Nghiên cứu xử lý arsenic trong nước bằng vật liệu carbon từ tính tổng hợp từ nguồn thải rơm rạ
Nội dung chính của bài viết
Tóm tắt
Vật liệu carbon từ tính có khả năng xử lý hiệu quả nguồn nước ô nhiễm arsenic đã được tổng hợp thành công từ nguyên liệu ban đầu là: nguồn thải rơm rạ, FeCl3, và KOH bằng phương pháp carbon hóa thủy nhiệt ở nhiệt độ thấp. Tính chất đặc trưng của sản phẩm được đánh giá bởi các phương pháp: XRD, SEM, EDX, FT-IR, BET và VSM. Kết quả cho thấy, vật liệu thu được có diện tích bề mặt riêng khá cao (171 m2/g) và độ từ hóa lớn (33 emu/g). Quá trình hấp phụ As(V) trong dung dịch nước được mô tả tốt bởi mô hình động học biểu kiến bậc hai và phù hợp với cả mô hình đẳng nhiệt Langmuir và Freundlich. Với nồng độ ban đầu là 400 µg.L-1, hàm lượng arsenic trong nước sau khi xử lý thấp hơn giới hạn cho phép trong nước uống (10 µg/L) theo quy định của Tổ chức Y tế Thế giới (WHO). Như vậy, vật liệu carbon từ tính thu được có hiệu quả xử lý ion As(V) trong nước tốt, chi phí thấp, dễ thu hồi bởi nguồn từ trường ngoài, hứa hẹn trở thành chất hấp phụ tiềm năng xử lý nguồn nước ô nhiễm arsenic.
Chi tiết bài viết
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
Từ khóa
Carbon hóa thủy nhiệt (HTC), rơm rạ, xử lý arsenic
Tài liệu tham khảo
Asere, T. G., Mincke, S., De Clercq, J., Verbeken, K., Tessema, D. A., Fufa, F., Stevens, C. V., & Du Laing, G. (2017). Removal of Arsenic (V) from Aqueous Solutions Using Chitosan-Red Scoria and Chitosan-Pumice Blends. Int J Environ Res Public Health, 14(895), 1-19.
Bao, X., Qiang, Z., Chang, J., Ben, W., & Qu, J. (2014). Synthesis of carbon-coated magnetic nanocomposite (Fe3O4@C) and its application for sulfonamide antibiotics removal from water. Journal of Environmental Sciences, 26(5), 962-969.
Besharati, N., Alizadeh, N., & Shariati, S. (2019). Removal of cationic dye methylene blue (MB) from aqueous solution by Coffee and Peanut husk Modified with Magnetite Iron Oxide Nanoparticles. Journal of the Mexican Chemical Society, 62(3), 110-124.
Chen, W., Parette, R., Zou, J., Cannon, F. S., & Dempsey, B. A. (2007). Arsenic removal by iron-modified activated carbon. Water Res, 41(9), 1851-1858.
Dai, K., Wang, F., Jiang, W., Chen, Y., Mao, J., & Bao, J. (2017). Magnetic Carbon Microspheres as a Reusable Adsorbent for Sulfonamide Removal from Water. Nanoscale Res Lett, 12(528), 1-9.
Dallel, R., Kesraoui, A., & Mongi, S. (2018). Biosorption of cationic dye onto Phragmites australis fibers: Characterization and mechanism. Journal of environmental chemical 6(6), 7247-7256.
Guo, W., Wang, S., Wang, Y., Lu, S., & Gao, Y. (2018). Sorptive removal of phenanthrene from aqueous solutions using magnetic and non-magnetic rice husk-derived biochars. R Soc Open Sci, 5(5), 1-11.
Hanh, N. T., Huong, P. T., Tham, N. H. T, Nguyen, N. T, Nguyen, M. V, Dinh, T. T., Nguyen, M. P., Do, T. Q, Phuong, T., Hoang, T. T., Mai, H. T. T., & Tran, T. V. H. (2019). Synthesis of Iron-Modified Biochar Derived from Rice Straw and Its Application to Arsenic Removal. Journal of Chemistry 2019. https://doi.org/10.1155/2019/5295610.
Liu, Y., Zhu, X., Qian, F., Zhang, S., & Chen, J. (2014). Magnetic activated carbon prepared from rice straw-derived hydrochar for triclosan removal. RSC Adv., 4(109), 63620-63626.
Mostafapour, F. K., Bazrafshan, E., Farzadkia, M., & Amini, S. (2013). Arsenic Removal from Aqueous Solutions bySalvadora persicaStem Ash. Journal of Chemistry, 2013, 1-8.
