Chế tạo vật liệu bentonite biến tính bằng citric acid để xử lý methylene blue trong nước
Nội dung chính của bài viết
Tóm tắt
Để giải quyết vấn đề ô nhiễm nguồn nước nghiêm trọng do chất thải dệt nhuộm gây ra, bentonite biến tính bằng citric acid (BCA) được điều chế bằng cách hoạt hóa bentonite thô trực tiếp với citric acid. Sản phẩm được xác định bằng phương pháp phổ nhiễu xạ tia X và phổ FTIR. Một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hấp phụ methylene blue (MB) của BCA như lượng chất hấp phu, thời gian, nồng độ, nhiệt độ đã được khảo sát. Kết quả khảo sát cho thấy, dung lượng hấp phụ tăng khi lượng chất hấp phụ, nồng độ và thời gian và nhiệt độ tăng. Quá trình hấp phụ MB trên BCA phù hợp với mô hình đẳng nhiệt Langmuir, với dung lượng hấp phụ đạt 244,45 mg/g. Động học hấp phụ MB trên BCA phù hợp với mô hình động học biểu kiến bậc 2. Quá trình hấp phụ MB trên vật liệu là quá trình thu nhiệt và tự xảy ra. Từ các kết quả cho thấy, BCA là một chất hấp phụ tiềm năng trong việc loại bỏ thuốc nhuộm từ dung dịch nước.
Từ khóa
bentonite, bentonite biến tính bằng citric acid, methylene blue, hấp phụ
Chi tiết bài viết
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
Tài liệu tham khảo
Al-Rashed, S. M., & Al-Gaid, A. A. (2012). Kinetic and thermodynamic studies on the adsorption behavior of Rhodamine B dye on Duolite C-20 resin. Journal of Saudi Chemical Society, 16(2), 209-215. https://doi.org/10.1016/j.jscs.2011.01.002
Alshehri, A. A., & Malik, M. A. (2019). Biogenic fabrication of ZnO nanoparticles using Trigonella foenum-graecum (Fenugreek) for proficient photocatalytic degradation of methylene blue under UV irradiation. Journal of Materials Science: Materials in Electronics, 30(17), 16156-16173. https://doi.org/10.1007/s10854-019-01985-8
Amrhar, O., Nassali, H., & Elyoubi, M. (2015). Adsorption of a cationic dye, Methylene Blue, onto Moroccan Illitic Clay. Journal of Materials and Environmental Science, 6, 3054-3065.
Arias, M., López, E., Nuñez, A., Rubinos, D., Soto, B., Barral, M. T., & Díaz-Fierros, F. (1999). Adsorption of Methylene Blue by Red Mud, An Oxide- Rich Byproduct of Bauxite Refining. In J. Berthelin, P. M. Huang, J. M. Bollag, & F. Andreux (Eds.), Effect of Mineral-Organic-Microorganism Interactions on Soil and Freshwater Environments (pp. 361-365). Boston, MA: Springer US.
Belachew, N., & Bekele, G. (2020). Synergy of magnetite intercalated bentonite for enhanced adsorption of congo red dye. Silicon, 12(3), 603-612. https://doi.org/10.1007/s12633-019-00152-2
Bellifa, A., Makhlouf, M., & Boumila, Z. H. (2017). Comparative study of the adsorption of methyl orange by bentonite and activated carbon. Acta Phys. Pol. A, 132, 466-468. doi:DOI: 10.12693/APhysPolA.132.466
Brito, D. F., da Silva Filho, E. C., Fonseca, M. G., & Jaber, M. (2018). Organophilic bentonites obtained by microwave heating as adsorbents for anionic dyes. Journal of Environmental Chemical Engineering, 6(6), 7080-7090. https://doi.org/10.1016/j.jece.2018.11.006
El-Sheikh, A. H., Fasfous, I. I., Al-Salamin, R. M., & Newman, A. P. (2018). Immobilization of citric acid and magnetite on sawdust for competitive adsorption and extraction of metal ions from environmental waters. Journal of Environmental Chemical Engineering, 6(4), 5186-5195. https://doi.org/10.1016/j.jece.2018.08.020
Fosso-Kankeu, E., Waanders, F., & Fourie, C. L. (2016). Adsorption of Congo Red by surfactant-impregnated bentonite clay. Desalination and Water Treatment, 57(57), 27663-27671. https://doi.org/10.1080/19443994.2016.1177599
Gong, N., Liu, Y., & Huang, R. (2018). Simultaneous adsorption of Cu2+ and Acid fuchsin (AF) from aqueous solutions by CMC/bentonite composite. International Journal of Biological Macromolecules, 115, 580-589. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2018.04.075
Imane, L. N., Oukebdane, K., & Didi, M. (2023). Enhanced Removal of Bemacid Blue Anthraquinone Dye by Magnetic Nanocomposite Bentonite-Fe3O4: Equilibrium, Kinetic and Thermodynamic Studies. Malaysian Journal of Biochemistry and Molecular Biology, 25, 143-157.
