NGHIÊN cứu BIẾN TÍNH THAN HOẠT TÍNH BẰNG mno2 và tio2 làm vật LIỆU xử lý ASEN và AMONI TRONG nước (2)

I HC QUC GIA H NI TRNG I HC KHOA HC T NHIấN V Th Thu Trang NGHIấN CU BIN TNH THAN HOT TNH BNG MnO2 V TiO2 LM VT LIU X Lí ASEN V AMONI TRONG NC LUN VN THC S KHOA HC H Ni - 2015 LI CM N Vi lũng bit n sõu sc, tụi xin gi li cm n chõn thnh ti thy giỏo PGS.TS Trn Hng Cụn ó giao ti v nhit tỡnh giỳp , cho tụi nhng kin thc quớ bỏu quỏ trỡnh nghiờn cu Cm n cỏc thy cụ PTN Húa Mụi trng - Khoa Húa hc Trng i hc Khoa hc T nhiờn ó to iu kin giỳp tụi quỏ trỡnh lm thc nghim Chõn thnh cm n cỏc bn hc viờn, sinh viờn lm vic phũng thớ nghim Húa mụi trng ó giỳp tụi quỏ trỡnh tỡm ti liu v hon thin lun hon thnh bn lun ny, ngoi s n lc tỡm tũi, nghiờn cu ca bn thõn, s giỳp ca nhng ngi xung quanh, c bit l nhng ngi thy, ng nghip trng THPT Xuõn Mai ó úng gúp mt phn khụng nh nghiờn cu ny Tụi xin chõn thnh cm n! Hc viờn cao hc V Th Thu Trang LI M U Hin nay, tỡnh hỡnh ụ nhim ngun nc núi chung v ngun nc sinh hot núi riờng bi cỏc cation kim loi nng l ton xó hi quan tõm nhu cu v cht lng cuc sng ngy cng cao Trờn thc t, ti nhiu a phng, ngi dõn ang phi s dng cỏc ngun nc ụ nhim, c bit l ụ nhim cỏc kim loi nng nh asen, chỡ, thy ngõn, hay ụ nhim amoni S dng cỏc ngun nc ụ nhim ny nh hng trc tip n sc khe ca ngi dõn, gõy nờn cỏc bnh nguy him c bit l ung th Than hot tớnh t lõu ó c s dng lm sch nc Tuy nhiờn, ng dng ca nú x lý nc mi ch dng li vic loi b cỏc hp cht hu c v mt s cỏc thnh phn khụng phõn cc cú hm lng nh nc Vi mc ớch khai thỏc tim nng ng dng ca than hot tớnh vic x lý nc sinh hot, c bit mt lnh vc cũn rt mi ú l loi b cỏc cation v anion nc; chỳng tụi ó chn v thc hin ti Nghiờn cu bin tớnh than hot tớnh bng MnO2 v TiO2 lm vt liu x lý asen v amoni nc CHNG 1: TNG QUAN 1.1 ASEN 1.1.1 Gii thiu chung v Asen Asen hay cũn gi l thch tớn, cú s hiu nguyờn t 33, lng nguyờn t ca nú bng 74,92, c Albertus Magnus (c) vit vo nm 1250 Asen l mt nguyờn t rt ph bin v xp th 20 t nhiờn, chim khong 0,00005% v trỏi t, xp th 14 nc bin v th 12 c th ngi Asen l mt ỏ kim gõy ng c khột ting v cú nhiu dng thự hỡnh: mu vng (phõn t phi kim) v mt vi dng mu en v xỏm (ỏ kim) ch l s ớt m ngi ta cú th nhỡn thy Asen hay tn ti di dng cỏc hp cht asenua v asenat, nhng ba dng cú tớnh kim loi ca asen vi cu trỳc tinh th khỏc cng c tỡm thy t nhiờn (cỏc khoỏng vt asen sensu stricto v him hn l asenolamprit cựng parasenolamprit) Trng thỏi oxi húa ph bin nht ca asen l -3 (asenua: thụng thng cỏc hp cht liờn kim loi tng t nh hp kim), +3 (asenat (III) hay asenit v phn ln cỏc hp cht asen hu c), +5 (asenat (V): phn ln cỏc hp cht vụ c cha ụxy ca asen n nh) Asen cng d t liờn kt vi chớnh nú, chng hn to thnh cỏc cp As-As sulfua hựng hong (-As4S4) v cỏc ion As43- vuụng khoỏng coban asenua cú tờn skutterudit trng thỏi ụxi húa +3, tớnh cht húa hc lp th ca asen chu nh hng bi s cú mt ca cp electron khụng liờn kt [6,8] Vỡ tớnh cht húa hc ca asen rt ging vi nguyờn t ng trờn nú l phtpho, nú to thnh cỏc ụxớt kt tinh, khụng mu, khụng mựi nh As2O3 v As2O5, nhng cht hỳt m v d dng hũa tan nc to thnh cỏc dung dch cú tớnh axớt Axớt asenic (V), tng t nh axớt phtphoric, l mt axớt yu Tng t nh pht pho, asen to thnh hirua dng khớ v khụng n nh, ú l arsin (AsH3) S tng t ln n mc asen s thay th phn no cho phtpho cỏc phn ng húa sinh hc v vỡ th nú gõy ng c Tuy nhiờn, cỏc liu thp hn mc gõy ng c thỡ cỏc hp cht asen hũa tan li úng vai trũ ca cỏc cht kớch thớch v ó tng ph bin vi cỏc liu nh nh l cỏc loi thuc cha bnh cho ngi vo gia th k 18 H2AsO3 ớt phõn ly l dng tn ti ch yu nc ngm ca asen Hp cht H3AsO3 c hỡnh thnh ch yu mụi trng kh yu Cỏc hp cht ca asen vi Na cú tớnh hũa tan rt cao Nhng mui ca asen vi Ca, Mg v cỏc hp cht asen hu c mụi trng pH gn trung tớnh, nghốo Ca thỡ hũa tan kộm hn cỏc hp cht hu c, c bit asen - axớt fluvic thỡ rt bn vng cú xu th tng theo pH v t l Asen-axớt fluvic Cỏc hp cht ca As(III) d b oxi húa thnh cỏc hp cht ca As(V) Asen cú th kt hp vi mt s nguyờn t to thnh cỏc hp cht asen vụ c nh cỏc khoỏng vt, ỏ thiờn thch, Reagal (AsS), Orpiment (As 2S3), Arsenolite (As2O3), Arsenopyrit (FeAs2, FeAsS, AsSb), vv Hp cht ca Asen vi cacbon v hydro gi l hp cht asen hu c Thng thỡ cỏc dng hp cht hu c ca asen ớt c hi hn so vi cỏc hp cht asen vụ c 1.1.2 nh hng ca asen n sc khe ngi Asen l cht rt c hi, cú th gõy 19 loi bnh khỏc nhau, ú cú cỏc bnh nan y nh ung th da, phi IARC cụng nhn asen nguyờn t v cỏc hp cht ca asen nh l cỏc cht gõy ung th nhúm 1, cũn EU lit kờ triụxớt asen, pentụxớt asen v cỏc mui asenat nh l cỏc cht gõy ung th loi 1.Mc gõy c ca asen tựy thuc vo dng asen hu c hay asen vụ c v trng thỏi oxi húa ca chỳng Nhỡn chung asen vụ c c hn asen hu c v asenit As(III) c hn so vi asenat As(V) Asen cú th qua ng thc phm, nc ung xõm nhp vo c th ngi, cht ph bin nht l asenat [HAsO 42-; As(V)] v asenit [H3AsO3; As(III)]., tớch lu dn v gõy quỏ trỡnh nhim c t t Tu thuc vo mc nhim c, sc khỏng ca c th ngi v dinh dng, cỏc triu chng bnh lý nhim c asen cú th xut hin sau nhim t n 20 nm Lỳc u bnh lý biu hin di dng cỏc chm en trờn da ri sau ú cú th gõy ung thu da, gan v thn Ngay c ngi ung nc cú hm lng asen thp ( c 0,1mg/L) thi gian di cng cú th gõy bnh thn kinh Hin cha cú bin phỏp hu hiu cha bnh nhim c asen 1.1.2.1 Asen Vụ C Asen vụ c tỏc ng lờn cỏc enzim hot ng m bo cho quỏ trỡnh hụ hp, nờn cú th phỏ hu cỏc mụ h hụ hp, gan v thn Cỏc nghiờn cu ó ch c ch gõy c chớnh ca asen l s liờn kt ca nú vi cỏc nhúm sunfuahydryl SH, lm mt chc nng hot ng ca cỏc enzim SH Enzym SH + SH AsO3-3 As - O- + Enzym OH- SH Asen(V) c ch cỏc enzim sinh nng lng cho t bo nh cỏc enzim sinh ATP lm chu trỡnh xitric b kỡm hóm OPO32H C OPO32- + PO43H OH C C C O ATP OH O O H PO32- OPO32H C OH C Phân huỷ thành sản phẩm đầu O O AsO33- 1.1.2.2 Asen Hu C Cỏc hp cht asen(V) (R-AsO3H2) ớt nh hng n hot tớnh ca enzim nhng nhng iu kin thớch hp chỳng cú th kh v dng asen(III) c hn Cỏc hp cht asen(III) bao gm aseno v asenoso Cỏc hp cht aseno b oxi hoỏ d dng c cú vt oxi, tớnh hot ng ca chỳng c cho l s chuyn hoỏ thnh cỏc dn xut aseno tng ng Cỏc dn xut ny cú th c chia thnh cỏc hp cht th mt ln v cỏc hp cht th hai ln theo phn ng ca chỳng vi nhúm sunfuahydryl Nhng hp cht th mt ln, vớ d R-As=O, phn ng vi enzim cha nhúm -SH SR' R-As O + R-As 2R'SH SR' Mt s enzim cha hai nhúm thiol cú th phn ng vi hp cht asen th mt ln, bng cỏch ú to cu trỳc vũng cnh Phn ng ny thun nghch vi ithiol Axit liponic, cn thit cho giai on u s oxi hoỏ ca piruvate, b c ch bng cỏch ny bi liuzit (s dng lm khớ c) S protein AsCH S S SH CHCl + BAL + ClCH protein SH CH2 CHAsH2 S CH CH2OH 1.1.3 Tỡnh trng ụ nhim Asen Vic cung cp nc sch cho sinh hot ó l mt ln m c th gii hin quan tõm S dng nc ngm c coi nh l mt gii phỏp hu hiu cho vic cung cp nc sch ngun nc b mt nh sụng; sui; ao; h ngy cng b ụ nhim nng bi nc thi t cỏc nh mỏy; xớ nghip, nc thi sinh hot Nc ngm ớt chu nh hng ngi gõy Cht lng nc ngm thng tt hn nc b mt Trong nc ngm, khụng cú ht keo hay cn l lng, cỏc ch tiờu nc ngm cng tt hn Tuy nhiờn, vic nhim c kim loi nng, asen l mt ỏng lo ngi m chỳng ta phi i mt khai thỏc ngun nc ngm Ngun asen, kim loi nng cú nc ngm ch yu s hũa tan cỏc hp cht cú cha asen, kim loi nng cú t, ỏ quỏ trỡnh phong húa, hot ng nỳi la v mt phn quỏ trỡnh sn xut cụng nụng nghip xy 1.1.3.1 ễ nhim Asen trờn th gii S dng ngun nc sinh hot cú nng asen cao l nguyờn nhõn khin hang chc triu ngi trờn th gii b bnh rng múng chõn, sng húa da, ung th da Nhiu nc ó phỏt hin hm lng asen rt cao ngun nc sinh hot nh Canada, Alaska, Chile, Trung Quc, Thỏi Lan, Bangladesh S cú mt ca asen cỏc vựng khỏc trờn th gii c tng hp hỡnh 1.1 Hỡnh1.: Bn phõn b khu vc ụ nhim asen trờn th gii [3,7] Nm 1953, Trung Quc phỏt hin trng hp bnh nhõn nhim c asen u tiờn n nm 1993 mi cú 1546 nn nhõn ca cn bnh Asenicosis ( bnh nhim c asen) nhng cho n thi im ny ó phỏt hin 13500 bnh nhõn s 558000 ngi c kim tra 462 lng thuc 47 vựng b lit vo khu vc nhim asen cao S liu thng kờ cho thy 88% nhim qua thc phm, 5% t khụng khớ v 7% t nc ung Hm lng asen ti a thu c nc ung l 4,43 mg/l gp ti 443 ln giỏ tr Asen cho phộp ca t chc y t th gii WHO (10g/l) Archentina cng cú ti 20000 bnh nhõn nhim c Asen Ngay c cỏc nc phỏt trin mnh nh M, Nht Bn cng ang phi i phú vi thc trng ụ nhim Asen M, theo nhng nghiờn cu mi nht cho thy trờn triu ngi dõn M cú nguy c nhim c Asen, mc nhim asen nc ung dao