Nguyen, K. P., & Itoi, R. (2009). Source and release mechanism of arsenic in aquifers of the Mekong Delta, Vietnam. J Contam Hydrol, 103(1-2), 58-69.
Rangabhashiyam, S., & Balasubramanian, P. (2019). The potential of lignocellulosic biomass precursors for biochar production: Performance, mechanism and wastewater application—A review. Industrial Crops and Products, 128, 405-423.
Rattanachueskul, N., Saning, A., Kaowphong, S., Chumha, N., & Chuenchom, L. (2017). Magnetic carbon composites with a hierarchical structure for adsorption of tetracycline, prepared from sugarcane bagasse via hydrothermal carbonization coupled with simple heat treatment process. Bioresour Technol, 226, 164-172.
Shahawy, A. E., & Heikal, G. (2018). Regression, kinetics and isotherm models for biosorption of organic pollutants, suspended and dissolved solids by environmentally friendly and economical dried Phragmites australis. RSC Advances, 8(71), 40511-40528.
Sharma, A., Verma, N., Sharma, A., Deva, D., & Sankararamakrishnan, N. (2010). Iron doped phenolic resin based activated carbon micro and nanoparticles by milling: synthesis, characterization and application in arsenic removal. Chemical engineering science, 65(11), 3591-3601.
Tu, Y., Peng, Z., Xu, P., Lin, H, Wu, X, Yang, L., & Huang, J. (2017). Characterization and Application of Magnetic Biochars from Corn Stalk by Pyrolysis and Hydrothermal Treatment. BioResources, 12(1), 1077-1089.
Wang, S., Gao, B., Zimmerman, A. R., Li, Y., Ma, L., Harris, W. G., & Migliaccio, K. W. (2015). Removal of arsenic by magnetic biochar prepared from pinewood and natural hematite. Bioresour Technol, 175, 391-5.
Wu, R., Liu, J., Zhao, L., Zhang, X., Xie, J., Yu, B., Ma, X., Yang, S., Wang, H., & Liu, Y. (2014). Hydrothermal preparation of magnetic Fe3O4@C nanoparticles for dye adsorption. Journal of Environmental Chemical Engineering, 2(2), 907-913.
Yao, S., Liu, Z., & Shi, Z. (2014). Arsenic removal from aqueous solutions by adsorption onto iron oxide/activated carbon magnetic composite. Journal of Environmental Health Science and Engineering, 12, 1-8.
Zhang, C., Wang, H., Liu, F., Wang, L., & He, H. (2013). Magnetic core–shell Fe3O4@C-SO3H nanoparticle catalyst for hydrolysis of cellulose. Cellulose, 20(1), 127-134.
Zhu, L., Shen, F., Smith, R. L., Yan, L., Li, L., & Qi, X. (2017). Black liquor-derived porous carbons from rice straw for high-performance supercapacitors. Chemical Engineering Journal, 316, 770-777.
Các bài báo được đọc nhiều nhất của cùng tác giả
- Huynh Tuan Anh, Nguyen Huu Nghi, Pham Dinh Du, Preparation and characteristics of MIL-53 metal-organic framework material with Al/Fe-bimetallic component , Tạp chí Khoa học Đại học Đồng Tháp: Tập 10 Số 5 (2021): Chuyên san Khoa học Tự nhiên (Tiếng Anh)
- Nguyễn Văn Hưng, Bùi Thị Minh Nguyệt, Lê Vũ Phong, Nguyễn Hữu Nghị, Khảo sát khả năng xử lý nước thải chế biến thủy sản trên chất quang xúc tác N, W-TiO2/Bentonit , Tạp chí Khoa học Đại học Đồng Tháp: Số 32 (2018): Phần B - Khoa học Tự nhiên
- Nguyen Minh Thao, Bui Tho Thanh, Ho Sy Thang, Nguyen Van Hung, Nguyen Huu Nghi, Calculations on the structures of ScGenSc0/- (n = 3, 4) clusters , Tạp chí Khoa học Đại học Đồng Tháp: Tập 11 Số 5 (2022): Chuyên san Khoa học Tự nhiên (Tiếng Anh)
- Nguyễn Văn Hưng, Nguyễn Ngọc Bích, Phan Trung Cang, Lê Thanh Tuyền, Đánh giá khả năng xử lý nước thải chế biến thủy sản trên vật liệu nano SiO2 với quy mô pilot , Tạp chí Khoa học Đại học Đồng Tháp: Số 31 (2018): Phần B - Khoa học Tự nhiên