Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ và nhiệt độ đến hiệu quả hấp phụ methylene blue của than biến tính điều chế từ vỏ hạt Macadamia

Nghiên cứu về vật liệu hấp phụ sinh học đang được nhiều nhà nghiên cứu quan tâm và phát triển. Với những ưu điểm về hàm lượng cellulose, carbon và tro, vỏ hạt Macadamia rất phù hợp để điều chế thành vật liệu hấp phụ. Lượng vỏ hạt Macadamia phát sinh nhiều, việc nghiên cứu ứng dụng loại phế phẩm này sẽ giúp giảm tải gánh nặng của rác thải ở Việt Nam.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ và nhiệt độ đến hiệu quả hấp phụ methylene blue của than biến tính điều chế từ vỏ hạt Macadamia NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA NỒNG ĐỘ VÀ NHIỆT ĐỘ ĐẾN HIỆU QUẢ HẤP PHỤ METHYLENE BLUE CỦA THAN BIẾN TÍNH ĐIỀU CHẾ TỪ VỎ HẠT MACADAMIA Nguyễn Thị Thanh Thảo1, Nguyễn Thị Thanh Trâm2 * 1. Khoa Y - Dược, Trường Đại học Thủ Dầu Một 2. Khoa Kinh tế, Trường Đại học Thủ Dầu Một * Liên hệ email: tramntt@tdmu.edu.vnTÓM TẮT Vấn đề ô nhiễm nước thải từ hoạt động dệt nhuộm đang được quan tâm hiện nay, với khoảng10 - 30% lượng thuốc nhuộm và hóa chất thải ra môi trường. Nghiên cứu về vật liệu hấp phụ sinhhọc đang được nhiều nhà nghiên cứu quan tâm và phát triển. Với những ưu điểm về hàm lượngcellulose, carbon và tro, vỏ hạt Macadamia rất phù hợp để điều chế thành vật liệu hấp phụ. Lượngvỏ hạt Macadamia phát sinh nhiều, việc nghiên cứu ứng dụng loại phế phẩm này sẽ giúp giảm tảigánh nặng của rác thải ở Việt Nam. Kết quả nghiên cứu cho thấy dung lượng hấp phụ của vật liệutrở nên ổn định và không thay đổi đáng kể khi tăng nồng độ ban đầu của Methylene Blue (MB) từ35 mg/L đến 65 mg/L. Đồng thời, hiệu suất hấp phụ tăng khi tăng nhiệt độ lên đến 40°C, và có xuhướng không thay đổi ở nhiệt độ 50°C và 60°C. Điều này cho thấy vật liệu hấp phụ từ vỏ hạtMacadamia có tiềm năng trong việc xử lý nước thải dệt nhuộm, đặc biệt là trong điều kiện nhiệt độcao và nồng độ cao của chất ô nhiễm. Từ khóa: Macadamia,methylene blue, nồng độ, nhiệt độ.1. ĐẶT VẤN ĐỀ Trong ngành dệt nhuộm ở Việt Nam, mặc dù đang phát triển mạnh mẽ, nhưng do quy mô hoạtđộng thường nhỏ và sử dụng công nghệ thủ công, nhiều cơ sở không có hệ thống xử lý nước thảihoặc có hệ thống chưa hoàn thiện, vì vậy nước thải của ngành nghề này thường không qua xử lýhoặc xử lý chưa triệt để. Quá trình dệt nhuộm này sử dụng nhiều hóa chất và thuốc nhuộm, gây ranước thải chứa nhiều tạp chất tự nhiên từ sợi vải, dầu, sáp, hợp chất chứa nitơ, pectin và các hóachất như hồ tinh bột, Natri hydroxide, Acid sulfuric, Acid hydrochloric, Natri carbonat, và các loạithuốc nhuộm. Khoảng 10-30% lượng này thải ra môi trường (Nguyễn Xuân Hoàng và Lê HoàngViệt, 2012). Nước thải được xả trực tiếp ra môi trường không chỉ gây hại cho hệ sinh thái và môi trườngsống, mà còn có nhiều hậu quả khác. Việc này tăng độ màu của nước, làm giảm sự thẩm thấu củaánh sáng mặt trời, cản trở quá trình quang hợp của thực vật thủy sinh và ức chế sự phát triển củasinh vật. Ngoài ra, giá trị pH cao (pH > 9) trong nước thải cũng gây ra những vấn đề khác như ảnhhưởng đến động thực vật thủy sinh và ăn mòn hệ thống xử lý nước thải, làm suy giảm hiệu suất củachúng. Điều này gây ra chuỗi tác động tiêu cực đến cả môi trường và con người. Để giảm thiểu tác động này, nhiều phương pháp xử lý nước thải dệt nhuộm đã được áp dụngnhư xử lý bằng Chitosan (Tran và nnk., 2023), công nghệ màng nano (Rashidi và nnk., 2015), vàvật liệu nano kết hợp với biogum (Dao và Nguyen, 2018). Ngoài ra, xử lý bằng than hoạt tính từphế phẩm nông nghiệp như cỏ nến (Shi và nnk., 2010), cây Euphorbia rigida (Gerçel, 2015), rơmlúa mạch (Mansouri và nnk., 2021), và vỏ lạc (Wu và nnk., 2018) cũng được ưa chuộng nhờ hiệusuất cao và nguồn vật liệu dồi dào. 381 Trong số đó, vỏ hạt Macadamia được đề xuất do hàm lượng cellulose và carbon cao (41,2%cellulose và 47% carbon), hàm lượng tro thấp (dưới 1%) (Toles và nnk., 1998; Penoni và nnk., 2011;Kumar và nnk., 2013). Mỗi tấn hạt Macadamia thải ra 70-77% vỏ, với hàng chục nghìn tấn vỏ thảira hàng năm tại Việt Nam. Việc sử dụng vỏ hạt Macadamia để sản xuất than hoạt tính không chỉgiảm lượng chất thải rắn mà còn tạo nền tảng cho nghiên cứu xử lý nước thải bằng than hoạt tính từvỏ hạt Macadamia, đặc biệt là nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ và nhiệt độ đến hiệu quả hấp phụmethylene blue.2. VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Hóa chất, thiết bị và vật liệu Hóa chất sử dụng trong quá trình nghiên cứu bao gồm: Hydro peroxide, Natri hydroxide, Acidhydrochloric, Methylene Blue (MB). Thiết bị sử dụng bao gồm: máy lắc ngang IKA, máy lắc ổn nhiệt IKA, máy khuấy từ gia nhiệt,cân phân tích Santoriuos CPA6426507869, máy đo pH để bàn Navi F-51, máy UV-Vis J770, máyly tâm ống Hermle Z206A, tủ sấy 53 lít Memmert. Hạt Macadamia được thu hái tại tỉnh Lâm Đồng, Việt Nam, sau đó được tách vỏ thủ công, rửasạch với nước RO và sấy khô ở 110 °C tại phòng thí nghiệm thuộc Trường Đại học Thủ Dầu Một,Bình Dương. 2.2. Phương pháp nghiên cứu 2.2.1. Điều chế biochar từ vỏ hạt Macadamia Than hóa vỏ hạt Macadamia ở điều kiện nhiệt độ 350 °C và thời gian nung trong 60 phút (ĐàoMinh Trung và nnk., 2019). Sau đó, ngâm than trong dung dịch Hydro peroxide nồng độ ...