ng t 0,045 0,092 mg/l Cũn Nht Bn, nhng nn nhõn u tiờn cú triu chng nhim asen ó c phỏt hin t nm 1971, cho n nm 1995 ó cú 217 nn nhõn cht vỡ asen Asen nc ngm cú ngun gc t nhiờn, cỏc iu kin thiu ụxy ca lp t gn b mt nờn nú c gii phúng t trm tớch vo nc ngm Khi cỏc t chc phi chớnh ph (NGO) phng Tõy h tr chng trỡnh lm cỏc ging nc ln ly nc ung vo cui th k 20, nc ngm bt u c s dng Chng trỡnh ny c nhm ngn nga vic ung nc t nc b mt b nhim khun, nhng li khụng chỳ trng ti kim nh asen nc ngm Nhiu quc gia v khu vc khỏc ụng Nam , nh Vit Nam, Campuchia, Tõy Tng, Trung Quc, c coi l cú cỏc iu kin a cht tng t giỳp cho quỏ trỡnh to nc ngm giu asen 1.1.3.2 Tỡnh hỡnh ụ nhim asen ti Vit Nam Hin tng nc di t b nhim c asen ó c bỏo ng, khụng ch cỏc quc gia nh Bngladesh, n , Trung Quc m Vit Nam cng ó bt u xut hin ngy cng nhiu Do cu to t nhiờn ca a cht, nhiu vựng ca nc ta nc ngm b nhim asen in hỡnh nh khu vc Qunh Lụi, Hai B Trng, H Ni ó cú nhiu gia ỡnh phi chu nhng hu qu v di chng nng n nhim c asen, nhiu trng hp ó t vong Vi tỡnh trng khoan ging ba bói nh hin (do nc mỏy khan him), a s li khụng cú thit b x lý trit (thng ch dựng cỏc bin phỏp thụ s nh lng, lc ly nc ), li thiu s hng dn v kim soỏt ca cỏc c quan chc nng thỡ cht lng sc khe ca ngi dõn s gim sỳt l iu khụng th trỏnh Nm 1997, mu nc ngm ó c cỏc nh a hoỏ v a cht thu phõn tớch v kt qu cho thy cú 29% s mu nc ly t tng Holocen cú hm lng asen vt gii hn cho phộp v cú 6% s mu nc ly t tng Pleistocen cú hm lng asen vt quỏ tiờu chun cho phộp (Theo TCVN, hm lng asen cho phộp l 0,05mg/l) Vit Nam, nc di t b nhim c bi asen ch yu c phỏt hin ng bng Bc b v ng bng Nam b Trong thỏng u nm 1999, Vn phũng i din UNICEF ti H Ni v Trung tõm nc sinh hot v v sinh mụi trng nụng thụn trung ng ó tin hnh xột nghim mu nc ca 351 s tng s 519 ging khoan Qunh Lụi (Hai B Trng - H Ni) v kt qu l cú 25% s mu cú hm lng asen vt tiờu chun cho phộp ca Vit Nam v nu theo tiờu chun ca T chc y t th gii (WHO l 0,01 mg/L) thỡ cú ti 68% vt tiờu chun cho phộp Trong thi gian ny, UNICEF phi hp vi Trung tõm nc sinh hot v v sinh mụi trng nụng thụn ó tin hnh kim tra asen nc ca 1227 ging khoan nụng ti tnh Phỳ Th, Thanh Húa, Qung Ninh, H Tõy(c), Hi Phũng v Thỏi Bỡnh Ti tnh Thanh Húa ch cú 11 ging khoan 201 l khoan cú asen ln hn 0,05 mg/l, cao nht t 0,1mg/L (4 ging khoan) Ti tnh Qung Ninh tt c 175 mu phõn tớch u cú hm lng asen nh hn 0,05 mg/L, cht lng nc õy nhỡn chung l tt Ti tnh H Tõy (c) ch cú 01 kt qu phõn tớch asen nc l khoan nụng cú hm lng asen ln hn 0,05 mg/L Ti thnh ph Hi Phũng ch cú 49 mu nc l khoan phõn tớch cú hm lng asen vt tiờu chun cho phộp Vit Nam ln Ti tnh Thỏi Bỡnh, kt qu tt c 195 mu phõn tớch u cú hm lng asen nh hn 0,05 mg/L Vit Trỡ - Lõm Thao cú 12% s mu vt gii hn trờn cỏc vựng khỏc u thp hoc nu vt thỡ khụng quỏ 5% (nh Hi Phũng) Hm lng asen nc xột theo tớnh ph bin thỡ v khụ cao hn ma ng bng Nam b, mt s kt qu phõn tớch ca Liờn on a cht thy - a cht cụng trỡnh Nam gn õy cho thy cha phỏt hin vựng no cú hm lng asen vt quỏ tiờu chun cho phộp ca Vit Nam 1.1.4 Mt s cụng ngh x lý asen Theo cỏc nh chuyờn mụn, hin cú khỏ nhiu cụng ngh kh asen nc di t Cụng ngh phự hp cn c chn da theo cỏc nghiờn cu c th cỏc iu kin nh loi ngun nc, c im thnh phn húa hc ca chỳng; iu kin a cht thy vn, khớ tng Nguyờn tc chn cụng ngh l phi t c cỏc tiờu chớ: Cht lng nc sau x lý phi t yờu cu s dng; cụng ngh n gin; giỏ thnh thp; khụng s dng hoc yờu cu in nng ti thiu; cú kh nng ỏp dng cho cỏc loi ngun nc khỏc nhau, vi cụng sut cp nc qui mụ phc v khỏc nhau; s dng c cỏc nguyờn vt liu nhõn cụng a phng; c cng ng chp nhn 1.1.4.1 Cụng ngh kt ta, lng, lc Quỏ trỡnh kt ta v lc, hoc s dng mui kim loi hoc lm mm nc bng vụi liờn quan n phn ln cỏc phng phỏp x lý asen Phng phỏp x lý ny rt cú hiu qu loi b cỏc cht rn l lng v ho tan ngoi asen nh c, st, mangan, pht phỏt v florua Nú cũn cú hiu qu vic lm gim mựi, mu v gim nguy c hỡnh thnh cỏc cht ụ nhim th cp Mui nhụm v mui st clorua hoc sunphat l cỏc mui kim loi thng c s dng quy mụ phũng thớ nghim v cỏc iu kin ti u, hiu qu x lý asen bng mui nhụm hoc mui st lờn ti 99% v nng asen cũn li di 1mg/L Cũn i vi cỏc h x lý thc tin ngoi hin trng thỡ hiu qu x lý thp hn