Li, P., Gao, B., Li, A., & Yang, H. (2018). Highly selective adsorption of dyes and arsenate from their aqueous mixtures using a silica-sand/cationized-starch composite. Microporous and Mesoporous Materials, 263, 210-219. https://doi.org/10.1016/j.micromeso.2017.12.025
Li, W., Bai, Y., Ma, Q., Chen, W., Wu, M., & Ma, H. (2018). Polyacrylic acid/CTAB-bentonite coated filter paper: Efficient and rapid removal of anionic and cationic dyes. Applied Surface Science, 458, 903-909. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2018.07.169
Madan, S., Shaw, R., Tiwari, S., & Tiwari, S. K. (2019). Adsorption dynamics of Congo red dye removal using ZnO functionalized high silica zeolitic particles. Applied Surface Science, 487, 907-917. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2019.04.273
Mahmoud, M. E., Nabil, G. M., El-Mallah, N. M., Bassiouny, H. I., Kumar, S., & Abdel-Fattah, T. M. (2016). Kinetics, isotherm, and thermodynamic studies of the adsorption of reactive red 195 A dye from water by modified Switchgrass Biochar adsorbent. Journal of Industrial and Engineering Chemistry, 37, 156-167. https://doi.org/10.1016/j.jiec.2016.03.020
Mahmoudian, M., Balkanloo, P. G., & Nozad, E. (2018). A facile method for dye and heavy metal elimination by pH sensitive acid activated montmorillonite/polyethersulfone nanocomposite membrane. Chinese Journal of Polymer Science, 36(1), 49-57. https://doi.org/10.1007/s10118-018-2004-3
My Linh, N. L., Duong, T., Van Duc, H., Thi Anh Thu, N., Khac Lieu, P., Van Hung, N., . . . Quang Khieu, D. (2020). Phenol red adsorption from aqueous solution on the modified bentonite. Journal of Chemistry, 2020. https://doi.org/10.1155/2020/1504805
Niu, S., Xie, X., Wang, Z., Zheng, L., Gao, F., & Miao, Y. (2021). Enhanced removal performance for Congo red by coal-series kaolin with acid treatment. Environmental technology, 42(10), 1472-1481. https://doi.org/10.1080/09593330.2019.1670269
Patil, M. (2016). Adsorption of Methylene Blue in Waste Water by Low Cost Adsorbent Bentonite Soil.
Qu, W., Hu, Q., Zhu, Y., Peng, J., & Zhang, L. (2016). Microwave-assisted regeneration of spent activated carbon containing zinc acetate and its application for removal of congo red. Desalination and Water Treatment, 57(58), 28496-28511. https://doi.org/10.1080/19443994.2016.1179675
Rudzińska, M., Hassanein, M. M., Abdel‐Razek, A. G., Kmiecik, D., Siger, A., & Ratusz, K. (2018). Influence of composition on degradation during repeated deep‐fat frying of binary and ternary blends of palm, sunflower and soybean oils with health‐optimised saturated‐to‐unsaturated fatty acid ratios. International Journal of Food Science & Technology, 53(4), 1021-1029. https://doi.org/10.1111/ijfs.13678
Segovia-Sandoval, S. J., Ocampo-Pérez, R., Berber-Mendoza, M. S., Leyva-Ramos, R., Jacobo-Azuara, A., & Medellín-Castillo, N. A. (2018). Walnut shell treated with citric acid and its application as biosorbent in the removal of Zn(II). Journal of Water Process Engineering, 25, 45-53. https://doi.org/10.1016/j.jwpe.2018.06.007
Taher, T., Mohadi, R., Rohendi, D., & Lesbani, A. (2017). Kinetic and thermodynamic adsorption studies of congo red on bentonite. Paper presented at the AIP Conference Proceedings.
