1
MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề
Trong những năm gần đây, việc sử dụng kháng sinh trong ngành y
tế và nông nghiệp đã dẫn đến tình trạng dư lượng kháng sinh trong môi
trường nước, gây ra nhiều vấn đề nghiêm trọng như kháng thuốc, ô nhiễm
nước và ảnh hưởng đến sức khỏe con người và hệ sinh thái.
Công nghệ quang xúc tác, đặc biệt là việc sử dụng vật liệu g-C₃N₄
pha tạp, đã cho thấy tiềm năng trong việc xử lí hiệu quả dư lượng kháng
sinh. Nghiên cứu này nhằm mục tiêu phát triển và tối ưu hóa quy trình sử
dụng g-C₃N₄ pha tạp để loại bỏ dư lượng kháng sinh trong nước, từ đó
giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường và sức khỏe cộng đồng.
Chính vì vậy, đề tài luận án: “Nghiên cứu xử lí dư lượng kháng
sinh trong nước bằng công nghệ quang xúc tác sử dụng vật liệu g-C₃N₄
pha tạp” được thực hiện nhằm đáp ứng nhu cầu cấp thiết trong bảo vệ môi
trường, giải quyết tình trạng ô nhiễm nước do dư lượng kháng sinh và góp
phần bảo vệ hệ sinh thái cũng như nguồn nước sạch cho cộng đồng.
1.2. Đóng góp mới của luận án
• Chế tạo thành công vật liệu g-C3N4 pha tạp B với cấu trúc nano
dạng ống, sử dụng các phương pháp thân thiện với môi trường như thủy phân
và nhiệt phân. Vật liệu thu được có hình dạng ống đồng đều, diện tích bề mặt
lớn và khả năng hấp thụ tốt ánh sáng nhìn thấy. Cụ thể, 1DBCN có cấu trúc
ống nano đồng đều với kích thước 3 x 300 nm, diện tích bề mặt 81,1 m²/g và
năng lượng vùng cấm 2,7 eV, trong khi TGCN-Bx có cấu trúc đa dạng hơn
với diện tích bề mặt dao động từ 85 đến 98 m²/g, năng lượng vùng cấm của
TGCN-Bx (x = 1, 2, 3, 4) được ước tính lần lượt là 2,68, 2,66, 2,64 và
2,61 eV. Những đặc tính này giúp tăng hiệu quả của quá trình quang xúc tác,
đặc biệt là trong việc phân hủy các chất ô nhiễm hữu cơ như dư lượng kháng
sinh trong nước.
• Vật liệu g-C₃N₄ pha tạp B cấu trúc nano ống cho hiệu suất xử lí
dư lượng kháng sinh đạt tới 99% trong điều kiện quang xúc tác tại phòng
thí nghiệm. Điểm nổi bật của nghiên cứu là đã tiến hành đánh giá một số
yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả xử lí, bao gồm: thời gian phản ứng, nồng
độ chất ô nhiễm, nồng độ vật liệu quang xúc tác khác nhau, giá trị pH (3–
11) và sự hiện diện của các ion âm, ion dương thường gặp trong nước
thải thực tế. Việc mô phỏng các điều kiện môi trường gần với thực tế giúp
xác định được các thông số tối ưu cho ứng dụng tiềm năng của vật liệu
trong xử lí nước thải ô nhiễm kháng sinh.
