Bộ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGUYỄN TÁT THÀNH Đơn vị chủ trì Trường Đại học Nguyễn Tất Thành BÁO CÁO TỎNG KẾT ĐỀ TÀI NCKH DÀNH CHO CÁN Bộ GIẢNG VIÊN 2020 Tên đề tài NGHIÊN CỨU TÔNG HỢP VẬT LI.
Bộ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGUYỄN TÁT THÀNH Đơn vị chủ trì: Trường Đại học Nguyễn Tất Thành BÁO CÁO TỎNG KẾT ĐỀ TÀI NCKH DÀNH CHO CÁN Bộ - GIẢNG VIÊN 2020 Tên đề tài: NGHIÊN CỨU TÔNG HỢP VẬT LIỆU CARBON AEROGEL TỪ NGUỒN NGUYÊN LIỆU BÃ MÍA VÃ ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG HẤP PHỤ DẦU sổ hợp đồng : 2020.01.152/HĐ-KHCN Chú nhiệm đề tài: CN Trương Chí Lâm Đơn vị cơng tác: Viện Kĩ thuật Công nghệ cao NTT Thời gian thực hiện: 06 tháng (Từ tháng 7/2020 đến tháng 12/2020) Các thành viên phối hợp cộng tác: STT Họ tên CN Trương Chí Lâm TS Nguyền Duy Trinh Chuyên ngành Cơ quan công tác Vật lý Đại học Nguyền Tất Thành Hóa học Đại học Nguyễn Tất Thành ThS Trần Văn Thuận Hóa học Đại học Nguyễn Tất Thành ThS Nguyễn Thị Thương Vật liệu Đại học Nguyền Tất Thành CN Nguyền Thị Hồng Thắm Hóa học Đại học Nguyền Tất Thành Ký tên MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CHỮ VIẾT TẨT DANH MỤC CÁC BẢNG BIẾU, sơ ĐỊ, HÌNH ẢNH TÓM TẮT KẾT QUẢ ĐÈ TÀI MỞ ĐẦU CHƯƠNG I TỐNG QUAN 1.1 Tình hình chung 1.1.1 Hiện trạng nước 1.1.2 Hiện trạng giới 1.2 Vật liệu Aerogel 10 1.2.1 Giới thiệu chung 10 1.2.2 Carbon Aerogel 10 1.2.3 Các nghiên cứu nước 11 CHƯƠNG NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN cứu 14 2.1 Quy trình tống họp vật liệu Carbon Aerogel từ nguồn nguyên liệu bã mía (CAB) 14 _ 2.1 Phương pháp nghiên cứu 15 2.1.1 Hóa chất, thiết bị dụng cụ thí nghiệm 15 2.1.2 Địa điếm nghiên cứu quan phối họp 16 2.1.3 Các cơng thức tính 16 2.2 Phương pháp đánh giá cấu trúc vật liệu 18 2.2.1 Kính hiến vi điện tử quét (Scanning Electron Microscope, SEM) 18 2.2.2 Phổ nhiều xạ tia X (XRD) 18 2.2.3 Phổ hồng ngoại (FT-IR) 18 2.2.4 Góc tiếp xúc với nước 18 CHƯƠNG KÉT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 19 3.1 Đánh giá bên 19 3.2 Ket đặc trưng cấu trúc 19 3.2.1 Kính hiển vi quét điện tử(SEM) 19 3.2.2 Nhiễu xạ tia X (XRD) 21 3.2.3 Phổ hồng ngoại FT-IR 21 3.2.4 Góc tiếp xúc với nước 22 3.3 Đánh giá khả hấp phụdầu:Diesel Oil (DO), Motor Oil (MO), Crude Oil (CO) vật liệu Aerogel Carbon Bã mía (CAB) 24 3.3.1 Khảo sát thời gian hấp phụ dầu bã mía thơ (BMT), Aerogel bà mía (AB), Carbon Aerogel Bã mía (CAB) .24 3.3.2 Khảo sát khả hấp phụ dầu cùa Carbon Aerogel Bã mía (CAB) dựa theo tỷ lệ dầu/nước 26 3.3.3 Khảo sát khả hấp phụ dầu cùa Carbon Aerogel Bã mía (CAB) dựa theo nồng độ muối 27 CHƯƠNG KÉT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 29 4.1 Kết luận 29 4.2 Kiến nghị 29 TÀI LIỆU THAM KHẢO .30 DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CHỦ VIẾT TẮT Ký hiệu Chữ viết tắt đầy đii/tiếng Anh Ý nghĩa tương ứng (nếu có) BMT Raw cane bagasse Bã mía thơ AB Aerogel Bagasse Aerogel Bã mía CAB Carbon Aerogel Bagasse Carbon Aerogel Bã mía SEM Scanning electron microscope Kính hiển vi điện tử quét XRD X-ray diffraction Nhiều xạ tia X FT1R Fourier transformation infrared Pho Hấp thụ Hồng Ngoại DANH MỤC CÁC BẢNG BIẾU, sơ ĐỊ, HÌNH ẢNH Hình Sơ đồ quy trình tổng hợp vật liệu CAB 14 Hình Góc tiếp xúc nuớc bề mặt ưa nước, kỵ nước, siêu kỵ nước[29] 17 Hình Kích thước AB (a) CAB (b), CAB đứng vừng mảnh 19 Hình Ảnh SEM BMT (a; b), AB (c; d), CAB (e; f) 20 Hình Phổ nhiễu xạ tia X BMT, AB, CAB 21 Hình Phổ FTIR BMT, AB, CAB 22 Hình Góc tiếp xúc với nước CAB (a), bọt khí xuất CAB nước (b) 23 Hình Thời gian hấp phụ tối đa: BMT (a), AB (b), CAB (c) dầu DO, MO, co 25 Hình Khả hấp phụ CAB theo tỷ lệ dầu/nước 27 Hình 10 Khả hấp phụ dầu cùa CAB theo nồng độ muối 28 DANH MỤC BẢNG Bảng Các vụ tràn dầu giới lớn từ trước đến Bảng Danh mục hóa chất sử dụng 15 Bảng Danh mục dầu sử dụng 15 Bảng Danh mục dụng cụ thí nghiệm 15 Bảng Danh mục thiết bị thí nghiệm 16 Bảng Danh sách quan hồ trợ phối hợp thực đề tài 16 Bảng So sánh CAB với nghiên cứu trước 23 Bảng So sánh khả hấp phụ với nghiên cứu trước 26 TÓM TẮT KẾT QUẢ ĐỀ TÀI Sản phẩn đăng ký thuyết minh Sản phẩm thực đạt - Vật liệu Carbon Aerogel bã mía - (CAB) (CAB) - 01 báo khoa học tạp chí - Quy