Trong đó, Fe3O4 được tổng hợp bằng phương pháp đồng kết tủa, lignin được trích ly từ bã mía và vật liệu Fe3O4/lignin được kết hợp thông qua tác nhân liên kết citric acid. Các vật liệu sau khi tổng hợp được đánh giá bởi các phương pháp phân tích hiện đại như kỹ thuật nhiễu xạ tia X để xác định đặc điểm cấu trúc của các hạt Fe3O4; kỹ thuật quang phổ hồng ngoại biến đổi Fourier để xác định sự có mặt của các liên kết trong phân tử vật liệu hấp phụ; kính hiển vi quang học để xác định hình thái bề mặt của Fe3O4/lignin. Độ bão hòa từ của các hạt Fe3O4 và Fe3O4/lignin được xác định bằng từ kế mẫu rung lần lượt là 95 và 49,5 emu.g-1 . Khả năng hấp phụ và nhả hấp phụ methylene blue của Fe3O4/lignin được đánh giá bằng phương pháp UV-Vis. Kết quả cho thấy hiệu suất hấp phụ tối đa của Fe3O4/lignin đối với metylen blue có thể đạt 96,53% ở pH 6-7 trong 60 phút và hiệu suất nhả hấp phụ là 66,5% trong 75 phút. Việc xử lý metylene blue tuân theo mô hình động học giả kiến bậc hai và mô hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir.

Tình trạng ô nhiễm các nguồn nước đối với nước thải công nghiệp là một trong những vấn đề môi trường đáng quan tâm trong thời gian gần đây do vai trò quan trọng của nước đối với sự tồn tại của con người và các sinh vật. Thuốc nhuộm có trong chất thải của nhiều nhà máy sản xuất, chẳng hạn như: thuộc da, dệt, giấy, nhựa và thực phẩm (Alquadami et al., 2018). Tuy nhiên, hầu hết các loại thuốc nhuộm đều rất khó phân hủy và thường gây ra các vấn đề về sức khỏe nghiêm trọng đối với con người như: buồn nôn, loét da và gây nguy cơ ung thư cao (Saini et al., 2018). Do đó, việc xử lý chất thải thuốc nhuộm trước khi xả ra môi trường là vô cùng quan trọng. Thuốc nhuộm tổng hợp như methylene blue (MB) đang được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp, MB là một loại thuốc nhuộm cation đã được ứng dụng như một chất tạo màu trong ngành dệt may cũng như y học. Hiện nay, đã có nhiều nhà nghiên cứu sử dụng các phương pháp khác nhau để xử lý nước thải nhuộm MB, bao gồm phương pháp vật lý, hóa học và sinh học, chẳng hạn như phương pháp keo tụ (Verma et al., 2012), lọc màng (Alventosa-deLara et al., 2012), oxy hóa khử (Asghar et al., 2015), phân hủy quang xúc tác (Kordouli et al., 2015), trao đổi ion (Kenawy et al., 2018) và hấp phụ (Alqadami et al., 2016). Tuy nhiên, ở các phương pháp này có một số hạn chế như: chi phí xử lý cao, hiệu suất thấp, khó tách chất hấp phụ ra khỏi dung dịch sau xử lý. So với các phương pháp xử lý khác thì phương pháp hấp phụ được xem là phổ biến do có lợi thế về mặt kinh tế và là kỹ thuật tốt nhất để cải thiện việc loại bỏ thuốc nhuộm khỏi nước thải nhờ những ưu điểm như: tiết kiệm chi phí, hiệu quả, vận hành đơn giản, không nhạy cảm với các chất độc hại và có thể tái sinh (Aldawsari et al., 2021).

Hiện nay, có nhiều chất hấp phụ khác nhau đã được nghiên cứu sử dụng để loại bỏ thuốc nhuộm ra khỏi nguồn nước như: chitosan cấu trúc 3D (Rezakazemi et al., 2018), polyamide/vermiculite nanocomposites (Vidovix et al., 2019), Fe3O4@polydopamine/MnO2 (Abdullah et al., 2019), MWCNT/alumina composite (Kunde et al., 2019) và vật liệu siêu hấp phụ từ catecholamine và tinh bột (Mahmoodi-Babolan et al., 2019). Trong đó, các hạt nano từ tính Fe3O4 đang được quan tâm mạnh mẽ như một loại chất hấp phụ mới và tốt hơn so với các chất hấp phụ để loại bỏ chất gây ô nhiễm do các tính năng đáng chú ý như: diện tích bề mặt cao, độ từ hóa bão hòa lớn, dễ dàng tách chất hấp phụ ra khỏi dung dịch nước bằng nam châm và đây là chất hấp phụ hiệu quả về kinh tế. Tuy nhiên, hạt nano Fe3O4 sau quá trình tổng hợp có xu hướng kết tụ với nhau do tương tác lưỡng cực từ mạnh và lực Van der Waals (Shao et al., 2008; Hou et al., 2013). Do vậy, hạt nano từ tính cần được bao bọc bởi các polymer để tránh sự kết tụ, giảm sự lắng đọng, hạn chế sự oxy hóa của hạt nano cũng như tạo cho bề mặt của chúng có những đặc thù khác biệt để phù hợp với từng ứng dụng khác nhau (Chi et al., 2012). Để cải thiện những hạn chế trên, việc chức năng hóa bề mặt hạt nano Fe3O4 tạo thành cấu trúc lõi – vỏ là một phương pháp tối ưu nhất. Vì vậy, các hợp chất nano từ tính cũng đang được các nhà nghiên cứu phát triển để loại bỏ MB ra khỏi nước thải bằng cách kết hợp hạt nano Fe3O4 với các chất thải sinh học nhằm làm tăng hiệu quả hấp phụ và mang lại hiệu quả kinh tế cao như hỗn hợp: hạt nano siêu thuận từ NP Fe3O4 kết hợp dịch chiết lá Zanthoxylum armatum DC (Ramesh et al., 2018), polyacrylamide/ chitosan/Fe3O4 (Zhang et al., 2020), Fe3O4@SiO2 (Alizadeh et al., 2020), Fe3O4 - wheat straw (Pirbazari et al., 2014), Fe3O4@Fish scale (Gholami et al., 2018) và bã trà kết hợp nano sắt từ (Shi et al., 2018). Từ tính được biến đổi sẽ dẫn đến việc tăng cường tính ổn định và tiềm năng của các hạt nano Fe3O4 bởi vì việc biến đổi các hạt nano từ tính bằng cách sử dụng chất thải sinh học sẽ dẫn đến hiệu suất loại bỏ và dung lượng hấp phụ của vật liệu cao hơn khi dùng để xử lý MB.