khong t 50 n 90% Trong quỏ trỡnh keo t v lng/lc, asen c loi b thụng qua ba c ch chớnh: Kt ta: S hỡnh thnh ca cỏc hp cht ớt tan nh Al(AsO 4) hoc Fe(AsO4) Cng kt: Kt hp cỏc dng asen tan vo cỏc pha hydroxit kim loi Hp ph: S liờn kt tnh in hc cỏc lc vt lý khỏc ca asen tan vi b mt ca cỏc ht hydroxit kim loi C ba c ch ny cú th s dng c lp i vi quỏ trỡnh loi b cht ụ nhim 1.1.4.2 Oxi hoỏ/kh As(III) thng c oxi hoỏ lờn trng thỏi As(V) trc x lý vỡ hu ht cỏc cụng ngh x lý asen ch cú hiu qu cao i vi vic loi b asen dng As(V) Khớ clo, khớ ozon, kali pemanganat, hydro peoxit, tỏc nhõn Fentons (H2O2/Fe2+) l cỏc tỏc nhõn hoỏ hc thng c s dng oxi hoỏ asenit thnh asenat Mt s cht rn nh mangan oxit cng c s dng oxi hoỏ asen Ngoi ra, s dng trc tip cỏc bc x t mt tri vi s cú mt ca cỏc cht xỳc tỏc nh sunfua, Fe3+, xitrat cng l mt phng phỏp oxi hoỏ asenit thnh asenat Nu ch s dng quỏ trỡnh oxi hoỏ thỡ khụng th loi b asen dung dch Vỡ th, quỏ trỡnh ny thng phi kt hp vi cỏc quỏ trỡnh kt ta, hp th hoc trao i ion 1.1.4.3 Cụng ngh hp ph v trao i ion 10 Bng 3.: Kt qu kho sỏt s b kh nng hp ph asen ca AC-3 Mn(IV)1% Mn(IV)2% Mn(IV)3% Mn(IV)4% Mn(IV)5% +TiO2 +TiO2 +TiO2 +TiO2 +TiO2 1000 1000 1000 1000 1000 507,489 677,08 682,928 456,807 596,158 492,5107 322,9201 317,0721 543,193 402,8421 Mu AC3 CAs ban u CAs ó hp ph (ppb) CAs cũn li (ppb) T kt qu kho sỏt cho thy rng s cỏc vt liu ca AC-3, kh nng hp ph As ca vt liu AC-3 tt nht l mu AC-3 cú t l phn trm mangan v titan oxit tng ng l t lMn(IV)3% + TiO2 Hn na, so sỏnh s liu vi bng 3.2, thy rng kh nng hp ph caAC-3 ó c ci thin ỏng k so vi vt liu AC-2 Do ú cỏc thớ nghim xỏc nh ti trng hp ph cc i ca vt liu AC-3 chỳng tụi chn AC-3 cú t l Mn(IV)3% +TiO2 lm i tng nghiờn cu 3.2.2 Kho sỏt thi gian t cõn bng hp ph As ca vt liu Trong phn ny chỳng tụi ch tin hnh kho sỏt mt loi vt liu i din, õy tụi chn vt liu AC-2 (Mn(IV) 3%) tin hnh kho sỏt thi gian cõn bng hp ph cc i As ca vt liu Kt qu nh sau: Bng 3.: Kho sỏt thi gian t cõn bng hp ph As Mu Thi gian h(mm) CAs hp(ppm) M1 1h 23 0,4263 M2 2h 21 0,4384 M3 3h 19 0,4418 M4 4h 15 0,4432 M5 5h 15 0,4448 M6 6h 15 0,4452 Hỡnh 3.5: th biu din thi gian cõn bng hp ph As ca vt liu AC-2Mn(IV)-3% Kho sỏt tng t vi mt s vt liu AC-1, AC-3 cng cho kt qu l thi gian cõn bng ca cỏc vt liu nm khong t 3h n 4h Do vy, cỏc thớ nghim tng t chỳng tụi tin hnh hp ph vi As khong thi gian 4h liờn tc 3.2.3 Kho sỏt dung lng hp ph As cc i 3.2.3.1 Kho sỏt dung lng hp ph As cc i ca vt liu AC-1 Kt qu nghiờn cu mu AC-1 vi cỏc dd asenat cú nng t 10ppm, 30ppm, 50ppm, 70ppm, 100ppm, 120ppm, 150ppm cho kt qu nh sau: Bng 3.: Kt qu kho sỏt langmuir ca vt liu AC-1 SST Co(ppm) Cf(ppm) Q(mg/g) Cf/Q 44 10 30 50 70 100 120 150 0,43 8,45 17 34 65 84,5 116,8 1,914 4,31 6,6 7,2 7,1 6,64 0,22466 1,96056 2,57576 4,72222 9,28571 11,9014 17,5904 Kt qu c biu din trờn th nh sau: Hỡnh 3.6: ng hp ph ng nhit ca vt liu AC-1vi As Hỡnh 3.7: th phng trỡnh langmuir ca AC-1 vi As T th cho thy ta cú th xỏc nh ti trng hp ph cc i: Qmax = 1/0,1445 = 6,920mg/g Kt qu ny cho thy than hot tớnh ó c oxi húa b mt ó cú kh nng hp ph asen di dng ion Asenat, dự kh nng hp ph cha cao, dung lng hp ph cũn khỏ thp, nhng cú ci thin rt nhiu so vi than hot tớnh ban u cha c ụxi húa iu ny cho phộp d oỏn: Cú th thay i b mt than hot tớnh bng cỏc tỏc nhõn ụxi húa khỏc thay i b mt k nc ca han hot tớnh Tr Bc lm thay i cu trỳc v kh nng hp ph ca than hot tớnh, c bit l kh nng x lý asen 3.2.3.2 Kho sỏt dung lng hp ph As cc i ca vt liu AC-2 Kt qu nghiờn cu mu AC-2 cú t l Mn 3% vi cỏc dd asenat cú nng t 20ppm, 30ppm, 50ppm, 70ppm, 100ppm, 130ppm, 160ppm cho kt qu nh sau: Bng 3.: Kt qu hp ph As ca vt liu AC-2 (Mn(IV) 3%) STT Co(ppm) Cf(ppm) Q(mg/g) Cf/Q 20 30 11,2 16,8 1,76 2,64 6,363636 6,363636 50 70 31,4 47,2 3,72 4,56 8,44086 10,35088 100 130 71,5 96,9 5,7 6,62 12,54386 14,63746 160 126 6,8 18,52941 45 Hỡnh 3.8: ng hp ph ng nhit As ca vt liu AC2 Hỡnh 3.9: th phng trỡnh langmuir ca AC-2 vi As T th cho thy ta cú th xỏc nh ti trng hp ph cc i: Qmax = 1/0,105 = 9,523 mg/g Kt qu trờn cho thy, kh nng hp ph Asen di dng asenat ca vt liu AC-2 cao gp 1,5 ln so vi AC-1 v cao hn rt nhiu so vi AC-0 iu ú