trình cơng nghệ sản xuất CAB - Báo cáo đánh giá hiệu hấp phụ - Báo cáo đánh giá hiệu hấp phụ dầu/dung môi CAB dầu/dung môi bang CAB Thời gian đăng ký: từ ngày Quy trình cơng nghệ sản xuất CAB từ phế phẩm nông nghiệp từ phế phẩm nông nghiệp - 01 báo khoa học tạp chí quốc tế Scopus quốc te Scopus - Vật liệu Carbon Aerogel bã mía đến ngày Thời gian nộp báo cáo: ngày MỞĐẰU Sự cố tràn dầu mối quan tâm môi trường gia tăng Nó gây hại cho hệ sinh thái cạn nước Sự cố tràn dầu biển có tác động kinh tế nghiêm trọng hoạt động ven biển Cũng người khai thác tài nguyên biển Do đó, cộng đồng có nguy xảy thảm họa dầu mỏ phải lường trước hậu chuẩn bị cho chúng Sự cố tràn dầu có the xuất phát từ nhiều nguồn khác Từ kết nghiên cứu cho thấy, hàng năm giới có khoảng 3,5 triệu dầu từ tất nguồn bị đổ xuống biển Trong 400.000 tai nạn biển 700.000 thao tác từ tàu chở dầu 300.000 đố tháo nước dằn có lẫn dầu 50.000 thao tác đưa tàu lên đà sửa chừa Qua nhiều nghiên cứu thong kê cho thấy, ô nhiễm dầu ảnh hưởng nghiêm trọng Đặc biết hệ sinh vật phù du, tảo biến, rừng ngập mặn, hệ thủy - hải sản, du lịch hoạt động giải trí Dầu tràn gây hại cho sinh vật thành phần hóa học độc hại Điều ảnh hưởng đến sinh vật từ tiếp xúc bên với dầu Thông qua việc uống hít vào từ tiếp xúc bên ngồi thơng qua kích ứng da mắt Dầu có the làm chết số loài cá nhỏ động vật khơng xương sống Làm giảm khả trì nhiệt độ thể chim động vật có vú, Đe đạt hiệu xử lý cao, vật liệu cần đạt tính ưa dầu-kỵ nước, độ xốp cao, diện tích bề mặt lớn, dễ tong hợp, thân thiện mơi trường Vật liệu Carbon Aerogel bã mía xem loại vật liệu mới, có cấu trúc đa dạng sử dụng để làm chất hấp phụ loại bỏ chất độc môi trường Việc nghiên cứu thành công đề tài “Nghiên cứu tổng hợp vật liệu carbon aerogel từ nguồn nguyên liệu bã mía đảnh giá khả hấp phụ dầu” sở cho việc đa dạng hóa phương pháp vật liệu xử lý nhiễm mơi trường, ưu tiên biện pháp, vật liệu thân thiện môi trường phù hợp với điều kiện nghiên cứu Việt Nam CHƯƠNG I TĨNG QUAN 1.1 Tình hình Chung 1.1.1 Hiện trạng nước ò nhiễm dầu biến vấn đề giới quan tâm từ lâu Bien bị ô nhiễm sản phẩm dầu mỏ dạng lỏng khí, có nguồn gốc tự nhiên nhân tạo từ hoạt động biển đất liền Việc giám sát ô nhiễm dầu biển quốc gia ven bờ Việt Nam có ý nghĩa quan trọng nhiều góc độ môi trường kinh tế xẵ hội Biển Việt Nam kế cận noi có đường giao thơng biển quan trọng qua, tiềm dầu khí lớn việc thăm dị khai thác dầu khí triển khai khơng vùng nước nơng ven bờ mà cịn bắt đầu đẩy mạnh vùng nước sâu Khoảng 200 triệu dầu vận chuyển hàng năm qua vùng biển khoi Việt Nam từ Trung Đông tới Nhật Bản Triều Tiên [1] Các hoạt động thông thường kèm theo việc khai thác vận chuyến dầu gây tình trạng nhiễm nghiêm trọng dầu Ví dụ tàu chở dầu làm thoát biền tới 0,7% tải trọng chúng q trình vận chuyển thơng thường Sóng biển gió có chiều hướng đưa lượng dầu tấp vào bờ biến Việt Nam Các vụ rò rỉ tràn dầu Cục Môi trường thống kê tài liệu ke từ năm 1989 Vụ nghiêm trọng xảy hồi tháng 10 năm 1994 Tàu chở dầu Singapore đâm vào cầu tàu cảng Cát Lái sơng Sài Gịn gần thành phố Hồ Chí Minh làm tràn 1.700 tan dau gasoil Đợt ô nhiễm dầu biển Việt Nam nghiêm trọng từ trước đến xảy vào tháng đầu năm 2007 gây nhiều xúc đời sống xã hội Việt Nam nhiễm môi trường dầu tràn gây với diễn biến phức tạp phạm vi rộng, ảnh hưởng đen 20 tỉnh, thành phố ven biển Các vụ tràn dầu xảy nhiều ngun nhân, có gia tăng mật độ lại, thiếu kiểm sốt giao thơng biện pháp an tồn khơng phù họp số tàu chở dầu Các vụ tràn dầu có the xảy việc vệ sinh tàu chở dầu nước biến Thêm vào đó, cịn có lượng dầu tràn định xảy trình khai thác chế biến dầu dàn khoan sở ven bienf ] Ngoài ra, dầu tràn chứa độc tố làm tổn thương hệ sinh thái, gây suy vong hệ sinh thái Bởi dầu chứa nhiều thành phần khác hydrocarbon kim loại vi lưọng (tức chì, cadmium, crơm, đồng, v.v.)