NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VẬT LIỆU HẤP PHỤ HẠT NANO CACBON  TỪ RƠM SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP SỐC NHIỆT ỨNG DỤNG LOẠI BỎ XANH METHYLENE TRONG NƯỚC

Lê Thị Thanh Hoa; Nguyễn Quốc Thịnh; Phạm Thùy Linh; Đặng Văn Thành; Trịnh Ngọc Hiến; Phạm Văn Hảo

doi:10.34238/tnu-jst.11632

NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VẬT LIỆU HẤP PHỤ HẠT NANO CACBON TỪ RƠM SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP SỐC NHIỆT ỨNG DỤNG LOẠI BỎ XANH METHYLENE TRONG NƯỚC

Thông tin bài báo

Ngày nhận bài: 30/11/24 Ngày hoàn thiện: 17/02/25 Ngày đăng: 17/02/25

Các tác giả

1. Lê Thị Thanh Hoa, Trường Đại học Y Dược - ĐH Thái Nguyên
2. Nguyễn Quốc Thịnh, Trường Đại học Y Dược - ĐH Thái Nguyên
3. Phạm Thùy Linh, Trường Đại học Y Dược - ĐH Thái Nguyên
4. Đặng Văn Thành, Trường Đại học Y Dược - ĐH Thái Nguyên
5. Trịnh Ngọc Hiến, Trường Đại học Công nghệ thông tin và Truyền thông - ĐH Thái Nguyên
6. Phạm Văn Hảo , Trường Đại học Công nghệ thông tin và Truyền thông - ĐH Thái Nguyên

Tóm tắt

Tái chế các phế phẩm nông nghiệp thành các sản phẩm có ích theo định hướng kinh tế xanh và tuần hoàn hiện được quan tâm nghiên cứu rất nhiều. Trong bài báo này, chúng tôi trình bày một phương thức đơn giản để chế tạo vật liệu hấp phụ hạt nano cacbon từ rơm (RS) ứng dụng loại bỏ xanh methylene trong nước. Các kết quả TEM, BET, FTIR, XRD, raman chỉ ra RS có dạng hạt kích thước nanomet với cấu trúc xốp trong thành phần chứa nhiều nhóm chức chứa oxi như OH^-, C=O, C-O thể hiện thông qua các đỉnh trên phổ FTIR, diện tích bề mặt riêng 296,22 m²/g. Áp dụng các mô hình đẳng nhiệt cho thấy sự hấp phụ xanh methylene lên vật liệu RS phù hợp với mô hình đẳng nhiệt Langmuir với dung lượng hấp phụ cực đại đạt 57,14 mg/g. Mô hình động học bậc 2 phù hợp hơn khi mô tả tốc độ hấp phụ xanh methylene lên RS với R² = 0,9946 cao hơn so với mô hình động học bậc 1. Quá trình hấp phụ được thúc đẩy bởi các lực hút bám như lực tĩnh điện, liên kết hydro, liên kết π-π. Kết quả này cho thấy có thể sử dụng vật liệu RS cho ứng dụng làm vật liệu hấp phụ để loại bỏ xanh methylene trong nước.

Từ khóa

Rơm; Xanh methylene; Hấp phụ; Sốc nhiệt; Phụ phẩm nông nghiệp

Toàn văn:

PDF

Tài liệu tham khảo

[1] M. A. Bezzerrouk, M. Bousmaha, M. Hassan, A. Akriche, B. Kharroubi, and R. Naceur, “Enhanced methylene blue removal efficiency of SnO₂ thin film using sono-photocatalytic processes,” Optical Materials, vol. 117, 2021, Art. no. 111116.

[2] Y. Zhang, Y. Zheng, Y. Yang, J. Huang, A. R. Zimmerman, H. Chen, X. Hu, and B. Gao, “Mechanisms and adsorption capacities of hydrogen peroxide modified ball milled biochar for the removal of methylene blue from aqueous solutions,” Bioresource Technology, vol. 337, 2021, Art. no. 125432.

[3] F. Wang and S. P. Yeap, “Using magneto-adsorbent for methylene Blue removal: A decision-making via analytical hierarchy process (AHP),” Journal of Water Process Engineering, vol. 40, 2021, Art. no. 101948.

[4] Y. Hu, D. Chen, S. Wang, R. Zhang, Y. Wang, and M. Liu, “Activation of peroxymonosulfate by nitrogen-doped porous carbon for efficient degradation of organic pollutants in water: Performance and mechanism,” Separation and Purification Technology, vol. 280, 2022, Art. no. 119791.

[5] R. H. Waghchaure, V. A. Adole, and B. S. Jagdale, “Photocatalytic degradation of methylene blue, rhodamine B, methyl orange and Eriochrome black T dyes by modified ZnO nanocatalysts: A concise review,” Inorganic Chemistry Communications, vol. 143, 2022, Art. no. 109764.

