI) của hệ vi hạt fibroin tơ tằm kể cả FNPs-1:6 và 3%-PEI-FNPs-1:6 đều tuân theo mô hình hấp phụ đẳng nhiệt Freundlich. Cả hai hệ vi hat fibroin tơ tằm đều tuân theo phương trình động học biểu kiến bậc 2. Hệ vi hạt fibroin tơ tằm FNPs-1:6 và 3%-PEI-FNPs-1:6 có khả năng hấp phụ vật lý với năng lượng hoạt hóa lần lượt là 0,11 kJ/mol và 0,339 kJ/mol. Tóm lại, VLHP (3%-PEI-FNPs-1:6) có khả năng hấp phụ Crom (VI) tốt và trong tương lai có khả năng ứng dụng vào việc xử lý môi trường đặc biệt là xử lý các kim loại nặng chẳng hạn như Cr (VI).