Taher, T., Rohendi, D., Mohadi, R., & Lesbani, A. (2018). Thermal and Acid Activation (TAA) of bentonite as adsorbent for removal of methylene blue: A kinetics and thermodynamic study. Chiang Mai Journal of Science, 45(4), 1770-1781.
Taher, T., Rohendi, D., Mohadi, R., & Lesbani, A. (2019). Congo red dye removal from aqueous solution by acid-activated bentonite from sarolangun: kinetic, equilibrium, and thermodynamic studies. Arab Journal of Basic and Applied Sciences, 26(1), 125-136. https://doi.org/10.1080/25765299.2019.1576274
Toor, M., Jin, B., Dai, S., & Vimonses, V. (2015). Activating natural bentonite as a cost-effective adsorbent for removal of Congo-red in wastewater. Journal of Industrial and Engineering Chemistry, 21, 653-661. https://doi.org/10.1016/j.jiec.2014.03.033
Wang, H., Qin, X., Li, Z., Zheng, Z., & Fan, T.-Y. (2018). Preparation and characterization of citric acid-modified superparamagnetic iron oxide nanoparticles. Beijing da xue xue bao. Yi xue ban = Journal of Peking University. Health sciences, 50, 340-346.
Xu, Y., Khan, M. A., Wang, F., Xia, M., & Lei, W. (2018). Novel multi amine-containing Gemini surfactant modified montmorillonite as adsorbents for removal of phenols. Applied Clay Science, 162, 204-213. https://doi.org/10.1016/j.clay.2018.06.023
Yu, Z., Zhang, J., Yu, B., Zhang, H., Zhou, J., Tang, R., . . . Tong, Z. (2019). Citric Acid Modified Bentonite for Congo Red Adsorption. Frontiers in Materials, 6, 2019. doi:10.3389/fmats.2019.00005
Zhang, C., Qi, Y.-H., Qian, P., Zhong, M.-J., Wang, L., & Yin, H.-Z. (2014). Quantum chemical study of the adsorption of water molecules on kaolinite surfaces. Computational and Theoretical Chemistry, 1046, 10-19. https://doi.org/10.1016/j.comptc.2014.07.004
Zhang, H., Tong, Z., Wei, T., & Tang, Y. (2011). Removal characteristics of Zn(II) from aqueous solution by alkaline Ca-bentonite. Desalination, 276(1), 103-108. https://doi.org/10.1016/j.desal.2011.03.026
Zhang, H., Zhou, J., Muhammad, Y., Tang, R., Liu, K., Zhu, Y., & Tong, Z. (2019). Citric acid modified bentonite for Congo Red adsorption. Frontiers in Materials, 6, 5. https://doi.org/10.3389/fmats.2019.00005
Alshehri, A. A., & Malik, M. A. (2019). Biogenic fabrication of ZnO nanoparticles using Trigonella foenum-graecum (Fenugreek) for proficient photocatalytic degradation of methylene blue under UV irradiation. Journal of Materials Science: Materials in Electronics, 30(17), 16156-16173. https://doi.org/10.1007/s10854-019-01985-8
Amrhar, O., Nassali, H., & Elyoubi, M. (2015). Adsorption of a cationic dye, Methylene Blue, onto Moroccan Illitic Clay. Journal of Materials and Environmental Science, 6, 3054-3065.
Arias, M., López, E., Nuñez, A., Rubinos, D., Soto, B., Barral, M. T., & Díaz-Fierros, F. (1999). Adsorption of Methylene Blue by Red Mud, An Oxide- Rich Byproduct of Bauxite Refining. In J. Berthelin, P. M. Huang, J. M. Bollag, & F. Andreux (Eds.), Effect of Mineral-Organic-Microorganism Interactions on Soil and Freshwater Environments (pp. 361-365). Boston, MA: Springer US.
