Preparation of the Magnetic Composite Materials Fe₃O₄/ Hydroxyapatite and Its Application for Removal of 2,4-D and Chrysoidine Crystal

Nội dung text: Preparation of the Magnetic Composite Materials Fe₃O₄/ Hydroxyapatite and Its Application for Removal of 2,4-D and Chrysoidine Crystal

1. VNU Journal of Science: Natural Sciences and Technology, Vol. 37, No. 1 (2021) 35-43 Original Article Preparation of the Magnetic Composite Materials Fe3O4/ Hydroxyapatite and Its Application for Removal of 2,4-D and Chrysoidine Crystal Han Duy Linh1,4, Cao Phuong Anh1, Cao Viet2, Le Thi Hong Phong3, Nguyen Xuan Hoan4, 1Vietnam - Russia Tropical Centre, 63 Nguyen Van Huyen, Hanoi, Vietnam 2Hung Vuong University, Phu Tho, Vietnam 3Institute of Materials Science, Vietnam Academy of Science and Technology, 18 Hoang Quoc Viet, Cau Giay, Hanoi, Vietnam 4VNU University of Science, 19 Le Thanh Tong, Hanoi, Vietnam Received 04 August 2020 Revised 13 September 2020; Accepted 02 February 2021 Abstract: In this study, magnetite nanoparticles (IONPs), hydroxyapatite (HAp), hybrid composite of magnetite/hydroxyapatite (IONPs-HAp) were prepared by the hydrothermal method. The prepared materials were characterized via Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), X- ray diffraction (XRD), vibrating sample magnetometer (VSM), scanning electron microscopy (SEM/EDX), and Zeta phoremeter. The obtained results show that the Fe3O4 have a cubic crystal structure and have a nanoparticle's size (< 100 nm), the nano Fe3O4 were well dispersed with the hydroxyapatite to form the composite IONPs-HAp materials. The adsorption capacity of these materials for 2,4-D (2,4-dichlorophenoxyacetic acid) and Chrysoidine crystal removal were also investigated in the same condition. The prepared IONPs-HAp composite materials have the ability to adsorb selectivity with 2,4-D and Chrysoidine. There results show the potential application of hybrid composite magnetite/hydroxyapatite in the field of environmental treatment. Keywords: composite, magnetite, hydroxyapatite, 2,4-D, chrysoidine crystal. ___ Corresponding author. Email address: hoannx@vnu.edu.vn 35
2. 36 H.D. Linh et al. / VNU Journal of Science: Natural Sciences and Technology, Vol. 37, No. 1 (2021) 35-43 Vật liệu composite từ tính Fe3O4/ hydroxyapatite ứng dụng trong hấp phụ xử lý 2,4-D và Chrysoidine Hán Duy Linh1,4, Cao Phương Anh1, Cao Việt2, Lê Thị Hồng Phong3, Nguyễn Xuân Hoàn4,* 1Trung tâm Nhiệt đới Việt-Nga, Bộ Quốc Phòng, 63 Nguyễn Văn Huyên, Hà Nội, Việt Nam 2Trường Đại học Hùng Vương,Phú Thọ, Việt Nam 3Viện Khoa học Vật liệu, Viện Hàn Lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, 18 Hoàng Quốc Việt, Hà Nội, Việt Nam 4Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội, 19 Lê Thánh Tông, Hà Nội, Việt Nam Nhận ngày 04 tháng 8 năm 2020 Chỉnh sửa ngày 13 tháng 9 năm 2020; Chấp nhận đăng ngày 02 tháng 2 năm 2021 Tóm tắt: Trong nghiên cứu này, các hạt nano oxit sắt từ (Fe3O4), hydroxyapatite (HAp) và vật liệu composite Fe3O4/hydroxyapatite được điều chế bằng phương pháp thủy nhiệt. Các vật liệu chế tạo được khảo sát đặc tính, cấu trúc, tính chất thông qua các phép đo như: phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FTIR), nhiễu xạ tia X, từ kế mẫu rung (VSM), kính hiển vi điện tử quét SEM/EDX, và đo điện thế Zeta. Kết quả đặc trưng tính chất các nano Fe3O4 ở dạng cấu trúc tinh thể lập phương với kích thước hạt nhỏ hơn 100 nm, được phân tán đồng đều cùng hydroxyapatite trong vật liệu composite Fe3O4/hydroxyapatite. Các vật liệu này tiếp đó được khảo sát khả năng hấp phụ loại bỏ 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D) và Chrysoidine trong môi trường nước ở cùng điều kiện. Kết quả chứng tỏ vật liệu composite có khả năng hấp phụ chọn lọc với 2,4-D và Chrysoidine, qua đó cho thấy tiềm năng ứng dụng của các vật liệu composite từ tính trong lĩnh vực xử lý môi trường. Từ khóa: composite, oxit sắt từ, hydroxyapatite, 2,4-D, chrysoidine. 1. Mở đầu* trong lĩnh vực xử lý môi trường như là một chất xúc tác quang hóa cho quá trình phân hủy của Các vật liệu nano từ tính đang thu hút được thuốc nhuộm [3], hoặc được sử dụng như một nhiều sự quan tâm của các nhà khoa học do có chất hấp phụ nano để loại bỏ các chất ô nhiễm khả năng ứng dụng rộng rãi ở nhiều lĩnh vực kim loại, đặc biệt là trong việc loại bỏ asen [4]. như: bột màu, pin lithium-ion, phân tách tế Tuy nhiên, hạt nano oxit sắt cũng có những hạn bào, Trong lĩnh vực này, các hạt nano oxit chế vì nó dễ bị oxi hóa trong điều kiện môi sắt Fe3O4 (IONPs) là vật liệu từ tính được trường, và nó không hiệu quả với các chất ô nghiên cứu, ứng dụng nhiều hơn cả. Các hạt nhiễm hữu cơ. Do đó, bọc các hạt nano oxit sắt nano oxit sắt đã được chứng minh là có độc tính bằng vật liệu phù hợp được cho là một giải thấp và tính tương thích sinh học. Do đó, nó pháp hiệu quả, lớp vỏ bọc này không chỉ bảo vệ chủ yếu được nghiên cứu trong lĩnh vực y học lõi từ tính mà còn cung cấp nhóm chức năng như là một tác nhân dẫn truyền thuốc [1,2], và trên bề mặt hạt, từ đó nâng cao hiệu quả ứng ___ dụng. Có nhiều công bố về vật liệu composite *Tác giả liên hệ. oxit sắt từ được ứng dụng như một chất hấp phụ Địa chỉ email: hoannx@vnu.edu.vn hiệu quả để loại bỏ các chất ô nhiễm [5]. Hydroxyapatite - [Ca10(PO4)6(OH)2] là một
3. H.D. Linh et al. / VNU Journal of Science: Natural Sciences and Technology, Vol. 37, No. 1 (2021) 35-43 37 dạng canxi photphat tự nhiên ít tan trong nước Sắt (III) clorua (FeCl3, Fisher), sắt (II) được hình thành bất cứ khi nào tồn tại ion canxi sulfat (FeSO4.7H2O, Merck), kali hydroxit và phốt phát trong dung dịch nước ở môi trường (KOH, Merck), amoni dihydro photphat pH lớn hơn trung tính (pH ≥ 7) [6]. Với cấu trúc (NH4H2PO4, Trung Quốc), canxi nitrat phức tạp đã khiến hydroxyapatite trở thành một (Ca(NO3)2.4H2O), 2,4- vật liệu có nhiều ứng dụng, đặc biệt với khả dichlorophenoxyacetic acid (C8H6Cl2O3, năng tương