Nghiên cứu khả năng hấp phụ phenol trong nước bằng than hoạt tính điều chế từ mùn cưa gỗ thông

Bài viết nghiên cứu khả năng hấp phụ phenol trong nước bằng than hoạt tính được điều chế từ phế phẩm mùn cưa gỗ thông. Than hoạt tính được hoạt hóa bằng phương pháp hóa học theo các giai đoạn than hóa bởi axit sunfuric 98% tại nhiệt độ 150o C, sau đó kích hoạt bởi nhiệt độ 500o C và 700o C lần lượt trong 60 phút và 30 phút.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu khả năng hấp phụ phenol trong nước bằng than hoạt tính điều chế từ mùn cưa gỗ thôngNGHIÊN CỨU KHOA HỌC NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG HẤP PHỤ PHENOL TRONG NƯỚC BẰNG THAN HOẠT TÍNH ĐIỀU CHẾ TỪ MÙN CƯA GỖ THÔNG INVESTIGATING THE ADSORPTION ABILITY OF PHENOL BY ACTIVE CARBON WHICH PRODUCE FROM THE SAWDUST OF PINE TREE Lê Văn Thủy, Vũ Hoàng Phương Email: levanthuydhsd@gmail.com Trường Đại học Sao Đỏ Ngày nhận bài: 25/12/2017 Ngày nhận bài sửa sau phản biện: 26/3/2018 Ngày chấp nhận đăng: 28/3/2018 Tóm tắt Trong báo cáo này, chúng tôi nghiên cứu khả năng hấp phụ phenol trong nước bằng than hoạt tính được điều chế từ phế phẩm mùn cưa gỗ thông. Than hoạt tính được hoạt hóa bằng phương pháp hóa học theo các giai đoạn than hóa bởi axit sunfuric 98% tại nhiệt độ 150oC, sau đó kích hoạt bởi nhiệt độ 500oC và 700oC lần lượt trong 60 phút và 30 phút. Hình thái và diện tích bề mặt vật liệu được nghiên cứu bằng phương pháp vật lý hiện đại như SEM, BET. Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ phenol của than hoạt tính được khảo sát gồm: pH, nồng độ phenol và thời gian hấp phụ, động học hấp phụ được nghiên cứu bởi các mô hình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir, Freundlich và mô hình động học hấp phụ bậc 1, bậc 2. Kết quả cho thấy vật liệu than hoạt tính có diện tích bề mặt đạt 338,1 m2/g, tại các điều kiện thích hợp như: nhiệt độ 25oC, pH = 7, hàm lượng chất hấp phụ 3 g/l, nồng độ phenol 30 mg/l; hiệu suất hấp phụ đạt 81,1%. Động học hấp phụ cho thấy quá trình hấp phụ phenol phù hợp với mô hình đẳng nhiệt Langmuir và tuân theo phương trình động học bậc 2. Từ khóa: Hấp phụ; phenol; động học. Abstract For this report, we investigate the adsorption ability of phenol in water by active carbon which created from the sawdust if pine tree. The active carbon is activated by chemical method following steps: Firstly, sulfuric acids 98% at 150oC after that at 500oC and 700oC and keeping in 60 minutes and 30 minutes, respectively. The morphology and cross area is determined by SEM and BET. The factors which effect on the adsorption ability are pH, the phenol concentration and adsorption time. The adsorption process is investigated obeying the Langmuir-Freundlich equation and the dynamic quadratic equation; the linear equation. Finally, the optimum adsorption condition is at 25oC, pH =7, the adsorption concentration about 3 g/l and phenol concentration about 30 mg/l. For this condition, the yield is 81,1%. In addition, the dynamic adsorption equation of this process follows the Langmuir theory and dynamic quadratic equation. Keywords: Adsorption; phenol; kinetics. 1. MỞ ĐẦU quan. Phenol có độc tính cao ngay cả khi nồng độ thấp và rất khó phân hủy bởi vi khuẩn, vì thế Ô nhiễm nước tác động rất nghiêm trọng đến môi trường và ngày càng tăng cùng với sự gia loại bỏ phenol trong nước thải trước khi đưa ra tăng các ngành công nghiệp. Phenol là một trong môi trường là thực sự cần thiết [1]. Nhiều phương những thành phần chính gây ô nhiễm nguồn nước pháp xử lý phenol khác nhau đã được nghiên cứu thải phát sinh từ các ngành công nghiệp hóa chất và đưa vào ứng dụng như oxy hóa, điện hóa, sinh như dầu mỏ và hóa dầu, khí đốt và sản xuất than học, quang xúc tác, hấp phụ… đã được báo cáo. cốc, sản xuất nhựa và các ngành công nghiệp liên Trong đó phương pháp hấp phụ được đặc trưng78 Tạp chí Nghiên cứu khoa học - Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190 Số 1(60).2018 LIÊN NGÀNH HÓA HỌC - CÔNG NGHỆ THỰC PHẨMbởi hiệu quả cao, chi phí thấp, các nguyên liệu cứu được lấy từ khoa Thực phẩm và Hóa học,đầu vào dồi dào, tận dụng tốt các nguyên liệu thải Trường Đại học Sao Đỏ.của các quá trình sản xuất khác. Than hoạt tính 2.2. Phương pháp nghiên cứulà loại vật liệu được nghiên cứu sử dụng cho hấpphụ nói chung và hấp phụ phenol nói riêng bởi 2.2.1. Điều chế than hoạt tính từ mùn cưacác đặc tính như diện tích bề mặt riêng lớn, các Mùn cưa được rửa sạch liên tục trong nước cấtnhóm chức đa dạng phâ ...