cho thy a thờm MnO2 lờn b mt than hot tớnh sau bin tớnh ó lm tng kh nng hp ph Asen ca than hot tớnh iu ú cho phộp d oỏn l ngoi MnO 2, chỳng tụi cú th a thờm cỏc ụxit hoc cỏc hp cht khỏc lờn b mt than hot tớnh lm thay i cu trỳc v kh nng hp ph ca than hot tớnh, ng dng lnh vc x lý cỏc cht c hi cú nc nh asenat 3.2.3.2 Kho sỏt dung lng hp ph As cc i ca vt liu AC- Kt qu nghiờn cu mu AC-3 cú t l (Mn(IV)3% + TiO2) vi cỏc dd asenat cú nng t 10ppm, 30ppm, 50ppm, 70ppm, 100ppm, 130ppm, 160ppm, 180ppm cho kt qu nh sau: Bng 3.: Kt qu kho sỏt langmuir vt liu AC3 hp ph As STT Co(ppm) 10 30 50 70 100 130 160 180 Cf(ppm) 7,1 21,5 36,9 51,9 76,6 101,5 127,2 145,6 Q(mg/g) 0,58 1,7 2,62 3,62 4,68 5,7 6,56 6,88 Cf/Q 12,24138 12,64706 14,08397 14,33702 16,36752 17,80702 19,39024 21,1628 Hỡnh 3.10: th phng trỡnh langmuir ca AC-3 vi As T th cho thy ta cú th xỏc nh ti trng hp ph cc i: Qmax = 1/0,064 = 15,625 (mg/g) Nh vy, qua kho sỏt dung lng hp ph Asen di dng asenat ca cỏc vt liu AC-3 cho thy kh nng hp ph As ca vt liu AC-3 cao gp 2,5 ln so vi AC-1 v cao gp 1,67 ln so vi AC-2 iu ny cho thy a MnO +TiO2 46 lờn trờn b mt than tớnh sau bin tớnh ó lm tng kh nng hp ph As di dng ion asenat 3.3 Kt qu kho sỏt kh nng hp ph Amoni ca cỏc vt liu than hot tớnh bin tớnh 3.3.1 Kho sỏt s b kh nng hp ph Amoni ca cỏc vt liu AC Cỏc mu AC-0, AC-1, AC-2, AC-3: Kho sỏt s b vi mu vt liu cho kt qu nh sau: Bng3.: Kho sỏt kh nng hp ph ca loi vt liu Mu AC-0 AC-1 AC-2(Mn3%) AC-3(3%Mn +TiO2) CNH4 ban u (ppm) 5 5 CNH4 cũn li (ppm) 4,33 3,77 2,85 2,12 CNH4 ó hp ph (ppm) 0,67 1,23 2,15 2,88 T kt qu trờn cho thy, than hot tớnh ó b bin tớnh (AC-1) kh nng hp ph As di dng NH4+ tt hn ln so vi than hot tớnh (AC-0) ban u Vt liu AC-2 cú kh nng hp ph gp khong ln AC-1 v gp gn ln so vi AC-0 Vt liu AC-3 cú kh nng hp ph gp 2,5 ln AC-1 v gp gn ln so vi AC-0 iu ú s b cho thy quỏ trỡnh ụxi húa b mt than hot tớnh Tr Bc ó ci thin ỏng k kh nng hp ph amoni di dng ion NH4+ Vi cỏc mu AC-2:Kho sỏt s b vi mu vt liu AC-2 cú t l Mn ln lt t 1%, 2%, 3%, 4%, 5% cho kt qu nh sau: Bng3 : Kt qu kho sỏt s b kh nng hp ph amoni ca AC-2 Mu AC-2 (%Mn) 1% 2% 3% 4% 5% CNH4 ban u 5 5 CNH4 cũn li 2,25 2,38 2,21 2,53 2,37 CNH4 ó hp ph 2,75 2,62 2,79 2,47 2,63 T kt qu kho sỏt cho thy kh nng hp ph NH 4+ ca vt liu AC-2 di dng amoni tt nht l vt liu than hot tớnh ó bin tớnh AC-2 cú % Mn(IV) l Do ú cỏc thớ nghim xỏc nh ti trng hp ph cc i ca vt liu AC-2 chỳng tụi chn AC-2 cú Mn(IV)3% lm i tng nghiờn cu AC-3: 47 Kt qu kho sỏt s b kh nng hp ph asen di dng ion NH 4+ vi mu AC-3 cho kt qu nh sau: Bng3.: Kt qu kho sỏt s b kh nng hp ph amoni ca AC-3 Mu AC-3( %Mn) +TiO2 1% 2% 3% 4% 5% CNH4 ban u 5 5 CNH4 cũn li 3,24 3,19 3,11 3,16 3,39 CNH4 ó hp ph 1,76 1,81 1,89 1,84 1,61 T kt qu kho sỏt cho thy rng s cỏc vt liu ca AC-3, kh nng hp ph NH4+ ca vt liu AC-3 tt nht l mu AC-3 cú t l phn trm mangan v Titan oxit tng ng l t l Mn(IV)-3% + TiO 2.Do ú cỏc thớ nghim xỏc nh ti trng hp ph cc i ca vt liu AC-3 chỳng tụi chn AC-3 cú t l Mn(IV)-3% + TiO2 lm i tng nghiờn cu 3.3.2 Kho sỏt thi gian cõn bng hp ph Trong phn ny chỳng tụi ch tin hnh kho sỏt mt loi vt liu i din, õy chỳng tụi chn vt liu AC-3 cú t l (Mn(IV)3% + TiO 2) tin hnh kho sỏt thi gian cõn bng hp ph cc i amoni ca vt liu Kt qu kho sỏt mu AC-3 (Mn(IV)3% + TiO2) nh sau: Bng3.: Thi gian cõn bng hp ph amoni t (h) Abs Cf Chp 0.5 0,903 3,426407 1,573593 0,901 3,415584 1,584416 0,837 3,069264 1,930736 2.5 0,833 3,047619 1,952381 0,822 2,988095 2,011905 3.5 0,823 2,993506 2,006494 Hỡnh 3.11: th biu din thi gian cõn bng hp ph amoni T kt qu v th cho thy thi gian hp ph tt nht ca vt liu vi amoni l 120 phỳt (2h) Sau thi gian trờn vt liu s gii hp ph Cỏc thớ nghim tip theo s ỏp dng thi gian hp ph l 2h 48 3.3.3 Kho sỏt dung lng hp ph cc i ca vt liu vi amoni 3.3.3.1 Kho sỏt dung lng hp ph cc i amoni ca vt liu AC-1 Kt qu nghiờn cu dung lng hp ph amoni ca mu AC-1 vi cỏc dd NH4+ cú nng t 1mg/l, 5mg/l, 10mg/l, 15mg/l, 20mg/l, 30mg/l, 40mg/l cho kt qu nh sau: Bng3.: Kt qu kho sỏt dung lng hp ph cc i ca vt liu AC-1 vi amoni Co Cf Q Cf/Q 3,8 0,24 15,8333 10 6,8 0,64 10,625 20 16 0,8 20 30 25,8 0,84 30,7143 50 45,7 0,86 