thích sinh học cao với mô và tế bào Merck), Chrysoidine (Trung Quốc). nên được nghiên cứu ứng dụng nhiều trong lĩnh 2.2. Chế tạo nano oxit sắt từ vực như y sinh [7]; và đặc biệt trong lĩnh vực xử lý, cải tạo môi trường [8]. Hydroxyapatite đã Các hạt nano oxit sắt từ (IONPs) được tổng được biết đến với khả năng loại bỏ các kim loại hợp bằng phương pháp thủy nhiệt theo quy nặng qua cơ chế trao đổi ion giữa các kim loại trình tối ưu [1,11] trong phòng thí nghiệm như nặng trong môi trường nước và ion canxi trong sau: hỗn hợp của FeCl3 và FeSO4.7H2O được hydroxyapatite [9]. Ngoài khả năng xử lý kim hòa tan vào 100 mL nước cất. Sau đó, dung loại, hydroxyapatite cũng đã được chứng minh dịch KOH được thêm vào trong điều kiện có khả năng làm giảm lượng chất ô nhiễm hữu khuấy liên tục (pH ~ 12). Hỗn hợp này tiếp đó, cơ hòa tan khi gel hydroxyapatite được đưa vào được chuyển vào bình thủy nhiệt lõi bằng trong mẫu nước thải [6]. Những năm gần đây, Teflon, thực hiện phản ứng thủy nhiệt ở 150 ºC/ vật liệu composite của hydroxyapatite với các 7 giờ. Sau khi kết thúc phản ứng, sản phẩm chất vô cơ khác dưới dạng lõi/vỏ đang thu hút được lọc loại bỏ ion, sấy ở 80 ºC/ 12 giờ. được sự chú ý của các nhà khoa học. Đã có một 2.3. Chế tạo hydroxyapatite số công bố về vật liệu composite của hydroxyapatite được sử dụng như một chất hấp Hydroxyapatite được điều chế với điều kiện phụ hoặc kết hợp tạo vật liệu xúc tác quang hóa tương tự như các nano oxit sắt từ bằng quy trình ứng dụng vào lĩnh vực xử lý môi trường [10]. thủy nhiệt như sau: dung dịch NH4H2PO4 được Tuy có nhiều đặc tính ưu việt, hydroxyapatite thêm từ từ vào dung dịch Ca(NO3)2, khuấy đều cũng có hạn chế do gặp khó khăn trong quá liên tục ở nhiệt độ phòng. pH hỗn hợp được trình tách ra khỏi môi trường nền sau khi xử lý. điều chỉnh bằng dung dịch KOH đến pH ~ 12. Với những ưu điểm nổi bật của nano Fe3O4 và Chuyển hỗn hợp phản ứng vào bình thủy nhiệt các tính chất đặc biệt của hydroxyapatite, sự kết lõi bằng Teflon, tiến hành phản ứng ở 150 ºC/ 7 hợp giữa hai vật liệu này sẽ tạo nên vật liệu giờ. Sản phẩm sau phản ứng được lọc loại bỏ composite từ tính có đặc tính vượt trội đồng ion, và sấy ở 80 ºC/ 12 giờ. thời khắc phục được các hạn chế của các vật 2.4. Chế tạo composite IONPs/hydroxyapatite liệu ban đầu. Do đó, mục đích của nghiên cứu này là tổng hợp các nano oxit sắt từ, Vật liệu composite IONPs/hydroxyapatite hydroxyapatite và vật liệu composite giữa được chế tạo theo quy trình sau: các hạt nano hydroxyapatite và nano oxit sắt từ sử dụng kỹ oxit sắt từ (10 % khối lượng so với composite) thuật tổng hợp thủy nhiệt. Khảo sát các đặc được phân tán trong dung dịch Ca(NO3)2 nhờ tính, tính chất của các vật liệu sau khi tổng hợp, thiết bị siêu âm. Dung dịch NH4H2PO4 và KOH cuối cùng đánh giá khả năng xử lý của các vật được thêm tiếp vào hỗn hợp đến pH ~ 12. Sau liệu với các tác nhân ô nhiễm môi trường lựa đó, thực hiện phản ứng thủy nhiệt ở cùng điều chọn là 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D) kiện chế tạo hydroxyapatite (mục 2.3). và phẩm màu cơ bản, Chrysoidine. 2.5. Các phương pháp khảo sát đặc tính vật liệu 2. Thực nghiệm Các vật liệu được đo nhiễu xạ tia X trên 2.1. Hóa chất thiết bị Bruker D8 Advance X-ray với bức xạ CuKα (λ = 1,5418 Å, 2θ/steps = 0,03 °/step). Đo quang phổ hồng ngoại biến đổi Fourier trên
