GIỚI THIỆU
Tính cần thiết của đề tài
Hiện nay, ô nhiễm nước thải đang gia tăng do các hoạt động sản xuất và sinh hoạt, đặc biệt là từ các làng nghề dệt nhuộm Do quy mô nhỏ và sử dụng công nghệ thủ công, nhiều cơ sở không có hệ thống xử lý nước thải hoặc xử lý chưa hiệu quả, gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường xung quanh.
Ngành dệt nhuộm sử dụng nhiều hóa chất và thuốc nhuộm, dẫn đến nước thải dệt nhuộm thường có màu sắc đậm và chứa nhiều tạp chất Các tạp chất này bao gồm dầu mỡ, hợp chất chứa nitơ và các chất bẩn bám vào sợi Ngoài ra, nước thải cũng chứa hóa chất từ quy trình dệt nhuộm như hồ tinh bột, tinh bột biến tính, dextrin và alginat Khoảng 10-30% lượng thuốc nhuộm và hóa chất sử dụng sẽ bị thải ra cùng với nước thải.
Việc xả thải các chất độc hại trực tiếp vào nguồn nước có thể gây ra tác động nghiêm trọng đến hệ sinh thái và môi trường xung quanh Đặc biệt, độ màu cao do dư lượng thuốc nhuộm trong nước thải không chỉ làm ô nhiễm nguồn nước mà còn cản trở ánh sáng, từ đó làm chậm quá trình quang hợp và ức chế sự phát triển cũng như sinh sản của các sinh vật thủy sinh Hơn nữa, khi pH vượt quá 9, nước sẽ trở nên độc hại đối với các loài thủy sinh và có thể gây ăn mòn cho các công trình thoát nước cũng như hệ thống xử lý nước thải.
Do ảnh hưởng của ô nhiễm từ nước thải dệt nhuộm, nhiều phương pháp đã được áp dụng để xử lý các thành phần ô nhiễm, trong đó có việc sử dụng Chitosan.
Nghiên cứu về các phương pháp xử lý nước thải dệt nhuộm hiện nay đang tập trung vào công nghệ màng nano và vật liệu nano kết hợp với biogum Trong số đó, than hoạt tính có kích thước nano được áp dụng rộng rãi nhờ hiệu suất xử lý cao và tính thân thiện với môi trường Đề tài “Nghiên cứu điều chế Nano than biến tính bằng H2O2 kết hợp với sắt hóa trị zero từ vỏ hạt Maccadia để xử lý màu Methylene Orange” đã được đề xuất nhằm nâng cao hiệu quả xử lý nước thải.
Mục tiêu đề tài
- Điều chế Nano than biến tính từ than Maccadamia kết hợp với sắt hóa trị zero bằng tác nhân hóa học H2O2
Khảo sát khả năng xử lý màu trong nước thải dệt nhuộm đã được thực hiện bằng cách sử dụng vật liệu Nano than biến tính, được chế tạo từ than Maccadamia thông qua tác nhân hóa học Nghiên cứu này nhằm đánh giá hiệu quả xử lý màu của vật liệu Nano trong việc giảm thiểu ô nhiễm từ nước thải dệt nhuộm, góp phần bảo vệ môi trường và phát triển bền vững.
H2O2 từ vỏ hạt Maccadia để xử lý màu Methylene Orange
Đối tượng nghiên cứu
- Đối tượng: Nước thải giả định
- Vật liệu: Nano than biến tính kết hợp với sắt hóa trị zero điều chế từ than Maccadamia bằng tác nhân hóa học H2O2.
Phạm vi nghiên cứu
Nghiên cứu được thực hiện tại phòng thí nghiệm của trung tâm nghiên cứu- thực nghiệm trường Đại học Thủ Dầu Một
Trường Đại học Việt Đức
Trường Đại học Quốc tế - Đại học Quốc gia TP.HCM
Cách tiếp cận
- Dựa vào nguồn tài liệu sách báo chuyên ngành môi trường để định hướng nghiên cứu
Dựa vào thiết bị hiện có tại phòng thí nghiệm Khoa Khoa học Tự nhiên, cần lựa chọn các phương pháp nghiên cứu và kỹ thuật phù hợp để xây dựng đề cương cho đề tài xử lý màu Methylene Orange từ vỏ hạt Maccadia.
TỔNG QUAN
Tổng quan về ngành dệt nhuộm
2.1.1 Đặc tính nước thải dệt nhuộm
Việt Nam đang trong giai đoạn đổi mới với nền kinh tế phát triển mạnh mẽ, đặc biệt là ngành dệt nhuộm, nơi nhu cầu sản phẩm may mặc ngày càng lớn và đa dạng Tuy nhiên, ngành này đối mặt với thách thức lớn do nước thải chứa nhiều chất độc hại và hữu cơ, trong khi hầu hết các nhà máy chưa có hệ thống xử lý hiệu quả Điều này đang gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường, hệ sinh thái, sức khỏe con người và đời sống sinh vật.
Nước thải trong ngành nhuộm là một vấn đề nghiêm trọng, vì quá trình nhuộm tiêu tốn nhiều hóa chất, chỉ một phần màu được giữ lại trên vải Hơn 80% hóa chất dư thải ra môi trường qua nước thải, gây ảnh hưởng xấu đến hệ sinh thái.
Các hóa chất sử dụng trong quy trình công nghệ như hồ tinh bột, H 2 SO 4 ,
CH 3 COOH, NaOH, H 2 O 2 , Na 2 CO 3 , Na 2 SO 3 ,…các loại thuốc nhuộm, các chất trơ, chất ngâm, chất cầm màu, chất tẩy giặt Lượng hóa chất sử dụng đối với từng loại vải, từng loại màu khác nhau và chủ yếu đi vào nước thải của từng công đoạn tương ứng
Chất ô nhiễm đặc trưng cần xử lý: BOD, COD, màu, dầu mỡ, kim loại nặng (Cu, Ni, Zn…), cặn lơ lửng
Màu nước đen thẩm và vẩn đục do các màu thừa hấp phụ ánh sáng đã ngăn cản quá trình quang hợp của thực vật, dẫn đến suy thoái hệ sinh thái và ảnh hưởng nghiêm trọng đến nguồn nước Việc áp dụng bộ tiêu chuẩn dệt nhuộm mới (QCVN 13-MT: 2015) làm cho việc xử lý nước thải đạt chuẩn với độ màu dưới 20 Pt-Co trở nên khó khăn hơn.
Bảng 1 1 Đặc tính nước thải dệt nhuộm
Thông số Đơn vị Giá trị tiêu biểu
QCVN cột A QCVN 13-MT:2015/BTNMT)
Nhiệt độ O C 60-80 40 từ vỏ hạt Maccadia để xử lý màu Methylene Orange
( Nguồn: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp dệt nhuộm)
Do tính chất phức tạp của nước thải dệt nhuộm, việc lựa chọn phương pháp xử lý phù hợp cần xem xét nhiều yếu tố như lượng nước thải, đặc tính của nước thải, quy chuẩn thải, và hình thức xử lý (tập trung hay cục bộ) Thông thường, công nghệ xử lý nước thải thường kết hợp nhiều phương pháp, bao gồm cơ học, sinh học và lý hóa.
2.1.2 Tổng quan về các loại thuốc nhuộm
2.1.2.1 Khái niệm về thuốc nhuộm
Thuốc nhuộm là hợp chất hữu cơ có màu sắc đa dạng, bao gồm cả gốc thiên nhiên và tổng hợp, với khả năng nhuộm màu cho các vật liệu khác.
2.1.2.2 Các loại thuốc nhuộm thường dùng
Thuốc nhuộm hoạt tính là loại thuốc nhuộm anion, thường được chiết xuất từ các hợp chất như azo, antraquinon, axit chứa kim loại hoặc ftaloxianin Chúng có đặc điểm nổi bật với các nguyên tử hoạt tính có độ hòa tan trong nước cao và khả năng chịu ẩm tốt.
Thuốc nhuộm trực tiếp, còn được biết đến là thuốc nhuộm tự bắt màu, là các hợp chất màu hòa tan trong nước Chúng có khả năng nhuộm trực tiếp lên nhiều loại vật liệu như sợi cellulose, giấy, tơ tằm và sợi polyamide nhờ vào lực hấp phụ trong môi trường trung tính hoặc kiềm.
Thuốc nhuộm phân tán có cấu trúc phân tử từ gốc azo và antraquinon, cùng với nhóm amin (NH2, NHR, NR2, NR-OH) Chúng chủ yếu được sử dụng để nhuộm các loại sợi tổng hợp như sợi axetat và sợi polieste, đặc biệt là những sợi không ưa nước.
Thuốc nhuộm lưu huỳnh chứa các mạch dị hình như tiazol, tiazin và zin, với cầu nối –S-S-, được sử dụng để nhuộm sợi cotton và viscose Ngoài ra, màu Methylene Orange có thể được xử lý từ vỏ hạt Maccadia.
Thuốc nhuộm axit là muối sunfonat của các hợp chất hữu cơ với công thức R-SO3Na, khi hòa tan trong nước sẽ phân ly thành nhóm R-SO3 mang màu sắc Các loại thuốc nhuộm này bao gồm mono, diazo và các dẫn xuất từ antraquinon, triaryl metan.
Thuốc in, nhuộm pigmen: Có chứa nhóm azo, hoàn nguyên đa vòng, ftaoxianin, dẫn suất của antraquinon…
Thuốc nhuộm hoạt tính là loại thuốc nhuộm được sử dụng phổ biến nhất hiện nay, chiếm 60 – 70% thị phần [3]
2.1.3 Ảnh hưởng của các chất gây ô nhiễm trong nước thải ngành dệt nhuộm [6] Độ kiềm cao làm tăng pH của nước Nếu pH > 9 sẽ gây độc hại đối với thủy tinh, gây ăn mòn các công trình thoát nước và hệ thống xử lý nước thải
Kim loại nặng như đồng, kẽm và niken thường xuất hiện trong nước thải dệt nhuộm do sử dụng thuốc nhuộm hoạt tính và các hóa chất trợ Mặc dù hàm lượng kim loại nặng này có thể nhỏ, nhưng nếu không được xử lý đúng cách, chúng sẽ gây độc hại cho sinh vật thủy sinh.
Muối trung tính góp phần làm tăng hàm lượng tổng rắn trong môi trường nước Việc thải ra một lượng lớn muối này có thể gây hại cho hệ sinh thái thủy sinh, do làm tăng áp suất thẩm thấu, ảnh hưởng đến quá trình trao đổi chất của các tế bào.
Hồ tinh bột biến tính làm gia tăng chỉ số BOD và COD trong nguồn nước, gây hại cho hệ sinh thái thủy sinh do giảm lượng oxy hòa tan Ngoài ra, độ màu cao từ thuốc nhuộm dư thải vào nước làm ô nhiễm dòng tiếp nhận, ảnh hưởng tiêu cực đến quá trình quang hợp của các loài thủy sinh và làm xấu đi cảnh quan môi trường.
Hàm lượng ô nhiễm các chất hữu cơ cao sẽ làm giảm oxy hòa tan trong nước ảnh hưởng tới sự sống của các loài thủy sinh.
Tổng quan các phương pháp xử lý nước thải
2.2.1 Xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học [51]
Nước thải dệt nhuộm chứa hàm lượng chất rắn, độ màu, BOD, COD và ion kim loại nặng cao, do đó cần lựa chọn phương pháp xử lý phù hợp dựa trên lượng nước thải, đặc tính nước thải và tiêu chuẩn thải Các phương pháp xử lý hiệu quả có thể áp dụng, chẳng hạn như sử dụng vỏ hạt Maccadia để xử lý màu Methylene Orange.
Xử lý cơ học thường được áp dụng ở giai đoạn đầu của quy trình xử lý nước, đóng vai trò quan trọng trong việc loại bỏ các tạp chất vô cơ và hữu cơ không tan, nhằm đảm bảo an toàn cho thiết bị và các quá trình xử lý tiếp theo Tùy thuộc vào kích thước, tính chất hóa lý, hàm lượng cặn lơ lửng, lưu lượng nước thải và mức độ làm sạch, có thể sử dụng các phương pháp như lọc qua song chắn rác, lắng dưới tác dụng của lực ly tâm, trọng trường, hoặc lọc và tuyển nổi.
- Tách các chất không hòa tan, những vật chất có kích thước lớn như nhánh cây, gỗ, nhựa, lá cây, giẻ rách, dầu mỡ ra khỏi nước thải
- Loại bỏ cặn nặng như sỏi, thủy tinh, cát
- Điều hòa lưu lường và nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải
- Nâng cao chất lượng và hiệu quả của các bước xử lý tiếp theo
2.2.2 Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học [51]
Phương pháp xử lý nước thải này dựa trên hoạt động phân hủy chất hữu cơ của vi sinh vật, sử dụng chất hữu cơ và khoáng chất làm nguồn dinh dưỡng và năng lượng Trong quá trình phát triển, vi sinh vật hấp thụ dinh dưỡng để xây dựng tế bào, sinh trưởng và sinh sản Phương pháp này hiệu quả trong việc xử lý hoàn toàn các chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học Thường thì công trình xử lý sinh học được đặt sau các giai đoạn xử lý sơ bộ như cơ học, hóa học và hóa lý Quá trình sinh học bao gồm nhiều bước quan trọng.