53,1395 70 65,7 0,86 76,3953 Hỡnh 3.12: th phng trỡnh langmuir ca AC-1 vi amoni T th cho thy ta cú th xỏc nh ti trng hp ph cc i : Qmax = 1/1,0459 = 0,95611 (mg/g) Kt qu kho sỏt cho thy dung lng hp ph amoni ca than hot tớnh bin tớnh khỏ thp iu ú cho phộp d oỏn quỏ trỡnh ụxi húa b mt than hot tớnh cha ci thin c kh nng hp ph amoni ca vt liu, ú chỳng tụi tip tc tin hnh kho sỏt vi vt liu AC-2, AC-3 3.3.3.2 Kho sỏt dung lng hp ph cc i amoni ca vt liu AC2 Kt qu nghiờn cu mu AC-2 cú t l Mn 3% vi cỏc dung dch amoni cú nng t 1mg/l, 5mg/l, 10mg/l, 15mg/l, 20mg/l, 30mg/l, 40mg/l cho kt qu nh sau: Bng3.: Kt qu kho sỏt langmuir ca vt liu AC-2 vi amoni Co Cf Q Cf/Q 10 5,4 0,92 5,869565 20 10,3 1,94 5,309278 49 30 18,2 2,36 7,711864 40 27,9 2,42 11,52893 50 38,1 2,38 16,0084 60 48,1 2,38 20,21008 Hỡnh 3.13: th phng trỡnh langmuir ca AC-2 vi amoni T th cho thy ta cú th xỏc nh ti trng hp ph cc i: Qmax = 1/0,358 = 2,7933 (mg/g) Kt qu cho thy dung lng hp ph amoni cc i ca vt liu AC-2 cú t l Mn(IV) cao gp ln so vi AC-1 iu ú cho thy quỏ trỡnh a thờm MnO lờn trờn b mt than sau oxi húa ó lm tng kh nng hp ph amoni ca vt liu Dung dch thu c sau quỏ trỡnh hp ph sut, khụng cú c v cng khụng i mu iu ú cho thy MnO khụng b trụi sau quỏ trỡnh hp ph, n nh ca vt liu c trỡ sut thi gian lc liờn tc 3.3.3.3 Kho sỏt dung lng hp ph cc i amoni ca vt liu AC-3 Kt qu nghiờn cu mu AC-3 cú t l Mn(IV) 3% + TiO vi cỏc dd amoni cú nng t 1mg/l, 5mg/l, 10mg/l, 15mg/l, 20mg/l, 30mg/l, 40mg/l cho kt qu nh sau: Bng3.: Kt qu kho sỏt langmuir ca vt liu AC-3 vi amoni Co Cf Q Cf/Q 20 14,5 1,1 13,18182 40 28,6 2,28 12,54386 60 45,6 2,88 15,83333 70 55,4 2,92 18,9726 80 65,2 2,96 22,02703 90 75,7 2,86 26,46853 Hỡnh 3.14: th phng trỡnh langmuir ca AC-3 vi amoni T th cho thy ta cú th xỏc nh ti trng hp ph cc i : Qmax = 1/0,2228 = 4,488 (mg/g) 50 Nh vy, qua kho sỏt dung lng hp ph amoni di dng NH 4+ ca cỏc vt liu AC-1, AC-2, AC-3 cho thy kh nng hp ph amoni ca vt liu AC-3 l tt nht (Qmax = 4,488 mg/g) iu ny cú th d oỏn l b mt ca vt liu AC3 cú cỏc tõm hp ph l thờm MnO2 v TiO2 gn lờn trờn b mt than hot tớnh ó lm tng kh nng hp ph amoni ca vt liu AC-3 Kt qu l dung lng hp ph cc i ca AC-3 cao gp ln so vi AC-2 v cao gp ln so vi AC-1 KT LUN Trong nghiờn cu ny chỳng tụi trung vo vic bin tớnh b mt than hot tớnh bng cht oxi húa mnh v a thờm Mn(IV)v TiO2 lờn trờn b mt than sau bin tớnh hy vng to vt liu cú cỏc tõm hp ph mnh hn v ó thu c nhng kt qu c bn nh sau: ó tin hnh oxi húa b mt kh ca than hot tớnh Tr Bc bng dung dch KMnO4 mụi trng axit H2SO4, nhm bin b mt kh ca than ca than hot tớnh thnh b mt ụxi húa, chuyn t dng b mt k nc thnh b mt a nc (vt liu AC -1) ó tin hnh nghiờn cu, mang MnO lờn b mt than sau bin tớnh ó to c cỏc vt liu cú hm lng Mn tng ng l 1%, 2%, 3%, 4% v5% (vt liu AC-2) ó a thờm TiO2 lờn b mt than hot tớnh ó bin tớnh bng Mn(IV) vi hm lng khỏc thu c vt liu AC-3 51 Tin hnh nghiờn cu, ỏnh giỏ c tớnh ca cỏc vt liu nh: din tớch b mt riờng (BET), hỡnh thỏi b mt (SEM) ó tin hnh kho sỏt, xỏc nh ti trng hp ph asen ca cỏc vt liu AC-1, AC-2, AC-3 ln lt l: 6,92mg/g; 9,524 mg/g; 15,625 mg/g iu kin thng, thi gian cõn bng l 4h Xỏc nh c ti trng hp ph amoni ca cỏc vt liu tng ng l: 0,956mg/g; 2,793 mg/g; 4,488 mg/g iu kin thng, thi gian cõn bng l 2h Kt qu trờn cho thy vt liu than hot tớnh bin tớnh cú kh nng hp ph cỏc cht c hi di dng anion tt hn so vi hp ph cation 52 TI LIU THAM KHO Ti liu ting Vit V Ngc Ban(2007), Giỏo trỡnh thc Húa lớ, Nh xut bn i hc Quc gia H Ni, H Ni Phm Nguyờn Chng (2002), Húa K Thut, Nh xut bn khoa hc k thut, H Ni ng Th Thanh Lc(2010): Nghiờn cu x lý amoni nc ngm nh mỏy nc Phỏp Võn H Ni bng bin phỏp sinh hc vi vt liu mng ngp nc trờn mụ hinh pilot, Khúa lun tt nghip, K24 Khoa Mụi Trng, i Hc Khoa Hc Hu Trn Vn Nhõn, Nguyn Thc Su, Nguyn Vn Tu(2004), Húa lớ Tp hai Nh xut bn giỏo dc, H Ni o Chỏnh Thun(2007), Trung nghiờn cu cỏc yu t nh hng n quỏ trỡnh trao i amoni trờn nha cationit, ỏn tt nghip, K07, lp cụng ngh mụi trng, i Hc Khoa Hc T Nhiờn H Ni Nguyn ỡnh Triu(1999), Cỏc phng phỏp vt lý ng dng húa hc, Nh xut bn i hc quc gia H Ni, H Ni Ti liu ting Anh Bansal R.C , Goyal M.