NGHIÊN CỨU CẢI TIẾN KHẢ NĂNG XỬ LÍ ION Pb2+ VÀ Cu2+ TRONG DUNG DỊCH CỦA THAN SINH HỌC CÓ NGUỒN GỐC TỪ MÙN CƯA BẰNG PHƯƠNG PHÁP BIẾN TÍNH VỚI KMnO4
Nội dung chính của bài viết
Tóm tắt
Nghiên cứu này cải tiến than sinh học có nguồn gốc từ mùn cưa BC-MC bằng cách biến tính với KMnO4 để tạo thành BC-KMnO4. Sau đó khảo sát các yếu tố tác động đến quá trình hấp phụ ion Cu2+ và Pb2+ trên vật liệu than được cải tiến. Các yếu tố khảo sát bao gồm: giá trị pH (2,0 – 6,0), nồng độ đầu ion kim loại (25 – 200 mg‧L-1 ), thời gian hấp phụ (5 – 1440 phút) và khối lượng than sinh học (0,05 – 0,10 g). Nghiên cứu chỉ ra quá trình hấp phụ ion Cu2+và Pb2+ của BC-KMnO4 tuân theo quy luật động học bậc hai và mô hình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir. Kết quả cho thấy dung lượng hấp phụ cực đại của BC-KMnO4 đạt 24,15 mg‧g-1 đối với Cu2+ và 90,09 mg‧g-1 đối với Pb2+. Giá trị dung lượng hấp phụ cực đại này đã có sự cải thiện so với của BC-MC. Nghiên cứu này cũng so sánh khả năng hấp phụ của vật liệu đối với ion Cu2+và Pb2+.
Từ khóa
hấp phụ, than sinh học, ion Cu2 , ion Pb2 , biến tính với KMnO4
Chi tiết bài viết
Tài liệu tham khảo
Atkins, P. (2013). Physical Chemistry. In Oxford University. Oxford University. https://doi.org/10.1093/actrade/9780199572199.003.0002
Bakatula, E. N., Richard, D., Neculita, C. M., & Zagury, G. J. (2018). Determination of point of zero charge of natural organic materials. Environmental Science and Pollution Research, 25(8), 7823-7833. https://doi.org/10.1007/s11356-017-1115-7
Barakat, M. A. (2011). New trends in removing heavy metals from industrial wastewater. Arabian Journal of Chemistry, 4(4), 361-377. https://doi.org/10.1016/j.arabjc.2010.07.019
Bui. V. T., & Tran. T. X. M. (2017). Khảo sát hấp phụ As(V) trong dung dịch nước bằng vật liệu zeolite biến tính bằng Mn [Investigating the As(V) ions removal in aqueous solution using Mn-Modified zeolite material]. Dong Thap University Journal of Science, 24(02-2017), 2-8.
Duwiejuah, A. B., Cobbina, S. J., & Bakobie, N. (2017). Review of eco-friendly biochar used in the removal of trace metals on aqueous phases. International Journal of Environmental Bioremediation & Biodegradation, 5(2), 27–40. https://doi.org/10.12691/ijebb-5-2-1
Inyang, M., Gao, B., Yao, Y., Xue, Y., & Zimmerman, A. R. (2012a). Bioresource Technology Removal of heavy metals from aqueous solution by biochars derived from anaerobically digested biomass. Bioresource Technology, 110, 50-56. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2012.01.072
Inyang, M., Gao, B., Yao, Y., Xue, Y., Zimmerman, A. R., Pullammanappallil, P., & Cao, X. (2012b). Removal of heavy metals from aqueous solution by biochars derived from anaerobically digested biomass. Bioresource Technology, 110, 50–56. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2012.01.072
Keiluweit, M., Nico, P. S., Johnson, M. G., & Kleber, M. (2010). Dynamic Molecular Structure of Plant Biomass-derived Black Carbon(Biochar)- Supporting Information -. Environ. Sci. Technol., 44(4), 1247–1253. 10.1021/es9031419
Kumar, R., Rani, M., Gupta, H., & Gupta, B. (2014). Trace metal fractionation in water and sediments of an urban river stretch. Chemical Speciation and Bioavailability, 26(4), 200-209. https://doi.org/10.3184/095422914X14142369069568
Li, B., Yang, L., Wang, C.-Q., Zhang, Q.-P., Liu, Q.-C., Li, Y.-D., & Xiao, R. (2017). Adsorption of Cd(II) from aqueous solutions by rape straw biochar derived from different modification processes. Chemosphere, 175, 332–340. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2017.02.061
