Nghiên cứu hấp phụ thuốc nhuộm methylene blue trong môi trường nước bằng than sinh học từ sinh khối cây mai dương

VNU Journal of Science: Earth and Environmental Sciences, Vol 37, No (2021) 43-54 Original Article Study on Adsorption of Methylene Blue from Aqueous Solution by Biochar Derived from Mimosa Pigra Plant Nguyen Xuan Cuong* Duy Tan University, 120 Hoang Minh Thao, Da Nang 550000, Vietnam Received 02 March 2020 Revised 14 September 2020; Accepted 25 September 2020 Abstract: Biochar from mimosa pigra was studied to remove methylene blue (MB) from aqueous solution The properties of biochars were determined using Fourier Transform Infrared, scanning electron microscope, and Brunauer–Emmett–Teller The biochar achieved the yield of 24.62 % at 500 oC pyrolysis The specific surface area of the biochar is 285.53 m2/g, the total pore size is 0.153 cm3/g and the ash content is 2.79% The optimal dose of removing MB of the biochar is g/L and the optimal pH is - 10 MB removal reached over 80% in the first 30 min, followed by a stable period of 120 to 360 reaching over 90% of removal Maximum adsorption capacity reached 20.18 mg/g at 25 oC MB adsorption data is suitable for kinetic models in order: Avrami > Elovich > PSO > PFO The adsorption process may comprise physical and chemical adsorption and multiple stages Keywords: Biochar, methylene blue, dye, mimosa pigra, adsorption.  Corresponding author E-mail address: nguyenxuancuong4@duytan.edu.vn https://doi.org/10.25073/2588-1094/vnuees.4582 43 44 N X Cuong / VNU Journal of Science: Earth and Environmental Sciences, Vol 37, No (2021) 43-54 Nghiên cứu hấp phụ thuốc nhuộm methylene blue môi trường nước than sinh học từ sinh khối mai dương Nguyễn Xuân Cường* Trường Ðại học Duy Tân, 120 Hoàng Minh Thảo, Ðà Nẵng 550000, Việt Nam Nhận ngày 02 tháng năm 2020 Chỉnh sửa ngày 14 tháng năm 2020; Chấp nhận đăng ngày 25 tháng năm 2020 Tóm tắ t: Thuốc nhuộm methylene blue (MB) tác nhân gây nhiễm nguồn nước, mai dương loài thực loài thực vật xâm hại - ảnh hưởng đế n môi trường tự nhiên Việc sử dụng mai dương chế tạo than sinh học (TSH) vừa tạo vật liệu để xử lý thuốc nhuộm MB vừa góp phần bảo tồn mơi trường và thiên nhiên Đă ̣c trưng của TSH đươ ̣c xác đinh ̣ gồm có: quang phở hờ ng ngoa ̣i, kính hiể n vi điê ̣n tử quét và diê ̣n tích bề mă ̣t riêng TSH đươ ̣c chế ta ̣o ở nhiê ̣t đô ̣ 500 oC và thu đươ ̣c 24,62% sản lươ ̣ng Diện tích bề mă ̣t riêng TSH 285,53 m2/g và tổ ng lỗ rỗ ng đạt 0,153 cm3/g Liề u lươ ̣ng TSH tố i ưu loa ̣i bỏ MB là g/L và pH tố i ưu là - 10 