Belachew, N., & Bekele, G. (2020). Synergy of magnetite intercalated bentonite for enhanced adsorption of congo red dye. Silicon, 12(3), 603-612. https://doi.org/10.1007/s12633-019-00152-2
Bellifa, A., Makhlouf, M., & Boumila, Z. H. (2017). Comparative study of the adsorption of methyl orange by bentonite and activated carbon. Acta Phys. Pol. A, 132, 466-468. doi:DOI: 10.12693/APhysPolA.132.466
Brito, D. F., da Silva Filho, E. C., Fonseca, M. G., & Jaber, M. (2018). Organophilic bentonites obtained by microwave heating as adsorbents for anionic dyes. Journal of Environmental Chemical Engineering, 6(6), 7080-7090. https://doi.org/10.1016/j.jece.2018.11.006
El-Sheikh, A. H., Fasfous, I. I., Al-Salamin, R. M., & Newman, A. P. (2018). Immobilization of citric acid and magnetite on sawdust for competitive adsorption and extraction of metal ions from environmental waters. Journal of Environmental Chemical Engineering, 6(4), 5186-5195. https://doi.org/10.1016/j.jece.2018.08.020
Fosso-Kankeu, E., Waanders, F., & Fourie, C. L. (2016). Adsorption of Congo Red by surfactant-impregnated bentonite clay. Desalination and Water Treatment, 57(57), 27663-27671. https://doi.org/10.1080/19443994.2016.1177599
Gong, N., Liu, Y., & Huang, R. (2018). Simultaneous adsorption of Cu2+ and Acid fuchsin (AF) from aqueous solutions by CMC/bentonite composite. International Journal of Biological Macromolecules, 115, 580-589. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2018.04.075
Imane, L. N., Oukebdane, K., & Didi, M. (2023). Enhanced Removal of Bemacid Blue Anthraquinone Dye by Magnetic Nanocomposite Bentonite-Fe3O4: Equilibrium, Kinetic and Thermodynamic Studies. Malaysian Journal of Biochemistry and Molecular Biology, 25, 143-157.
Li, P., Gao, B., Li, A., & Yang, H. (2018). Highly selective adsorption of dyes and arsenate from their aqueous mixtures using a silica-sand/cationized-starch composite. Microporous and Mesoporous Materials, 263, 210-219. https://doi.org/10.1016/j.micromeso.2017.12.025
Li, W., Bai, Y., Ma, Q., Chen, W., Wu, M., & Ma, H. (2018). Polyacrylic acid/CTAB-bentonite coated filter paper: Efficient and rapid removal of anionic and cationic dyes. Applied Surface Science, 458, 903-909. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2018.07.169
Madan, S., Shaw, R., Tiwari, S., & Tiwari, S. K. (2019). Adsorption dynamics of Congo red dye removal using ZnO functionalized high silica zeolitic particles. Applied Surface Science, 487, 907-917. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2019.04.273
Mahmoud, M. E., Nabil, G. M., El-Mallah, N. M., Bassiouny, H. I., Kumar, S., & Abdel-Fattah, T. M. (2016). Kinetics, isotherm, and thermodynamic studies of the adsorption of reactive red 195 A dye from water by modified Switchgrass Biochar adsorbent. Journal of Industrial and Engineering Chemistry, 37, 156-167. https://doi.org/10.1016/j.jiec.2016.03.020
Mahmoudian, M., Balkanloo, P. G., & Nozad, E. (2018). A facile method for dye and heavy metal elimination by pH sensitive acid activated montmorillonite/polyethersulfone nanocomposite membrane. Chinese Journal of Polymer Science, 36(1), 49-57. https://doi.org/10.1007/s10118-018-2004-3
My Linh, N. L., Duong, T., Van Duc, H., Thi Anh Thu, N., Khac Lieu, P., Van Hung, N., . . . Quang Khieu, D. (2020). Phenol red adsorption from aqueous solution on the modified bentonite. Journal of Chemistry, 2020. https://doi.org/10.1155/2020/1504805
Niu, S., Xie, X., Wang, Z., Zheng, L., Gao, F., & Miao, Y. (2021). Enhanced removal performance for Congo red by coal-series kaolin with acid treatment. Environmental technology, 42(10), 1472-1481. https://doi.org/10.1080/09593330.2019.1670269
Patil, M. (2016). Adsorption of Methylene Blue in Waste Water by Low Cost Adsorbent Bentonite Soil.
