Rác thải PET, với hàm lượng carbon cao và thời gian phân hủy kéo dài khoảng 180 năm, đặt ra một mối đe dọa nghiêm trọng. Bên cạnh đó các ngành công nghiệp dệt may phát triển mạnh mẽ, vấn đề ô nhiễm nước thải chứa thuốc nhuộm và các chất ô nhiễm khó phân hủy trở nên cấp bách. Methylene blue (MB), một loại thuốc nhuộm phổ biến, có thể gây ra những tác động tiêu cực đến sức khỏe. Mặc dù có nhiều phương pháp xử lý nước thải, hấp phụ bằng than hoạt tính vẫn là một chiến lược quan trọng nhờ hiệu quả, chi phí đầu tư ban đầu thấp và chi phí vận hành giảm.
Sản xuất than hoạt tính từ rác thải nhựa nổi lên như một giải pháp sáng tạo và thân thiện với môi trường, đáp ứng nhu cầu về vật liệu hấp phụ đa năng. Than hoạt tính được ưa chuộng nhờ diện tích bề mặt lớn, độ xốp cao, khả năng dẫn điện, đặc tính hóa học bề mặt linh hoạt và độ ổn định nhiệt. Các ứng dụng của vật liệu này ngày càng mở rộng sang nhiều lĩnh vực như năng lượng, y sinh, môi trường, phân tích, điện tử và xúc tác. Than hoạt tính có thể được điều chế thông qua quá trình hoạt hóa vật lý hoặc hóa học. Hoạt hóa hóa học, sử dụng các tác nhân như KOH, NaOH, H2SO4, H3PO4, ZnCl2 và K2CO3, mang lại nhiều ưu điểm so với hoạt hóa vật lý, bao gồm hiệu suất cao hơn, quy trình một bước và nhiệt độ hoạt hóa thấp hơn. Theo các nghiên cứu, hoạt hóa hóa học bằng H3PO4 đặc biệt hứa hẹn do nhiệt độ hoạt hóa thấp hơn, hiệu suất carbon cao hơn và cấu trúc chủ yếu là mesoporous. Nghiên cứu này trình bày phương pháp đơn giản chế tạo than hoạt tính từ chất thải nhựa PET sử dụng H3PO4 làm tác nhân hoạt hóa. Điều kiện hoạt hóa tối ưu được xác định là: 20g PET ngâm với 30mL H3PO4, nhiệt độ nung ở 800oC trong 60 phút. Tính chất của than hoạt tính được đánh giá bằng các kỹ thuật như SEM, XRD, BET và FT-IR. Than hoạt tính có cấu trúc xốp với diện tích bề mặt riêng là 655,595m2/g. Than hoạt tính có khả năng loại bỏ tốt thuốc nhuộm MB trong dung dịch với dung lượng hấp phụ cực đại là 77,64 mg/g. Việc chuyển đổi hiệu quả chất thải nhựa thành vật liệu mới làm nổi bật tầm quan trọng của các chiến lược đổi mới chống suy thoái môi trường. Hiệu quả hấp phụ của than hoạt tính khẳng định tiềm năng ứng dụng giải quyết các thách thức ô nhiễm, từ đó mang lại cơ hội mới cho việc sử dụng chất thải nhựa. |