Hiê ̣u quả hấ p phu ̣ MB đa ̣t 80% 30 phút đầ u tiên, tiế p theo là giai đoa ̣n ổ n đinh ̣ từ 120 đế n 360 phút Giá trị hấp phụ MB cực đại theo mơ hình Langmuir đạt 20,18 mg/g 25 oC Dữ liê ̣u thí nghiê ̣m phù hơ ̣p với các mô hình đô ̣ng ho ̣c theo thứ tự: Avrami > Elovich > đô ̣ng ho ̣c bâ ̣c > đô ̣ng ho ̣c bâ ̣c Cơ chế loa ̣i bỏ MB có thể bao gồ m hấ p phu ̣ hóa-lý và đa giai đoa ̣n Từ khóa: Than sinh ho ̣c, thuố c nhuô ̣m, hấ p phu ̣, mai dương, methylene blue Mở đầu* Ngành dệt nhuộm sử du ̣ng nhiề u nhóm thuố c nhuô ̣m nhân tạo gốc Azo methylene blue (MB) [1, 2] Thuốc nhuộm nói chung khơng gây màu cho nước thải, mà còn là tác nhân ô nhiễm cho người và mơi trường [1, 3] Trong đó, MB hợp chất dị vòng tạo màu xanh lam nước thường sử dụng công nghiệp dệt nhuộm lĩnh vực dược phẩm Theo thống kê, với 10 - 15% thuốc nhuô ̣m thải bỏ - chiế m từ 15 đến 20% tổ ng lươ ̣ng nước thải, ngành công nghiệp dê ̣t nhuô ̣m đươ ̣c xem là mô ̣t những ngành ô nhiễm nhấ t thế giới [4] Để xử lý thuố c nhuô ̣m, có nhiề u phương phá p keo tu ̣, oxy hó a nâng cao, công nghê ̣ mà ng, và hấ p phu ̣ Tuy nhiên, cá c phương * Tác giả liên hệ Địa email: nguyenxuancuong4@duytan.edu.vn https://doi.org/10.25073/2588-1094/vnuees.4582 phá p nà y thườ ng có chi phí lớ n và có thể gây ô nhiễm thứ cấ p [5] Trong đó , phương phá p hấ p phu ̣ có ưu điể m là rẻ tiề n, hiê ̣u quả cao và dễ vâ ̣n hà nh [6, 7], đươ c̣ mở rô ̣ng nghiên cứ u và ứ ng du ̣ng cho khử mà u nướ c thả i TSH là vâ ̣t liê ̣u cacbon chi phí thấ p, có tiề m lớ n hấ p phu ̣ thuố c nhuô ̣m từ môi trườ ng nướ c Mô ̣t số nghiên cứ u trướ c đã sử du ̣ng TSH cho loa ̣i bỏ MB môi trườ ng nướ c [8-11] nhiều loại sinh khối sử dụng để chế tạo TSH gỗ sồi [3], bả mía [6], phân heo [11], phân gà [12], bùn thải [13], thân cỏ [14] Năng lực hấp phụ MB cực đại từ nghiên cứu cho thấy có khác lớn loại TSH, ví dụ: hấp phụ cực đại đạt 1,623 mg/g TSH từ thực vật [8], 33 mg/g TSH từ bùn thải [15], 7,2 mg/g TSH từ chất thải [16] N X Cuong / VNU Journal of Science: Earth and Environmental Sciences, Vol 37, No (2021) 43-54 Các nghiên cứu này chỉ rằ ng, kế t quả và đô ̣ng ho ̣c hấ p phu ̣ thuố c nhuộm bằ ng TSH phu ̣ thuô ̣c rấ t lớn vào nguyên liê ̣u thô Điề u này cho thấ y, viê ̣c nghiên cứu và thử nghiê ̣m nhiề u loa ̣i nguyên liê ̣u mới để đánh giá khả hấ p phu ̣ thuố c nhuô ̣m, góp phầ n mở rô ̣ng ứng du ̣ng của TSH là rấ t cầ n thiế t Nghiên cứu này ta ̣o TSH từ thân mai dương - là mô ̣t loa ̣i xâm ̣i, mọc nhiều ngồi mơi trường tự nhiên và có ̣i cho môi trường, đồ ng thời là mô ̣t nguyên