CÁC ẢNH HƯỞNG TRÁI CHIỀU ĐẾN TÍNH CHẤT HẤP PHỤ KHI GẮN PEI LÊN BỀ MẶT THAN HOẠT TÍNH

Phạm Thị Thanh Thanh; Lê Quỳnh Mai; Mai Xuân Dũng

doi:10.34238/tnu-jst.9758

CÁC ẢNH HƯỞNG TRÁI CHIỀU ĐẾN TÍNH CHẤT HẤP PHỤ KHI GẮN PEI LÊN BỀ MẶT THAN HOẠT TÍNH

Thông tin bài báo

Ngày nhận bài: 23/02/24 Ngày hoàn thiện: 29/05/24 Ngày đăng: 29/05/24

Các tác giả

1. Phạm Thị Thanh Thanh, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2
2. Lê Quỳnh Mai, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2
3. Mai Xuân Dũng , Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2

Tóm tắt

Than hoạt tính (AC) đã được sử dụng rộng rãi làm vật liệu hấp phụ trong xử lý môi trường do giá thành rẻ và chúng có diện tích bề mặt lớn. Để tăng dung lượng hấp phụ của AC với ion kim loại nặng (HM) trong nước, bề mặt của AC thường được chức năng hóa với các nhóm chức hữu cơ có khả năng tạo phức với HM như nhóm hydroxyl, carboxyl, amino và thiol. Gắn polyethyleneimine (PEI) lên bề mặt vật liệu hấp phụ đã được minh chứng là có thể làm tăng khả năng xử lý HM. Tuy nhiên, ảnh hưởng của PEI đến hiệu suất chưa được mô tả đầy đủ. Trong nghiên cứu này, chúng tôi gắn PEI lên bề mặt AC đã oxi hóa (oAC) và so sánh cấu trúc xốp, khả năng hấp phụ Cu(II) trong nước của chúng. Phân tích hấp phụ - giải hấp nitrogen cho thấy việc gắn PEI lên bề mặt AC làm giảm diện tích bề mặt và thể tích lỗ xốp gần 50%. Mặc dù vậy PEI lại làm tăng dung lượng hấp phụ cực đại đối với Cu(II) lên 26%. Những ảnh hưởng trái chiều của việc gắn PEI đến AC trình bày trong bài báo này có giá trị cho việc phát triển vật liệu hấp phụ ion kim loại nặng trên cơ sở than hoạt tính.

Từ khóa

Than hoạt tính; Ion kim loại nặng; Polyethyleneimine; Hấp phụ; Chức năng hóa bề mặt

Toàn văn:

PDF

Tài liệu tham khảo

[1] N. T. K. Trinh et al., “One-step synthesis of activated carbon from surgacane bagasse,” TNU J. Sci. Technol., vol. 226, no. 11, pp. 47–52, Jul. 2021, doi: 10.34238/tnu-jst.4479.

[2] I. K. Tetteh, I. Issahaku, and A. Y. Tetteh, “Recent advances in synthesis, characterization, and environmental applications of activated carbons and other carbon derivatives,” Carbon Trends, vol. 14, Mar. 2024, Art. no. 100328, doi: 10.1016/j.cartre.2024.100328.

[3] N. A. A. Qasem, R. H. Mohammed, and D. U. Lawal, “Removal of heavy metal ions from wastewater: a comprehensive and critical review,” npj Clean Water, vol. 4, no. 1, 2021, doi: 10.1038/s41545-021-00127-0.

[4] M. Sultana, M. H. Rownok, M. Sabrin, M. H. Rahaman, and S. M. N. Alam, “A review on experimental chemically modified activated carbon to enhance dye and heavy metals adsorption,” Clean. Eng. Technol., vol. 6, 2022, Art. no. 100382, doi: 10.1016/j.clet.2021.100382.

[5] A. Gul, A. Ma’amor, N. G. Khaligh, and N. Muhd Julkapli, “Recent advancements in the applications of activated carbon for the heavy metals and dyes removal,” Chem. Eng. Res. Des., vol. 186, pp. 276–299, 2022, doi: 10.1016/j.cherd.2022.07.051.

[6] I. K. Tetteh, I. Issahaku, and A. Y. Tetteh, “Recent advances in synthesis, characterization, and environmental applications of activated carbons and other carbon derivatives,” Carbon Trends, vol. 14, 2024, Art. no. 100328, doi: 10.1016/j.cartre.2024.100328.

[7] M. Mariana et al., “Recent advances in activated carbon modification techniques for enhanced heavy metal adsorption,” J. Water Process Eng., vol. 43, 2021, Art. no. 102221, doi: 10.1016/j.jwpe.2021.102221.

[8] X. Jiang et al., “Ultrasound and microwave-assisted synthesis of copper-activated carbon and application to organic dyes removal,” Powder Technol., vol. 338, pp. 857–868, 2018, doi: 10.1016/j.powtec.2018.07.089.

[9] K. Lou, A. U. Rajapaksha, Y. S. Ok, and S. X. Chang, “Pyrolysis temperature and steam activation effects on sorption of phosphate on pine sawdust biochars in aqueous solutions,” Chem. Speciat. Bioavailab., vol. 28, no. 1–4, pp. 42–50, 2016, doi: 10.1080/09542299.2016.1165080.

