Nghiên cứu khả năng tách loại, thu hồi Cu (II), Ni (II) của các vật liệu hấp phụ chế tạo từ rơm và cuống lá chuối 1 / 8

Bài báo này thông báo các kết quả nghiên cứu khả năng tách loại, thu hồi Cu(II), Ni(II) trong dung dịch nước của vật liệu hấp phụ (VLHP) chế tạo từ rơm (VLHP1) và cuống lá chuối (VLHP2). Các thí nghiệm được tiến hành theo các thông số sau: khối lượng VLHP: 1,218g đối với VLHP1 và 1,428g đối với VLHP2; pH = 5,0 đối với Cu(II) và pH = 6,0 đối với Ni(II).
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu khả năng tách loại, thu hồi Cu (II), Ni (II) của các vật liệu hấp phụ chế tạo từ rơm và cuống lá chuối 1 / 8Lê Hữu Thiềng và ĐtgTạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ99(11): 61 - 68NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG TÁCH LOẠI, THU HỒI Cu(II), Ni(II) CỦA CÁCVẬT LIỆU HẤP PHỤ CHẾ TẠO TỪ RƠM VÀ CUỐNG LÁ CHUỐILê Hữu Thiềng*, Phạm Thị Huyền Trang, Nguyễn Thị VânTrường Đại học Sư phạm - ĐH Thái NguyênTÓM TẮTBài báo này thông báo các kết quả nghiên cứu khả năng tách loại, thu hồi Cu(II), Ni(II) trong dungdịch nước của vật liệu hấp phụ (VLHP) chế tạo từ rơm (VLHP1) và cuống lá chuối (VLHP2). Cácthí nghiệm được tiến hành theo các thông số sau: khối lượng VLHP: 1,218g đối với VLHP1 và1,428g đối với VLHP2; pH = 5,0 đối với Cu(II) và pH = 6,0 đối với Ni(II). Các kết quả thí nghiệmcho thấy cả 2 VLHP đều có khả năng tách loại Cu(II), Ni(II) khá tốt. Dùng HNO3 làm chất rửa giảiđể thu hồi các ion kim loại. Nghiên cứu khả năng tái sử dụng VLHP sau khi hấp phụ các ionCu(II), Ni(II) cho thấy VLHP tái sinh còn khả năng hấp phụ Cu(II), Ni(II).Từ khóa : hấp phụ, rơm, cuống lá chuối, kim loại nặng, đồng, niken.MỞ ĐẦU*Ô nhiễm môi trường, đặc biệt là môi trườngnước đang là vấn đề cấp thiết của toàn nhânloại. Các ion kim loại nặng như: Cu(II),Ni(II), Cd(II),… thường được tìm thấy trongnước thải công nghiệp, nếu không được xử lýtriệt để trước khi thải ra môi trường thì hậuquả là nguồn nước sẽ bị ô nhiễm nghiêmtrọng, đe dọa sức khỏe của con người. Một sốphương pháp đã được đề xuất và áp dụng đểloại bỏ ion kim loại ra khỏi nguồn nước bị ônhiễm như trao đổi ion, lọc, đông tụ… Tuynhiên, phương pháp sử dụng các phụ phẩmnông nghiệp hay các vật liệu có nguồn gốcthực vật để tách loại các ion kim loại nặng rakhỏi nguồn nước bị ô nhiễm có ưu điểm hơncả bởi: chi phí thấp, dễ kiếm, quá trình xử lýđơn giản và đặc biệt là thân thiện với môitrường [1, 2, 3, 4, 5, 6].Việt Nam là nước nông nghiệp, phần lớnngười dân sinh sống bằng nghề trồng lúa vàrau quả nên rơm và cuống lá chuối rất sẵn có.Trong bài báo này, chúng tôi trình bày một sốkết quả nghiên cứu khả năng tách loại, thu hồiCu(II), Ni(II) của vật liệu hấp phụ chế tạo từrơm và cuống lá chuối.THỰC NGHIỆMHóa chất và thiết bị* Hóa chất:, CuSO4.5H2O, NaOH, HNO3,NiSO4.6H2O, C6H8O7.H2O, nước cất hai lần.