4. 38 H.D. Linh et al. / VNU Journal of Science: Natural Sciences and Technology, Vol. 37, No. 1 (2021) 35-43 thiết bị FTIR Jasco-6300 (khoảng đo từ 4000- Trong đó: C0 (mg/L) và Ct (mg/L) tương 400 cm-1). Hình thái bề mặt hạt vật liệu và ứng lần lượt là nồng độ ban đầu và sau khi bị thành phần nguyên tố được phân tích trên thiết hấp phụ của 2,4-D và Chrysoidine, W (g) là bị chụp SEM/EDX (Hitachi-4800 và lượng vật liệu hấp phụ đã sử dụng, và V (L) là NanoSEM). Điện thế Zeta của các hạt vật liệu thể tích của dung dịch mẫu thí nghiệm. được xác định trên thiết bị đo Zeta phoremeter IV (CAD instrumen-tation) trong các điều kiện 3. Kết quả và thảo luận sau: nhiệt độ phòng, pH = 5,5; trong dung dịch KCl 10-3 M. Tính chất từ tính của vật liệu được 3.1. Kết quả khảo sát đặc trưng tính chất của đặc trưng bởi độ từ hóa bão hòa trên hệ thiết bị vật liệu chế tạo từ kế mẫu rung (VSM). Cấu trúc và thành phần pha của oxit sắt từ 2.6. Khảo sát khả năng hấp phụ, xử lý 2,4-D (IONPs), hydroxyapatite (HAp), và vật liệu nano composite oxit sắt từ/hydroxyapatite Một lượng 0,100 g vật liệu hấp phụ được (IONPs-HAp) được đánh giá từ kết quả chụp phân tán đều với 100 mL dung dịch 2,4-D đã nhiễu xạ tia X, trình bày trên Hình 1a. biết trước nồng độ trong bể rung siêu âm 5 phút, Giản đồ nhiễu xạ tia X đã chứng tỏ vật liệu lắc đều trên máy lắc với tốc độ 300 vòng/phút oxit sắt từ chế tạo chủ yếu thuộc pha tinh thể trong 30 phút. Để nghiên cứu các đường hấp phụ Fe O , đặc trưng bởi các đỉnh nhiễu xạ tại vị trí đẳng nhiệt, các thí nghiệm được tiến hành trong 3 4 2θ = 30,1º; 35,5º; 43,1º; 53,1º; 57,1º và 62,5º; thời gian 12 giờ, tại nhiệt độ phòng. Các hạt vật tương ứng với mặt phản xạ lần lượt: (220), liệu được tách ra khỏi dung dịch bằng li tâm. (311), (400), (422), (511) và (440) [1-3,11]. Nồng độ 2,4-D còn lại trong dung dịch được xác Trên giản đồ nhiễu xạ của hydroxyapatite, các định trên thiết bị sắc ký lỏng khối phổ 3 lần tứ pic nhiễu xạ tại 2θ = 25,9º; 31,8º; 32,2º; 32,9º; cực (Agilent 6430 TripleQuad LC/MS). Tiến o 34,1º; 39,7º; 46,8º, 49,7º và 53,1 tương ứng với hành các thí nghiệm với nồng độ 2,4-D lần lượt: các mặt phản xạ lần lượt : (002), (211), (112), 10; 15; 20; 25; 40 và 60 mg/L. (300), (202), (310), (222), (213) và (004) đặc 2.7. Khảo sát khả năng hấp phụ, xử lý trưng của hydroxyapatite [7-9,12]. Với vật liệu Chrysoidine composite Fe3O4/ hydroxyapatite, các pic nhiễu xạ đặc trưng của hydroxyapatite dễ dàng quan Một lượng 0,100 g vật liệu hấp phụ được phân sát thấy trên giản đồ nhiễu xạ, pha tinh thể của tán đều với 60 mL dung dịch Chrysoidine có nồng Fe