[2], làm biến đổi, phá hủy cấu trúc tế bào sinh vật, có gây chết quần Hơn nữa, nước bị ô nhiễm dầu gây tác động bất lợi cho sức khỏe người; ví dụ, số triệu chứng thường xảy tiếp xúc, chẳng hạn khó chịu, đau đầu, buồn nơn, đau mắt, tiêu chảy, ngứa da, ,[3][4] Dầu thấm vào cát, bùn ven biến có the ảnh hưởng thời gian dài Đã có nhiều trường hợp lồi sinh vật chết hàng loạt tác động cố tràn dầu Do đó, co mơi trường tràn dầu xem dạng cố gây tổn thất kinh tế lớn nhất, loại cố môi trường người gây Hiện việc xác định vị trí dầu tràn khắc phục cố Việt Nam nhiều hạn chế, sở pháp luật trang thiết bị, phương tiện kỳ thuật chuyên dụng để khắc phục ô nhiễm tràn dầu 1.1.2 Hiện trạng giới Bảng Các vụ tràn dầu giới lớn từ trước đến Năm Khối lượng dầu tràn (tấn) Kuwait, Vịnh Ba tư 1991 «1,280,000 Vịnh Campeche, Mexico 1979 «530,000 Trinidad Tobago, Tây Ản 1979 «335,000 Uzbekistan 1992 «332,000 Nowruz Field Platform, vịnh Ba Tư 1983 «303,000 Bờ biền Angola 1991 «303,000 Ngồi khơi vịnh Saldanha, Nam Phi 1983 «298,000 Vùng biến ngồi khơi Pháp 1978 «260,000 1988 «163,000 Genoa, Italy 1991 «83,000 Nga 2020 «20,000 Noi diễn 700 hải lý khơi bờ biển Nova Scotia, Canada Sự cố tràn dầu biển nguy hiểm khó xử lý nhiêu so với đất liền, gió sóng biển làm vết dầu nhánh chống loang diện rộng [5] Có ba phương pháp biến xử lý dầu tràn: + Phương pháp vật lý: thu hồi dầu mặt nước phao quay noi (boom) thiết bị hút dầu (skimmers), thu hồi dầu bờ thiết bị xúc bốc vật liệu bị nhiềm dầu sử dụng vật liệu thấm dầu.Dùng loại phao quây khoanh vùng không đe dầu tràn xa, hút tái chế + Phương pháp hóa học: phân tán dầu biến chất hóa học (chất phân tán, chất hoạt động bề mặt, chất keo tụ ), đốt chồ chuyến đến vị trí khác để xử lý Sử dụng hóa chất làm két tủa trung hòa dầu tràn, thường thực băng phương tiện trực thăng phạm vi rộng lớn + phương pháp sinh học: sử dụng chế phàm vi sinh kích q trình sinh trưởng phát trien số loài vi sinh vật phân hủy dầu, nguồn hydrocacbon dầu sử dụng làm nguồn cacbon nhất, sản phàm phân hủy hydrocarbon vi sinh nguồn chất để sinh trưởng cho vi sinh vật khác Phương pháp sinh học phương pháp xử lý dầu tràn có hiệu an tồn cho mơi trường nay, sử dụng sau biện pháp ứng cứu nhanh Trong trình sinh trưởng phát triến số loài vi sinh vật, nguồn hydrocacbon dầu có the sử dụng làm nguồn cacbon nhất, sản phẩm phân hủy hydrocarbon vi sinh lại nguồn chất để sinh trưởng cho vi sinh vật khác Hydrocacbon oxy hóa, bẻ mạch sản phẩm sau chất đơn giản: axit hữu cơ, co2, nước sinh khối vi sinh vật sản phẩm không gây ô nhiễm cho môi trường Khi nguồn hydrocarbon tiêu thụ hết sinh khối vi sinh vật tự bị phân rã theo chu trình sinh hóa so lượng vi sinh vật lại trở điều kiện ban đầu Trong năm gần đây, nhiều nghiên cứu triến khai nhằm tìm phương pháp giúp làm dầu tràn xử lý nước thải chứa dầu [6] Trong số phương pháp trên, kỹ thuật hấp phụ nhà khoa học tin tưởng có the giúp loại bở dầu tràn hiệu với chi phí sản xuất thấp, tống hợp dề dàng, thân viện với môi trường, khả tái sử dụng cao [5], Nhưng hầu hết vật liệu hấp phụ dầu nước dẫn đến trend, Pin Hao et al [15]synthesized Carbon Aerogel from intoxicated bagasse by Sol-Gel method to study electrode material from which it is possible to manufacture energy storage devices with low cost Yuan-Qing Li et al [9], synthesizing Squash Squash Carbon Aerogel (WCA) showed high oil and organic solvents adsorption capacity and high recycling efficiency.WCA water contact angle is about 135 °., showing its intrinsic hydrophobicity The absorption capacity of gasoline, diesel, and crude oil are 24, 27, and 25 times respectively compared to the original volume The reuse adsorption and distillation process were repeated times, the results showed that the adsorption capacity decreased significantly from 76% to 48% of the WCA recovery Following Yuan-Qing Li's study, Yue Jiao et al [11] replaced the material source with bamboo, giving similar adsorption efficiency Along with the above research results, there are also some studies on Carbon Aerogel from different agricultural sources such as grapefruit peel [16], durian peel [17] [18], apple [19], banana peel [20], coconut fiber [21] showed good adsorption capacity In addition, a number of other adsorbents have also been published by scientists in recent years Author Nguyen Thi Hong Nhung et al [22] studied the adsorption kinetics of Rhodamine B pigments by fruit peels including orange peel, grapefruit peel, and passion fruit peel The results show that the adsorption process conforms to Freundlich isothermal