BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
VIỆN HÀN LÂM
KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM
HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
------------------
NGUYỄN THANH TUẤN
NGHIÊN CỨU XỬ LÝ HIỆU QUẢ DDT BẰNG
PHƯƠNG PHÁP QUANG XC TÁC SỬ DỤNG VẬT
LIỆU NANO COMPOZIT Fe - CuOx /GO; SBA – 15
Chuyên ngành: Hóa L thuyt và Hóa L
Mã số: 62.44.01.19
TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ
Hà Nội - 2019
Công trình được hoàn thành tại: Viện Hóa học, Viện Hàn lâm
Khoa học và Công nghệ Việt Nam.
Người hướng dẫn khoa học:
1. PGS.TS. Vũ Anh Tuấn
2. TS. Trnh Khc Su
Phản biện 1:
Phản biện 2:
Phản biện 3:
Luận n được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận n cấp Học viện
họp tại
Vào hồi giờ ngày thng năm 2019
Có thể tìm hiểu Luận n tại thư viện:
- Thư viện Quốc gia Việt Nam
- Thư viện Học viện Khoa học và Công nghệ
- Thư viện Viện Hóa học
1
MỞ ĐẦU
* Tính cấp thiết của luận án
Cùng với sự pht triển của nền kinh t, Việt Nam đã và đang phải
đối mặt với vấn đề ô nhiễm pht sinh ra do cc hoạt động sản xuất
nông nghiệp và công nghiệp. Trong đó, vấn đề ô nhiễm cc chất hữu
cơ khó phân hủy (Persistant Organic Pollutants - POPs) là những hợp
chất hóa học có nguồn gốc từ cacbon, thường là cc dẫn xuất
halogen, đặc biệt là dẫn xuất clo hiện đang được quan tâm đặc biệt.
Cc hợp chất POPs bền vững trong môi trường, có khả năng tích tụ
sinh học qua chuỗi thức ăn, lưu trữ trong thời gian dài, có khả năng
pht tn xa từ cc nguồn pht thải và tc động xấu đn sức khỏe con
người và hệ sinh thi. Do tính chất độc hại nguy hiểm đối với sức
khoẻ con người, lại là những chất kh phổ bin gây ô nhiễm môi
trường nên ngày 22/05/2001 tại Stockholm (Thuỵ Điển), 92 quốc gia
đã k công ước về cc chất gây ô nhiễm hữu cơ khó phân huỷ,
thường được gọi là công ước Stockholm. Ban đầu, công ước
Stockholm được đề ra nhằm giảm thiểu và loại bỏ 12 chất POPs nguy
hiểm nhất từng được sản xuất và sử dụng trước đây ra khỏi cuộc sống
của nhân loại. Trong 12 loại chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy
(Persistant Organic Pollutants - POPs) nằm trong công ước
Stockholm thì có tới 8 loại chất bảo vệ thực vật thuộc nhóm POPs-
BVTV gồm có Aldrin, chlordane, DDT, Dieldrin, Endrin, Hetachlor,
Mirex và Toxaphene. Đây là những loại hợp chất được đặc biệt chú 
và nghiên cứu sâu vì mức độ độc tính cao, tc hại đối với con người
và môi trường đặc biệt nghiêm trọng. Sau đó, tính đn hội ngh lần
thứ su (thng 4-5 năm 2013) thì công ước đã bổ sung thêm danh
sch cc chất POPs nâng tổng số cc chất ô nhiễm hữu cơ khó phân
hủy lên tới 28 chất.
2
Việt Nam, cc chất hữu cơ độc hại khó phân hủy như Dioxin
(do hậu quả chin tranh, qu trình đốt cc chất thải nguy hại, nhựa
PVC,…) cc thuốc bảo vệ thực vật như Chlordane, DDT, cc chất da
cam như 2,4-D; 2,4,5-T cũng như cc chất tương tự như Dioxin là
cc PCB (từ dầu thải trong bin th) gây ô nhiễm trầm trọng làm ảnh
hưng đn sức khỏe cộng đồng, môi trường sinh thi và pht triển
bền vững.
Để loại bỏ cc chất ô nhiễm này trong môi trường nước nhiều
phương php đã được sử dụng như: hấp phụ, phân hủy sinh học, phân
hủy hóa học, oxi hóa nâng cao... [12-17]. Trong đó phương php hấp
phụ không xử l triệt để, gây ô nhiễm thứ cấp, phương php xử l
sinh học, hiệu quả xử l không cao, đi hỏi thời gian dài (từ vài năm
đn vài chục năm). Chính vì vậy phương php oxi hóa nâng cao
(AOPs) cải tin sử dụng cc hệ xúc tc mới như qu trình oxi hóa
nâng cao (AOPs) sử dụng cc chất xúc tc quang hóa cấu trúc nano
như: Fe2O3, Fe3O4, FeOOH, Feo... đang được quan tâm nghiên cứu
nhiều [18-28]. Phương php này có những ưu điểm nổi trội như có
thể thực hiện điều kiện môi trường nhiệt độ, p suất thường, dễ sử
dụng, ít độc hại và có hiệu quả cao. Một vài nghiên cứu mới đây cho
thấy việc đưa đồng thời cc kim loại, oxit kim loại khc nhau lên chất
mang đã mang lại hiệu quả cao của xúc tc compozit này [29-32].
Trong số cc chất mang thì graphene, graphene oxit (GO) và SBA-15
là cc chất mang được đặc biệt quan tâm nghiên cứu do chúng có cấu
trúc lớp, diện tích bề mặt riêng lớn, có khả năng hấp thụ nh sng
vùng khả kin và khả năng nhận điện tử từ vùng dẫn của chất bn
dẫn, hạn ch khả năng ti kt hợp giữa điện tử và lỗ trống của xúc tc
bn dẫn [33-38]. Khc với graphen, graphen oxit (GO) chứa cc
nhóm chức như hydroxyl, cacbonyl, epoxi, cacboxylic trên bề mặt
3
nên dễ dàng hình thành nên cc liên kt cộng hóa tr, liên kt hóa học
bền vững với cc ion kim loại chuyển tip tạo hạt nano – oxit [39-
41]. Vì vậy, GO là một chất mang l tưng trong qu trình tổng hợp
cc vật liệu nano compozit mới [42-47]. Trong khi đó, SBA-15 là vật
liệu có cấu trúc ống kích thước nano mt, có diện tích bề mặt rất lớn
(600 – 1000m2/g) rất phù hợp làm chất mang [48-54]. Tuy nhiên,
SBA – 15 ch có thể sử dụng làm chất hấp phụ, để có thể sử dụng làm
chất xúc tc quang hóa cần gn cc tâm hoạt động lên bề mặt của vật
liệu này [55-62]. Trong luận n này, chúng tôi tập trung nghiên cứu
gn cc ion kim loại chuyển tip như Fe, Cu lên cấu trúc khung mạng
của GO và SBA-15 bằng phương php cấy nguyên tử nhằm tạo ra hệ
xúc tc mới, tiên tin, hiệu quả cao trong xử l POPs mà DDT được
chọn là chất đại diện để nghiên cứu. Từ những luận cứ trên chúng tôi
chọn đề tài: “Nghiên cứu xử lý hiệu quả DDT bằng phương pháp
quang xúc tác sử dụng vật liệu nano compozit Fe - CuOx /GO;
SBA – 15” nhằm nghiên cứu đnh gi hoạt tính của xúc tc mới này.
* Mục tiêu nghiên cứu của luận án
Tập trung nghiên cứu gn cc ion kim loại chuyển tip như Fe, Cu
lên cấu trúc khung mạng của GO và SBA-15 bằng phương php cấy
nguyên tử nhằm tạo ra hệ xúc tc nano-compozit mới, tiên tin, hiệu
quả cao trong xử l DDT.
* Nội dung nghiên cứu của luận án:
- Nghiên cứu tổng hợp một số vật liệu nano compozit mới, tiên
tin làm xúc tc quang hóa hiệu quả cao để xử l cc chất hữu cơ độc
hại, khó phân hủy bằng cc phương php khc nhau như đồng kt
tủa, thủy nhiệt và đặc biệt là phương php cấy nguyên tử. Cc hệ xúc
tc, được tổng hợp là nanocompozit dựa trên cơ s ôxít st trên chất
mang graphen oxit và vật liệu SBA-15.