- Chuyển các hợp chất có nguồn gốc cacbon ở dạng keo và dạng hòa tan thành thể khí và các vỏ tế bào vi sinh
- Tạo ra các bông cặn sinh học gồm các tế bào vi sinh vật và các chất keo vô cơ trong nước thải
- Loại các bông cặn ra khỏi nước thải bằng quá trình lắng
Nước thải dệt nhuộm chứa nhiều chất ô nhiễm có khả năng phân hủy sinh học, nhưng thường thiếu nguồn dinh dưỡng N và P Để xử lý hiệu quả nước thải này bằng phương pháp hiếu khí, cần thiết phải cân bằng dinh dưỡng theo tỷ lệ BOD:N:P, đặc biệt khi sử dụng vỏ hạt Maccadia để xử lý màu Methylene Orange.
Tỷ lệ 100:5:1 là phương pháp hiệu quả để trộn nước thải dệt nhuộm với nước thải sinh hoạt, nhằm cân bằng các chất dinh dưỡng trong hỗn hợp Các công trình xử lý sinh học như lọc sinh học, bùn hoạt tính, hồ sinh học và các hệ thống xử lý sinh học nhiều bậc sẽ giúp nâng cao hiệu quả trong việc xử lý nước thải.
2.2.3 Phương pháp keo tụ, tạo bông
Keo tụ là hiện tượng khi các hạt lơ lửng kết dính thành tập hợp lớn hơn hoặc lắng xuống dưới tác động của trọng lực Khi hai hạt keo gần nhau, lực hút phân tử và lực đẩy tĩnh điện xuất hiện đồng thời, trong đó lực hút tỉ lệ nghịch với khoảng cách giữa chúng Lực đẩy tĩnh điện chỉ xuất hiện khi lớp khuếch tán của các hạt keo bắt đầu chồng lên nhau, phụ thuộc vào khoảng cách giữa các hạt Thế năng tương tác của hệ được xác định bởi hiệu số giữa năng lượng đẩy và năng lượng hút Trong chuyển động Brown, các hạt keo có năng lượng xác định và va chạm với nhau theo xác suất nhất định Để hiện tượng keo tụ xảy ra, cần giảm thế năng tương tác của hệ và tăng xác suất va chạm hiệu quả giữa các hạt keo.
Trong nguồn nước, các hạt thường tồn tại ở dạng keo mịn với kích thước từ 0,1 – 10 micromet, không nổi cũng không lắng, làm cho việc tách loại chúng trở nên khó khăn Kích thước nhỏ khiến tỷ số diện tích bề mặt và thể tích lớn, làm cho hiện tượng hóa học bề mặt trở nên quan trọng Các hạt này có xu hướng keo tụ nhờ lực hút Vander Waals, xảy ra khi khoảng cách giữa các hạt đủ nhỏ do va chạm, được tạo ra bởi chuyển động Brown và sự xáo trộn Tuy nhiên, trong môi trường phân tán cao, lực đẩy tĩnh điện từ điện tích trên bề mặt hạt giúp duy trì trạng thái phân tán Để phá vỡ tính bền của các hạt keo, cần trung hòa điện tích bề mặt của chúng qua quá trình keo tụ Sau khi trung hòa, các hạt keo có thể liên kết với nhau tạo thành bông cặn lớn hơn và lắng xuống, gọi là quá trình tạo bông.
Cơ chế của quá trình tạo bông [55]
Quá trình nén các điện tích kép diễn ra khi nồng độ cao của các ion trái dấu được đưa vào, nhằm giảm thế điện động zeta Sự tạo bông xảy ra nhờ vào việc trung hòa điện tích từ vỏ hạt Maccadia, qua đó giúp xử lý màu Methylene Orange hiệu quả.
Trang 8 giảm thế điện động zeta làm cho lực hút mạnh hơn lực đẩy và tạo ra sự kết dính của các hạt keo
Quá trình keo tụ xảy ra khi hấp phụ ion trái dấu lên bề mặt các hạt keo, dẫn đến việc trung hòa điện tích và tạo ra điểm đẳng điện zeta bằng 0 Cơ chế này song song với việc nén lớp điện tích kép, nhưng hấp thụ ion trái dấu diễn ra mạnh mẽ hơn Sự hấp thụ này làm giảm thế điện động zeta, từ đó gia tăng khả năng kết dính giữa các hạt keo.
Quá trình keo tụ xảy ra khi các hạt keo mang điện tích tương tác với nhau thông qua lực tĩnh điện, dẫn đến việc chúng kết hợp thành từng lớp.
Quá trình keo tụ diễn ra thông qua hiện tượng bác cầu, trong đó các polymer vô cơ hoặc hữu cơ (không phải Al hoặc Fe) có khả năng ion hóa Nhờ cấu trúc mạch dài, chúng tạo ra cầu nối giữa các hạt keo Cần lưu ý tính toán đủ lượng tối ưu để tránh hiện tượng tái ổn định của hệ keo.
Quá trình keo tụ xảy ra trong quá trình lắng, dẫn đến sự hình thành các tinh thể như Al(OH)3, Fe(OH)3, muối không tan và polyelectrolit Cơ chế này không phụ thuộc vào việc tạo bông và không có hiện tượng tái ổn định hệ keo Trong quá trình lắng, các thành phần này hấp thụ các hạt keo khác cùng với cặn bẩn, chất vô cơ và hữu cơ lơ lửng, cũng như các chất hòa tan trong nước.
Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình keo tụ tạo bông [55]
Phương pháp keo tụ bằng các chất điện ly và hợp chất cao phân tử ít được áp dụng phổ biến, trong khi phương pháp keo tụ bằng hệ keo ngược dấu, hay còn gọi là keo tụ bằng phèn nhôm, là lựa chọn chủ yếu.
Trị số pH của nước:
Nước thiên nhiên khi được bổ sung Al2(SO4)3 sẽ có trị số pH giảm thấp, do Al2(SO4)3 là muối được hình thành từ axit mạnh và bazơ yếu.
Sự thủy phân có khả năng làm tăng độ acid của nước, và hiệu quả keo tụ chủ yếu phụ thuộc vào giá trị pH của nước sau khi thêm phèn.
Trị số pH của nước có ảnh hưởng rất lớn và nhiều mặt đến quá trình keo tụ
Tổng quan về Mắc-ca
Cây Mắc-ca, có nguồn gốc từ vùng 25 – 310 vĩ độ Nam thuộc Australia, được phát hiện bởi các nhà khoa học trong rừng cây bụi Queensland vào năm 1857 và được đặt tên là chi Macadamia Vỏ hạt Mắc-ca có khả năng tham gia vào quá trình hoạt tính khi được đốt ở nhiệt độ cao, với diện tích bề mặt lớn hơn so với các loại vỏ hạt khác và hàm lượng tro rất thấp, dưới 1%.