liê ̣u chưa đươ ̣c sử du ̣ng để chế ta ̣o TSH Mu ̣c tiêu nghiên cứu là nhằ m đánh giá khả và đô ̣ng ho ̣c hấ p phu ̣ MB bằ ng TSH từ mai dương Các thí nghiê ̣m nghiên cứu này đươ ̣c thực hiê ̣n theo da ̣ng mẻ quy mô phòng thí nghiê ̣m với các đă ̣c trưng của TSH đươ ̣c xác đinh ̣ gồ m: quang phổ hồ ng ngoa ̣i (FTIR), ảnh kính hiể n vi điê ̣n tử quét (SEM) và diê ̣n tích bề mă ̣t riêng (BET) Có nhóm mơ hình động học hấp phụ gồm mơ hình hấp phụ phản ứng (mô hiǹ h đô ̣ng ho ̣c bâ ̣c - PFO, mô hin ̀ h đô ̣c ho ̣c bâ ̣c - PSO, mô hình Elovich và mơ hình Avrami) mơ hình hấp phụ phân tán (mô hin ̀ h IDP và Bangham) sử dụng để mơ phỏng hiểu chất q trình hấp phụ MB TSH 45 rửa để loa ̣i bỏ ta ̣p chấ t sấ y ở nhiê ̣t đô ̣ 105 oC 24h Tiế p theo, nguyên liê ̣u đươ ̣c nung lò nung với mức gia nhiê ̣t 10 ℃/phút cho đế n 500 oC lưu lò nung 2h trước lấ y Nhiệt độ 500 oC lựa chọn chế tạo TSH vì, giá trị nhiệt độ đảm bảo cân sản xuấ t TSH có hiệu hấp phụ cao điều kiện nhiệt độ lò nung không cao - giảm tiêu thụ lượng [18-20] TSH đươ ̣c nghiề n nhỏ và sàng bằ ng rây số 60 (kić h thước lỗ 0,25 mm) Cuố i cùng, TSH đươ ̣c rửa lầ n và sấ y khô tủ sấ y 24 h ở 105 oC (Hình 1) Nguyên liêụ và phương pháp 2.1 Nguyên liê ̣u và hóa chấ t Nguyên liê ̣u thô nghiên cứu này là thân mai dương (Mimosa pigra) Hóa chấ t phân tić h MB có công thức C16H18ClN3S, tro ̣ng lươ ̣ng phân tử 319,85 g/mol, thể tić h 241,9 cm3/mol, và có kić h thước phân tử trung biǹ h 0,8 nm [17], đươ ̣c mua từ công ty Xilong (Xilong Chemical Co Ltd) MB đươ ̣c lựa cho ̣n để thử nghiê ̣m đô ̣ hấ p phu ̣ bởi vì nó là hóa chấ t đươ ̣c sử du ̣ng phổ biế n ngành dê ̣t nhuô ̣m, đô ̣c tính cao và có màu rấ t ma ̣nh môi trường nước Dung dich ̣ MB có nồng độ 200 mg/L đươ ̣c chuẩ n bi bằ ̣ ng cách hòa tan 0,2 g MB 1.000 mL nước cấ t lầ n 2.2 Chế tạo than sinh học Nguyên liê ̣u thô đươ ̣c băm nhỏ và phơi ngoài môi trường tự nhiên ngày, sau đó đươ ̣c Hình Nguyên liệu thô – mai dương than sinh học 2.3 Đặc trưng than sinh học TSH đươ ̣c xác đinh ̣ pH, đô ̣ ẩ m, thành phầ n bay và đô ̣ tro Đô ̣ ẩ m, bay và tro đươ ̣c xác đinh ̣ bằ ng quy chuẩ n quố c tế ASTM D1762-84 pH đươ ̣c đo bằ ng máy đo đa chỉ tiêu (HQ40d, Hach, USA) điề u kiê ̣n: trộn TSH với nước cấ t theo tỉ lê ̣ khố i lươ ̣ng 1: 20, khuấ y từ phút trước đo pH pH đẳ ng điê ̣n đươ ̣c xác đinh ̣ bằ ng phương pháp dịch chuyển (drift method) (có bổ sung ḿ i) Lấ y 20 mL NaCl 0,1 M đă ̣t vào cố c riêng biê ̣t và điề u chin̉ h pH 2, 4, 6, 8, 10 và 12 (± 0,1 pH) bằ ng HCl 0,1 M và NaOH 0,1 M Sau đó, cho 0,2 g TSH vào mỗi