model The effectiveness of dye removal increases significantly with increasing adsorption dose, passion fruit peel 43-98%, pomelo peel 67-94%, orange peel 57-93% Nguyen Duy Trinh et al [23] have successfully synthesized the magnetic material of exfoliating graphite material EG / CoFe2O4 and applied it in the adsorption of diesel (DO), Fuel Oil (FO), and crude oil (CO), the highest adsorption capacity for FO (54.13g / g) and slightly lower values for co and DO (50.79 and 42.12 g / g respectively) per g of the adsorbent, respectively, quick within 5-6 minutes Following that success, Nguyen Thi Thuong et al [24], successfully synthesized the magnetic material of the exfoliating graphite material EG I MnFe2O4 and applied it in the adsorption of diesel (DO) and crude oil (CO) ) The maximum adsorption capacity of DO and co is about 32.2 g DO and 33.07 g co per g of the adsorbent, occurring rapidly within 5-6 minutes These research works bring high scientific value and practical applications in environmental treatment, especially water pollution caused by oil spills However, the synthesis of Carbon Aerogel from bagasse using a simple hydrothermal process and application as an oil adsorbent has not been announced Therefore, in this topic, we use a simple hydrothermal method, make use of available raw materials, develop new material in the field of adsorption to treat water contaminated by oil spills by CAB Materials and method 2.1 Materials Raw bagasse (BMT) after collection is washed several times with clean water, removed impurities, dried, and cut into segments 2xlxl cm in size 2.2 Preparation of Bagasse Aerogel (CAB) Prepared BMT soaked in distilled water at room temperature Wet BMT is put into Teflon, hydrothermal at 180°C at 10 hours The resulting product is a hydrogel The hydrogel is soaked in water at 60 ° c for 48 hours to remove lignin and hemicellulose Freeze dry at 80°C, 84 Pa, 96 hours, obtained AB Heat N2 800°C, get CAB hour Figure BMT (a), bagasse after hydrothermal (b), AB (c), CAB (d) 2.3 The calculation formulas The density and porosity of the CAB are found based on its mass and volume The lower the density, the higher the adsorption capacity The density of CAB is calculated by the formula: Pcab = (g/cm3) Where m and V are the mass and volume of CAB, respectively [25] The porosity of the CAB is calculated by the formula: Pcab = (1 - — i X 100% (%) V Pc ' Where Pcab and pc are the density of CAB and pc=2 g/cm3 respectively (typical density values of black and activated carbon) [9] [26] The angle of contact with water of the CAB is calculated using the Young's equation: COS0=^SL (o) Ylv Where Ysv, Ysl> Ylv are surface tension between solid and gas phases, solid and liquid, liquid and gas respectively [5] For hydrophilic material surfaces, the water droplets from a contact angle of less than 90° For hydrophobic material surfaces, water droplets remain spherical with a contact angle of 90° to less than 150°, and the superhydrophobic material surface has a contact angle of over 150° [27] CAB oil adsorption test for DO, MO, co oil is performed by three factors by fixing the weight of CAB and changing factors of time 10-60 seconds respectively, the weight of oil and water, oil weight, and salt concentration Each experiment was repeated three times to obtain an average parameter Determine the adsorption capacity by the formula: X= (g/g) Where X, ml, and m2 are the adsorption capacity of CAB, the CAB mass before and after adsorption 2.4 Characterization To evaluate the structure of CAB materials, the morphology of CAB was checked by scanning Electron Microscope (SEM) on the JSM 740IF device of Jeol company X-ray diffraction spectra (XRD) with scanning speed of 0.2 / s, scanning angle of theta from to 60° was analyzed on the Diffractometer D8 - ADVANCE X-ray machine The infrared spectrum (FT-IR) was analyzed on the OPUS Bruker Tensor 27 FT-IR infrared spectrometer The angle of contact with water is measured on the Phoenix 300 machine of SEO-Korea Results and Discussion The process of pyrolysis of CAB takes place at a high temperature of 800°C in the N2 gas environment, and