Li, H., Dong, X., da Silva, E. B., de Oliveira, L. M., Chen, Y., & Ma, L. Q. (2017). Mechanisms of metal sorption by biochars: Biochar characteristics and modifications. Chemosphere, 178, 466–478. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2017.03.072
Ma, J., Huang, W., Zhang, X., Li, Y., & Wang, N. (2021). The utilization of lobster shell to prepare low-cost biochar for high-efficient removal of copper and cadmium from aqueous: Sorption properties and mechanisms. Journal of Environmental Chemical Engineering, 9(1), 104703. https://doi.org/10.1016/j.jece.2020.104703
Merck. (2022). IR Spectrum Table & Chart. https://www.sigmaaldrich.com/VN/en/technical-documents/technical-article/analytical-chemistry/photometry-and-reflectometry/ir-spectrum-table
Ni, B., Huang, Q., Wang, C., Ni, T., Sun, J., & Wei, W. (2019). Chemosphere Competitive adsorption of heavy metals in aqueous solution onto biochar derived from anaerobically digested sludge. Chemosphere, 219, 351-357. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2018.12.053
Pasgar, A., Nasiri, A., & Javid, N. (2022). Single and competitive adsorption of Cu2+ and Pb2+ by tea pulp from aqueous solutions. Environmental Health Engineering and Management, 9(1), 65–74. https://doi.org/10.34172/EHEM.2022.08
Pham, T. C. L., Luu, G. H., Nguyen, K. D. M., & Truong, C. H. (2021). Nghiên cứu khả năng xử lí ion Pb(II) và Cu(II) trong dung dịch bằng than sinh học điều chế từ mùn cưa [A study on the removal of ions Pb(II) and Cu(II) from solution by using biochar derived from sawdust]. Ho Chi Minh City University of Education Journal of Science, 12, 2162-2177.
Song, Z., Lian, F., Yu, Z., Zhu, L., Xing, B., & Qiu, W. (2014). Synthesis and characterization of a novel MnOx-loaded biochar and its adsorption properties for Cu2+ in aqueous solution. Chemical Engineering Journal, 242, 36-42. https://doi.org/10.1016/j.cej.2013.12.061
Sun, C., Chen, T., Huang, Q., Wang, J., Lu, S., & Yan, J. (2019). Enhanced adsorption for Pb(II) and Cd(II) of magnetic rice husk biochar by KMnO4 modification. Environmental Science and Pollution Research, 26(9), 8902-8913. https://doi.org/10.1007/s11356-019-04321-z
Tan, X.-F., Liu, Y.-G., Gu, Y.-L., Xu, Y., Zeng, G.-M., Hu, X.-J., Liu, S.-B., Wang, X., Liu, S.-M., & Li, J. (2016). Biochar-based nano-composites for the decontamination of wastewater: A review. Bioresource Technology, 212, 318–333. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2016.04.093
Wang, S., Gao, B., Li, Y., Mosa, A., Zimmerman, A. R., Ma, L. Q., Harris, W. G., & Migliaccio, K. W. (2015). Manganese oxide-modified biochars: Preparation, characterization, and sorption of arsenate and lead. Bioresource Technology, 181, 13-17. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2015.01.044
Wang, Y., Liu, Y., Lu, H., Yang, R., & Yang, S. (2018). Competitive adsorption of Pb ( II ), Cu (II, and Zn ( II ) ions onto hydroxyapatite-biochar nanocomposite in aqueous solutions. Journal of Solid State Chemistry, 261(February), 53-61. https://doi.org/10.1016/j.jssc.2018.02.010
Wang, Y.-Y., Liu, Y.-X., Lu, H.-H., Yang, R.-Q., & Yang, S.-M. (2018). Competitive adsorption of Pb(II), Cu(II), and Zn(II) ions onto hydroxyapatite-biochar nanocomposite in aqueous solutions. Journal of Solid State Chemistry, 261, 53–61. https://doi.org/10.1016/j.jssc.2018.02.010
Xiao, Z., Zhang, L., Wu, L., & Chen, D. (2019). Adsorptive removal of Cu(II) from aqueous solutions using a novel macroporous bead adsorbent based on poly(vinyl alcohol)/sodium alginate/KMnO4 modified biochar. Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers, 102, 110-117. https://doi.org/10.1016/j.jtice.2019.05.010