O tìm thấy rõ nét tại pic nhiễu xạ 2θ = độ 400 mg/L trong bể rung siêu âm - trong 5 phút, 3 4 35,5º, được giải thích do sự xen phủ các đỉnh sau đó lắc đều trên máy lắc với tốc độ 300 nhiễu xạ với HAp, và tỉ lệ của oxit Fe O trong vòng/phút - trong 30 phút. Để yên trong 12 tiếng 3 4 vật liệu composite chỉ chiếm 10% về khối tại nhiệt độ phòng. Các hạt vật liệu được tách ra lượng. Phổ hồng ngoại của hạt nano oxit sắt từ, khỏi dung dịch bằng li tâm. Nồng độ Chrysoidine hydroxyapatite và composite oxit sắt còn lại trong dung dịch được xác định trên thiết bị từ/hydroxyapatite được so sánh trên Hình 1b. quang phổ UV-Vis (Thermo Scientific - Genesys Trên phổ hồng ngoại của oxit sắt từ, băng sóng 10S), tại bước sóng cực đại λ = 450 nm. hấp thụ mạnh tại 589 và 474 cm-1 tương ứng với 2.8. Tính toán kết quả dao động của liên kết Fe-O trong Fe3O4 [13]. Đối với phổ hồng ngoại của hydroxyapatite, các Dung lượng hấp phụ của vật liệu đối với băng sóng hấp thụ ở 473, 568, 604, 962, 1038 2,4-D và Chrysoidine được tính toán theo công và 1095 cm-1 là các dao động của nhóm PO 3- thức: 4 trong cấu trúc hydroxyapatite [12]. Ngoài ra, số () sóng đặc trưng của nhóm hydroxyl (OH) còn 푞 = (1) được quan sát thấy tại vị trí 3571 và 634 cm-1 [14].
5. H.D. Linh et al. / VNU Journal of Science: Natural Sciences and Technology, Vol. 37, No. 1 (2021) 35-43 39 a) c) b) Hình 1. Các đặc trưng của vật liệu IONPs, HAp và IONPs-HAp: a) Giản đồ nhiễu xạ tia X; b) Phổ hồng ngoại; c) Đường cong từ trễ của vật liệu IONPs và IONPs-HAp (hình nhỏ - vật liệu tương tác với từ trường ngoài). Phổ hồng ngoại của vật liệu composite gần thể ứng dụng thu hồi nhanh vật liệu trong lĩnh như tương tự phổ hồng ngoại của vực xử lý môi trường. Điện thế bề mặt trung hydroxyapatite do các dải số sóng đặc trưng của bình của hạt nano oxit sắt từ, hydroxyapatite và oxit sắt từ và hydroxyapatite gần nhau, dẫn đến vật liệu composite IONPs-HAp xác định từ hiện tượng trùng, chập băng sóng - do vật liệu phép đo điện thế Zeta lần lượt là: -36,61; - composite có thành phần chủ yếu là 31,65; -28,51 mV, nên có khả năng phân tán và hydroxyapatite. ổn định tốt trong môi trường phân tán. Tính chất từ của IONPs và IONPs-HAp Hình 2 là ảnh chụp SEM của vật liệu chế được đo tại nhiệt độ phòng. Đường cong từ trễ tạo ở độ phân giải cao, kèm theo phân tích của IONPs và IONPs-HAp được biểu diễn trên thành phần nguyên tố bằng phổ tán xạ năng lượng tia X (đối với mẫu composite IONPs- Hình 1c. IONPs có từ độ bão hòa Ms = 74,01 emu/g, kết quả này tương đồng với công bố của HAp). Có thể quan sát thấy các hạt Fe3O4 với D. Morillo [4] và W. Wu [15]. Từ độ bão hòa kích thước ~ 100 nm, hình dạng hạt gần cầu, và của IONPs-HAp giảm xuống bằng 19,18 khá đồng nhất. Trong khi đó, vật liệu HAp tạo emu/g, do sự có mặt của hydroxyapatite đã bao thành các hạt với xu hướng dạng hình que, có bọc các hạt IONPs trong vật liệu composite. kích thước chiều dài > 150 nm. Hình thái và Tuy nhiên, IONPs-HAp vẫn có khả năng tách ra kích thước hạt của vật liệu composite IONPs- khỏi nền mẫu một cách nhanh chóng thông qua HAp không có sự khác biệt so với vật liệu HAp một nam châm bên ngoài (Hình 1c-nhỏ), nên có (Hình 2c). Có thể giả định theo quy trình chế