[10] L. Wu et al., “Surface modification of phosphoric acid activated carbon by using non-thermal plasma for enhancement of Cu(II) adsorption from aqueous solutions,” Sep. Purif. Technol., vol. 197, pp. 156–169, 2018, doi: 10.1016/j.seppur.2018.01.007.

[11] B. Li et al., “Facile modification of activated carbon with highly dispersed nano-sized Α-Fe2O3 for enhanced removal of hexavalent chromium from aqueous solutions,” Chemosphere, vol. 224, pp. 220–227, 2019, doi: 10.1016/j.chemosphere.2019.02.121.

[12] J. Li et al., “Preparation of thiol-functionalized activated carbon from sewage sludge with coal blending for heavy metal removal from contaminated water,” Environ. Pollut., vol. 234, pp. 677–683, 2018, doi: 10.1016/j.envpol.2017.11.102.

[13] M. S. Ismail, M. D. Yahya, M. Auta, and K. S. Obayomi, “Facile preparation of amine -functionalized corn husk derived activated carbon for effective removal of selected heavy metals from battery recycling wastewater,” Heliyon, vol. 8, no. 5, 2022, Art. no. e09516, doi: 10.1016/j.heliyon. 2022.e09516.

[14] T. Vo, N. D. Thi, and D. Tran, “The synthesis of TCNQ-based material with derivative of leucine amino,” HPU2 Journal of Sciences : Natural Sciences and Technology, vol. 1, no. 01, pp. 53–59, 2022.

[15] D. Lv et al., “Application of EDTA-functionalized bamboo activated carbon (BAC) for Pb(II) and Cu(II) removal from aqueous solutions,” Appl. Surf. Sci., vol. 428, pp. 648–658, 2018, doi: 10.1016/j.apsusc.2017.09.151.

[16] Z. M. Ayalew, X. Guo, and X. Zhang, “Synthesis and application of polyethyleneimine (PEI)‐based composite/nanocomposite material for heavy metals removal from wastewater: A critical review,” J. Hazard. Mater. Adv., vol. 8, 2022, Art. no. 100158, doi: 10.1016/j.hazadv.2022.100158.

[17] J. Lan, B. Wang, and B. Gong, “Polyethyleneimine modified activated carbon for high-efficiency adsorption of copper ion from simulated wastewater,” Water Sci. Technol., vol. 86, no. 9, pp. 2465–2481, 2022, doi: 10.2166/wst.2022.345.

[18] X. Xie, H. Gao, X. Luo, T. Su, Y. Zhang, and Z. Qin, “Polyethyleneimine modified activated carbon for adsorption of Cd(II) in aqueous solution,” J. Environ. Chem. Eng., vol. 7, no. 3, 2019, Art. no. 103183, doi: 10.1016/j.jece.2019.103183.

[19] T. Masinga, M. Moyo, and V. E. Pakade, “Removal of hexavalent chromium by polyethyleneimine impregnated activated carbon: intra-particle diffusion, kinetics and isotherms,” J. Mater. Res. Technol., vol. 18, pp. 1333–1344, 2022, doi: 10.1016/j.jmrt.2022.03.062.

[20] B. Yuan et al., “Polyethyleneimine-integrated composite sorbents for emerging pollutants remediation in water: Cross-linking strategy and tailored affinity,” Resour. Chem. Mater., vol. 2, no. 3, pp. 231–244, 2023, doi: 10.1016/j.recm.2023.05.002.

[21] K. N. Thi, A. Nguyen, A. H. Pham, and V. Le, “Green synthesis of UV absorber (E) -2- ((( 4- ( benzyloxy ) phenyl ) imino ) methyl ) phenol by microwave method,” HPU2 Journal of Sciences: Natural Sciences and Technology, vol. 02, no. 02, pp. 59–67, 2023.

[22] D. Guspita and A. Ulianas, “Optimization of complex NH3 with Cu 2+ ions to determine levels of ammonia by UV-Vis spectrophotometer,” J. Phys. Conf. Ser., vol. 1481, no. 1, Mar. 2020, Art. no. 012040, doi: 10.1088/1742-6596/1481/1/012040.

[23] L. Fu, G. Zhang, S. Wang, L. Zhang, and J. Peng, “Modification of activated carbon via grafting polyethyleneimine to remove amaranth from water,” Appl. Water Sci., vol. 7, no. 8, pp. 4247–4254, 2017, doi: 10.1007/s13201-017-0557-x.

[24] M. Thommes et al., “Physisorption of gases, with special reference to the evaluation of surface area and pore size distribution (IUPAC Technical Report),” Pure Appl. Chem., vol. 87, no. 9–10, pp. 1051–1069, Oct. 2015, doi: 10.1515/pac-2014-1117.

[25] J. Nyirenda, G. Kalaba, and O. Munyati, “Synthesis and characterization of an activated carbon-supported silver-silica nanocomposite for adsorption of heavy metal ions from water,” Results Eng., vol. 15, no. May, 2022, Art. no. 100553, doi: 10.1016/j.rineng.2022.100553.

DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.9758

Các bài báo tham chiếu

Hiện tại không có bài báo tham chiếu



Ghi nhớ