Nghiên cứu khả năng hấp thụ của vật liệu hấp thu chế tạo từ vỏ lạc đối với các ion Cd2+ và Mn2+ trong môi trường nước

T¹p chÝ Khoa häc & C«ng nghÖ - Sè 2(46) Tập 2/N¨m 2008

126

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG HẤP PHỤ CỦA VẬT LIỆU HẤP PHỤ CHẾ TẠO TỪ

VỎ LẠC ĐỐI VỚI CÁC ION Cd2+ VÀ Mn2+ TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC

Nguyễn Thùy Dương, Lê Hữu Thiềng ( Trường ĐH Sư phạm- ĐH Thái Nguyên)

1. Mở đầu

Ô nhiễm nguồn nước đã và đang trở thành vấn đề nghiêm trọng của toàn cầu. Đặc biệt

với một nước đang phát triển như nước ta, nguồn nước thải của các khu công nghiệp, khu chế

xuất,… thường chứa nhiều ion kim loại nặng như: Cu2+, Mn2+, Pb2+, Cd2+,…Những ion này với

hàm lượng vượt quá tiêu chuNn cho phép sẽ gây ô nhiễm môi trường và ảnh hưởng không nhỏ

đến sức khỏe con người.

Tận dụng các phụ phNm nông nghiệp chế tạo thành vật liệu hấp phụ (VLHP) để xử lý

nước thải đang được nhiều người quan tâm. Hướng nghiên cứu này có nhiều ưu điểm là sử dụng

nguyên liệu rẻ tiền, dễ kiếm, không làm nguồn nước bị ô nhiễm thêm [2].

Vỏ lạc là một phế thải rất phổ biến ở Việt Nam, có sản lượng hàng năm lên tới trên 150

nghìn tấn. Thành phần chủ yếu của vỏ lạc là xenlulozơ, hemixenlulozo, lignin, …[1] có chứa

nhóm chức hiđroxyl, thuận lợi cho việc chế tạo vỏ lạc thành VLHP.

2. Thực nghiệm

2.1. Quy trình chế tạo VLHP từ nguyên liệu vỏ lạc

Vỏ lạc nguyên liệu được nghiền nhỏ bằng máy nghiền bi. Lấy 25g nguyên liệu cho vào

cốc chứa 500ml dung dịch NaOH 0,1M, khuấy đều trong 120 phút, lọc lấy phần bã rắn, rửa sạch

bằng nước cất đến môi trường trung tính, sấy khô ở 85-90oC. Sau đó, phần bã rắn tiếp tục cho

vào cốc chứa 150ml dung dịch axit xitric 0,6M khuấy trong 30 phút, lọc lấy bã rắn, sấy ở 50oC

trong 24 giờ, nâng nhiệt độ lên 120oC trong 90 phút. Cuối cùng, rửa bằng nước cất nóng tới môi

trường trung tính và sấy khô ở 85-90oC, thu được VLHP [3].

2.2. Khảo sát khả năng hấp phụ các ion Cd2+ và Mn2+ trên VLHP

a. Khảo sát thời gian đạt cân bằng hấp phụ của VLHP

Cho một lượng chính xác VLHP vào một thể tích xác định dung dịch chứa từng ion kim

loại Cd2+ và Mn2+ có nồng độ ban đầu khác nhau. Khảo sát quá trình hấp phụ trong các khoảng

thời gian từ 10 đến 120 phút. Xác định nồng độ còn lại của ion kim loại trong các dung dịch

bằng phương pháp hấp thụ nguyên tử(AAS)

b. Khảo sát dung lượng hấp phụ cực đại của VLHP

Cho một lượng xác định VLHP vào dung dịch chứa từng ion kim loại Cd2+ và Mn2+

với

các nồng độ ban đầu Ci

khác nhau. Khảo sát quá trình hấp phụ trong khoảng thời gian đạt cân

bằng hấp phụ ở trên. Xác định nồng độ cân bằng Cf

của các ion kim loại. Tính dung lượng hấp

phụ theo công thức:

( )

m

C C V

q

i f − .

= (V: thể tích dung dịch ion kim loại, m: khối lượng VLHP)

Dung lượng hấp phụ cực đại qmax của VLHP được tính theo phương trình hấp phụ đẳng

nhiệt Langmuir dạng tuyến tính: