Điều chế vật liệu carbon sử dụng phụ phẩm từ nông nghiệp (rơm lúa) để hấp phụ các cấu tử màu hữu cơ.

Abstract

Nghiên cứu “Điều chế vật liệu carbon sử dụng phụ phẩm từ nông nghiệp (rơm lúa) để hấp phụ các cấu tử màu hữu cơ” được thực hiện nhằm điều chế ra than rơm hấp phụ các cấu tử màu hữu cơ khảo sát điều kiện tối ưu hấp phụ các cấu tử màu hữu cơ bao gồm (thời gian, pH và nồng độ). Đầu tiên, điều chế vật liệu carbon bằng phương pháp hóa học (acid hóa) bằng acid H2SO4 98% với tỷ lệ 1:1 có pH = 6,4 và đạt hiệu suất 55,69%. Hình thái bề mặt quan sát qua kết quả chụp SEM cho thấy bề mặt của than rơm không được bằng phẳng, hình dạng các lỗ xốp kênh rỗng, có nhiều lỗ rỗng và không đồng dạng về kích thước. Phương pháp quang phổ hồng ngoại FT-IR đã cho thấy có sự có mặt của các nhóm chức chứa oxy trên bề mặt của vật liệu carbon. Bằng phương pháp chuẩn độ Boehm đã định lượng được các nhóm chức có tính acid của than rơm lớn hơn các nhóm chức có tính base. Kế tiếp, khảo sát các điều kiện tối ưu mỗi thí nghiệm sẽ được tiến hành lặp lại 3 lần. Kết quả như sau: Đầu tiên là khảo sát khả năng hấp phụ các cấu tử màu hữu cơ (malachite green (MG), methyl orange (MO) và methyl violet (MV)) theo thời gian của than rơm cho kết quả đạt được hiệu quả tốt ở các mốc thời gian lần lượt là 70 phút, 50 phút, 60 phút. Khảo sát ảnh hưởng của pH đến khả năng hấp phụ các cấu tử màu hữu cơ MG, MO và MV của vật liệu than rơm cho thấy ở pH khoảng 5-6 của MG và MO, có khả năng hấp phụ rất tốt ở pH khoảng 9-10 của MV có khả năng hấp phụ tốt. Khảo sát ảnh hưởng nồng độ đến khả năng hấp phụ cấu tử màu hữu cơ MG của than rơm nằm trong khoảng nồng độ từ dưới 150 mg/L với hiệu suất trên 90% và khả năng hấp phụ cấu tử màu hữu cơ MO và MV của than rơm đạt hiệu suất rất tốt, trong khoảng nồng độ lần lượt là dưới 100 mg/L và dưới 60 mg/L. Kết quả giải từ các phương trình đẳng nhiệt cho thấy cấu tử màu hữu cơ MG, MO và MV có dung lượng hấp phụ lớn nhất đều tuân theo mô hình đẳng nhiệt Langmuir.