Trong nghiên cứu này, alginate được biến tính với carbon hoạt tính và chất hoạt động bề mặt nhằm tăng độ xốp của vật liệu, cải thiện dung lượng hấp phụ ion Ni(II). CAB chưa biến tính gần như không có lỗ xốp, diện tích bề mặt riêng rất nhỏ (~0,04 m2 /g).
Khoa học Kỹ thuật Công nghệ DOI: 10.31276/VJST.63(11DB).80-84 Chế tạo composit xốp sở alginate để cải thiện khả hấp phụ Ni(II) Vũ Xuân Minh*, Phạm Thị Lan, Lê Thị Mỹ Hạnh, Nguyễn Tuấn Dung Viện Kỹ thuật Nhiệt đới, Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam Ngày nhận 9/9/2021; ngày chuyển phản biện 14/9/2021; ngày nhận phản biện 15/10/2021; ngày chấp nhận đăng 22/10/2021 Tóm tắt: Canxi alginate bead (CAB) chất hấp phụ tốt ion kim loại nặng, nhiên CAB có hạn chế diện tích bề mặt riêng nhỏ nên khó ứng dụng thực tế Trong nghiên cứu này, alginate biến tính với carbon hoạt tính chất hoạt động bề mặt nhằm tăng độ xốp vật liệu, cải thiện dung lượng hấp phụ ion Ni(II) CAB chưa biến tính gần khơng có lỗ xốp, diện tích bề mặt riêng nhỏ (~0,04 m2/g) Sau biến tính, composit xốp (P-CAB) chế tạo từ alginate kết hợp với carbon hoạt hính chất hoạt động bề mặt có diện tích bề mặt riêng ~160 m2/g, tăng 4.000 lần so với CAB Kết nghiên cứu hấp phụ ion Ni(II) cho thấy, dung lượng hấp phụ cực đại P-CAB cải thiện đáng kể, qmax=53,76 mg/g, tăng 8,3 lần so với dung lượng hấp phụ CAB (6,48 mg/g) Từ khóa: alginate, alginate xốp, chất hấp phụ tự nhiên, hấp phụ Ni(II) Chỉ số phân loại: 2.7 Đặt vấn đề Alginate polysacarit tự nhiên, ứng dụng nhiều lĩnh vực thực phẩm, y sinh, dược phẩm… Alginate chiết xuất chủ yếu từ rong nâu - loài rong phân bố dọc bờ biển Việt Nam từ bắc vào nam, tập trung nhiều biển miền Trung, với 120 lồi có giá trị kinh tế cao trữ lượng lớn [1] Gần đây, hướng nghiên cứu ứng dụng alginate làm vật liệu xử lý môi trường nhà khoa học quan tâm nhờ ưu điểm khơng độc hại, có khả tương tác phân hủy sinh học, có chứa nhóm chức carboxyl hydroxyl cấu trúc có nguồn nguyên liệu dồi Khả tách loại chất ô nhiễm alginate công bố, đặc biệt khả xử lý cation [2-6] Tuy nhiên, hiệu xử lý chưa thực cao, dung lượng hấp phụ alginate cation kim loại nặng khoảng 10-40 mg/g Đây dung lượng hạt CAB ướt, nhiên, hạt CAB khó bảo quản, dễ nước Đối với hạt sấy khơ, có độ bền cứng cao, hiệu hấp phụ cịn kém, ngun nhân tính chất CAB khô vật liệu không hút nước, diện tích bề mặt riêng khoảng 0,6÷32 m2/g [3, 7-13] Để tăng khả xử lý nước áp dụng vào thực tế, cần phải biến tính tạo độ xốp cho vật liệu Các phương pháp cải tiến thường áp dụng chế tạo composit kết hợp với chất có khả hấp phụ khác tăng độ xốp vật liệu Các chất thường nghiên cứu chế tạo composit với alginate carbon hoạt tính [14], than sinh học [9], ống nano carbon [15], graphen oxit [16]… Những chất vừa tăng độ xốp composit, vừa bổ sung thêm tác nhân hấp phụ vào vật liệu Bên cạnh đó, hướng nghiên cứu khác làm tăng diện tích bề mặt riêng thân alginate qua phương pháp chế tạo khác Có thể kết hợp với hóa chất tạo bọt khí q trình * chế tạo NaHCO3 [17], Natri Lauryl Sulfat (SLS) [18], sử dụng phương pháp sấy thăng hoa [19] Niken kim loại nặng độc hại, có nguy đe dọa lớn sức khỏe người Ở