Qu, W., Hu, Q., Zhu, Y., Peng, J., & Zhang, L. (2016). Microwave-assisted regeneration of spent activated carbon containing zinc acetate and its application for removal of congo red. Desalination and Water Treatment, 57(58), 28496-28511. https://doi.org/10.1080/19443994.2016.1179675
Rudzińska, M., Hassanein, M. M., Abdel‐Razek, A. G., Kmiecik, D., Siger, A., & Ratusz, K. (2018). Influence of composition on degradation during repeated deep‐fat frying of binary and ternary blends of palm, sunflower and soybean oils with health‐optimised saturated‐to‐unsaturated fatty acid ratios. International Journal of Food Science & Technology, 53(4), 1021-1029. https://doi.org/10.1111/ijfs.13678
Segovia-Sandoval, S. J., Ocampo-Pérez, R., Berber-Mendoza, M. S., Leyva-Ramos, R., Jacobo-Azuara, A., & Medellín-Castillo, N. A. (2018). Walnut shell treated with citric acid and its application as biosorbent in the removal of Zn(II). Journal of Water Process Engineering, 25, 45-53. https://doi.org/10.1016/j.jwpe.2018.06.007
Taher, T., Mohadi, R., Rohendi, D., & Lesbani, A. (2017). Kinetic and thermodynamic adsorption studies of congo red on bentonite. Paper presented at the AIP Conference Proceedings.
Taher, T., Rohendi, D., Mohadi, R., & Lesbani, A. (2018). Thermal and Acid Activation (TAA) of bentonite as adsorbent for removal of methylene blue: A kinetics and thermodynamic study. Chiang Mai Journal of Science, 45(4), 1770-1781.
Taher, T., Rohendi, D., Mohadi, R., & Lesbani, A. (2019). Congo red dye removal from aqueous solution by acid-activated bentonite from sarolangun: kinetic, equilibrium, and thermodynamic studies. Arab Journal of Basic and Applied Sciences, 26(1), 125-136. https://doi.org/10.1080/25765299.2019.1576274
Toor, M., Jin, B., Dai, S., & Vimonses, V. (2015). Activating natural bentonite as a cost-effective adsorbent for removal of Congo-red in wastewater. Journal of Industrial and Engineering Chemistry, 21, 653-661. https://doi.org/10.1016/j.jiec.2014.03.033
Wang, H., Qin, X., Li, Z., Zheng, Z., & Fan, T.-Y. (2018). Preparation and characterization of citric acid-modified superparamagnetic iron oxide nanoparticles. Beijing da xue xue bao. Yi xue ban = Journal of Peking University. Health sciences, 50, 340-346.
