Khả năng hấp phụ chất màu congo red trong môi trường nước của bùn đỏ hoạt hóa

Bùn đỏ là chất thải có độ kiềm cao, mịn, khó đóng rắn, chứa rất nhiều tạp chất nên dễ phát tán gây ô nhiễm môi trường. Việc nghiên cứu sử dụng bùn đỏ vào các lĩnh vực phù hợp là cần thiết nhằm hạn chế sự tác động tiêu cực đến môi trường, nâng cao hiệu quả kinh tế - xã hội cho ngành khai thác và chế biến quặng bauxit đầy tiềm năng ở nước ta. Vì thế đề tài nghiên cứu được thực hiện với mục đích tận thu chất thải để xử lý môi trường. Mời các bạn cùng tham khảo.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Khả năng hấp phụ chất màu congo red trong môi trường nước của bùn đỏ hoạt hóaNghiên cứu chung và nghiên cứu khoa học cơ bảnKHẢ NĂNG HẤP PHỤ CHẤT MÀU CONGO RED TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚCCỦA BÙN ĐỎ HOẠT HÓAThS. Nguyễn Ngọc Tuyền*, PGS.TS Bùi Trung**ABSTRACTRed mud is a by-product of bauxite processing via the Bayer process. This study evaluatesadsorption capacity of congo red (CR) in aqueous solution by an activated red mud material.Experimental results show that the CR removal capacity of activated red mud (ARM) sample thatwas prepared by heating a raw red mud material with carbon at 900oC for 4 h was much higherthan the capacity of raw red mud . The CR adsorption into ARM was good at pH below 5 and ittook 30 min to obttain equilibrium. The adsorption data was analyzed using the Langmuir and theFreundlich isotherm models and it was found that the Langmuir isotherm model represented themeasured sorption data well. The calculated CR absorption capacity of ARM was 112,4 mg/g. Thisstudy result indicates that ARM can be employed as absorbent for removal of CR also other azodyes from industrial waste water.Keywords: Red mud . CR adsorption. adsorption capacity. azo dyesTÓM TẮTQuá trình chế biến quặng bauxit theo phương pháp Bayer sinh ra chất thải gọi là bùn đỏ. Saukhi hoạt hóa bằng cách nung bùn đỏ thô với carbon ở 900oC trong 4 giờ, bùn đỏ hoạt hoá (BĐHH)đuợc khảo sát khả năng hấp phụ chất màu congo red (CR) tan trong nước. Kết quả cho thấy khảnăng hấp phụ của BĐHH cao hơn nhiều so với bùn đỏ thô. Sự hấp phụ tốt ở pH nhỏ hơn 5, cânbằng đạt được sau 30 phút. Phân tích theo mô hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir và Freundlichcho thấy sự hấp phụ CR trên BĐHH tuân theo mô hình Langmuir, dung lượng hấp phụ là 112,4mg/g. Kết quả nghiên cứu này có thể ứng dụng BĐHH để hấp phụ CR cũng như các chất nhuộmazo khác từ nước thải công nghiệp.Từ khoá: Bùn đỏ, khả năng hấp phụ, sự hấp phụ CR. chất nhuộm azo1. ĐẶT VẤN ĐỀBùn đỏ là chất thải có độ kiềm cao, mịn,khó đóng rắn, chứa rất nhiều tạp chất nên dễphát tán gây ô nhiễm môi trường. Việc nghiêncứu sử dụng bùn đỏ vào các lĩnh vực phù hợp làcần thiết nhằm hạn chế sự tác động tiêu cựcđến môi trường, nâng cao hiệu quả kinh tế - xãhội cho ngành khai thác và chế biến quặngbauxit đầy tiềm năng ở nước ta.Cho đến nay, bùn đỏ đã được nghiên cứuứng dụng vào nhiều lĩnh vực khác nhau nhưlàm đất canh tác nông nghiệp, bột màu, phụ giatrong xi măng, …Với thành phần chủ yếu là cácoxid sắt, nhôm, silic, titan,…nhưng ở dạng bền,kém hoạt động, bùn đỏ cẩn được hoạt hóa. Mộttrong các phương pháp hoạt hóa đó là nung bùnđỏ với carbon ở nhiệt độ cao.2. NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU2.1. Hóa chất, vật liệu- Bùn đỏ thô (BĐT) được tạo ra bằng cáchxử lý bã thải của của nhà máy hóa chất TânBình với dung dịch HCl 5% và nước cất rồi sấykhô ở 105oC.- Bùn đỏ hoạt hóa (BĐHH) thu được quaqui trình hoạt hóa nhiệt BĐT với carbon ở900oC. Qui trình hoạt hóa và các đặc tính lý hóacủa vật liệu này đã được trình bày chi tiết trongmột báo cáo gần đây [8].- Chất màu congo red (CR) tinh khiết, cócông thức như sau: C32H22N6O6S2Na2(M = 696,67 g/mol)Với mục đích tận thu chất thải để xử lýmôi trường, chúng tôi tiến hành khảo sát khảnăng hấp phụ của bùn đỏ hoạt hóa đối với chấtmàu congo red trong môi trường nước.* Trường Cao đẳng Nông nghiệp Nam Bộ** Viện Công nghệ Hóa học, Tp. Hồ Chí MinhTập san Khoa học & Giáo dục, số 234Nghiên cứu khoa học chuyên ngànhHệ thiết bị phản ứng bao gồm một bìnhcầu 1lít đặt trong một bể điều nhiệt. Dungdịch được khuấy đều nhờ thiết bị khuấy từ.Tiến hành: cho 200mL dung dịch CR có nồngđộ xác định vào bình cầu. Dùng các dungdịch HCl 5% và NaOH 5% để hiệu chỉnh pHcủa dung dịch về giá trị cần thiết. Cho mộtlượng xác định BĐHH vào dung dịch, đặt vàobể điều nhiệt và khuấy đều suốt thời gianphản ứng với tốc độ khoảng 100 vòng/phút.Dung dịch được rút ra ở các thời điểm khácnhau tùy thuộc vào yêu cầu khảo sát rồi lọcbỏ phần rắn bằng giấy lọc. Dung dịch qua lọcđược điều chỉnh về pH 5 bằng dung dịch đệmrồi xác định nồng độ CR theo phương pháptrắc quang trên máy DR–2000.Dung lượng hấp phụ của vật liệu đượctính theo công thức sau:qt = (Co – Ct)/mVới: qt (mg/g) là dung lượng hấp phụ củavật liệu tại thời điểm tCo và Ct (ppm) lần lượt là nồng độ củahợp chất màu trong dung dịch ban đầu và tạithời điểm t. Nồng độ của hợp chất màu đượcxác định bằng phương pháp phân tích trắcquang.m (g/L) là lượng vật liệu dùng trong 1lít dung dịch.3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN3.1. Khả năng hấp phụ CR của BĐHH sovới BĐT:Thực nghiệm hấp phụ CR trên các mẫuBĐT và BĐHH ở điều kiện CoCR= 300ppm;mvật liệu= 1,0g/L; pHo = 5,0; T = 30±1oC;t= 60 phút, đã ghi nhận dung lượng hấp phụ(qt) của BĐHH là 97,29 mg/g, của BĐT là68,22mg/g. Kết quả này cho thấy bằngphương pháp hoạt hóa nhiệt bùn đỏ vớicarbon đã cải thiện đáng kể khả năng hấp phụCR của vật liệu.Sự hấp phụ CR trên các mẫu bùn đỏtheo khuynh hư ...