nồng độ nhỏ, niken ngun tố vi lượng có lợi q trình trao đổi chất Tuy nhiên, nồng độ vượt ngưỡng cho phép, tác nhân gây ức chế hoạt động enzyme, gây tổn thương phổi, làm đau ngực, khó thở, phù thận, rối loạn tiêu hóa, viêm da dị ứng… [20] Niken có nhiều tính đặc biệt nên sử dụng rộng rãi ngành cơng nghiệp khác như: luyện kim, hóa chất, mạ điện, sản xuất pin, gốm sứ, chế biến khoáng sản… Việc sử dụng rộng rãi niken công nghiệp sống hàng ngày nguy gây phát thải niken vào môi trường, nguồn nước Trong quy chuẩn kỹ thuật quốc gia nước thải công nghiệp QCVN 40:2011/ BTNMT giới hạn hàm lượng niken thải nồng độ nhỏ 0,2 mg/l nước thải công nghiệp loại A 0,5 mg/l nước thải công nghiệp loại B Trong nghiên cứu trước [21] sử dụng hạt CAB để hấp phụ Ni(II), dung lượng hấp phụ cực đại đạt 6,8 mg/g Trong nghiên cứu này, chúng tơi chế tạo composit sở alginate biến tính kết hợp carbon hoạt tính chất hoạt động bề mặt SLS nhằm tăng diện tích bề mặt riêng vật liệu, cải thiện khả hấp phụ Ni(II) Thực nghiệm Hóa chất Các hóa chất sử dụng nghiên cứu gồm: natri alginate (Alg) chiết tách từ rong nâu vùng biển Nha Trang cung cấp Viện Nghiên cứu ứng dụng Công nghệ Nha Trang; Ca(NO3)2.4H2O loại tinh khiết (≥99%), SLS, HCl 36% Tác giả liên hệ: Email: vxminh@itt.vast.vn 63(11ĐB) 11.2021 80 NaOH tinh khiết cung cấp Xilong Scientific (Trung Quốc); than hoạt tín họcCơng Kỹ thuật phần CơngTrà nghệ (AC) dạng bột cung Khoa cấp ty Cổ Bắc; NiSO44.6H22O amonipesunfat, thuốc thử màu dimetylglyoxim hóa chất tinh khiế dùng phân tích Hãng Merck (Đức) Chế tạo hạt P-CAB sở alginate ) 0,3 M pha sẵn buret độ pháp tạo gel io từngHạt giọtP-CAB vào 200 mlcơ Ca(NO sở alginate tạo thành phương caodung cm HạtcóP-CAB dạng hìnhDung cầu hìnhđược thànhchuẩn ngaybịkhi dịch chứa ion Ca(II) dịch Alg cách cân Algtiếp choxúc vàovới 100 ml dịch nướcCa(II) cất (1% lượng),ổn khuấy dung Đểkhối hạt P-CAB định mạnh 24 giờ,máy tốc độ 80 vòng/phút đếnrửa tan hồn nước tồn cất Cân3một ACCa(II) (tỷ lệcịn Alg/AC=1/0,5) cho sau lọc lần lượng để loại0,5 bỏ gion dư dung pha Khuấy đều6 máy tốc 800 vòng/phút o C thu hạtđộ P-CAB có kích vịng Sấydịch khơAlg sản vừa phẩm 60 phút để AC phân tán dung dịch Alg Tiếp tục cho 0,1 g SLS (tỷ l thước trung bình 2,5±0,5 mm, ký hiệu P-CAB Diện tích Alg/SLS=1/0,1) vào hỗn hợp 30vật phút SLS phân tan hết, đồng thời tạo bọ kínhvà lỗkhuấy xốpnhất liệuđểđược bềSau mặtkhi riêng xốp thuSBET đường dung dịch đồng thành phần, hỗntích hợp nh Xuan Minh Vu*, Thi Lan Pham, Thi My Hanh Le, lỏng thiết bị TriStar IIcao cm Hạt P phương pháp hấp phụ giải hấp N ) 0,3 M pha sẵn buret độ giọt vào 200 ml Ca(NO 2 Tuan Dung Nguyen 3020 Hãng Micromeritics Viện Kỹ thuật nhiệt đới CAB dạng hình cầu hình thành tiếp xúc với dung dịch Ca(II) Để hạt P Institute for Tropical Technology, Vietnam Academy of Science and Technology CAB ổn địnhnghiệm 24h, lọc rửa nước cất lần để loại bỏ ion Ca(II) cò Thực hấpsau phụđóNi(II) dư Sấy khơ sản phẩm 60ooC thu hạt P-CAB có kích thước trun Received September 2021; accepted 22 October 2021 Sau khimm, phânđược tích ký đặchiệu trưng thái Diện cấu trúc, tích hạt bề P-CAB mặt riêng SBET bình 2,5±0,5 