organic compounds are removed [10] This leads to CAB (Figure 3.b) having a smaller size than AB (Figure 3.a) Results showed that a CAB sample (Figure 3.c) with a weight of 0.21 g was light enough to stand firmly on a thin leaf Figure Dimensions of AB (a) and CAB (b), CAB standing firmly on a thin leaf 3.1 SEM morphology Aerogel morphology at different steps is characterized by SEM images The results showed that (Fig a-b) well-organized cells in an almost rectangular structure, pores with relatively smooth wall surface were found at several tens of micrometers in size After the hydrothermal process (Figure c-d), a number of quasi-spherical particles with irregular sizes appeared around the surface, indicating that the sugar inside the sugarcane cell was carbonized [28] The surface becomes rough, pores appear more and closely linked together after complete pyrolysis (Figure 4.e-f) SEM results show that successfully removing sugar from the cell, rough surface and many pores, brings good hydrophobicity to the material Figure SEM image of BMT (a; b), AB (c; d), CAB (e; f) 3.2 X-ray diffraction (XRD) XRD patterns are shown in Figure Results show that all three samples respectively BMT, AB, CAB showed a peak at about 21.5° (peak 002) The BMT sample showed the narrowest peak at 26 = 22.28° which showed the graphitic carbon structure of the precursor [29] CAB (peak 002) has a wider peak than BMT and AB because coal crystals have been pyrolysis at high temperatures In addition, CAB also showed another wide peak at about 20=43.3° corresponding to the top (100) of the surface of the carbon structure The wider peaks show that the carbon structure is amorphous [17] fov (002) (1OO) J, ị -1 - ' 1—'—’ - - ' 20 10 30 40 1—' - - ’ 50 60 Theta (Degree) Figure X-ray diffraction spectra of BMT, AB, CAB 3.3 FT-IR infrared spectrum FTIR spectra of the samples are shown in figure Specifically, the FTIR spectrum of BMT shows clear characteristic bands such as -OH (3343 cm-1 and 1372 cm’1), c = o (1060 cm’1), CH (2908cm’1, 873cm’1, 673cm’1), co (2360cm’1) BMT is rich in functional groups such as hydroxyl, Aiken, and carbonyl, AB showed that the absorption intensities of the vertices were weaker than BMT, and had a peak converted to 1364 cm’1 compared to previously 1372 cm’1 This may be due to the formation of several carbohydrate dehydration products during hydrothermal processes, such as hydroxymethylfurfural and furfural The characteristic sequences of CAB such as -OH, c = o, C-H expand or disappear Shows functional groups reduced in hydrothermal and pyrolysis Make the material hydrophobic [17] 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 Wavenumber (cm'1) Figure FTIR spectrum of BMT, AB, CAB 3.4 Angle in contact with water Figure shows the water droplets on the surface of the CAB material CAB (Figure 7.a) is pyrolysis at 800 °C to create a good hydrophobic surface with a contact angle of 121° While samples BMT and AB have a contact angle of 0° respectively When you put CAB in a cup of water (Figure 7.b) with the impact of external force, silver-white bubbles appear around the CAB forming a cover to prevent water penetration Figure Angle of contact with water of CAB (a), air bubbles appear between CAB and water (b) Table Comparison of CAB with previous studies Material Winter melon carbon aerogel (WCA) Cabbage carbon aerogel (CCA-600) Carbon aerogel Durian shell (DSCA) Wood-derived porous carbon (WPC) Density Angle in contact (g/cm3) with water (°) Ref 0.048 135 [9] 0.048 76.2 [30] 0.0405 112.26 [17] 0.197 112.7 [31] 0.015 149.3 [20] 0.058 121 Panana peel/waste paper hybrid aerogel (BPWP) Bagasse Carbon Aerogel (CAB) 3.5 This work Evaluate the oil adsorption capacity: Diesel Oil (DO), Motor Oil (MO), Crude Oil (CO) of Aerogel Carbon Material Bagasse (CAB) Investigation of oil absorption time of raw bagasse (BMT), Bagasse Aerogel (AB), Carbon Aerogel Bagasse (CAB) The adsorption capacity of CAB has been studied for Diesel Oil (DO), Motor Oil (MO), Crude Oil (CO) and compared with BMT (Figure 8.a), AB (Figure 8.b) Figure illustrates the contact time between the material and the adsorbent to