6. 40 H.D. Linh et al. / VNU Journal of Science: Natural Sciences and Technology, Vol. 37, No. 1 (2021) 35-43 tạo vật liệu nêu trên, các hạt nano Fe3O4 được trên Hình 1c, và phù hợp với kết quả phân tích phân tán đồng đều và lần lượt được bao bọc bởi thành phần nguyên tố bằng EDX trên Hình 2d, các hydroxyapatite, là cơ sở minh chứng cho với sự xuất hiện của các nguyên tố Ca, P, Fe kết quả đặc trưng từ tính của vật liệu đã chỉ ra trên hình ảnh phổ. a) b) c) Element Weight % Atomic % d) O K 37.97 58.77 P K 17.64 14.10 CaK 42.74 26.41 FeK 1.64 0.73 Hình 2. Ảnh chụp SEM của a) IONPs, b) HAp, c) composite IONPs-HAp; và d) phổ EDX phân tích thành phần nguyên tố composite IONPs-HAp. 3.2. Khả năng hấp phụ - xử lý 2,4-D và chậm khi nồng độ đầu của 2,4-D đạt khoảng 40 Chrysoidine mg/L. Hình 3a là sắc đồ phân tích 2,4-D trên thiết Phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir bị sắc ký lỏng khối phổ và đồ thị biểu diễn mối được sử dụng để xác định một cách gần đúng tương quan giữa nồng độ đầu của 2,4-D và dung lượng hấp phụ cực đại của 2,4-D trên các dung lượng hấp phụ của các vật liệu khảo sát vật liệu khảo sát. Đường hấp phụ đẳng nhiệt đối với 2,4-D (Hình 3b). Langmuir được biểu diễn bởi phương trình sau: Dung lượng hấp phụ của nano oxit sắt từ Ce / qe = 1 / (KL qmax) + Ce / qmax (2) đối với 2,4-D tăng theo chiều tăng nồng độ 2,4- Trong đó : Ce, KL và qe lần lượt là : nồng độ D và đạt cực đại ở khoảng 2,4 mg/g. Với vật dung dịch 2,4-D tại thời điểm cân bằng; hằng số liệu hydroxyapatite và vật liệu composite Langmuir (L/mg) và dung lượng hấp phụ của IONPs-HAp, dung lượng hấp phụ tăng nhanh theo chiều tăng nồng độ 2,4-D, và sau đó tăng vật liệu tại cân bằng hấp phụ.
7. H.D. Linh et al. / VNU Journal of Science: Natural Sciences and Technology, Vol. 37, No. 1 (2021) 35-43 41 a) c) b) Hình 3. a) Sắc ký đồ phân tích 2,4-D trên thiết bị LC/MS/MS; b) Đồ thị biểu diễn mối tương quan giữa nồng độ 2,4-D và dung lượng hấp phụ; c) Đồ thị biểu thị dung lượng hấp phụ Chrysoidine của các vật liệu thử nghiệm. Dựa trên các kết quả thí nghiệm hấp phụ thấy: dung lượng hấp phụ của các vật liệu hấp 2,4-D; các giá trị qe và Ce được đưa vào tính phụ đối với Chrysodine tốt hơn hẳn so với 2,4- trong phương trình hấp phụ đẳng nhiệt D. Khả năng hấp phụ đối với Chrysodine của Langmuir. Các giá trị tính toán được tóm tắt tại hydroxyapatite (qe = 170,8 mg/g), vật liệu Bảng 1. composite IONPs-HAp (qe = 163,3 mg/g), cao hơn đáng kể so với vật liệu nano oxit sắt từ (qe Bảng 1. Hằng số hấp phụ và hệ số tuyến tính được = 59,1 mg/g). tính toán theo phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir của 2,4-D trên các vật liệu khảo sát. Có thể giải thích sự khác biệt về khả năng hấp phụ của các vật liệu trên bởi một số nguyên 2 Vật liệu qmax KL R nhân chính sau: i) - vật liệu hydroxyapatite và (mg/g) (L/mg) composite chế tạo thuộc loại vật liệu có cấu trúc lỗ xốp [12,16], nên làm tăng đáng kể diện tích IONPs 2,35 0,120 0,9789 bề mặt riêng của vật liệu khi so sánh với vật Hydroxyapatite 13,19 0,058 0,9085 liệu nano Fe3O4; ii) - quá trình hấp phụ 2,4-D và (HAp) Chrysoidine dựa trên các tương tác giữa các IONPs-HAp 7,66 0,290 0,9907 nhóm chức có trong 2,4-D, Chrysoidine và các nhóm hydroxyl/photphat trên bề mặt vật liệu 2 Từ các hệ số tương quan thu được (R > [6,14]; iii) - sự khác biệt về số lượng các nhóm 0,9), cho thấy sự hấp phụ 2,4-D lên bề mặt vật chức trên bề mặt vật liệu. Kết quả bước đầu liệu phù hợp với mô hình hấp phụ đẳng nhiệt trong nghiên cứu này cho thấy ứng dụng tiềm Langmuir. Từ đồ thị biểu diễn kết quả hấp phụ năng của hydroxyapatite và vật liệu composite 2,4-D (Hình 3b) và Chrysoidine (Hình 3c) nhận IONPs-HAp trong việc phát triển vật liệu hấp
8. 42 H.D. Linh et al. / VNU Journal of Science: Natural Sciences and Technology, Vol. 37, No. 1 (2021) 35-43 phụ hiệu quả với chi phí thấp trong lĩnh vực xử [4] D. Morillo, G. Pérez, M. Valiente, Efficient lý môi trường. arsenic(V) and arsenic(III) removal from acidic solutions with Novel Forager Sponge-loaded superparamagnetic iron oxide nanoparticles, J. 4. Kết luận Colloid. Interface. Sci. 453 (2015) 132-141. Trong nghiên cứu này, các hạt nano oxit sắt [5] N.B. Ngoc, H.T.D. Quy, N.T.N. Uyen, Prepara- từ, hydroxyapatite và vật liệu composite oxit sắt tion of magnetic nanocomposite materials based từ/hydroxiapatite đã được điều chế thành công on chitosan/Fe3O4, Science and Technology bằng kỹ thuật tổng hợp thủy nhiệt. Kết quả Development Journal 20(4) (2017) 157-162 (in phân tích thành phần pha, cấu trúc cho thấy các Vietnamese). hạt nano oxit sắt từ có hình thái đồng nhất, kích [6] N. Oubagha, W. Lemlikchi, P. Sharrock, M. thước hạt trung bình khoảng 100 nm, có điện Fiallo, M. O. Mecherri, Hydroxyapatite precipitation with hydron blue dye, J. Environ. thế bề mặt âm lớn, phân tán tốt trong vật liệu Manage. 203(1) (2017) 807-810. composite với hydroxyapatite. Nghiên cứu khả 0.1016/j.jenvman.2016.09.039. năng hấp phụ của vật liệu với việc loại bỏ 2,4-D [7] D.C. Manatunga, R.M. Silva, K.M.N. Silva, N. và Chrysoidine trong nước, kết quả chỉ ra rằng Silva, S. Bhandari, Y.K.Yap, N.P. Costha, pH hiệu quả hấp phụ của hydroxyapatite và vật liệu responsive controlled release of anti-cancer composite IONPs-HAp tốt hơn so với hạt nano hydrophobic drugs from sodium alginate and hydroxyapatite bi-coated iron oxide nanoparticles, oxit sắt từ ban đầu. Trong trường hợp với 2,4- Eur. J. Pharm. Biopharm. 117 (2017) 29-38. D, các số liệu thí nghiệm thu được phù hợp với mô hình lý thuyết hấp phụ đẳng nhiệt [8] K. Lin, J. Pan, Y. Chen, R. Cheng, X. Xu, Study Langmuir, dung lượng hấp phụ 2,4-D cực đại the adsorption of phenol from aqueous solution lần lượt: 13,2 mg/g và 7,7 mg/g đối với on hydroxyapatite nanopowders, J. Hazard. hydroxyapatite và vật liệu composite IONPs- Mater. 