Xu, Y., Khan, M. A., Wang, F., Xia, M., & Lei, W. (2018). Novel multi amine-containing Gemini surfactant modified montmorillonite as adsorbents for removal of phenols. Applied Clay Science, 162, 204-213. https://doi.org/10.1016/j.clay.2018.06.023
Yu, Z., Zhang, J., Yu, B., Zhang, H., Zhou, J., Tang, R., . . . Tong, Z. (2019). Citric Acid Modified Bentonite for Congo Red Adsorption. Frontiers in Materials, 6, 2019. doi:10.3389/fmats.2019.00005
Zhang, C., Qi, Y.-H., Qian, P., Zhong, M.-J., Wang, L., & Yin, H.-Z. (2014). Quantum chemical study of the adsorption of water molecules on kaolinite surfaces. Computational and Theoretical Chemistry, 1046, 10-19. https://doi.org/10.1016/j.comptc.2014.07.004
Zhang, H., Tong, Z., Wei, T., & Tang, Y. (2011). Removal characteristics of Zn(II) from aqueous solution by alkaline Ca-bentonite. Desalination, 276(1), 103-108. https://doi.org/10.1016/j.desal.2011.03.026
Zhang, H., Zhou, J., Muhammad, Y., Tang, R., Liu, K., Zhu, Y., & Tong, Z. (2019). Citric acid modified bentonite for Congo Red adsorption. Frontiers in Materials, 6, 5. https://doi.org/10.3389/fmats.2019.00005
Các bài báo được đọc nhiều nhất của cùng tác giả
- Nguyễn Thị Liên, Hà Trọng Nhân, Trần Thị Xuân Mai, Nguyễn Thị Pha, Nguyễn Lam Minh, Phân lập và tuyển chọn vi khuẩn đối kháng với nấm Colletotrichum sp. gây bện thán thư trên hành lá , Tạp chí Khoa học Đại học Đồng Tháp: Số 26 (2017): Phần B - Khoa học Tự nhiên
- Nguyễn Thanh Hiếu, Trần Thị Xuân Mai, Dương Vân Anh, Bùi Văn Thắng, Khảo sát khả năng hấp phụ xanh methylene trong nước bằng vật liệu MnFe2O4/bentonite , Tạp chí Khoa học Đại học Đồng Tháp: Tập 12 Số 2 (2023): Chuyên san Khoa học Tự nhiên (Tiếng Việt)
- Bui Van Thang, Nguyen Thi Ngoc Qui, Tran Thi Xuan Mai, Nguyen Minh Thao, An investigation on the adsorption of methylene blue from water by MnFe2O4-modified diatomite , Tạp chí Khoa học Đại học Đồng Tháp: Tập 12 Số 5 (2023): Chuyên san Khoa học Tự nhiên (Tiếng Anh)
- Huỳnh Thị Ngọc Thanh, Nguyễn Quốc Thái, Bùi Văn Thắng, Nghiên cứu tương tác của hợp chất CID 16040294 với amyloid beta bằng phương pháp docking , Tạp chí Khoa học Đại học Đồng Tháp: Tập 12 Số 2 (2023): Chuyên san Khoa học Tự nhiên (Tiếng Việt)
- Bùi Văn Thắng, Trần Thị Xuân Mai, Khảo sát hấp phụ As(V) trong dung dịch nước bằng vật liệu zeolite biến tính bằng Mn , Tạp chí Khoa học Đại học Đồng Tháp: Số 24 (2017): Phần B - Khoa học Tự nhiên
- Lê Tấn Tài, Đường Thanh Luận, Bùi Văn Thắng, Nghiên cứu điều chế vật liệu bentonit lai vô cơ - hữu cơ và ứng dụng xử lý xanh methylen và phosphat trong nước , Tạp chí Khoa học Đại học Đồng Tháp: Số 31 (2018): Phần B - Khoa học Tự nhiên
- Trần Thị Xuân Mai, Trần Việt Dũng, Bùi Văn Thắng, Khảo sát khả năng hấp phụ phenol đỏ và Mn(II) trong nước bằng vật liệu CTAB/Al-bentonit , Tạp chí Khoa học Đại học Đồng Tháp: Tập 9 Số 3 (2020): Chuyên san Khoa học Tự nhiên (Tiếng Việt)
- Bùi Văn Thắng, Nguyễn Thị Thuỳ Trang, Khảo sát hấp phụ Cu2+ bằng vật liệu bentonit và bentonit hoạt hóa: ảnh hưởng của lượng chất hấp phụ, nồng độ ban đầu và đẳng nhiệt hấp phụ , Tạp chí Khoa học Đại học Đồng Tháp: Số 14 (2015): Phần B - Khoa học Tự nhiên
- Bùi Văn Thắng, Nghiên cứu điều chế và đặc trưng cấu trúc của vật liệu bentonit biến tính nhôm , Tạp chí Khoa học Đại học Đồng Tháp: Số 7 (2014): Phần B - Khoa học Tự nhiên
- Bùi Văn Thắng, Nguyễn Thị Lệ Vân, Ảnh hưởng nồng độ cetyl trimetylamoni bromua đến cấu trúc vật liệu bentonit hữu cơ , Tạp chí Khoa học Đại học Đồng Tháp: Số 12 (2015): Phần B - Khoa học Tự nhiên