determine the adsorption rate BMT (Figure 8.a) shows that the starting raw material has a low maximum adsorption capacity Specifically, the maximum adsorption of BMT within 50 seconds for oil DO 10 (5.74 g/g), MO (8.1 g/g), and co (6.6 g/g) Most of the sugar may be still abundant in the pores, leading to unstable adsorption of BMT AB (Figure 8.b) The freeze-drying process maximally excites the pores leading to a fast adsorption time, within 20 seconds for the maximum adsorption rate for DO oil (5.27 g/g ), MO (9.2 g/g), and CO (8.21 g/g) CAB (Figure 8.c) showed that the maximum adsorption capacity of CAB was achieved within 20 seconds for DO, MO, and co Specifically, the adsorption of CAB for DO oil (7.35 g/g), MO oil (10.95 g/g), co oil (18.18 g/g) This is likely due to the greater co viscosity, which results in a higher density of the oil molecules occupied in the pores [32] Comparing with the results of BMT and AB shows, the maximum adsorption capacity of CAB for DO oil was not significantly improved 20 -| a P^DO I g^DO I Imp gssgco Imo ^co 18- 30 Time (s) Figure Maximum adsorption time: BMT (a), AB (b), CAB (c) for oil DO, MO, co ll Table Comparison of adsorption capacity with previous studies Adsorption capacity (g / g) Material Ref DO MO CO 8.4 - 10.6 [33] 14 - 17.5 [34] 20 22 - [35] 32.2 - 33.07 [24] Silica aerogels - 15.1 11.7 [36] Bagasse Carbon Aerogel (CAB) 7.35 10.95 18.18 This work Carbonaceous aerogel (PDMSCA) Superhydrophobic/superoleophilic sawdust Wood aerogels MnFe2O4-Decorated Expanded Graphite Investigation of oil adsorption capacity of Carbon Aerogel Bagasse (CAB) based on the ratio of oil/water Figure shows the effect of 30 mL of water on the amount of oil applied to the surface of the water The results showed that the adsorption capacity of CAB for DO oil (from 6.95 to 7.31 g/g) and MO oil (from 9.89 to 10.73 g/g) changed insignificantly compared to figure 8.C While the adsorption capacity of CAB for co oil causes small fluctuation (from 18.07 to 16.88 g/g) 12 Figure The adsorption capacity of CAB according to the oil I water ratio Investigation of the oil adsorption capacity of Carbon Aerogel Bagasse (CAB) based on the salt concentration Using CAB material on the marine environmental scale, where oil spills are frequent, the salinity of the seawater can affect the adsorption capacity of the CAB The adsorption capacity of CAB for DO, MO, co oils has a concentration of 15 g oil/30 mL H2O/l-3% NaCl (Figure 10) The results showed that seawater salinity slightly affected the adsorption capacity of CAB to DO and MO oils and caused fluctuations for CO oil (14.78 g/g) compared to the highest result (Figure 9) adsorption survey test on the ratio of oil/water (18.07 g/g) 13 Figure 10 CAB'S oil adsorption capacity according to salt concentration Conclusions In this study, we have successfully synthesized CAB material by simple hydrothermal method This method is completely green, does not use any chemicals during the process, uses cheap raw materials such as bagasse The results showed that CAB has a density and porosity of 0.058 g/cm3 and 97.1%, respectively, good hydrophobia with an angle of contact with water is 121° Excellent oil adsorption capacity is 7.35 respectively; 10.95; 18.18 times for DO, MO, co oil in 20 seconds The ability to adsorb co oil according to salt concentration decreases about times compared with the initial adsorption results Therefore, the CAB material in our study shows a promising application in the field of colon oil treatment References [1] N K A Nguyen Dinh Duong, Ho Le Thu, Le Van Anh, “Oil pollution in Vietnam and neighboring sea.” Vietnam Journal of Earth Sciences, 2013, doi: doi.org/10.15625/0866-7187/35/4/4130 [2] B Ordinioha and s Brisibe, “The human health implications of crude oil spills in 14 the Niger delta, Nigeria: An interpretation of published studies,” Niger Med J., vol 54, no l,p 10, 2013, doi: 10.4103/0300-1652.108887 [3] B Laffon, E Pásaro, and V Valdiglesias, “Effects of exposure to oil spills on human health: Updated review,” J Toxicol Environ Heal Part B, vol 19, no 3-4, pp 105-128, May 2016, doi: 10.1080/10937404.2016.1168730 [4] J Michel and M Fingas, “Oil Spills: Causes, Consequences, Prevention, and Countermeasures,” 2016, pp 159-201 [5] s Gupta and N.