[6] D. Zhang, F. Dai, P. Zhang, Z. An, Y. Zhao, and L. Chen, “The photodegradation of methylene blue in water with PVDF/GO/ZnO composite membrane,” Materials Science and Engineering: C, vol. 96, pp. 684-692, 2019.

[7] D. Dimbo, M. Abewaa, E. Adino, A. Mengistu, T. Takele, A. Oro, and M. Rangaraju, “Methylene blue adsorption from aqueous solution using activated carbon of spathodea campanulata,” Results in Engineering, vol. 21, 2024, Art. no. 101910.

[8] X. Zhang, A. Sathiyaseelan, L. Zhang, Y. Lu, T. Jin, and M.-H. Wang, “Zirconium and cerium dioxide fabricated activated carbon-based nanocomposites for enhanced adsorption and photocatalytic removal of methylene blue and tetracycline hydrochloride,” Environmental Research, vol. 261, 2024, Art. no. 119720.

[9] X.-J. Liu, M.-F. Li, and S. K. Singh, “Manganese-modified lignin biochar as adsorbent for removal of methylene blue,” Journal of Materials Research and Technology, vol. 12, pp. 1434-1445, 2021.

[10] S. Hong, C. Wen, J. He, F. Gan, and Y.-S. Ho, “Adsorption thermodynamics of methylene blue onto bentonite,” Journal of Hazardous Materials, vol. 167, no. 1-3, pp. 630-633, 2009.

[11] W.-T. Tan, H. Zhou, S.-F. Tang, P. Zeng, J.-F. Gu, and B.-H. Liao, “Enhancing Cd (II) adsorption on rice straw biochar by modification of iron and manganese oxides,” Environmental Pollution, vol. 300, 2022, Art. no. 118899.

[12] Z. Liu, F. Zhen, Q. Zhang, X. Qian, W. Li, Y. Sun, L. Zhang, and B. Qu, “Nanoporous biochar with high specific surface area based on rice straw digestion residue for efficient adsorption of mercury ion from water,” Bioresource Technology, vol. 359, 2022, Art. no. 127471.

[13] H. Ezz, M. G. Ibrahim, M. Fujii, and M. Nasr, “Enhanced removal of methylene blue dye by sustainable biochar derived from rice straw digestate,” Key Engineering Materials, vol. 932, pp. 119-129, 2022.

[14] V. H. Pham, N. M. Phan, N. H. Phan, N. H. Nguyen, T. O. Phung, H. T. Nguyen, T. D. Tran, V. T. Dang, and V. D. Nguyen, “Gram-scale synthesis of electrochemically oxygenated graphene nanosheets for removal of methylene blue from aqueous solution,” Nanotechnology, vol. 32, no. 16, p. 16LT01, 2021.

[15] D. Kołodyńska, R. Wnętrzak, J. Leahy, M. Hayes, W. Kwapiński, and Z. Hubicki, “Kinetic and adsorptive characterization of biochar in metal ions removal,” Chemical Engineering Journal, vol. 197, pp. 295-305, 2012.

[16] M. Bardhan, T. M. Novera, M. Tabassum, M. A. Islam, A. H. Jawad, and M. A. Islam, “Adsorption of methylene blue onto betel nut husk-based activated carbon prepared by sodium hydroxide activation process,” Water Science and Technology, vol. 82, no. 9, pp. 1932-1949, 2020.

[17] A. Lesbani, P. M. S. B. N. Siregar, N. R. Palapa, T. Taher, and F. Riyanti, “Adsorptive Removal Methylene-Blue Using Zn/Al LDH Modified Rice Husk Biochar,” Polish Journal of Environmental Studies, vol. 30, no. 4, pp. 3117-3124, 2021.

[18] M. R. Ribeiro, Y. D. M. Guimarães, I. F. Silva, C. A. Almeida, M. S. V. Silva, M. A. Nascimento, U. P. D. Silva, E. V. Varejao, N. D. S. Renato, and A. P. D. C. Teixeira, “Synthesis of value-added materials from the sewage sludge of cosmetics industry effluent treatment plant,” Journal of Environmental Chemical Engineering, vol. 9, no. 4, 2021, Art. no. 105367.

[19] S. Sahu, S. Pahi, S. Tripathy, S. K. Singh, A. Behera, U. K. Sahu, and R. K. Patel, “Adsorption of methylene blue on chemically modified lychee seed biochar: Dynamic, equilibrium, and thermodynamic study,” Journal of Molecular Liquids, vol. 315, 2020, Art. no. 113743.

[20] V. A. Nguyen, T. K. T. Nguyen, T. N. Nguyen, T. C. Tran, D. L. Tran, X. V. Do, X. D. Mai, and T. T. H. Dang, “One-step synthesis of activated carbon from sugarcane bagasse,” TNU Journal of Science and Technology, vol. 226, no. 11, pp. 47-52, 2021.

DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.11632

Các bài báo tham chiếu

Hiện tại không có bài báo tham chiếu



Ghi nhớ