cố c và khuấ y 150 rpm 24h ở nhiê ̣t đô ̣ N X Cuong / VNU Journal of Science: Earth and Environmental Sciences, Vol 37, No (2021) 43-54 46 phòng Thể hiê ̣n giá tri ΔpH (pH còn la ̣i – pH ban ̣ đầ u) biể u đồ (tru ̣c tung) và pH ban đầ u (tru ̣c hoành), điể m giao cắ t chính là điể m đẳ ng điê ̣n (pH điê ̣n tić h dung dich ̣ có giá trị = 0) Diê ̣n tić h bề mă ̣t riêng đươ ̣c xác đinh ̣ bằ ng phương pháp hấ p phu ̣/giải hấ p ni-tơ (thiế t bi ̣ ASAP 2020) và mô hình Brunauer–Emmett– Teller (BET) Nghiên cứu bề mă ̣t của TSH đươ ̣c thực hiê ̣n bằ ng phương pháp kin ́ h hiể n vi điê ̣n tử quét (SEM, SIGMA/Carl Zeiss) Ngoài ra, FTIR TSH xác định thiết bị hồng ngoại biến đổi (NEXUS670 FTIR [21] 2.4 Thí nghiệm hấp phụ Thí nghiệm dạng mẻ thực để đánh giá ảnh hưởng yếu tố gồm: thời gian, liều lượng, nhiệt độ pH Các thí nghiệm dùng 50 mL dung dịch MB và sau thí nghiệm kết thúc, dung dịch li tâm (để tách bỏ TSH) với tốc độ 4.000 rpm (Centrifuge 80-2, China) 10 phút Với điều kiện tách TSH ly tâm, dung dịch sau hấp phụ cịn hạt TSH kích thước nhỏ (như hạt micro), hạt TSH kỵ nước (nổi bề mặt) chất hữu hịa tan Do đó, mẫu trắng sử dụng (nước cất + TSH điều kiện thí nghiệm) để hạn chế nhiễu phương pháp ly tâm Dung dịch sau li tâm đo máy UV-vis (Carry 60-Agilent, USA) bước sóng 665 nm Ngoại trừ thí nghiệm thời gian hấp phụ đẳng nhiệt, thí nghiệm kéo dài 60 phút điều kiện nhiệt độ phịng (26 ± oC, atm) Thí nghiệm liều lượng thực khoảng 1:10 g/L dung dịch MB 50 mg/L khuấy 150 rpm Trong thí nghiệm ảnh hưởng hấp phụ pH, khoảng pH chọn từ đến 12 với MB 50 mg/L liều lượng g/L Điề u kiê ̣n thí nghiê ̣m thời gian: g/L TSH, nồ ng đô ̣ MB từ 10-60 mg/L thời gian lấy mẫu theo thứ tự 30, 60, 120, 180, 240, 300, 360, 420, 480 phút Thí nghiệm hấp phụ đẳng nhiệt thực 25, 35, 45 oC Lượng MB hấp phụ thời điểm t (mg/g) tính theo cơng thức (1) (2) sau: 𝑞𝑡 = 𝐸= (𝐶0 −𝐶𝑡 ).𝑉 𝑚 (𝐶0 −𝐶𝑡 ).100 𝐶𝑡 (1) (2) Trong đó: Co Ct nồng độ ban đầu nồng độ thời điểm t V thể tích MB (mL) w (g) khối lượng TSH qt (mg/g) tổng lượng MB hấp phụ thời điểm t E (%) hiệu hấp phụ 2.5 Động học hấp phụ Nghiên cứu sử dụng mơ hình động sau (công thức – 11): - Mô hình động học bậc (PFO) [22]: ln(𝑞𝑒 − 𝑞𝑡 ) = 𝑙𝑛𝑞𝑒−𝑘𝑝1 𝑡 (3) −𝑘𝑝1 𝑡 𝑞𝑡 = 𝑞𝑒 (1 − 𝑒 ) (4) - Mơ hình động học bậc (PSO) [23]: 𝑡 𝑡 = 𝑞 + 𝑘 𝑞2 (5) 𝑞 𝑡 𝑞𝑡 = 𝑒 𝑝2 𝑒 𝑞𝑒2 𝑘𝑝2 𝑡 (6) 1+𝑞𝑒𝑘𝑝2 𝑡 Trong đó: qt lượng hấp phụ (mg/g) thời điểm t, qe lượng hấp phụ bão hòa (mg/g), kp1 số PFO kp2 số PSO (1/phút) - Mô hình Avrami [24, 25]: 𝑞𝑡 = 𝑞𝑒 − 𝑞𝑒 exp(−𝑘𝐴 𝑡)𝑛 (7) ln (𝑙𝑛 𝑞𝑒 ) 𝑞𝑒 −𝑞𝑡 = 𝑛 𝑙𝑛𝑘𝐴 + 𝑛 𝑙𝑛𝑡 (8) Trong đó: n số lũy thừa