hình P-CAB BET đường kín Abstract: lỗ xốp vật liệu hấp loại phụ Ni(II) - giải hấp N22 lỏng trê sử dụng để nghiên cứuphân khảtích năngbằng hấpphương phụ cácpháp ion kim thiết bị TriStar II 3020 Hãng Micromeritics Viện Kỹ thuật nhiệt đới Calcium alginate bead (CAB) is a good adsorbent of phương pháp hấp phụ tĩnh Thí nghiệm hấp phụ tĩnh hành nghiệm nhiệthấp độ phụ phòng, lượng chất hấp phụ g/l, tốc độ Ni(II) heavy metal ions; however, CAB has a small specific tiếnThực Fabrication of porous composites based on alginate to improve the adsorption capacity of Ni(II) Điều pHhình tốt để hấp Ni(II)được sử dụng đ surface area, limiting its applications in the removal of lắc 150 Sau vịng/phút phân tích đặckiện trưng thái cấu trúc,phụ hạtion P-CAB hạt CAB xác định nghiên cứu trước (pH 3-7,5) nghiên cứu khả hấp phụ ion kim loại Ni(II) phương pháp hấp phụ tĩnh heavy metals in water treatment In this study, alginate Thí nghiệm hấp phụ tĩnh tiến hành nhiệt độ phòng, lượng chất hấp phụ [21] Trong nghiên cứu này, pH lựa chọn để tiến hành is denatured with activated carbon and surfactants to g/l, tốc độ lắc 150 vòng/phút Điều kiện pH tốt để hấp phụ ion Ni(II) hạ thí nghiệm hấp phụ Ni(II) Giá trị pH dung dịch hấp phụ increase the porosity of the material and improve the CAB đãđịnh đượcbằng xác máy định nghiên cứu trước (pH 3-7,5)Instruments, [22] Trong nghiên cứu xác HI 2211 pH/ORP meter, Hanna adsorption capacity of the Ni(II) ion Initial undenatured pH lựa chọn để tiến hành thí nghiệm hấp phụ Ni(II) Giá trị pH dun calcium alginate bead is almost no pores and a very small điều chỉnh dung dịch HCl 0,1 M NaOH 0,1 M dịch hấpsuất phụ Hđược xác định lượng máy phụ HI 2211 pH/ORP meter, Hanna Instruments Hiệu (%) vàcác dung được0,1 tínhM.theo specific surface area (~0.04 m2/g) After modification, điều chỉnh dung dịchhấp HCl 0,1qM(mg/g) NaOH Hiệu suất H (%) v công thứchấp sau: the porous composite made from alginate combined dung lượng phụ q (mg/g) tính theo công thức sau: with active carbon and surfactant (P-CAB) has a large (( )) (1) (%) (1 H= specific surface area ~160 m2/g, 4,000 times higher than CAB The results of the Ni(II) ion adsorption study also ( )) q=( (mg/g) (2 (2) showed that the maximum adsorption capacity of porous đó:đó: C00C: nồng composite (qmax of 53.76 mg/g) significantly improved an đầu : nồngđộđộion ionkim kimloại loại ban đầu(mg/l); (mg/l);CCeee:: nồng nồng độ độ ion kim loại thờ hấp phụ đạt cân ằng (mg/l); V: thể tích dung dịch ion loại (ml); m: khố by 8.3 times than the adsorption capacity of CAB (6.48 điểm kim loại tại thời điểm hấp phụ đạt cân bằng (mg/l); V: thể tíchkim dung lượng vật liệu hấp phụ (g) mg/g) dịch ion kim loại (ml); m: khối lượng vật liệu hấp phụ (g) So sánh hiệu suất hấp phụ Ni(II) CAB, AC P-CAB điều kiện pH Keywords: alginate, natural adsorbent, Ni(II) adsorption, 7, nồngSo hiệu suất hấp phụ Ni(II) AC xúc P-CAB Khảo sát ản độsánh ion Ni(II) an đầu 100 mg/l,của thờiCAB, gian tiếp 120 phút porous alginate bead cùngcủa điều kiện pHtiếp 7, nồng ion Ni(II) 100đầu mg/l, hưởng thời gian xúc vàđộnồng độ ionban kimđầu loạilà an đếnthời hiệu suất hấp phụ H tiếp xúc q120 phút.hấp Khảo thờixác gian tiếpđiều kiện hấp ph (%)gian dung lượng (mg/g) phụ.sátTừảnh kếthưởng thucủa được, định Classification number: 2.7 tốt xúc nhất,vàxây dựng mơ kim hìnhloại động đẳng hợp, đồng thời xá nồng độ ion banhọc đầuvàđến hiệunhiệt suấthấp hấpphụ phụphù H (%) Nồng độ ion Ni(II) trước định dung lượng hấp phụ cực đại q max dung lượng q (mg/g) hấp phụ.maxTừ kết thu được, xác định sau tác loạiđiều xáchấp định cách tạo với thuốc đo đ kiện phụ tốt nhất, xâyphức dựngmàu mơ hình động thử họcdimetylglyoxim đẳng hấp thụ quang thiết bị CINTRA 40, GBC Mỹ ước sóng 470 nm Độn NaOH tinh khiết cung cấp Xilong Scientific (Trung họcnhiệt hấp phụ phù hợp, đồng thời xác định dung lượng hấp phụ hấp phụ tính tốn theo mơ hình động học biểu kiến bậc (3) (4) M Quốc); than hoạt tính (AC) dạng bột cung cấp Công ty cực đại qmax Nồng độ ion Ni(II) trước sau tách loại Cổ phần Trà Bắc; NiSO4.6H2O, amonipesunfat, thuốc thử xác định cách tạo phức màu với thuốc thử dimetylglyoxim màu dimetylglyoxim hóa chất tinh khiết dùng đo độ hấp thụ quang thiết bị CINTRA 40, GBC Mỹ bước sóng 470 nm Động học hấp phụ tính tốn theo mơ hình phân tích Hãng Merck (Đức) động học biểu kiến bậc (3) (4) Mô hình đẳng nhiệt Chế tạo hạt P-CAB sở alginate tính tốn dựa mơ hình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir (5) hình đẳng nhiệt tính tốn dựa mơ hình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir (5) v Freundlich (6) Hạt P-CAB sở alginate tạo thành phương Freundlich (6) nhiệt động đượchọc tínhhấp tốnphụ dựabậc dạng mơ hình đẳng hấp pháp tạo gel ion dung dịch có chứa ion Ca(II) Dung dịch Alg hình đẳng Mơ hình hình tuyến tínhnhiệt nhưsau: sau: phụ Langmuir (5) v Mô động học hấp phụ bậc 11dạng tuyến tính chuẩn bị cách cân g Alg cho vào 100 ml nước cất (1% Freundlich (6) ln(q - qt)động = lnqhọc t phụ bậc dạng tuyến tính sau: (3) (3 e - k1hấp Mơ ehình khối lượng), khuấy mạnh máy tốc độ 800 vòng/phút đến tan -1 sốsố tốctốc độđộ phản ứng theo mơmơ hình động họchọcậcbậc (t ); qe, qt: dun đó: k1-:kqhằng : phản ứng theo hình động đó: hồn tồn Cân lượng 0,5 g AC (tỷ lệ Alg/AC=1/0,5) cho vào ln(q (3 e t) = lnqe - k1.t -1 phụ thời điểm cân ằng thời điểm t (mg/g) lượng hấp ); q , q : dung lượng hấp phụ thời điểm cân thời (t dung dịch Alg vừa pha Khuấy máy tốc độ 800 vịng/ đó: ke1: t số tốc độ phản ứng theo mơ hình động học ậc (t -1); qe, qt: dun Mơ hìnhtạiđộng hấp phụằng bậcvà dạng tuyếnt tính sau: điểmhấp t (mg/g) phút vòng 30 phút để AC phân tán dung dịch Alg lượng phụ thờihọc điểm cân thời điểm (mg/g) Tiếp tục cho 0,1 g SLS (tỷ lệ Alg/SLS=1/0,1) vào hỗn hợp (4 Mơ Mơhình hìnhđộng độnghọc học hấp hấp phụ phụ bậc bậc 22 dạng tuyến tính sau: khuấy 30 phút để SLS tan hết, đồng thời tạo bọt xốp Sau thu (4 (4) dung dịch đồng thành phần, hỗn hợp nhỏ đó: k2: số tốc độ phản ứng theo mơ hình giả động học ậc (g/mg.t); qe qt: dung lượng hấp phụ thời điểm cân ằng thời điểm t (mg/g) đó: k2: số tốc độ phản ứng theo mơ hình giả động học ậc (g/mg.t); q Mơ hìnhhấp đẳngphụ nhiệt qt: dung lượng hấp thời phụ điểmLangmuir: cân ằng thời điểm t (mg/g) 63(11ĐB) 11.2021 81 Mơ hình đẳng