Tóm tắt Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu tổng hợp dung dịch Ferrate (FeO₄²⁻) bằng phương pháp điện hoá và ứng dụng trong xử lý nước thải

Ngành dệt may tạo ra lượng lớn nước thải chứa thuốc nhuộm hữu cơ độc hại, gây ô nhiễm môi trường và ảnh hưởng sức khỏe con người. Các phương pháp xử lý hiện tại còn nhiều hạn chế. Ferrate(VI) nổi lên như một chất oxy hóa mạnh, đa chức năng và thân thiện với môi trường, có tiềm năng lớn trong xử lý nước thải. Trong các phương pháp tổng hợp ferrate, phương pháp điện hóa được đánh giá cao nhờ sự đơn giản, không độc hại và khả năng tổng hợp tại chỗ.

Tài liệu này hướng đến các nhà nghiên cứu, học giả, sinh viên sau đại học trong lĩnh vực hóa học, hóa lý, khoa học vật liệu và kỹ thuật môi trường, đặc biệt là những người quan tâm đến công nghệ xử lý nước thải tiên tiến và tổng hợp vật liệu mới.

Luận án tập trung nghiên cứu tổng hợp dung dịch ferrate (FeO42-) bằng phương pháp điện hóa và ứng dụng của nó trong xử lý nước thải, đặc biệt là nước thải chứa thuốc nhuộm azo. Ngành dệt may thải ra lượng lớn nước thải độc hại, gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường và sức khỏe. Các phương pháp xử lý truyền thống còn tồn tại nhiều nhược điểm như tạo sản phẩm phụ, thời gian xử lý dài. Ferrate(VI) được đánh giá là một chất oxy hóa mạnh (thế khử 2,2 V), đa chức năng (oxy hóa, khử trùng, khử màu, keo tụ) và thân thiện với môi trường, sản phẩm cuối cùng là Fe(OH)3. Trong ba phương pháp tổng hợp ferrate (hóa học ướt, nhiệt, điện hóa), phương pháp điện hóa được ưu tiên vì tính đơn giản, không sử dụng hóa chất độc hại, không tạo sản phẩm phụ, thời gian tổng hợp ngắn, chi phí thấp và khả năng tổng hợp tại chỗ (in-situ) để xử lý trực tiếp nước thải. Mục tiêu của luận án là xác định điều kiện tối ưu cho quá trình tổng hợp ferrate bằng phương pháp điện hóa, đánh giá độ bền của dung dịch ferrate thu được, và ứng dụng nó để xử lý hiệu quả chất màu azo. Nội dung nghiên cứu bao gồm việc khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tổng hợp ferrate như vật liệu anot (gang cầu, gang xám, thép), chất điện ly, thời gian điện phân, mật độ dòng điện và nhiệt độ. Luận án cũng đi sâu nghiên cứu sự hình thành lớp thụ động trên bề mặt anot, bao gồm tính chất điện hóa, thành phần, cấu trúc và ảnh hưởng của lớp này đến hiệu suất tổng hợp ferrate. Đồng thời, nghiên cứu động học phân hủy và các yếu tố ảnh hưởng đến độ bền của ferrate cũng được thực hiện. Cuối cùng, luận án đánh giá hiệu quả xử lý chất màu azo (như Reactive Red 195 và Methyl Orange) bằng dung dịch ferrate đã tổng hợp, khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất xử lý.