-H Tai, “Carbon materials as oil sorbents: a review on the synthesis and performance,” J Mater Chern A, vol 4, no 5, pp 1550-1565, 2016, doi: 10.1039/C5TA08321D [6] R Wahi, L A Chuah, T s Y Choong, z Ngaini, and M M Nourouzi, “Oil removal from aqueous state by natural fibrous sorbent: An overview,” Sep Purif Technol.,Nữ\ 113, pp 51-63, Jul 2013, doi: 10.1016/j.seppur.2013.04.015 [7] A Tuteja et al., “Designing Superoleophobic Surfaces,” Science (80- )., vol 318, no 5856, pp 1618-1622, Dec 2007, doi: 10.1126/science.l 148326 [8] s Chandrasekaran, p G Campbell, T F Baumann, and M A Worsley, “Carbon aerogel evolution: Allotrope, graphene-inspired, and 3D-printed aerogels,” J Mater Res., vol 32, no 22, pp 4166-4185, Nov 2017, doi: 10.1557/jmr.2017.411 [9] Y.-Q Li, Y A Samad, K Polychronopoulou, s M Alhassan, and K Liao, “Carbon Aerogel from Winter Melon for Highly Efficient and Recyclable Oils and Organic Solvents Absorption,” ACS Sustain Chem Eng., vol 2, no 6, pp 14921497, Jun 2014, doi: 10.102l/sc50016lb [10] s Yang, L Chen, L Mu, B Hao, and P.-C Ma, “Low cost carbon fiber aerogel derived from bamboo for the adsorption of oils and organic solvents with excellent performances,” RSC Adv., vol 5, no 48, pp 38470-38478, 2015, doi: 10.1039/C5RA03701H [11] Y Jiao, c Wan, and J Li, “Synthesis of carbon fiber aerogel from natural bamboo fiber and its application as a green high-efficiency and recyclable adsorbent,” Mater Des., vol 107, pp 26-32, Oct 2016, doi: 10.1016/j.matdes.2016.06.015 [12] s Shukla et al., “Sustainable Graphene Aerogel as an Ecofriendly Cell Growth Promoter and Highly Efficient Adsorbent for Histamine from Red Wine,” ACS Appl Mater Interfaces, vol 11, no 20, pp 18165-18177, May 2019, doi: 10.1021/acsami.9b02857 [13] M Gagic, E Jamroz, s Krizkova, V Milosavljevic, p Kopel, and V Adam, “Current Trends in Detection of Histamine in Food and Beverages,” J Agric Food Chern., vol 67, no 3, pp 773-783, Jan 2019, doi: 10.1021/acs.jafc.8b05515 [14] X.-X Dong et al., “Portable amperometric immunosensor for histamine detection using Prussian blue-chitosan-gold nanoparticle nanocomposite films,” Biosens Bioelectron., vol 98, pp 305-309, Dec 2017, doi: 10.1016/j.bios.2017.07.014 [15] p Hao et al., “Hierarchical porous carbon aerogel derived from bagasse for high performance supercapacitor electrode,” Nanoscale, vol 6, no 20, pp 12120-12129, 2014, doi: 10.1039/C4NR03574G 15 [16] L Zhu, Y Wang, Y Wang, L You, X Shen, and s Li, “An environmentally friendly carbon aerogels derived from waste pomelo peels for the removal of organic pollutants/oils,” Microporous Mesoporous Mater., vol 241, pp 285-292, Mar 2017, doi: 10.1016/j.micromeso.2016.12.033 [17] Y Wang, L Zhu, F Zhu, L You, X Shen, and s Li, “Removal of organic solvents/oils using carbon aerogels derived from waste durian shell,” J Taiwan Inst Chern Eng., vol 78, pp 351-358, Sep 2017, doi: 10.1016/j.jtice.2017.06.037 [18] K Lee, L Shabnam, s N Faisal, V c Hoang, and V G Gomes, “Aerogel from fruit biowaste produces ultracapacitors with high energy density and stability,” J Energy Storage, vol 27, p 101152, Feb 2020, doi: 10.1016/j.est.2019.101152 [19] N Wang et al., “Low-cost and environment-friendly synthesis of carbon nanorods assembled hierarchical meso-macroporous carbons networks aerogels from natural apples for the electrochemical determination of ascorbic acid and hydrogen peroxide,” Anal Chim Acta, vol 1047, pp 36-44, Jan 2019, doi: 10.1016/j.aca.2018.09.052 [20] X Yue, T Zhang, D Yang, F Qiu, and z Li, “Hybrid aerogels derived from banana peel and waste paper for efficient oil absorption and emulsion separation,” J Clean Prod., vol 199, pp 411-419, Oct 2018, doi: 10.1016/j.jclepro.2018.07.181 [21] M Fauziyah, w Widiyastuti, and H Setyawan, “Sulfonated carbon aerogel derived from coir fiber as high performance solid acid catalyst for esterification,” Adv Powder Technol., vol 31, no 4, pp 1412-1419, Apr 2020, doi: 10.1016/j.apt.2020.01.022 [22] N T H Nhung, B T p Quynh, p T T Thao, H