161(1) (2009) 231-240. HAp. 0.1016/j.jhazmat.2008.03.076. [9] H. Yang, S. Masse, H. Zhang, C. Hélary, L. Li, T. Coradin, Surface reactivity of hydroxyapatite Lời cảm ơn nanocoatings deposited on iron oxide magnetic Chúng tôi xin trân trọng gửi lời cám ơn tới spheres toward toxic metals, J. Colloid. Interface. Sci. 417 (2014) 1-8. Phân viện Hóa-Môi trường, Trung tâm Nhiệt cis.2013.11.031. đới Việt - Nga đã hỗ trợ để thực hiện nghiên [10] Y. Wang, L. Hu, G. Zhang, T. Yan, L. Yan, Q. cứu này. Wei, B. Du, Removal of Pb(II) and methylene blue from aqueous solution by magnetic Tài liệu tham khảo hydroxyapatite-immobilized oxidized multi- walled carbon nanotubes, J. Colloid. Interface. [1] L. Balaita, J.F. Chailan, X.H. Nguyen, S. Bacaita, Sci. 494 (2017) 380-388. M. Popa, Hybrid chitosan-gelatine magnetic /j.jcis.2017.01.105. polymer particles for drug release, J. [11] T.A. Truc, N.X. Hoan, D.T. Bach, T.T. Thuy, K. Optoelectron. Adv. Mater. 16(11-12) (2014) Ramadass, C.I. Sathish, N.T. Chinh, N.D. Trinh, 1463-1471. T. Hoang, Hydrothermal synthesis of cobalt [2] S.F. Hasany, A. Rehman, R. Jose, I. Ahmed, Iron doped magnetite nanoparticles for corrosion oxide magnetic nanoparticles: A short review, protection of epoxy coated reinforced steel, J. AIP Conf. Proc. 1502(1) (2012) 298-321. Nanosci. Nanotechnol. 20(6) (2020) 3519-3526. [3] S. Bishnoi, A. Kumar, R. Selvaraj, Facile [12] T.Q. Tran, D. Pham Minh, T.S. Phan, Q.N. Pham, synthesis of magnetic iron oxide nanoparticles H. Nguyen Xuan, Dry reforming of methane over using inedible Cynometra ramiflora fruit extract calcium-deficient hydroxyapatite supported cobalt waste and their photocatalytic degradation of and nickel catalysts, Chem. Eng. Sci. 228(31) methylene blue dye, Mater. Res. Bull. 97 (2018) (2020) 115975. 121-127. 0.115975. 017.08.040.
9. H.D. Linh et al. / VNU Journal of Science: Natural Sciences and Technology, Vol. 37, No. 1 (2021) 35-43 43 [13] A.L. Andrade, D.M. Souza, M.C. Pereira, J.D. [15] W. Wu, Z. Wu, T. Yu, C. Jiang, W.S. Kim, Fabris, R.Z. Domingues, Synthesis and Recent progress on magnetic iron oxide characterization of magnetic nanoparticles coated nanoparticles: Synthesis, surface functional with silica through a sol-gel approach, Cerâmica. strategies and biomedical applications, Sci. 55 (2009) 420-424. Technol. Adv. Mater. 16(2) (2015) 23501. 366-69132009000400013. [14] Y. Guesmi, H. Agougui, R. Lafi, M. Jabli, A. [16] S. Manisha, M. Amit, M. Akansha, C. Diptiman, Hafiane, Synthesis of hydroxyapatite-sodium B. Soumen, Effect of surfactants on the structure alginate via a co-precipitation technique for and adsorption efficiency of hydroxyapatite efficient adsorption of methylene blue dye, J. nanorods, J. Nanosci. Nanotechnol. 18(1) (2018) Mol. Liq. 249 (2018) 912-920. 623-633. .1016/j.molliq.2017.11.113.