Theo Penoni et al., (2011) [25] cho thấy đối với mỗi tấn hạt Mắc-ca tạo ra
Hằng năm, các công ty chế biến hạt ở Việt Nam sản xuất hàng nghìn tấn hạt, dẫn đến việc thải ra hàng chục nghìn tấn vỏ, chiếm từ 70% đến 77% tổng sản phẩm Mặc dù một số công ty mỹ nghệ có mua vỏ để làm đồ thủ công, nhưng tỷ lệ này rất nhỏ Phần lớn vỏ hạt bị bỏ đi hoặc được sử dụng làm nhiên liệu đốt, gây lãng phí nguồn tài nguyên này.
Mặc dù vỏ Mắc-ca thường bị xem là phế phẩm với giá trị kinh tế thấp hơn so với nhân, nhu cầu tiêu thụ ngày càng tăng đã thúc đẩy nhiều nghiên cứu chuyên sâu về việc xử lý vỏ Mắc-ca Các phân tích sơ bộ cho thấy vỏ Mắc-ca chứa nhiều thành phần hữu ích như cellulose, lignin, hemicellulose và các hợp chất dễ bay hơi.
Năm 2015, Bada và cộng sự đã thực hiện phân tích nhiệt DTG đối với vỏ Mắc-ca từ tỉnh KwaZulu-Natal, Nam Phi, và ghi nhận các kết quả cụ thể: hàm lượng Carbon đạt 49.7%, Oxy 35.2%, Hidro 6.2%, Sulphur và Nito chiếm 0.3%, cùng với lượng tro 0.33% Nghiên cứu này tập trung vào việc sử dụng vỏ hạt Maccadia để xử lý màu Methylene Orange.
Tổng quan về than hoạt tính
Than hoạt tính là một loại vật liệu carbon được xử lý để tạo ra cấu trúc xốp, mang lại diện tích bề mặt lớn Thành phần chính của than hoạt tính là cacbon vô định hình, chiếm khoảng 85% - 95% Bên cạnh đó, than hoạt tính còn chứa các nguyên tố khác được hình thành từ nguồn nguyên liệu ban đầu hoặc liên kết với cacbon trong quá trình hoạt hóa.
2.4.2 Đặc điểm của than hoạt tính
Cấu trúc của than hoạt tính
Sau quá trình điều chế, nguyên liệu ban đầu biến thành than hoạt tính với nhiều kích thước khác nhau, được phân loại thành hai dạng chính: than hoạt tính dạng bột (PAC) với kích thước hạt nhỏ hơn 0.177 mm, trung bình từ 0.15 đến 0.25 mm, và than hoạt tính dạng hạt (GAC) có kích cỡ phổ biến 12 × 40 và 8 × 30 mesh Ngoài ra, còn có than hoạt tính dạng nén (EAC), là sự kết hợp giữa than hoạt tính bột và chất kết dính, có hình dạng khối trụ với đường kính từ 0.8 đến 130 mm.
Than hoạt tính có cấu trúc lỗ xốp với kích thước từ 1nm đến vài nghìn nm Dubinin đã đề xuất một phương pháp phân loại lỗ xốp, được IUPAC công nhận, dựa trên chiều rộng của chúng Phân loại này thể hiện khoảng cách giữa các thành của lỗ xốp hình rãnh hoặc bán kính của lỗ dạng hình ống Theo đó, lỗ xốp được chia thành ba nhóm chính: lỗ nhỏ (Microprores), lỗ trung (Mesopore) và lỗ lớn (Macropore).
2.4.3 Cơ chế của than hoạt tính
Cơ chế làm việc của than hoạt tính bao gồm hai giai đoạn chính: lọc thô và hấp phụ Trong giai đoạn lọc thô, các tạp chất và chất hữu cơ kích thước lớn được giữ lại trên bề mặt than, do kích thước của chúng lớn hơn đường kính của lỗ xốp Tiếp theo, trong giai đoạn hấp phụ, các phân tử hữu cơ nhỏ và ion kim loại nặng được hấp phụ vào bề mặt hệ thống lỗ xốp Các lỗ xốp macro (> 50nm) giúp vận chuyển chất hấp phụ tới các lỗ xốp meso và micro Tại các lỗ xốp micro, cơ chế hấp phụ diễn ra nhờ lực hấp phụ mạnh do hiệu ứng nhân đôi của hai thành ống, trong khi ở các lỗ xốp meso (2 < d < 50nm), cơ chế hấp phụ là ngưng tụ mao quản, từ đó giúp xử lý màu Methylene Orange hiệu quả.
2.4.4 Ứng dụng của than hoạt tính
Ngày nay than hoạt tính đang được sử dụng rộng rãi trong rất nhiều lĩnh vực của cuộc sống như:
Trong xử lý nước thải, than hoạt tính đóng vai trò quan trọng trong việc làm sạch nguồn nước ô nhiễm từ các nhà máy, xí nghiệp, bệnh viện và trường học Các nguồn nước thải này thường chứa nhiều chất thải hữu cơ, gây ô nhiễm môi trường và tạo ra mùi hôi khó chịu Sau khi được xử lý bằng than hoạt tính, các chất hữu cơ sẽ được hấp thụ, giúp loại bỏ mùi hôi và đảm bảo tiêu chuẩn vệ sinh môi trường.
Việc loại bỏ các kim loại nặng nguy hiểm như thủy ngân (Hg), cadmium (Cd) và chì (Pb) trong nước thải từ các ngành sản xuất công nghiệp là rất cần thiết để bảo vệ môi trường và sức khỏe con người.
Các kim loại nặng như As, Sb, Cr, Cu, Zn, Mn nếu không được loại bỏ triệt để có thể xâm nhập vào nguồn nước sinh hoạt, gây ra các bệnh tật nghiêm trọng và làm giảm chất lượng cuộc sống Việc con người và động vật uống phải nguồn nước này sẽ dẫn đến tích tụ kim loại trong cơ thể, gây ra nhiều vấn đề sức khỏe theo thời gian Than hoạt tính là một giải pháp hiệu quả, có khả năng hấp thụ các kim loại nặng và cho phép thu hồi chúng sau khi hấp thụ.
Trong lĩnh vực công nghệ hóa học, than hoạt tính đóng vai trò quan trọng như một chất xúc tác cho nhiều quá trình hóa học, đồng thời cũng được sử dụng làm nguyên liệu, chất mang và giá thể sinh học cho các quy trình khác.