*Tel: 0982 859002Các hóa chất dùng cho các thí nghiệm đều làloại tinh khiết PA.* Thiết bị:- Máy nghiền, máy lắc, tủ sấy, máy đo pH.- Máy quang phổ hấp thụ nguyên tử Thermo(Anh).- Nồng độ của các ion Cu(II), Ni(II) trongdung dịch trước và sau khi hấp phụ được xácđịnh bằng phương pháp quang phổ hấp thụnguyên tử ngọn lửa (F- AAS).Các điều kiện đo phổ F-AAS của Cu và Niđược chỉ ra ở bảng 1.Bảng 1. Các điều kiện đo phổ F-AAScủa Cu và NiNguyên tốCuNiBước sóng324,8 nm232 nmKhe đo0,5 nm0,5 nmCường độ đèn75% Imax75% ImaxHCLChiều cao đèn7 mm7 mmTốc độ dòng khí1,11,1ml/phútml/phútKhoảng tuyến tính0,05 ÷ 2,50,1 ÷ 8,0mg/lmg/lChế tạo vật liệu hấp phụChế tạo vật liệu hấp phụ từ rơm (VLHP1)Rơm được rửa sạch bằng nước máy, phơikhô, sau đó được rửa lại bằng nước cất và sấykhô ở 60oC. Rơm khô được nghiền nhỏ bằngmáy nghiền và rây thu được nguyên liệu. Lấy10g nguyên liệu cho vào cốc thủy tinh chứa50ml HNO3 1,0M; khuấy trong 1 giờ, lọc và61Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ6299(11): 61 - 68- Nghiên cứu khả năng tái sử dụng vật liệuhấp phụ.Hiệu suất hấp phụ của các VLHP được tínhtheo công thức:H=1 n Co − Ct.100%∑n i =1 C oTrong đó:C0: nồng độ đầu của ion kim loại (mg/l)Ct: nồng độ của ion kim loại sau khi ra khỏicột hấp phụ tại thời điểm t (mg/l)H: hiệu suất của quá trình hấp phụ (%)n: số Bed – Volume trong mỗi lần thí nghiệmKẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬNKhảo sát ảnh hưởng của tốc độ dòngĐiều chỉnh tốc độ dòng trên cột với các giátrị: 2,0 ml/phút; 2,5 ml/phút; 3,0 ml/phút (thínghiệm riêng rẽ đối với mỗi tốc độ). Kết quảđược chỉ ra ở các bảng 2; 3 và các hình 1-4.8070Nồng độ thoát (mg/l)rửa sạch bã rắn bằng nước cất đến khi hết axitdư. Cho bã rắn vào cốc thủy tinh chứa 100mldung dịch NaOH 0,75M, khuấy trong 1 giờ,tiếp theo lọc và rửa sạch với nước cất để loạibỏ kiềm dư. Cuối cùng, sấy khô bã rắn thuđược VLHP1 [3].Chế tạo vật liệu hấp phụ từ cuống lá chuối(VLHP2)Nguyên liệu cuống lá chuối được chuẩn bịtương tự như nguyên liệu rơm. Lấy 40gnguyên liệu cho vào cốc chứa 1 lít dung dịchaxit xitric 0,1M, ngâm trong 48 giờ rồi lọc lấybã rắn đem sấy ở 600C trong 5 giờ, tiếp theosấy ở 1050C trong 8 giờ sau đó lọc rửa bằngnước cất cho hết axit dư. Cuối cùng, bã rắn nàyđược sấy khô ở 600C thu được VLHP2 [5].Phương pháp thực nghiệm và các thínghiệm nghiên cứuPhương pháp thực nghiệmTrong mỗi thí nghiệm hấp phụ, chúng tôisử dụng:Cột hấp phụ là cột thủy tinh có chiều cao25cm và đường kính trong 1cm.Quá trình chuẩn bị cột hấp phụ được tiếnhành như sau:Ngâm VLHP trong nước cất để loại bỏ hết bọtkhí sau đó tiến hành nạp cột. Cột được nạpsao cho trong cột hoàn toàn ...