Nghiên cứu hấp phụ thuốc nhuộm methylene blue trong môi trường nước bằng than sinh học từ sinh khối cây mai dương

Thuốc nhuộm methylene blue (MB) là tác nhân gây ô nhiễm nguồn nước, trong khi đó cây mai dương là loài thực loài thực vật xâm hại - ảnh hưởng đến môi trường tự nhiên. Việc sử dụng cây mai dương chế tạo than sinh học (TSH) là vừa tạo ra vật liệu mới để xử lý thuốc nhuộm MB và vừa góp phần bảo tồn môi trường và thiên nhiên
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu hấp phụ thuốc nhuộm methylene blue trong môi trường nước bằng than sinh học từ sinh khối cây mai dương VNU Journal of Science: Earth and Environmental Sciences, Vol. 37, No. 2 (2021) 43-54 Original Article Study on Adsorption of Methylene Blue from Aqueous Solution by Biochar Derived from Mimosa Pigra Plant Nguyen Xuan Cuong* Duy Tan University, 120 Hoang Minh Thao, Da Nang 550000, Vietnam Received 02 March 2020 Revised 14 September 2020; Accepted 25 September 2020 Abstract: Biochar from mimosa pigra was studied to remove methylene blue (MB) from aqueous solution. The properties of biochars were determined using Fourier Transform Infrared, scanning electron microscope, and Brunauer–Emmett–Teller. The biochar achieved the yield of 24.62 % at 500 oC pyrolysis. The specific surface area of the biochar is 285.53 m2/g, the total pore size is 0.153 cm3/g and the ash content is 2.79%. The optimal dose of removing MB of the biochar is 5 g/L and the optimal pH is 2 - 10. MB removal reached over 80% in the first 30 min, followed by a stable period of 120 to 360 min reaching over 90% of removal. Maximum adsorption capacity reached 20.18 mg/g at 25 oC. MB adsorption data is suitable for kinetic models in order: Avrami > Elovich > PSO > PFO. The adsorption process may comprise physical and chemical adsorption and multiple stages. Keywords: Biochar, methylene blue, dye, mimosa pigra, adsorption. ________  Corresponding author. E-mail address: nguyenxuancuong4@duytan.edu.vn https://doi.org/10.25073/2588-1094/vnuees.4582 43 44 N. X. Cuong / VNU Journal of Science: Earth and Environmental Sciences, Vol. 37, No. 2 (2021) 43-54 Nghiên cứu hấp phụ thuốc nhuộm methylene blue trong môi trường nước bằng than sinh học từ sinh khối cây mai dương Nguyễn Xuân Cường* Trường Ðại học Duy Tân, 120 Hoàng Minh Thảo, Ðà Nẵng 550000, Việt Nam Nhận ngày 02 tháng 3 năm 2020 Chỉnh sửa ngày 14 tháng 9 năm 2020; Chấp nhận đăng ngày 25 tháng 9 năm 2020 Tóm tắ t: Thuốc nhuộm methylene blue (MB) là tác nhân gây ô nhiễm nguồn nước, trong khi đó cây mai dương là loài thực loài thực vật xâm hại - ảnh hưởng đế n môi trường tự nhiên. Việc sử dụng cây mai dương chế tạo than sinh học (TSH) là vừa tạo ra vật liệu mới để xử lý thuốc nhuộm MB và vừa góp phần bảo tồn môi trường và thiên nhiên. Đă ̣c trưng của TSH đươ ̣c xác đinh ̣ gồm có: quang phổ hồ ng ngoa ̣i, kính hiể n vi điê ̣n tử quét và diê ̣n tích bề mă ̣t riêng. TSH đươ ̣c chế ta ̣o ở nhiê ̣t đô ̣ 500 oC và thu đươ ̣c 24,62% sản lươ ̣ng. Diện tích bề mă ̣t riêng của TSH là 285,53 m2/g và tổ ng lỗ rỗ ng đạt 0,153 cm3/g. Liề u lươ ̣ng TSH tố i ưu loa ̣i bỏ MB là 5 g/L và pH tố i ưu là 2 - 10. Hiê ̣u quả hấ p phu ̣ MB đa ̣t trên 80% trong 30 phút đầ u tiên, tiế p theo là giai đoa ̣n ổ n đinh ̣ từ 120 đế n 360 phút. Giá trị hấp phụ MB cực đại theo mô hình Langmuir đạt 20,18 mg/g tại 25 oC. Dữ liê ̣u thí nghiê ̣m phù hơ ̣p với các mô hình đô ̣ng ho ̣c theo thứ tự: Avrami > Elovich > đô ̣ng ho ̣c bâ ̣c 2 > đô ̣ng ho ̣c bâ ̣c 1. Cơ chế loa ̣i bỏ MB có thể bao gồ m hấ p phu ̣ hóa-lý và đa giai đoa ̣n. Từ khóa: Than sinh ho ̣c, thuố c nhuô ̣m, hấ p phu ̣, cây mai dương, methylene blue. 1. Mở đầu* phá p nà y thườ ng có chi phí lớ n và có thể gây ô nhiễm thứ cấ p [5]. Trong đó , phương phá p Ngành dệt nhuộm sử du ̣ng rất nhiề u nhóm hấ p phu ̣ có ưu điể m là rẻ tiề n, hiê ̣u quả cao và thuố c nhuô ̣m nhân tạo gốc Azo như methylene dễ vâ ̣n hà nh [6, 7], đang đươ c̣ mở rô ̣ng nghiên blue (MB) [1, 2]. Thuốc nhuộm nói chung không cứ u và ứ ng du ̣ng cho khử mà u nướ c thả i. TSH chỉ gây màu cho nước thải, mà còn là tác nhân ô là vâ ̣t liê ̣u cacbon chi phí thấ p, có tiề m năng nhiễm cho con người và môi trường [1, 3]. Trong lớ n trong hấ p phu ̣ thuố c nhuô ̣m từ môi trườ ng đó, MB là m ...