Nghiên cứu khả năng hập phụ Metylen xanh trong dung dịch nước của các vật liệu hấp phụ chế tạo từ bã mía

Lê Hữu Thiềng và cs<br /> <br /> Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ<br /> <br /> 78(02): 45 - 50<br /> <br /> NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG HẤP PHỤ METYLEN XANH TRONG DUNG DỊCH<br /> NƢỚC CỦA CÁC VẬT LIỆU HẤP PHỤ CHẾ TẠO TỪ BÃ MÍA<br /> Lê Hữu Thiềng*, Ngô Thị Lan Anh, Đào Hồng Hạnh, Nguyễn Thị Thúy<br /> Trường Đại học Sư phạm - ĐH Thái Nguyên<br /> <br /> TÓM TẮT<br /> Bài báo này thông báo kết quả nghiên cứu sử dụng bã mía xử lí bằng fomandehit (vật liệu hấp phụ<br /> 1) và axit sunfuric (vật liệu hấp phụ 2) để tách loại metylen xanh trong dung dịch nƣớc. Các thí<br /> nghiệm đƣợc tiến hành ở nhiệt độ phòng (26±1 0C). Các thông số hấp phụ đƣợc xác định theo mô<br /> hình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir. Các kết quả thực nghiệm cho thấy: với lƣợng các vật liệu hấp<br /> phụ là 0,4 gam; nồng độ đầu của metylen xanh là 99,23 mg/l, độ pH bằng 7,0, thời gian đạt cân<br /> bằng hấp phụ của vật liệu hấp phụ 1 là 60 phút, của vật liệu hấp phụ 2 là 90 phút. Các vật liệu hấp<br /> phụ có khả năng hấp phụ tốt hơn so với nguyên liệu. Hiệu suất hấp phụ của vật liệu hấp phụ 1 là<br /> 87,38%, vật liệu hấp phụ 2 là 90%.<br /> Từ khóa: Hấp phụ, bã mía, fomandehit, axit sunfuric, metylen xanh<br /> <br /> MỞ ĐẦU*<br /> Thuốc nhuộm đƣợc sử dụng rộng rãi trong các<br /> ngành công nghiệp nhƣ dệt may, cao su, giấy,<br /> nhựa… Do tính tan cao, các thuốc nhuộm là<br /> một trong những nguồn ô nhiễm nƣớc của nƣớc<br /> thải công nghiệp. Việc thải nƣớc thải chứa<br /> thuốc nhuộm chƣa qua xử lý vào các nguồn<br /> nƣớc tự nhiên nhƣ sông, suối,… sẽ làm nhiễm<br /> độc các sinh vật sống trong nƣớc và phá hủy<br /> cảnh quan môi trƣờng tự nhiên. Trong số nhiều<br /> phƣơng pháp xử lý nguồn nƣớc bị nhiễm thuốc<br /> nhuộm, phƣơng pháp hấp phụ đƣợc lựa chọn và<br /> đã mang lại hiệu quả tốt nhất. Trên thế giới,<br /> trong những năm gần đây việc tận dụng các phụ<br /> phẩm nông nghiệp, công nghiệp sẵn có, rẻ tiền<br /> chế tạo các vật liệu hấp phụ (VLHP) để tách<br /> loại các chất gây ô nhiểm nói chung, thuốc<br /> nhuộm nói riêng trong các nguồn nƣớc đang<br /> đƣợc chú ý [2,5,6].<br /> Ở Việt Nam, hàng năm các nhà máy sản xuất<br /> đƣờng từ mía, tạo ra một lƣợng rất lớn bã mía.<br /> Bã mía khô chứa khoảng 34,5% xenlulozo,<br /> 24% hemixenlulozo và 22÷25% lignin. Các<br /> polime sinh học này có chứa nhóm chức<br /> hydroxyl hoặc phenolic, sau khi biến đổi hóa<br /> học có thể tạo ra các vật liệu có nhiều hoạt tính<br /> mới [3,4]. Trong bài báo này, chúng tôi trình<br /> bày một số kết quả nghiên cứu khả năng hấp<br /> phụ metylen xanh (loại thuốc nhuộm bazơ)<br /> trong nƣớc của bã mía qua xử lý bằng<br /> fomandehit và axit sunfuric.<br /> *<br /> <br /> Tel:0982859002<br /> <br /> THỰC NGHIỆM<br /> 1.Thiết bị và hóa chất<br /> a. Hóa chất<br /> - Dung dịch fomanđehit 1%.<br /> - Axit sunfuric đặc, dung dịch NaHCO3 1%<br /> - Dung dịch metylen xanh nồng độ 500 mg/l<br /> - Cồn 600, dung dịch NaOH 0,01 N; dung<br /> dịch HCl 0,01 N.<br /> b. Thiết bị, dụng cụ<br /> - Máy đo pH Presisa 600 (Thụy sỹ)<br /> - Máy quang phổ hấp thụ phân tử UV mini<br /> 1240 (Shimadzu – Nhật Bản)<br /> - Máy khuấy IKA Labortechnik.<br /> - Tủ sấy Jero Tech (Hàn Quốc)<br /> 2. Chế tạo vật liệu hấp phụ từ bã mía<br /> a. Chuẩn bị nguyên liệu<br /> Bã mía sau khi thu về tách lấy phần lõi, rửa<br /> bằng nƣớc máy nhiều lần rồi rửa lại bằng<br /> nƣớc cất. Bã mía đƣợc xử lý sơ bộ bằng cách<br /> đun sôi trong nƣớc cất khoảng 3040 phút để<br /> loại bỏ đƣờng hòa tan, cắt nhỏ, sấy khô ở<br /> 80oC. Bã mía khô đƣợc nghiền nhỏ bằng máy<br /> nghiền thông dụng, rây để thu đƣợc nguyên<br /> liệu [1].<br /> b. Chế tạo vật liệu hấp phụ<br /> * VLHP 1: Cân một lƣợng xác định nguyên<br /> liệu, trộn đều với dung dịch fomanđehit 1%<br /> theo tỉ lệ 1:5 (nguyên liệu:fomanđehit; khối<br /> 45<br /> <br /> Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên<br /> <br /> http://www.lrc-tnu.edu.vn<br /> <br /> Lê Hữu Thiềng và cs<br /> <br /> Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ<br /> <br /> lƣợng (g):thể tích (ml)), sau đó đem sấy ở<br /> 50oC trong 4 giờ. Lọc thu lấy nguyên liệu,<br /> rửa sạch bằng nƣớc cất hai lần để loại bỏ<br /> fomanđêhit dƣ và sấy ở 80oC cho đến khô,<br /> đem nghiền nhỏ, rây thu đƣợc VLHP 1 có<br /> kích thƣớc hạt cỡ từ