(2005), Activated Carbon Adsorption, Taylor & Francis Group,USA Biniak S.(1997), The characterization of activated carbons with oxygen and nitrogen surface groups, Carbon, Vol 35(12), pp.1799-1810 Cerovic Lj S, Milonjic.S.K, Todozovic.M.B, Trtanj M.I, PogoZhev Yu S, (2007), Point of zero charge of different carbides, Colloids and surfaces A, 297, pp.1 10 Chen J P (2003), Surface modification of a granular activated carbon by citric acid for enhancement of copper adsorption, Carbon, 41, pp 19791986 11 Chingombe P., Saha B., Wakeman R.J (2005), Surface modification and characterisation of a coal-based activated carbon, Carbon, 43, pp 31323143 12 Figueiredo J.L., Pereira M.F.R., Freitas M.M.A., Orfao J.J.M.( 1999), Modification of the surface chemistry of activated carbons, Carbon, 37, pp.13791389 13 Li Y.H., Lee C.W., Gullett B.K.(2003), Importance of activated carbons oxygen surface functional groups on elemental mercury adsorption, Fuel, 82, pp.451457 53 14 Marsh Harry, Rodriguez-Reinoso Francisco(2006), Activated Carbon, Elsevier, Spain 15 Liu S.X., Chen X., Chen X.Y., Liu Z.F., Wang H.L.( 2007), Activated carbon with excellent chromium(VI) adsorption performance prepared by acidbase surface modification, Journal of Hazardous Materials, 141, pp 315319 16 Matsumoto Masafumi et al(l994), Surface modification of carbon whiskers by oxidation treatment, Carbon, Vol 32 (I), pp 111-118 17 Mei S.X., et al(2008), Effect of surface modification of activated carbon on its adsorption capacity for NH3, J China Univ Mining & Technol, Vol.18(2), pp 02610265 18 Milonjic S.K., Ruvarac A.L (1975), The Heat of immersion of natural magnetite in aqueous solutions, Thermochimica Acta, 11(3), pp 261-266 19 Moreno C (2000), Changes in surface chemistry of activated carbons by wet oxidation, Carbon, 38, pp 19952001 20 Park Geun Il, Lee Jae Kwang, Ryu Seung Kon, Kim Joon Hyung(2002), Effect of Two-step Surface Modification of Activated Carbon on the Adsorption Characteristics of Metal Ions in Wastewater, Carbon Science, Vol 3(4), pp 219-225 21 Reynolds Tom D., Richards Paul A(1996),Unitoperations and processes in environmental engineering, PSW, USA 22 Shen Wenzhong, Liand Zhijie, Liu Yihong(2008), Surface Chemical Functional Groups Modification of Porous Carbon, Recent Patents on Chemical Engineering, 1(1), pp.27-40 23 Tao XU, Xiaoqin Liu(2008), Peanut Shell Activated Carbon: Characterization, Surface Modification and Adsorption of Pb2+ from Aqueous Solution, Chinese Journal of Chemical Engineering, 16(3), pp 401- 406 24 Vassileva P., Tzvetkova P., Nickolov R (2008), Removal of ammonium ions from aqueous solutions with coal-based activated carbons modi fied by oxidation, Fuel, 88(2), pp 387390 25 Vasu A.dwin(2008), Surface Modification of Activated Carbon for Enhancement of Nickel(II) Adsorption, Journal of Chemistry, 5(4), pp 814-819 26 Yin Chun Yang, Aroua Mohd Kheireddine(2007), Review of modifications of activated carbon for enhancing contaminant uptakes from aqueous solutions , Separation and Purification Technology, 52(3), pp 403415 54 27 Tran Hong Ha, Thai Ba Cau, La Van Binh (2000), Adsorption of uranium on silicagel packed column, Journal of chemistry, Vol.38, No.1, pp 80-83 55 MC LC DANH MC HèNH DANH MC BNG 56 DANH MC HèNH Hỡnh1.1: Bn phõn b khu vc ụ nhim asen trờn th gii [3,7] Hỡnh1.2: B mt ca mt dng than hot tớnh ụxi húa 19 Hỡnh1.4: ng hp ph ng nhit Langmuir .30 Hỡnh 1.5: th xỏc nh cỏc hng s pt Langmuir 31 Hỡnh 2.1: ng chun asen 37 Hỡnh 2.2: ng chun xỏc nh nng NH4+ 37 Hỡnh 3.1: ng cong hp ph/gii hp nit ca mu (a) AC-1, (b) AC-2 v (c) AC3 41 Hỡnh 3.5: th biu din thi gian cõn bng hp ph As ca vt liu AC2 44 Hỡnh 3.6: ng hp ph ng nhit ca vt liu AC-1vi As .45 Hỡnh 3.7: th phng trỡnh langmuir ca AC-1 vi As 45 Hỡnh 3.8: ng hp ph ng nhit As ca vt liu AC2 .46 Hỡnh 3.9: th phng trỡnh langmuir ca AC-2 vi As 46 Hỡnh 3.10: th phng trỡnh langmuir ca AC-3 vi As 46 Hỡnh 3.11: th biu din thi gian cõn bng hp ph amoni .48 Hỡnh 3.12: th phng trỡnh langmuir ca AC-1 vi amoni 49 Hỡnh 3.13: th phng trỡnh langmuir ca AC-2 vi amoni 50 Hỡnh 3.14: th phng trỡnh langmuir ca AC-3 vi amoni .50 57 DANH MC BNG 58 [...]