Khảo sát khả năng hấp phụ ion phosphate trong nước của than sinh học từ vỏ cacao biến tính với FeCl3.

Abstract

Ngày nay, việc sử dụng than sinh học để góp phần xử lý các vấn đề ô nhiễm môi trường nước đang thu hút được nhiều sự quan tâm. Mục tiêu của nghiên cứu này là khảo sát khả năng loại bỏ ion phosphate (PO43-) khỏi nước của FeCl3 – biochar có nguồn gốc từ vỏ cacao như một chất hấp phụ. Vật liệu FeCl3 – biochar được tổng hợp bằng phương pháp cho vỏ cacao đã được nghiền qua máy ( đường kính lỗ rây 0,5 mm) tiếp xúc với dung dịch FeCl3 3 M theo tỉ lệ 1:10 trong 24 h, sau đó sấy khô và nhiệt phân ở 500 ºC trong 2 h. Đặc trưng cấu trúc và thành phần nguyên tố của biochar được xác định bằng kính hiển vi điện tử quét (SEM) và phổ tán xạ tia X (EDX). Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hấp phụ ion PO43- đã được khảo sát bao gồm pH, khối lượng vật liệu, thời gian đạt cân bằng hấp phụ, nồng độ ion PO43- ban đầu, sự ảnh hưởng của các ion khác như Cl-, NO3-, CO32-, HCO3-, SO42- và sự cạnh tranh hấp phụ giữa hỗn hợp các ion. Kết quả cho thấy điều kiện hấp phụ tối ưu của vật liệu hấp phụ FeCl3 – biochar như sau: pH = 7, khối lượng chất hấp phụ là 7 g/L, thời gian đạt cân bằng hấp phụ là 24 h và nồng độ PO43- là 100 mg/L. Động học của mô Hình hấp phụ ion phosphate trên vật liệu FeCl3 – biochar tuân theo phương trình động học biểu kiến bậc 2. Mô Hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir mô tả tốt quá trình hấp phụ PO43- trong dung dịch tại nhiệt độ phòng. Dung lượng hấp phụ cực đại của FeCl3 – biochar là 6,25 mg/g. Từ đó, ứng dung thử nghiệm xử lý ion phosphate trong nước thải.