Dự thảo tóm tắt Luận án Tiến sỹ Hóa học: Nghiên cứu biến tính bề mặt màng lọc và khả năng ứng dụng màng trong xử lý nước ô nhiễm

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI<br /> TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN<br /> -----------------------------<br /> <br /> NGÔ HỒNG ÁNH THU<br /> <br /> NGHIÊN CỨU BIẾN TÍNH BỀ MẶT MÀNG LỌC<br /> VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG MÀNG<br /> TRONG XỬ LÝ NƯỚC Ô NHIỄM<br /> Chuyên ngành: Hóa môi trường<br /> Mã số: 62440120<br /> <br /> DỰ THẢO TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SỸ HÓA HỌC<br /> <br /> HÀ NỘI – 2016<br /> <br /> Công trình được hoàn thành tại: Phòng thí nghiệm nghiên cứu và ứng<br /> dụng màng lọc, Bộ môn Công nghệ Hóa học, khoa Hóa học, Trường Đại<br /> học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội và phòng thí nghiệm<br /> của Phó Giáo sư Shinsuke Mori, Khoa Kỹ thuật Hóa học, Viện Công nghệ<br /> Tokyo, Nhật Bản<br /> Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Trần Thị Dung<br /> PGS.TS. Shinsuke Mori<br /> <br /> Phản biện:……………………………………………………………..<br /> ……………………………………………………………..<br /> Phản biện:……………………………………………………………..<br /> ……………………………………………………………..<br /> Phản biện:……………………………………………………………..<br /> ……………………………………………………………...<br /> Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng cấp Đại học Quốc gia chấm<br /> luận án tiến sĩ họp tại………………………………………………….<br /> vào hồi……giờ……ngày……tháng……năm……<br /> <br /> Có thể tìm hiểu luận án tại:<br /> - Thư viện Quốc gia Việt Nam<br /> - Trung tâm Thông tin - Thư viện, Đại học Quốc gia Hà Nội<br /> <br /> DANH MỤC CÁC BÀI BÁO CỦA TÁC GIẢ ĐÃ CÔNG BỐ<br /> LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN<br /> <br /> 1. Ngô Hồng Ánh Thu, Trần Thị Dung, Nguyễn Thị Minh Phương<br /> (2015), “Nghiên cứu khả năng tách loại axit humic trong nước bằng<br /> màng composite biến tính bề mặt”, Tạp chí Phân tích Hóa, lý và sinh<br /> học 20 (4), tr. 277-282.<br /> 2. Ngo Hong Anh Thu, Vu Thi Minh Thoa, Tran Thi Dung (2015),<br /> “Possibility for removal of residual dyes in textile wastewater using<br /> modified composite membrane”, Journal of Chemistry 53 (4E1), pp.<br /> 42-46.<br /> 3. Ngô Hồng Ánh Thu, Đoàn Thị Hòa, Trần Thị Dung (2015), “Các<br /> đặc tính của màng compozit BW30 trùng hợp ghép quang hóa với<br /> anhydrit maleic”, Tạp chí Hóa học 53 (4E1), tr. 113-116.<br /> 4. Thu Hong Anh Ngo, Dung Thi Tran, Khai Dinh Do (2016), “Redox<br /> graft polymerization of maleic acid onto polyamide membrane surface<br /> for minimizing organic fouling”, VNU Journal of Science: Natural<br /> Sciences and Technology 32 (3), pp. 273-279.<br /> 5. Thu Hong Anh Ngo, D.T. Tran, Cuong Hung Dinh (2016), “Surface<br /> photochemical graft polymerization of acrylic acid onto polyamide<br /> thin film composite membranes”, Journal of Applied Polymer Science,<br /> in press (DOI: 10.1002/APP.44418).<br /> 6. Thu Hong Anh Ngo, Dung The Nguyen, Khai Dinh Do, Thu Thi<br /> Minh Nguyen, Shinsuke Mori, Dung Thi Tran (2016), “Surface<br /> modification of polyamide thin film composite membrane by coating<br /> of titanium dioxide nanoparticles”, Journal of Science: Advanced<br /> Materials and Devices, in press (DOI: 10.1016/j.jsamd.2016.10.002).<br /> <br /> A - GIỚI THIỆU LUẬN ÁN<br /> 1. Tính cấp thiết của luận án<br /> Trong những năm gần đây, việc áp dụng công nghệ màng lọc trong sản xuất nước sạch,<br /> xử lý nước ô nhiễm và tái sử dụng nguồn nước đã và đang được phát triển mạnh mẽ. Trong số<br /> các loại màng lọc thương mại hiện nay, màng lọc composite polyamide lớp mỏng (TFC-PA)<br /> đang được sử dụng nhiều trong sản xuất nước sạch, nước siêu sạch và xử lý nước ô nhiễm. Sự<br /> phát triển của màng lọc TFC-PA là bước đột phá quan trọng trong công nghệ lọc màng do loại<br /> màng này có đặc tính tách lọc vượt trội, bền cơ học, chịu được môi trường pH trong một khoảng<br /> rộng.