... mặt than với các khí hoặc các dung dịch oxi hóa Nhóm chức bề mặt cacbon – hydro tạo thành bằng quá trình xử lý than hoạt tính với khí hydro ở nhiệt độ cao Nhóm chức cacbon – lưu huỳnh bằng quá trình xử lý than hoạt tính với lưu huỳnh nguyên tố, CS 2, H2S, SO2 Cacbon – nitơ trong quá trình xử lý than hoạt tính với amoniac Cacbon – halogen được tạo thành bằng quá trình xử lý than hoạt tính với halogen trong. .. đưa thêm MnO2 và TiO2 lên bề mặt than hoạt tính đã biến tính với các tỉ lệ Mn và Ti khác nhau (vật liệu AC-3) Sau đó chúng tôi đem vật liệu thu được đi chụp SEM để đánh giá các đặc tính của vật liệu: Thành phần, hình thái bề mặt, dự đoán liên kết Sau cùng chúng tôi tiến hành khảo sát khả năng hấp phụ của các vật liệu với các ion trong nước Trong nghiên cứu này chúng tôi tập trung vào xử lý asen dưới... Phương pháp nghiên cứu 2.4.1 Chuẩn bị than hoạt tính Than hoạt tính mua từ Công ty cổ Phần Trà Bắc có kích thước 0,5-1mm, sau đó được rửa sạch và sấy khô Để nguội cho vào bình kín để sử dụng làm thí nghiệm nghiên cứu (vật liệu AC-0) 2.4.2 Oxy hóa bề mặt than hoạt tính (Tạo vật liệu AC-1) Ôxi hóa hoàn toàn bề mặt than hoạt tính bằng dd KMnO 4/H2SO4 cho đến khi quá trình ôxi hóa xảy ra hoàn toàn và lượng... oxi axit làm giảm đi sự hấp phụ phenol, nhưng sự có mặt của những nhóm quinon lại làm tăng cường khả năng hấp phụ 1.3.3 Biến tính bề mặt than hoạt tính Đặc điểm quan trọng và thú vị nhất của than hoạt tính là bề mặt có thể biến tính thích hợp để thay đổi đặc điểm hấp phụ và làm cho than trở nên thích hợp hơn trong các ứng dụng đặc biệt Sự biến tính bề mặt than hoạt tính có thể được thực hiện bằng sự... ion asenat và ion amoni trong nước, sử dụng phương pháp hấp phụ, trao đổi ion bằng than hoạt tính biến tính 2.3 Danh mục thiết bị, hóa chất cần thiết cho nghiên cứu Bảng 2.: Danh mục dụng cụ thiết bị cần thiết cho nghiên cứu STT Tên thiết bị , dụng cụ Mục đích 1 Tủ hút Oxi hóa than và làm các TN độc hại 2 Tủ sấy hút chân không 3 Máy lắc 4 Máy đo quang Sấy vật liệu Khảo sát khả năng hấp phụ của vật liệu. .. chức này được liên kết và được giữ ở cạnh và góc 22 của lớp vòng thơm, và bởi vì thành phần các cạnh và góc này chủ yếu là bề mặt hấp phụ, nên người ta hi vọng khi biến tính than hoạt tính sẽ thay đổi đặc trưng hấp phụ và tương tác hấp phụ của các than hoạt tính này Thêm vào đó, sự biến tính bề mặt than cũng được thực hiện bằng quá trình khử khí và bằng việc mang kim loại lên bề mặt Trong phần này chủ... sự oxi hóa và độ bền của composit trong trường hợp của nhựa phenola cũng như nhựa epoxi làm vật liệu nền Ảnh hưởng của nhóm oxi đưa lên bề mặt sợi cacbon bằng quá trình oxi hóa trong không khí tại 700 0C và các tính chất composit đã được nghiên cứu Trong trường hợp than hoạt tính, sự có mặt của nhóm axit bề mặt làm cho bề mặt than ưa nước và phân cực, theo đó cải tiến tính chất hấp phụ khí và hơi phân... KMnO4/H2SO4 nhằm biến đổi bề mặt than hoạt tính từ bản chất bề mặt không phân cực thành bề mặt phân cực, từ bề mặt khử thành bề mặt đã được oxi hóa và có khả năng hấp phụ ion (vật liệu AC-1) Để thay đổi bản chất bề mặt than hoạt tính chúng tôi tiến hành mang MnO 2 lên bề mặt than sau khi đã biến tính làm tăng khả năng hấp phụ ion của than hoạt tính, tạo ra các vật liệu có hàm lượng Mn khác nhau (vật liệu AC-2)... 1.3.1 Đặc tính của than hoạt tính Than hoạt tính với sự sắp xếp ngẫu nhiên của các vi tinh thể và với liên kết ngang bền giữa chúng, làm cho than hoạt tính có một cấu trúc lỗ xốp khá phát triển Chúng có tỷ trọng tương đối thấp (nhỏ hơn 2g/cm3) và mức độ graphit hóa thấp Cấu trúc bề mặt này được tạo ra trong quá trình than hóa và phát triển hơn trong quá trình hoạt hóa, khi làm sạch nhựa đường và các chất... mặt của than hoạt tính và muội than là đối tượng ban đầu của một số lượng lớn các nghiên cứu do tầm quan trọng của nó trong việc xác định một vài phản ứng phân hủy, phản ứng xúc tác, và các tính chất hấp phụ của những vật liệu này Trong trường hợp của muội than, Wiegand đã sử dụng tính axit bề mặt để phân loại các họ của muội than chúng có tính axit mạnh hoặc có tính chất kiềm hoặc axit yếu Tính axit