N Bich, and B L Giang, “Pretreated Fruit Peels as Adsorbents for Removal of Dyes from Water,” IOP Conf Ser Earth Environ Sci., vol 159, p 012015, Jun 2018, doi: 10.1088/17551315/159/1/012015 [23] L G B Pham Van Thinh, Nguyen Thi Thuong, Trinh Duy Nguyen, Nguyen Thi Nhat Linh, Tran Manh Hoang, Vo Ngoc Thuan, Le Xuan Tien, Bui Thi Phuong Quynh, “Studying Properties of Expanded Graphite Coated With CoFe2O4 Particles, Application to Remove Oil Spills Article history Abstract.” [24] H D Tuan Nguyen et al., “The Preparation and Characterization of MnFe2O4Decorated Expanded Graphite for Removal of Heavy Oils from Water,” Materials (Basel)., vol 12, no 12, p 1913, Jun 2019, doi: 10.3390/mal2121913 [25] X Zhang, L p Kwek, D K Le, M s Tan, and H M Duong, “Fabrication and Properties of Hybrid Coffee-Cellulose Aerogels from Spent Coffee Grounds,” Polymers (Basel)., vol 11, no 12, p 1942, Nov 2019, doi: 10.3390/polyml 1121942 [26] A V Kurdyumov et al., “Structure of the dense amorphous carbon phase synthesized in a mixture with diamond as a result of shock compression of carbon black,” Diam Relat Mater., vol 20, no 7, pp 974-979, Jul 2011, doi: 10.1016/j.diamond.2011.05.019 [27] p Ragesh, V Anand Ganesh, s V Nair, and A s Nair, “A review on ‘self cleaning and multifunctional materials,’” J Mater Chem A, vol 2, no 36, pp 14773-14797, 2014, doi: 10.1039/C4TA02542C 16 [28] Y.-Ọ Li, Y A Samad, K Polychronopoulou, and K Liao, “Lightweight and Highly Conductive Aerogel-like Carbon from Sugarcane with Superior Mechanical and EMI Shielding Properties,” ACS Sustain Chern Eng., vol 3, no 7, pp 14191427, Jul 2015, doi: 10.1021/acssuschemeng.5b00340 [29] X Zhang et al., “Mechanically robust and highly compressible electrochemical supercapacitors from nitrogen-doped carbon aerogels,” Carbon N Y., vol 127, pp 236-244, Feb 2018, doi: 10.1016/j.carbon.2017.10.083 [30] T Cai, H Wang, c Jin, Ọ Sun, and Y Nie, “Fabrication of nitrogen-doped porous electrically conductive carbon aerogel from waste cabbage for supercapacitors and oil/water separation,” J Mater Sci Mater Electron., vol 29, no 5, pp 4334-4344, Mar 2018, doi: 10.1007/s 10854-017-8381-5 [31] c Liang, H Qiu, p Song, X Shi, J Kong, and J Gu, “Ultra-light MXene aerogel/wood-derived porous carbon composites with wall-like ‘mortar/brick’ structures for electromagnetic interference shielding,” Sci Bull., vol 65, no 8, pp 616-622, Apr 2020, doi: 10.1016/j.scib.2020.02.009 [32] N H Vinh et al., “Magnetic NiFe /Exfoliated Graphite as an Efficient Sorbent for Oils and Organic Pollutants,” J Nanosci Nanotechnol., vol 18, no 10, pp 6859-6866, Oct 2018, doi: 10.1166/jnn.2018.15718 [33] z Wang, p Jin, M Wang, G Wu, c Dong, and A Wu, “Biomass-Derived Porous Carbonaceous Aerogel as Sorbent for Oil-Spill Remediation,” ACS Appl Mater Interfaces, vol 8, no 48, pp 32862-32868, Dec 2016, doi: 10.1021/acsami.6bl 1648 [34] D Zang, F Liu, M Zhang, z Gao, and c Wang, “Novel superhydrophobic and superoleophilic sawdust as a selective oil sorbent for oil spill cleanup,” Chem Eng Res Des., vol 102, pp 34-41, Oct 2015, doi: 10.1016/j.cherd.2015.06.014 [35] z Zhu, s Fu, and L A Lucia, “A Fiber-Aligned Thermal-Managed Wood-Based Superhydrophobic Aerogel for Efficient Oil Recovery,” ACS Sustain Chern Eng., vol 7, no 19, pp 16428-16439, Oct 2019, doi: 10.1021/acssuschemeng.9b03544 [36] D Wang, E McLaughlin, R Pfeffer, and Y s Lin, “Adsorption of oils from pure liquid and oil-water emulsion on hydrophobic silica aerogels,” Sep Purif Technol., vol 99, pp 28-35, Oct 2012, doi: 10.1016/j.seppur.2012.08.001 17 ... khuấy từ VELP ® Scientifica Máy đơng khơ OPERON 2.2.2 Địa điếm nghiên cứu co’ quan phối hợp Đe tài ? ?Nghiên cứu tống hợp vật liệu Carbon Aerogel từ nguồn nguyên liệu bã mía đảnh giả hấp phụ dầu" ... mía (AB), Carbon Aerogel Bã mía (CAB) .24 3.3.2 Khảo sát khả hấp phụ dầu cùa Carbon Aerogel Bã mía (CAB) dựa theo tỷ lệ dầu/ nước 26 3.3.3 Khảo sát khả hấp phụ dầu cùa Carbon. .. trường Vật liệu Carbon Aerogel bã mía xem loại vật liệu mới, có cấu trúc đa dạng sử dụng để làm chất hấp phụ loại bỏ chất độc môi trường Việc nghiên cứu thành công đề tài ? ?Nghiên cứu tổng hợp vật liệu