Than hoạt tính được sử dụng trong y tế để điều trị ngộ độc thức ăn và được ứng dụng trong sản xuất nhiều loại thuốc, dược phẩm Ví dụ, nó là thành phần chính trong Carbogast, giúp giảm đau dạ dày và hỗ trợ tiêu hóa, cũng như Carbotrim, có tác dụng điều trị nhiễm khuẩn và ngộ độc thức ăn.
Than hoạt tính là vật liệu lọc quan trọng, được sử dụng rộng rãi trong việc lọc nước sinh hoạt hàng ngày và hầu hết các hệ thống lọc nước trên thị trường Ngoài ra, than hoạt tính còn có khả năng lọc không khí, diệt khuẩn và được ứng dụng trong các hệ thống điều hòa không khí, đầu lọc thuốc lá và mặt nạ phòng độc.
Trong ngành công nghiệp khai khoáng, việc ứng dụng than hoạt tính trong quy trình chiết xuất vàng, bạc và các kim loại quý khác đang trở thành một công nghệ tiên tiến và hiệu quả Đặc biệt, vỏ hạt Maccadia được sử dụng để xử lý màu Methylene Orange, góp phần nâng cao hiệu suất trong việc tách chiết các kim loại quý.
Trong ngành công nghiệp mỹ phẩm, than hoạt tính được ứng dụng rộng rãi, bao gồm việc sản xuất mặt nạ trắng da, kem đánh răng và xà bông than hoạt tính, nhờ vào khả năng làm sáng và làm sạch hiệu quả.
Tổng quan về vật liệu Nano
Vật liệu nano là những vật liệu có ít nhất một chiều kích thước nanomet, thường dưới 10 nm, với tỷ lệ bề mặt/ thể tích lớn và tiềm năng phản ứng cao Những đặc tính nổi bật này, bao gồm hiệu ứng cộng hưởng bề mặt Plasmon, phát sinh từ kích thước nanomet, cho phép vật liệu nano đạt đến kích thước tới hạn của nhiều tính chất hóa lý so với vật liệu thông thường Kích thước của vật liệu nano dao động từ vài nm đến vài trăm nm, tùy thuộc vào bản chất của vật liệu và các tính chất cần nghiên cứu.
2.5.2 Tính chất chung vật liệu Nano
Khi kích thước vật liệu giảm xuống cỡ nanomet, số lượng nguyên tử trên bề mặt tăng lên đáng kể so với tổng số nguyên tử của vật liệu Nguyên tử bề mặt có những tính chất khác biệt so với nguyên tử bên trong, dẫn đến việc hiệu ứng liên quan đến chúng trở nên rõ rệt hơn Điều này có nghĩa là kích thước hạt càng nhỏ thì hiệu ứng bề mặt càng mạnh mẽ.
Bảng 2 1 Số nguyên tử và năng lượng bề mawtk của hạt nano hình cầu
(R.Nagarajan) Đường kính hạt nano
Tỉ số nguyên tử trên bề mặt (%)
Năng lượng bề mặt (erg/mol)
Năng lượng bề mặt trên năng lượng tổng (%)
1 30 90 9,23.10 12 82,2 từ vỏ hạt Maccadia để xử lý màu Methylene Orange
Khác với hiệu ứng bề mặt, hiệu ứng kích thước của vật liệu nano mang lại nhiều đặc điểm độc đáo so với vật liệu truyền thống Mỗi vật liệu đều có một độ dài đặc trưng, hay còn gọi là kích thước tới hạn Khi các độ dài này ở mức nanomet, chúng ta gọi đó là "vật liệu nano" Trong dạng vật liệu khối, kích thước lớn hơn nhiều so với độ dài đặc trưng của vật liệu nano, nhưng khi kích thước vật liệu tương đương với độ dài đặc trưng, tính chất của nó có thể thay đổi đột ngột Một vật liệu có cùng kích thước và tính chất sẽ khác biệt so với vật liệu khối, nhưng một số tính chất khác lại không có sự đặc biệt Tuy nhiên, hiệu ứng bề mặt luôn hiện diện ở mọi kích thước.
Cơ chế hấp phụ trên Nano than
Than hoạt tính hoạt động dựa trên nguyên lý hấp phụ, trong đó chất bị hấp phụ (adsorbate) tăng nồng độ trên bề mặt chất hấp phụ (adsorbent) Hấp phụ xảy ra cả ở dạng vật lý và hóa học, với cấu trúc xốp đa phân tán của than hoạt tính tạo ra các lỗ xốp có kích thước và phân bố khác nhau Trong giai đoạn đầu, các tạp chất lớn hơn đường kính lỗ xốp được giữ lại trên bề mặt than Tiếp theo, các phân tử hữu cơ nhỏ và ion kim loại nặng được hấp phụ vào hệ thống lỗ xốp Các lỗ xốp macro (> 50nm) giúp vận chuyển chất hấp phụ tới các lỗ xốp meso và micro Tại lỗ xốp micro, cơ chế hấp thụ chủ yếu là lấp đầy, với lực hấp phụ mạnh do hiệu ứng nhân đôi, trong khi tại lỗ xốp meso (2 < d < 50nm), cơ chế hấp phụ là ngưng tụ mao quản.
2.5.3 Điều chế than kích thước nano
Công nghệ chế tạo than hoạt tính gồm hai bước chính: than hóa và hoạt hóa Phương pháp thực hiện được lựa chọn dựa trên nguồn nguyên liệu đầu vào và chất lượng than đầu ra Một ví dụ điển hình là việc sử dụng vỏ hạt Maccadia để xử lý màu Methylene Orange.
Than hóa là quá trình chuyển hóa nguyên liệu dạng than, làm tăng hàm lượng cacbon và tạo bề mặt xốp ban đầu
Quá trình than hóa yêu cầu một lượng không khí nhất định để tạo ra cacbon Tuy nhiên, để ngăn chặn hiện tượng tro hóa, quá trình này cần diễn ra trong môi trường khí trơ hoặc lò yếm khí Nhiệt độ lý tưởng cho quá trình than hóa thường dao động trong khoảng nhất định.
Trong khoảng thời gian từ 30 đến 40 phút, quá trình than hóa có thể đạt hiệu suất từ 350 đến 450%, tùy thuộc vào nguyên liệu ban đầu Tuy nhiên, nhiệt độ cao trong quá trình than hóa có thể dẫn đến hiện tượng trơ hóa của than, gây khó khăn cho việc hoạt hóa Nếu kéo dài thời gian, hiện tượng tro hóa sẽ gia tăng, ảnh hưởng tiêu cực đến toàn bộ quy trình.
Hoạt hóa là quá trình làm mòn mạng lưới tinh thể carbon dưới tác động của nhiệt và các tác nhân hoạt hóa, tạo ra các lỗ xốp với kích thước đa dạng.