<br /> Tuy nhiên, một vấn đề thường gặp trong các quá trình lọc màng nói chung, và lọc màng<br /> TFC-PA nói riêng là hiện tượng tắc màng (fouling), do lớp hoạt động polyamide khá kỵ nước<br /> và bề mặt màng tương đối thô nhám, khiến các cấu tử lưu giữ dễ bị tích lũy trên bề mặt màng<br /> trong quá trình lọc tách, làm giảm đáng kể năng suất lọc và tăng chi phí cho toàn bộ quá trình<br /> lọc màng. Một trong những giải pháp hữu ích để nâng cao tính năng tách lọc và giảm mức độ<br /> fouling là nghiên cứu biến tính bề mặt màng.<br /> Cho đến nay, đã có khá nhiều công trình nghiên cứu biến tính bề mặt màng siêu lọc (UF)<br /> nhằm nâng cao khả năng chống tắc cho màng. Tuy nhiên, qua theo dõi tài liệu, các kết quả<br /> nghiên cứu được công bố về biến tính bề mặt màng lọc thẩm thấu ngược (RO) và nano (NF)<br /> hiện còn tương đối ít, đặc biệt đối với màng lọc TFC-PA.<br /> Do đó, việc nghiên cứu biến tính bề mặt màng lọc TFC-PA và đánh giá khả năng ứng<br /> dụng màng trong xử lý nước ô nhiễm là đề tài có ý nghĩa khoa học và thực tiễn cấp thiết. Các<br /> kết quả nghiên cứu có thể đóng góp một phần vào việc phát triển vật liệu màng lọc hiệu năng<br /> cao, nâng cao khả năng ứng dụng công nghệ lọc màng một cách kinh tế và hiệu quả hơn trong<br /> sản xuất nước sạch và siêu sạch, cũng như trong xử lý nước ô nhiễm, nhằm tái sử dụng, tiết<br /> kiệm nguồn nước và giảm thiểu ô nhiễm môi trường một cách bền vững.<br /> 2. Mục tiêu tổng quát của luận án<br /> Mục tiêu tổng quát của luận án là nghiên cứu biến tính bề mặt màng lọc composite TFCPA, nhằm nâng cao tính năng tách lọc, giảm thiểu mức độ tắc màng, và đánh giá khả năng làm<br /> sạch nước của màng, với đối tượng tách lọc là một số thành phần có khả năng gây ô nhiễm<br /> trong nước và nước thải.<br /> 1<br /> <br /> 3. Đối tượng và các nội dung nghiên cứu của luận án<br /> a, Nghiên cứu biến tính bề mặt màng lọc TFC-PA bằng các phương pháp trùng hợp ghép quang<br /> hóa, trùng hợp ghép khơi mào oxy hóa khử và phủ lớp hạt nano TiO2.<br /> b, Đánh giá đặc tính bề mặt màng: tính chất hóa học, tính chất ưa nước, cấu trúc hình thái.<br /> c, Đánh giá đặc tính tách lọc của màng: độ thấm nước, độ lưu giữ, năng suất lọc, độ duy trì<br /> năng suất lọc theo thời gian và hệ số fouling bất thuận nghịch.<br /> d, Đánh giá khả năng của màng trong xử lý nước ô nhiễm, với đối tượng tách lọc là một số<br /> dung dịch hữu cơ, dung dịch muối vô cơ và ion kim loại nặng.<br /> 4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án<br /> Việc nghiên cứu các giải pháp nhằm nâng cao đặc tính tách lọc và giảm hiện tượng<br /> fouling có ý nghĩa rất quan trọng, nhằm làm tăng hiệu quả cho quá trình lọc màng. Phương<br /> pháp biến tính bề mặt màng lọc có các ưu thế đặc biệt, một mặt có thể thay đổi các đặc tính bề<br /> mặt màng mà không ảnh hưởng đến cấu trúc bên trong, nên vẫn duy trì được những tính chất<br /> vốn có của vật liệu, mặt khác, lớp bề mặt sau khi biến tính đáp ứng được các yêu cầu đặt ra như<br /> tăng cường tính ưa nước, làm cho bề mặt màng trở nên chặt sít hơn và trơn nhẵn hơn; thêm<br /> nữa, vì chỉ cần tác động lên lớp bề mặt nên sẽ tiết kiệm được khá nhiều chi phí so với việc<br /> nghiên cứu chế tạo vật liệu màng lọc hoàn toàn mới. Cho đến nay, việc nghiên cứu biến tính bề<br /> mặt màng lọc nhằm tăng cường khả năng chống tắc mà không làm suy giảm, hoặc nâng cao<br /> đặc tính tách lọc của màng vẫn là một thách thức trong lĩnh vực chế tạo màng nói chung.<br /> 5. Các đóng góp mới của luận án<br /> Luận án là công trình khoa học đầu tiên ở Việt Nam đã nghiên cứu biến tính thành<br /> công bề mặt màng lọc composite TFC-PA thương mại bằng phương pháp trùng hợp ghép<br /> bề mặt và phủ lớp hạt nano TiO2. Kết quả nghiên cứu cho thấy quá trình biến tính bề mặt<br /> màng lọc có thể nâng cao được đồng thời các thông số như độ lưu giữ, năng suất lọc và<br /> khả năng chống tắc cho màng, kết quả thu được của Luận án có thể đóng góp vào việc<br /> nghiên cứu phát triển vật liệu màng lọc TFC-PA hiệu năng cao dùng cho thẩm thấu ngược<br /> và lọc nano, ứng dụng trong sản xuất nước sạch và xử lý nước ô nhiễm.<br /> <br /> 2<br /> <br />