và kA là số động học - Mơ hình Elovich (hấ p phu ̣ hóa ho ̣c) [10]: 𝑞𝑡 = 𝛽 ln(1 + 𝛼𝛽𝑡) (9) Trong đó: α (mg/g.phút) tỉ lệ nồng độ ban đầu β số giải hấp phụ - Mơ hình IDP: 𝑞𝑡 = 𝑘𝑊 𝑡1/2 + B (10) Trong đó, kW số IDP (mg/g phút1/2) B hấp phụ ban đầu (mg/g) - Mơ hình Bangham [26]: 𝐿𝑜𝑔 log ( 𝐶0 𝐶0 −𝑞𝑡 𝑀 ) = 𝐿𝑜𝑔 ( 𝑘𝐵 𝑀 2.303𝑉 ) + 𝛼𝐿𝑜𝑔𝑡 (11) Trong đó, α kB số, Co nồng độ ban đầu (mg/L), V thể tích dung dịch (mL) M liều lượng hấp phụ (g/L) 2.6 Đẳng nhiệt hấp phụ Hai mơ hình đẳng nhiệt hấp phụ sử dụng bao gồm: Langmuir Freundlich, có dạng phương trình sau (12, 13): N X Cuong / VNU Journal of Science: Earth and Environmental Sciences, Vol 37, No (2021) 43-54 - Mơ hình Langmuir [27]: 𝑞𝑒 = 𝑞𝑚 𝐾𝐿 𝐶𝑒 1+ 𝐾𝐿 𝐶𝑒 (12) Trong đó: qe hấp phụ bảo hịa qm hấp phụ tối đa (mg/g) KL số Langmuir (L/mg) Ce nồng độ bão hòa MB (mg/L) - Mơ hình Freundlich [28]: 47 điện tích âm (-) pH dung dịch lớn 6,02 ngược lại Giá trị pH đẳng điện (pzc) nghiên cứu trước đa dạng như: pH = 10 [30] pH = 5,8 [31] 1/𝑛 𝑞𝑒 = 𝐾𝐹 𝐶𝑒 (13) Trong đó: KF số Freundlich mg/g (mg/L)-n, n hệ số lũy thừa Freundlich Kết thảo luận 3.1 Đặc điểm than sinh học Đặc điểm TSH thể Bảng TSH có độ ẩm cao, đạt 13,7% độ tro 2,79 % [21] Theo kết số nghiên cứu trước đây, TSH có độ tro dao ̣ng 1,1% - 1,5% [29] 2,72% [8] pH đẳng điện TSH 6,02 Giá trị có nghĩa rằng, tổng điện tích bề mặt mang Hình Đă ̣c điể m của than sinh ho ̣c: pH đẳng điện (a), ảnh SEM (b) và phổ hồ ng ngoa ̣i FTIR (c) [21] Bảng Đặc trưng vật lý than sinh học Diê ̣n tích bề mă ̣t riêng (m2/g) 285,53 Kích thước lỗ (nm) 2,16 Thể tích lỗ (cm3/g) 0,153 Giá trị BET tổng thể tích lỗ hổng TSH tương ứng 285,53 m2/g 0,153 cm3/g Kết cao so với số nghiên cứu gần đây, chẳng hạn TSH từ phân cừu có BET 160,53 m2/g, phân thỏ 21,14 m2/g, phân heo 13,36 m2/g [20] (Magnolia Grandiflora L.) 27,3 m2/g [18] Với kích thước lỡ trung bình là 2,16 nm, TSH nghiên cứu có tiềm cao hấp phụ thông qua chế lỗ hổng (kić h thước lỗ lớn nhiề u kić h thước phân tử MB) Nhóm chức Hình 2c cho thấy, đỉnh hấp phụ 1.575 cm-1 tương ứng với liên kết ba –C≡C– –C≡N [32] Dải hấp phụ từ 1.575 - 1.585 cm-1 chứng tỏ tồn nhóm cacboxyl [33] khoảng 400 - 1.500 cm-1 tương ứng với nhóm chức thơm C=O C=C bề mặt TSH [34] Đô ̣ ẩ m (%) 13,17 Sản lươṇ g (%) 24,62 Tro (%) pHpzc pH 2,79 6,02 6,66 3.2 Hiệu hấp phụ yếu tố ảnh hưởng 3.2.1 Ảnh hưởng liều lượng pH Ảnh hưởng của liề u lươ ̣ng và pH đươ ̣c thể hiê ̣n ở Hình Kế t quả cho thấ y rằ ng, liề u lươ ̣ng TSH ảnh hưởng rấ t lớn và tỉ lê ̣ thuâ ̣n với hiê ̣u quả hấ p phu ̣ MB (Hiǹ h 3a) Điề u này đươ ̣c lý giải bởi