Đặc trưng và khả năng hấp phụ phốt phát của vật liệu FexOy/tro trấu

Trong nghiên cứu này, vật liệu FexOy/RHA (RHA-tro trấu đã hoạt hóa) được giới thiệu như một loại vật liệu hấp phụ mới và có tiềm năng ứng dụng trong việc loại bỏ phốt phát. Mời các bạn tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Đặc trưng và khả năng hấp phụ phốt phát của vật liệu FexOy/tro trấuAn Giang University Journal of Science – 2017, Vol. 15 (3), 61 – 69ĐẶC TRƯNG VÀ KHẢ NĂNG HẤP PHỤ PHỐT PHÁT CỦA VẬT LIỆU FexOy/TRO TRẤUNguyễn Trung Thành1, Phan Phước Toàn1, Lê Trí Thích1, Lê Ngọc Hăng1Trường Đại học An Giang1Thông tin chung:Ngày nhận bài: 19/10/2016Ngày nhận kết quả bình duyệt:28/02/2017Ngày chấp nhận đăng: 06/2017Title:Characteristics and phosphateadsorption capacity ofFexOy/activated rice husk ashKeywords:Phosphate adsorption, ironoxide nanoparticles, ricehusk ashTừ khóa:Hấp phụ phốt phát, nanooxit sắt, tro trấuABSTRACTIn this study, the FexOy/RHA (RHA-activated rice husk ash) was introduced as anovel adsorbent with high potential toward phosphate removal, regarding theaqueous solutions. The experimental results showed that FexOy/RHA had animmediate absorption balance and FexOy/RHA together with 5% iron by weight(5% (FeCl3)- FexOy/RHA) offered the highest phosphate absorption (∼ 62mgPO43- calculated per unit by weight of FeCl3 impregnated) and was at 1.6times that was higher than the absorption capacity of the 5% KL.%(FeCl3)FexOy/AC (AC-activated carbon). The cause may derive from the high specificsurface of RHA (∼ 410 m2/g) and strong interaction between iron oxideparticles and RHA support (particularly, within SiO2). It is clearly stated thatrice husk ash (after being activated by HF acid) played an important role toenhance phosphate chemical absorption of iron oxide nanoparticles.TÓM TẮTTrong nghiên cứu này, vật liệu FexOy/RHA (RHA-tro trấu đã hoạt hóa) đượcgiới thiệu như một loại vật liệu hấp phụ mới và có tiềm năng ứng dụng trongviệc loại bỏ phốt phát. Kết quả thực nghiệm cho thấy vật liệu FexOy/RHA cóthời gian đạt cân bằng hấp phụ nhanh và vật liệu FexOy/RHA với hàm lượng sắt5% theo khối lượng (5 KL.%(FeCl3)-FexOy/RHA) cho hiệu quả hấp phụ phốtphát cao nhất (∼ 62 mgPO43- tính trên một đơn vị khối lượng FeCl3 được tẩm)và cao hơn 1,6 lần so với khả năng hấp phụ của vật liệu 5 KL.%(FeCl3)FexOy/AC (AC-than hoạt tính). Nguyên nhân có thể là do diện tích bề mặt riêngcủa tro trấu sau hoạt hóa lớn (~ 410 m2/g) và lực tương tác mạnh giữa các hạtoxit sắt với chất mang (cụ thể là SiO2 có trong chất mang). Từ đó có thể nóirằng, chất mang tro trấu (sau hoạt hóa bằng axit HF) đóng vai trò quan trọngđể nâng cao hiệu quả hấp phụ hóa học phốt phát của các hạt nano oxit sắt trênbề mặt của nó.đến nay có rất nhiều nghiên cứu được thực hiệnvề vấn đề loại bỏ phốt phát từ nước và nước thải.Trong đó, phương pháp hấp phụ được đánh giá làmột trong những phương pháp hiệu quả để xử lýphốt phát; bởi chi phí thực hiện thấp (bao gồm chiphí đầu tư và vận hành), chất hấp phụ có thể tái sửdụng nhiều lần và ít tạo ra chất độc hại sau quátrình xử lý (Addo Ntim & Mitra, 2011; NguyễnTrung Thành và cs., 2014). Các vật liệu hấp phụ1. GIỚI THIỆUTrong nước thải, phốt pho thường có ở nồng độthấp và hầu hết chỉ tồn tại dạng phốt phát; baogồm phốt phát hữu cơ, phốt phát vô cơ (orthophốt phát) và poly-phốt phát (hạt phốt pho). Khiphốt phát được phóng thích vào nước mặt, mộttrong số các vấn đề quan trọng về môi trường cầnđược quan tâm đó là hiện tượng phú dưỡng(Conley và cs., 2009; Chislock và cs., 2013). Cho61An Giang University Journal of Science – 2017, Vol. 15 (3), 61 – 69phốt phát thường có thành phần hóa học trên cơbản là oxit nhôm và oxit sắt. Gần đây, việc sửdụng các chất thải công nghiệp hoặc các phếphẩm để loại bỏ phốt phát đã được chú ý với mụcđích giảm chi phí xử lý; như: tro bay (Smedley vàcs., 2002; Mondal và cs., 2006), xỉ lò cao(Chatterjee và cs., 1995), bùn đỏ (Dhar và cs.,1997), bùn phèn nhôm đã qua sử dụng(Richardson, 2006) và cũng như các loại phếphẩm khác chứa hàm lượng nhôm và sắt cao(Navas Acien và cs., 2008), v.v... Tuy nhiên, hiệuquả xử lý của các vật liệu này vẫn còn nhiều hạnchế về dung lượng hấp phụ phốt phát tính trênmột đơn vị khối lượng vật liệu (khi so sánh vớicác vật liệu tổng hợp có cùng thành phần là oxitsắt và oxit nhôm). Do đó, việc tìm kiếm vật liệuhấp phụ phốt phát đáp ứng yêu cầu về kinh tế vàhiệu quả hấp phụ vẫn là một thách thức lớn.Merck) được sử dụng trong các phân tích đặctrưng phổ hồng ngoại của vật liệu rắn. Dung dịchchứa phốt phát: các mẫu nước và dung dịch chuẩnchứa PO43- được chế từ muối KH2PO4 (được cungcấp bởi Công ty Merck).2.2 Tổng hợp vật liệu hấp phụ2.2.1 Tổng hợp chất mang từ tro trấuTro trấu thô (có màu đen) được thu nhận từ các lòđốt gạch tại huyện Chợ Mới, tỉnh An Giang. Trotrấu tươi (nguyên liệu cho quá trình sản xuất chấtmang) thu được bằng cách rửa tro trấu thô (vài lầnvới nước DI) và sấy khô ở nhiệt độ 110 oC quađêm. Quá trình hoạt hóa tro trấu được thực hiệnbằng phương pháp ăn mòn hóa học với dung dịchaxit HF có nồng độ 10% theo thể tích. Cụ thể làmột hỗn hợp gồm 20 gam tro trấu tươi và 800 mLdung dịch HF 10% thể tích được khuấy trộn liêntục ở nhiệt đ ...