Quá trình hoạt hóa là phản ứng hóa học không hoàn toàn giữa cacbon và các tác nhân hóa học, bao gồm ba phương pháp chính: hoạt hóa vật lý, hoạt hóa hóa học, và phương pháp hóa lý kết hợp.
Tổng quan về than biến tính kích thước nano
2.6.1 Biến tính bề mặt than hoạt tính Đặc điểm quan trọng và thú vị nhất của than hoạt tính là bề mặt có thể biến tính thích hợp để thay đổi đặc điểm hấp phụ và làm cho than trở nên thích hợp hơn trong các ứng dụng đặc biệt Sự biến tính bề mặt than hoạt tính có thể được thực hiện bằng sự tạo thành các dạng nhóm chức bề mặt khác nhau Các nhóm chức này bao gồm các nhóm chức oxy – cacbon được tạo thành khi oxy hóa bề mặt than với các khí hoặc các dung dịch oxy hóa Nhóm chức bề mặt cacbon – hydro tạo thành bằng quá trình xử lý than hoạt tính với khí hydro ở nhiệt độ cao Nhóm chức cacbon – lưu huỳnh bằng quá trình xử lý than hoạt tính với lưu huỳnh nguyên tố, CS2, H2S, SO2 Cacbon – nitơ trong quá trình xử lý than hoạt tính với amoniac Cacbon – halogen được tạo thành bằng quá trình xử lý than hoạt tính với halogen trong pha khí hoặc dung dịch Vì các nhóm chức này được liên kết và được giữ ở cạnh và góc của lớp vòng thơm, và bởi vì thành phần các cạnh và góc này chủ yếu là bề mặt hấp phụ, nên người ta hi vọng khi biến tính than hoạt tính sẽ thay đổi đặc trưng hấp phụ và tương tác từ vỏ hạt Maccadia để xử lý màu Methylene Orange
Trang 27 hấp phụ của các than hoạt tính này Thêm vào đó, sự biến tính bề mặt than cũng được thực hiện bằng quá trình khử khí và bằng việc mang kim loại lên bề mặt
2.6.2 Các phương pháp biến tính than nano
2.6.2.1 Biến tính tính than hoạt tính bằng N 2
Than hoạt tính chứa lượng không đáng kể nhóm chức nitơ Tuy nhiên, phản ứng pha khí với dimethylamin ở 150 0 C trong 1h, hoặc với NH3 khô ở
Khi than hoạt tính được đun nóng ở nhiệt độ 300 độ C hoặc cao hơn, nó tạo ra một lượng đáng kể nhóm chức C-N trên bề mặt Nghiên cứu của Boehm và các cộng sự cùng với Rivera-Utrilla cho thấy khi than hoạt tính đã oxy hóa được xử lý với NH3 khô, nhóm nitơ sẽ hình thành trên bề mặt Ở nhiệt độ thấp, sự cố định nitơ cân bằng với số nhóm oxy axit trên bề mặt, được coi là sự tạo thành muối amoni Tuy nhiên, ở nhiệt độ cao, sự thay thế các nhóm hydroxyl bằng nhóm amin đã được xác nhận, khiến than trở nên kỵ nước và giảm đáng kể khả năng hấp phụ xanh methylen.
Puri và Mahajan chỉ ra rằng sự tương tác giữa than đường và khí NH3 khô liên quan đến việc trung hòa nhóm chức axit trên bề mặt và cố định một lượng NH3 không thể thủy phân Mặc dù các nhà nghiên cứu không cho rằng NH3 cố định với bất kỳ nhóm nào trên bề mặt than, Puri và Bansal phát hiện rằng quá trình xử lý than đường với NH3 ở nhiệt độ 3000C đã dẫn đến việc thay thế một phần clo bằng nhóm amin, từ đó làm tăng khả năng hấp phụ axit của than Sự gia tăng này tương ứng với lượng nitơ được cố định, cho thấy một sự trao đổi C-Cl bằng liên kết C-NH2 Ngoài ra, sự tương tác của NH3 với sợi carbon trước và sau oxi hóa cho thấy NH3 phản ứng với nhóm lacton và anhydrid, tạo thành cấu trúc imid Zwadski đã xử lý than với NH3 trước và sau oxi hóa bằng HNO3, sử dụng phổ IR để chứng minh rằng không có sự hấp phụ nhóm amide, đồng thời chỉ ra phản ứng của NH3 với cấu trúc lactone trên bề mặt carbon.
2.6.2.2 Biến tính bề mặt than bằng halogen Đặc điểm bề mặt của than, than hoạt tính và muội được biến tính bằng một số phương pháp xử lý với halogen Sự hấp phụ halogen gồm cả hấp phụ vật lý và hấp phụ hóa học, quá trình thông qua một số cơ chế bao gồm cộng hợp ở các tâm chưa bão hòa, trao đổi với H2, hấp phụ hóa học và sự oxi hóa bề mặt than Các cơ chế phụ thuộc vào bản chất của bề mặt than, hàm lượng oxy, hydro của than, điều kiện thí nghiệm và bản chất của từng loại halogen Halogen được từ vỏ hạt Maccadia để xử lý màu Methylene Orange
Trang 28 cố định trên bề mặt than ở dạng hợp chất cacbon-halogen có độ bền nhiệt cao và không thể loại bỏ bằng xử lý nhiệt trong chân không cho tới 1000 0 C nếu than không còn dư hydro Tuy nhiên, một phần halogen có thể trao đổi với nhóm OH khi xử lý với kiềm và trao đổi với nhóm NH2 khi xử lý với khí NH3
Hấp phụ hóa học và vật lý có khả năng thay đổi hoàn toàn đặc điểm bề mặt và phản ứng bề mặt của than Chẳng hạn, việc cố định Clo hoặc Brom có thể tạo ra sự phân cực mà không hình thành liên kết hydro, mà tương tự như liên kết phổ biến trên than, đó là liên kết với nhóm oxy bề mặt.
Cl hoặc C-Br có thể trao đổi với các nhóm chức khác tạo ra loại hợp chất bề mặt mới
Puri và Bansal đã nghiên cứu đặc trưng bề mặt và tương tác bề mặt của than đường và than gáo dừa được biến tính với halogen Kết quả cho thấy tỷ khối của than tăng tuyến tính theo lượng clo cố định, trong khi độ axit bề mặt của than hầu như không thay đổi Sự cố định clo đã tạo ra nhiều dạng cấu trúc lỗ xốp và phân bố kích thước mao quản khác nhau, cũng như thay đổi vị trí và mật độ tâm hoạt động.
Puri và các cộng sự cùng Boehm đã nghiên cứu việc thay thế clo hấp thụ trên bề mặt bằng các nhóm chức khác thông qua quá trình đun hồi lưu than đã clo hóa với NaOH 2,5M, sau đó xử lý với amoniac để chuyển đổi nhóm clo thành nhóm amin.
Sự có mặt của nhóm amin đã làm bề mặt than có tính chất kiềm, điều này làm tăng đáng kể khả năng hấp phụ axit
2.6.2.3 Biến tính bề mặt than bằng sự lưu huỳnh hóa
Các hợp chất cacbon-lưu huỳnh trên bề mặt than gỗ, than hoạt tính và muội than đã được nghiên cứu kỹ lưỡng, hình thành trong quá trình tạo thành than hoặc sau đó Đối với cacbon hoạt tính, các hợp chất này thường được tạo ra khi than được đun nóng cùng với lưu huỳnh nguyên tố hoặc khí có chứa lưu huỳnh như CS2 và SO2 Thành phần của các hợp chất lưu huỳnh này phụ thuộc vào loại than, điều kiện thí nghiệm và kích thước bề mặt than, với hàm lượng lưu huỳnh có thể đạt tới 40-50% Mặc dù không thể chiết xuất hoàn toàn bằng dung môi hoặc phân hủy hoàn toàn qua xử lý nhiệt trong môi trường trơ, nhưng chúng có thể bị loại bỏ gần như hoàn toàn khi xử lý ở nhiệt độ 500-700°C với H2 Sự hấp phụ hóa học lưu huỳnh lên bề mặt than liên quan đến việc liên kết với các nguyên tử cacbon bên ngoài, cũng như vị trí từ vỏ hạt Maccadia trong quá trình xử lý màu Methylene Orange.
Trang 29 trí nối đôi, thâm nhập vào bên trong cấu trúc mạng, và trao đổi lấy hydro cũng như oxygen còn liên kết với bề mặt cacbon Như các nguyên tử cacbon ngoại vi, do các hóa trị không thỏa mãn của chúng quyết định các đặc điểm hấp phụ của than hoạt tính, đó là lý do để tin rằng sự có mặt của các chất lưu huỳnh bề mặt sẽ ảnh hưởng tới tính chất bề mặt của những vật liệu này
Nghiên cứu của Puri và Hazra đã chỉ ra rằng các hợp chất lưu huỳnh bề mặt ảnh hưởng đến sự hấp phụ của các chất hơi phân cực và không phân cực với kích thước phân tử khác nhau Cụ thể, sự hấp phụ hơi nước tăng lên đáng kể khi áp suất tương đối dưới 0.4 và giảm khi áp suất cao hơn Sự gia tăng lượng lưu huỳnh liên kết làm tăng ảnh hưởng, có thể do sự thay đổi phân bố kích thước lỗ xốp do lưu huỳnh cố định trên thành lỗ Đường đẳng nhiệt hấp phụ hơi metanol và benzen cho thấy rằng các phân tử lớn hơn tìm đến các bề mặt nhỏ hơn khi có nhiều lưu huỳnh liên kết trong lỗ.
Cacbon Saran lưu hóa, được than hóa ở nhiệt độ 9000C và bổ sung lưu huỳnh từ 1-12%, đã được Sinha và Walker sử dụng để loại bỏ hơi thủy ngân từ không khí và hơi nước Khi hơi nước nhiễm bẩn đi qua lớp than ở 1500C, lượng thủy ngân tích lũy trong dòng hơi nước giảm đáng kể so với than chưa lưu hóa, nhờ vào phản ứng giữa thủy ngân và lưu huỳnh trên bề mặt than, tạo thành thủy ngân sunphua Nghiên cứu của Lopez-Gonzalev cho thấy than hoạt tính lưu hóa là chất hấp phụ hiệu quả hơn trong việc loại bỏ HgCl2 khỏi dung dịch nước.
2.6.2.4 Biến tính than hoạt tính bằng cách tẩm
Than hoạt tính được tẩm kim loại và oxit của chúng đã được sử dụng rộng rãi trong các phản ứng pha khí, cả trong công nghiệp lẫn bảo vệ con người khỏi khí độc Loại than này lần đầu tiên được áp dụng trong Chiến tranh Thế giới thứ nhất để bảo vệ hệ hô hấp của binh lính Việc tẩm kim loại lên vật liệu carbon không chỉ giảm đặc điểm khí hóa mà còn thay đổi cấu trúc lỗ của sản phẩm carbon cuối cùng, giúp thu được than hoạt tính với cấu trúc vi lỗ xác định.
Than hoạt tính tẩm KI và các hợp chất tương tự, bao gồm amine như pyridin, được sử dụng phổ biến trong ngành công nghiệp hạt nhân để duy trì các hợp chất phóng xạ của iot từ hệ thống làm lạnh và thông gió KI trên than hoạt tính phản ứng với nhóm oxy - cacbon trên bề mặt, đồng thời thay thế từ vỏ hạt Maccadia để xử lý màu Methylene Orange.
Nghiên cứu Nano than trong nước và thế giới
Trên thế giới, có nhiều phương pháp sản xuất than hoạt tính, đặc biệt là từ các phế phẩm công nghiệp và nông nghiệp Nghiên cứu về việc tận dụng những nguồn nguyên liệu này đang được tiến hành để nâng cao hiệu quả sản xuất và bảo vệ môi trường.
