Màng sợi nano CS/PVA/AgNPs đa chức năng được chế tạo bằng phương pháp kéo sợi điện trường để loại bỏ thuốc nhuộm và khử khuẩn trong xử lý nước
6 lượt xemDOI:
https://doi.org/10.54939/1859-1043.j.mst.109.2026.113-120Từ khóa:
Kéo sợi điện trường; Loại bỏ thuốc nhuộm; Hoạt tính kháng khuẩn; Xử lý nước.Tóm tắt
Hiện nay, có một nhu cầu cấp thiết về các phương pháp bền vững để làm sạch nước bị ô nhiễm bởi thuốc nhuộm và vi sinh vật gây bệnh. Các công nghệ xử lý nước truyền thống thường gặp hạn chế do sử dụng hóa chất độc hại hoặc quy trình chế tạo phức tạp. Trong nghiên cứu này, màng sợi nano chitosan/poly(vinyl alcohol)/nano bạc (CS/PVA/AgNPs) được chế tạo bằng phương pháp kéo sợi điện trường và được đánh giá về khả năng kép trong việc loại bỏ thuốc nhuộm và kháng khuẩn. Các kết quả SEM, XRD và EDS xác nhận sự hình thành các hạt AgNPs có dạng gần giống hình cầu và phân bố đồng đều trong ma trận polymer. Phân tích hình thái màng cho thấy việc kết hợp AgNPs vào ma trận CS/PVA giúp làm giảm đường kính sợi từ 120-230 nm xuống 99-158 nm, đồng thời hạn chế đáng kể sự hình thành hạt. Quá trình hấp phụ Congo Red đạt trạng thái cân bằng trong 120-150 phút, với dung lượng hấp phụ tăng theo nồng độ của thuốc nhuộm. Khả năng hấp phụ tối đa đạt được ở pH 4, và màng duy trì hiệu suất loai bỏ trên 60% sau hai chu kỳ tái sử dụng. Ngoài ra, màng CS/PVA/AgNPs còn thể hiện hoạt tính kháng khuẩn mạnh, ức chế tới 99% đối với Escherichia coli và Staphylococcus aureus. Nhìn chung, các kết quả này cho thấy màng nano sợi CS/PVA/AgNPs là vật liệu đa chức năng, thân thiện với môi trường, có tiềm năng ứng dụng trong việc loại bỏ thuốc nhuộm và khử khuẩn nước đồng thời.
Tài liệu tham khảo
[1]. World Health Organization, “Guidelines for drinking-water quality”, , pp. 1–540, (2004).
[2]. E. Abdelrazek et al., “The accessibility of change of the structural, morphological and thermal properties by intermolecular hydrogen bonding in PEO/PVA blend containing MnCl₂”, International Journal of Modern Applied Physics, vol. 1, no. 1, pp. 83–96, (2012).
[3]. M. Koosha et al., “Electrospinning, mechanical properties, and cell behavior study of chitosan/PVA nanofibers”, Journal of Biomedical Materials Research Part A, vol. 103, no. 9, pp. 3081–3093, (2015). DOI: https://doi.org/10.1002/jbm.a.35443
[4]. H. Zheng et al., “Preparation and characterization of chitosan/poly(vinyl alcohol) blend fibers”, Journal of Applied Polymer Science, vol. 80, no. 13, pp. 2558–2565, (2001). DOI: https://doi.org/10.1002/app.1365
[5]. Elashmawi et al., “Modification and development of electrical and magnetic properties of PVA/PEO incorporated with MnCl₂”, Physica B: Condensed Matter, vol. 434, pp. 57–63, (2014). DOI: https://doi.org/10.1016/j.physb.2013.10.038
[6]. K. Selvam et al., “Polyacrylonitrile/silver nanoparticle electrospun nanocomposite matrix for bacterial filtration”, Fibers and Polymers, vol. 16, no. 6, pp. 1327–1335, (2015). DOI: https://doi.org/10.1007/s12221-015-1327-8
[7]. G. Açık et al., “Effect of polyvinyl alcohol/chitosan blend ratios on morphological, optical, and thermal properties of electrospun nanofibers”, Turkish Journal of Chemistry, vol. 43, no. 1, pp. 137–149, (2019). DOI: https://doi.org/10.3906/kim-1801-68
[8]. C. Branca et al., “Role of the OH and NH vibrational groups in polysaccharide-nanocomposite interactions: A FTIR-ATR study on chitosan and chitosan/clay films”, Polymer, vol. 99, pp. 614–622, (2016). DOI: https://doi.org/10.1016/j.polymer.2016.07.086
[9]. G. Crini et al., “Removal of CI Basic Green 4 (Malachite Green) from aqueous solutions by adsorption using cyclodextrin-based adsorbent: Kinetic and equilibrium studies”, Separation and Purification Technology, vol. 53, no. 1, pp. 97–110, (2007). DOI: https://doi.org/10.1016/j.seppur.2006.06.018
[10]. Z. Wang et al., “Highly regenerable alkali-resistant magnetic nanoparticles inspired by mussels for rapid selective dye removal offer high-efficiency environmental remediation”, Journal of Materials Chemistry A, vol. 3, no. 39, pp. 19960–19968, (2015). DOI: https://doi.org/10.1039/C5TA04840K
[11]. Albanese et al., “The effect of nanoparticle size, shape, and surface chemistry on biological systems”, Annual Review of Biomedical Engineering, vol. 14, no. 1, pp. 1–16, (2012). DOI: https://doi.org/10.1146/annurev-bioeng-071811-150124
[12]. P. Sahariah et al., “Antimicrobial chitosan and chitosan derivatives: A review of the structure–activity relationship”, Biomacromolecules, vol. 18, no. 11, pp. 3846–3868, (2017). DOI: https://doi.org/10.1021/acs.biomac.7b01058
[13]. L. Li et al., “Preparation and antibacterial properties of a composite fiber membrane material loaded with cationic antibacterial agent by electrospinning”, Nanomaterials, vol. 13, no. 3, p. 583, (2023). DOI: https://doi.org/10.3390/nano13030583
[14]. H. Sun et al., “Tissue paper-like conjugated microporous polymers film for bacteria inhibition”, Journal of Environmental Chemical Engineering, vol. 10, no. 6, p. 108933, (2022). DOI: https://doi.org/10.1016/j.jece.2022.108933
[15]. Arenas-Vivo et al., “Antiadherent AgBDC metal–organic framework coating for Escherichia coli biofilm inhibition”, Pharmaceutics, vol. 15, no. 1, p. 301, (2023). DOI: https://doi.org/10.3390/pharmaceutics15010301