chế hấ p phu ̣ sau: liều lươ ̣ng gia tăng sẽ kéo theo sự gia tăng tổ ng bề mă ̣t hấ p phu ̣ của TSH dung dich, ̣ dẫn đế n hiê ̣u quả loa ̣i bỏ MB cũng tăng Khi đa ̣t đế n tra ̣ng thái bão hòa, hiê ̣u quả hấ p phu ̣ MB sẽ tăng châ ̣m và đa ̣t giá tri ̣ ổ n đinh ̣ [20, 35] Khi liề u lươ ̣ng TSH đa ̣t đế n g/L thì hiê ̣u quả xử lý MB tăng không đáng kể , đa ̣t xấ p xỉ 90% Hiǹ h 3-b thể hiê ̣n sự biế n đô ̣ng hiê ̣u quả hấ p phu ̣ MB bởi sự thay đổ i pH Khi pH tăng từ - 12, hiê ̣u quả hấ p phu ̣ MB thay đổ i qt giao 48 N X Cuong / VNU Journal of Science: Earth and Environmental Sciences, Vol 37, No (2021) 43-54 đô ̣ng 6,9 – 8,9 mg/g Khi pH dung dich ̣ lớn 6, điê ̣n tích bề mă ̣t của TSH mang điê ̣n tích âm, nế u quá triǹ h hấ p phu ̣ điê ̣n tić h chiế m ưu thế thì hiê ̣u quả hấ p phu ̣ MB sẽ gia tăng Điề u này cho thấ y quá triǹ h hấ p phu ̣ MB không chỉ phu ̣ thuô ̣c vào chế hấ p phu ̣ điê ̣n tić h bề mă ̣t mà các chế khác chi phố i nhiề u, bản chấ t của TSH (như diện tích bề mặt riêng, kích thước lỗ rỗng, v.v.) [20, 36] Như vâ ̣y, nhìn chung thay đổi pH ảnh hưởng không đáng kể đến hiệu hấp phụ MB khoảng pH tố i ưu từ đến 10 Điề u này cho thấ y rằ ng, các thí nghiê ̣m hấ p phu ̣ MB điề u kiê ̣n thông thường không cầ n điề u chỉnh môi trường pH của dung dich ̣ Hình Ảnh hưởng của liều lượng than sinh ho ̣c (nồ ng đô ̣ methylene blue 50 mg/L) (a) và pH dung dich ̣ (liề u lươṇ g than sinh ho ̣c g/L và nồ ng đô ̣ methylene 50 mg/L) (b) đế n hiê ̣u quả hấ p phu ̣ Hình Ảnh hưởng của nồ ng đô ̣ methylene blue ban đầ u (a) và thời gian phản ứng (b) đế n hiê ̣u quả hấ p phu ̣ methylene blue dung dich ̣ Liề u lươṇ g than sinh ho ̣c g/L 3.2.2 Ảnh hưởng của thời gian và nhiê ̣t độ Ảnh hưởng của thời gian và nhiê ̣t đô ̣ đế n hấ p phu ̣ MB đươ ̣c thể hiê ̣n Hình Kế t quả cho thấ y, hiê ̣u quả hấ p phu ̣ MB chiụ ảnh hưởng rấ t lớn bởi nồ ng đô ̣ ban đầ u và tố c đô ̣ hấ p phu ̣ nhanh ở khoảng 30 phút đầ u tiên Chẳ ng ̣n, với nồ ng độ MB ban đầ u 10 - 20 mg/L, hiê ̣u quả hấ p phu ̣ đa ̣t tra ̣ng thái bão hòa 30 phút Điề u này đươ ̣c giải thić h hiê ̣u ứng gradien nồ ng đô ̣ hòa tan lớn ta ̣i bề mă ̣t hấ p phu ̣ [20] và nhiề u điể m hấ p phu ̣ bề mă ̣t TSH [37] Khi tăng thời gian phản ứng, lực hấ p phu ̣ BM tăng châ ̣m và tiế n tới ổ n đinh ̣ Chẳ ng ̣n, với nồ ng đô ̣ ban đầ u của MB 50 mg/L, thời gian để phản ứng đa ̣t tra ̣ng thái cân bằ ng là 360 phút với hiê ̣u quả đa ̣t 98,4% Hình 3b) N X Cuong / VNU Journal of Science: Earth and Environmental Sciences, Vol 37, No (2021) 43-54 Thí nghiê ̣m ảnh hưởng nhiệt độ đươ ̣c thực với nồ ng độ ban đầ u từ 10 đế n 60 mg/L ở điề u kiê ̣n nhiê ̣t độ 25, 35 và 45 oC, kết quả thể hiê ̣n Hiǹ h Nhìn chung, nhiê ̣t đô ̣ tăng thúc đẩy hiệu loa ̣i bỏ MB, nhiên thể hiê ̣n rõ nhấ t là nồng đô ̣ MB ban đầ u từ 20-50 mg/L Chẳng hạn, xem xét nồ ng đô ̣ ban đầ u ở 50 mg/L tăng nhiệt đô ̣ từ 25 oC đế n 45 oC, hiê ̣u quả hấ p phụ tăng 6,3% Sự gia tăng nhiê ̣t độ thúc đẩy sự khuế ch tán và tăng lươ ̣ng cho phân tử MB, đó gia tăng khả hấ p phu ̣ của MB vào TSH [35, 38] 3.3 Động học hấ p phụ Giá tri ̣ các thông số đô ̣ng ho ̣c và biể u đồ đươ ̣c thể hiê ̣n ở Bảng và Hin ̀ h Đố i với các mô hình tuyế n tiń h, từ Bảng có thể thấ y rằ ng, giá tri RSS cao dầ n theo thứ tự: Avrami, Elovich, ̣ PSO, và PFO Điề u đó cho thấ y rằ ng, mô hình Avarami và Elovich phù hơ ̣p với dữ liê ̣u mô hiǹ h PSO và PFO Kế t quả này tương tự với 49 nghiên cứu của Royer, Cardoso [39] và Cardoso, Pinto [40] cho rằ ng mô hiǹ h Avrami có hiê ̣u quả cao Giá tri ̣ qe từ PSO và PFO khá tương đồ ng và gầ n với qe từ thực nghiê ̣m, qe từ mô hiǹ h của Avrami cao nhiề u (Bảng 2) Hiǹ h 5-a cho thấ y rằ ng, đường “fitting” của mô hình Avrami tố t các mô hình khác và có xu hướng tăng vào pha cuố i của quá triǹ h hấ p phu ̣ Điề u này cũng đã đươ ̣c chỉ các nghiên cứu trước [39, 41] Kế t quả hấ p phu ̣ của PSO và Elovich tố t PFO chỉ rằ ng, bên ca ̣nh hấ p phu ̣ vâ ̣t lý thì cùng tồ n ta ̣i chế hấ p phu ̣ hóa ho ̣c – giả thiế t của mô hình PSO [35, 42] và Elovich [41] Ngoài ra, giá tri ̣n từ 0,03 tới 0,35 của Avrami khẳ ng đinh ̣ rằ ng, bên ca ̣nh hấ p phu ̣ thứ nguyên (integerkinetic order) (PSO, PFO), quá triǹ h hấ p phu ̣ còn theo thứ tự - phân số (fractionary kinetic order) hoă ̣c đa bâ ̣c (multiple kinetic orders) thông qua các lỗ bề mă ̣t nhỏ - đươ ̣c xem là pha bão hòa, hiê ̣u quả hấ p phu ̣ ổ n đinh ̣ [41] Hình Biể u đồ các mô hình đô ̣ng ho ̣c hấ p phu ̣: mô hình phi tuyế n (a), đa tuyế n tính IDP (b) và tuyế n tính Bangham (c)  ... Sciences, Vol 37, No (2021) 43-54 Nghiên cứu hấp phụ thuốc nhuộm methylene blue môi trường nước than sinh học từ sinh khối mai dương Nguyễn Xuân Cường* Trường Ðại học Duy Tân, 120 Hoàng Minh Thảo,... khóa: Than sinh ho ̣c, thuố c nhuô ̣m, hấ p phu ̣, mai dương, methylene blue Mở đầu* Ngành dệt nhuộm sử du ̣ng nhiề u nhóm thuố c nhuô ̣m nhân tạo gốc Azo methylene blue (MB) [1, 2] Thuốc nhuộm. .. (mL) w (g) khối lượng TSH qt (mg/g) tổng lượng MB hấp phụ thời điểm t E (%) hiệu hấp phụ 2.5 Động học hấp phụ Nghiên cứu sử dụng mơ hình động sau (cơng thức – 11): - Mơ hình động học bậc (PFO)