Bảng 2 2 Các hướng nghiên cứu và sản xuất than hoạt tính trên thế giới
Nguyên liệu Hướng nghiên cứu sản xuất
Diện tích bề mặt riêng (m 2 /g)
ZnCl2 (1:2), sấy 105 0 C – 24h, sau đó hoạt hóa
500 0 C – 1h, N2, rửa HCl 3M và nước cất
10 0 C/h), sau đó trộn than: KOH theo tỉ lệ 1:4, sấy 110 0 C – 12h và hoạt hóa tại 800 0 C – 1h (N2 500ml/ph,
1393 – 1917 [13] từ vỏ hạt Maccadia để xử lý màu Methylene Orange
HCl 0,1M, sau đó rửa bằng nước cất nóng
Than hóa 500 0 C – 1h (N2 1501/h, 10 0 C/h), hoạt hóa 900 0 C – 5h sử dụng tác nhân CO2
(N2 1501/h, 10 0 C/h), sau đó sản phẩm được đun sôi 1h – HCl 10% lọc, rửa nước cất, rửa NaOH 10%, rửa nước cất, cuối cùng sấy
1g nguyên liệu + 1ml HCl 100% - 24h, rửa, sấy 3 ngày ở nhiệt độ phòng Sau đó than hóa 212,1 0 C – 30ph hoạt hóa 750 0 C – 1h, cuối cùng rửa nước cất, sấy khô
150cm 3 /ph, 10 0 C/ph), sau đó rửa HCl 5% và rửa nước cất, sấy
Nguyên liệu:H3PO4 tỉ lệ 2:1 trong 48h, sau đó hoạt hóa 850 0 C – 2h dạng bột, được làm nguội đến nhiệt độ
1358 [17] từ vỏ hạt Maccadia để xử lý màu Methylene Orange
Trang 36 phòng, sản phẩm được rửa HCl 5N, rửa nước cất và sấy qua đêm
Nguyên liệu được gia nhiệt ở 750 0 C, giữ tại nhiệt độ này để hoạt hóa hơi nước trong 2h
Nguyên liệu này được than háo ở 500 0 C trong 30 phút và được hoạt hóa ở 800 0 C trong 2h
Nguyên liệu tre qua 2 giai đoạn: than hóa ở
460 0 C trong 60 phút và hoạt hóa ở 850 0 C trong 2h
Nguyên liệu: H2SO4 tỉ lệ 4:3 trong 30 phút, than hóa 160 0 C – 2h, rửa nước cất và sấy
110 0 C qua đêm Than được hoạt hóa ở
110 0 C qua đêm, sau đó hoạt hóa 800 0 C trong 2 – 3h, CO2 (N2 5L/h,
2450 [22] từ vỏ hạt Maccadia để xử lý màu Methylene Orange
Tuy nhiên tình hình sản xuất nano than sử dụng các phế phẩm công nghiệm và nông nghiệp trên thế giới không phổ biến
Bảng 2 3 Các hướng nghiên cứu và sản xuất nano than trên thế giới
Nguyên liệu Hướng nghiên cứu sản xuất
Hòa tan tro trấu trong dung dịch NaOH, sau đó tạo gel trong môi trường axit và cuối cùng nung ở 550 oC trong 2 giờ
Theo phương pháp gel sol Than hóa ( điều kiện tối, 600 o C, 4h)
Silica từ than trấu được chiết xuất bằng dung dịch natri hydroxit để tạo ra dung dịch natri silicatkết tủa bằng cách thêm H2SO4 ở pH
= 4 trong hỗn hợp (nước và butanol) với sự hiện diện của cation
Than hóa: sử dụng kiềm hoặc axit, 60 o C trong 1h Hoạt hóa bằng
H3PO4 hoặc ZnCl2 (6- 8h) lọc rửa sấy khô
100 o C trong 24h Cuối cùng được nung ở 300-
Than el maghara + dung dịch (nước và [29] từ vỏ hạt Maccadia để xử lý màu Methylene Orange
Trang 38 diện cho các mỏ than Jurassic ở khu vực
Ai Cập) thuốc thử hóa học) ngâm lắc (150 v/p,
80 o C, 2h), sau khi trộn sấy chân không (110 o C, 2h), hoạt hóa H3PO4 hoặc KOH (600 o C, 60p)
HCl 5N (80 o C, 30p) chỉnh pH (6-7) lọc, sấy khô bằng chân không (110 o C, 8h).
Nghiên cứu than hóa trong nước và thế giới
Nguyên liệu Hướng nghiên cứu sản xuất
Hiệu suất xử lý/Khả năng hấp phụ MB
Văn Dũng và cộng sự, 2011)
Văn Dũng và cộng sự, 2011)
Phế phẩm cao su (G San
Than hóa 700 0 C → hoạt hóa bằng hơi nước, 925 0 C, 80 –
Than hóa 700 0 C, 1h → sàng lại kích thước 250 – 500 àm
Rửa sạch bằng nước cất nhiều lần 26.3mg/g [81] từ vỏ hạt Maccadia để xử lý màu Methylene Orange
→ sấy khô trong lò, 100 0 C, 24 giờ
→ sàng lọc kích thước 0.25 – 0.42nm
Lá cây phượng hoàng (R Han and et al.,
Rửa sạch bằng nước cất nhiều lần
→ sấy khô trong lò, 100 0 C, 24 giờ
→ sàng lọc kích thước 40 – 60 mesh
105 0 C – 24h, sau đó hoạt hoá 500 0 C – 1h, N2, rửa HCl 3M và nước cất
Vỏ chuối và vỏ cam (G
Sấy khô → nghiền nát → rửa sạch bằng nước cất → sấy khô trong lò,
100 – 120 0 C, 24 giờ → sàng lọc kích thước 5mm
Vật liệu tro bay (P Janos and et al.,
Sấy khô, 2 tuần → đồng hóa kích thước 75.52mg/g [86] từ vỏ hạt Maccadia để xử lý màu Methylene Orange
→ lọc và sấy khô trong lò, 60 0 C, 24 giờ → nghiền và sàng kích thước
Rửa bằng nước cất nhiều lần cho đến khi nước rửa không còn màu, sau đó đun sôi với nước cất Tiếp theo, sấy khô ở 95 độ C trong 16 giờ, rồi nghiền và sàng theo kích thước mong muốn.
Shi, J.Zhang and et al.,
Rửa, sấy khô và nghiền → ngâm tẩm dung dịch
H3PO4 40% → nung → rửa sạch đến pH trung tính
30 phút → rửa sạch bàng nước cất
98% [90] từ vỏ hạt Maccadia để xử lý màu Methylene Orange
Bọt biển thực vật (H Cherifi and et al.,
→ rửa sạch bằng nước cất → sấy khô, 105 0 C, 24 giờ
→ ngâm tẩm dung dịch ZnCl2
(50%), 24 giờ → sấy khô, 105 0 C → hoạt hóa 500 0 C, 1 giờ → rửa bằng
Na2CO3 và nước cất → nghiền và sàng kích thước
Rửa, sấy khô và nghiền nát → hoạt hóa 200 – 500 0 C, 1-3 giờ
30 phút → ngâm tẩm ZnCl2, tỷ lệ 1.75:1, 24 giờ → sấy khô, 100 0 C → hoạt hóa, 650 0 C,
Than hóa và hoạt hóa ở 850 0 C, 5 –
Ngâm tẩm dung dịch ZnCl2 (1:4), 193,50mg/g [95] từ vỏ hạt Maccadia để xử lý màu Methylene Orange
Rửa nhiều lần với nước cất → sấy khô trong lò, 50 0 C,
Bùn của ngành công nghiệp chế biến thực phẩm (K
Sấy khô, 110 0 C, 24 giờ → nghiền → Ngâm tẩm ZnCl2, KOH, KCl, 85 0 C,
Ngâm tẩm HCl, HNO3, 24h → nung, 200 0 C, 15 phút → rửa nhiều lần bằng nước cất
→ rửa bằng nước cất → sấy khô,
74% [99] từ vỏ hạt Maccadia để xử lý màu Methylene Orange