nhiệthoặc hấp phụ Langmuir: (5 (5 đó: qmax: dung lượng hấp phụ cực đại (mg/g); KL: số hấp phụ Langmui (l/mg) đó: qmax: dung lượng hấp phụ cực đại (mg/g); KL: số hấp phụ Langmu Mơ hình đẳng nhiệt hấp phụ Freundlich: H (%) hình đẳng nhiệt tính tốn dựa mơ hình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir (5) hình đẳng nhiệt tính tốn dựa mơ hình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir (5) Freundlich (6) Freundlich (6) Mơ hình động học hấp phụ bậc dạng tuyến tính sau: Mơ hình động học hấp phụ bậc dạng tuyến tính sau: ln(qe - qt) = lnqe - k1.t (3) ln(q lnqe - kvà (3) e - qKỹ t) = thuật 1.t Công nghệ Khoa học đó: k1: số tốc độ phản ứng theo mơ hình động học ậc (t -1 ); q , q : dung -1 e t đó: k1: số tốc độ phản ứng theo mơ hình động học ậc (t ); qe, qt: dung lượng hấp phụ thời điểm cân ằng thời điểm t (mg/g) lượng hấp phụ thời điểm cân ằng thời điểm t (mg/g) Mơ hình động học hấp phụ bậc dạng tuyến tính sau: Mơ hình động học hấp phụ bậc dạng tuyến tính sau: (4) đó: k2: số tốc độ phản ứng theo mơ hình giả động học (4) 50 bậc (g/mg.t); qe, qt: dung lượng hấp phụ thời điểm cân đó: k2: số tốc độ phản ứng theo mơ hình giả động học ậc (g/mg.t); qe, đó: điểm k2: số tốc độ phản ứng theo mơ hình giả động học ậc (g/mg.t); qe, 40 thời t (mg/g) qt: dung lượng hấp phụ thời điểm cân ằng thời điểm t (mg/g) qt: dung lượng hấp phụ thời điểm cân ằng thời điểm t (mg/g) Mơ hình đẳng nhiệt hấp phụ phụ Langmuir: Langmuir: 30 Mơ hình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir: (5) 20 (5) (5) lượng hấp phụ cực đại (mg/g); K : số hấp phụ Langmuir trongđó: đó:qmax qmax: :dung dung lượng hấp cực đại (mg/g); K : số hấp đó: qmax: dung lượng hấp phụ cực đại (mg/g); KL LL: số hấp phụ Langmuir 10 (l/mg) phụ Langmuir (l/mg) (l/mg) Mơ hình đẳng nhiệt hấp phụ Freundlich: CAB AC P-CAB Mơ hình đẳng nhiệt hấp phụ phụ Freundlich: Freundlich: ⁄ (6) ⁄ hoặc (6)suất hấp phụ Ni(II) vật liệu khác (6) Hình Hiệu đó: KF: số hấp phụ Freundlich (l/mg); n: tham số thực nghiệm Kết cho thấy, P-CAB có hiệu suất hấp phụ cao ~50%, : số số hấphấp phụphụ Freundlich (l/mg); n: tham số thực nghiệm đó:đó: KFK : Freundlich (l/mg); n: tham số thực F Kết thảo luận AC có hiệu suất hấp phụ thấp ~10%, CAB có hiệu suất hấp Kếtnghiệm thảo luận phụ ~30% Như vậy, việc tạo độ xốp cho vật liệu cải thiện đáng Diện tích bề mặt riêng vật liệu Diện tích bề mặt riêng vật liệu hiệuP-CAB suất hấp phụ Ni(II), vật liệu kết hợp AC có hiệu Kết Diện thảo luận tích bề mặt riêng, thể tích mao quản đường kính lỗ xốpkểcủa Diện tích bề mặt riêng, thể tích mao quản đường kính lỗ xốpsuất củahấp P-CAB trình carbon hoạt tính AC CAB trướcphụ khikim loại nặng Tác nhân hấp phụ Ni(II) chủ yếu Diệnbày tíchởởbềbảng mặt11riêng so vậtsánh liệu với trình bày bảng so sánh với carbon hoạt tính AC CAB trước vẫnnhưng cáclớn nhóm chức có bề mặt alginate Hiệu suất hấp biến tính Kết cho thấy, diện tích bề mặt riêng P-CAB nhỏ AC biến tính Kết cho thấy, diện tích bề mặt riêng P-CAB nhỏ AC lớn rấtDiện nhiềutích CAB CAB chiếm chỗ mộtquản phần maokính quảnlỗcủa than phụ hoạttăng tính cao làm giải thích vật liệu có độ xốp cao bề mặt riêng, thể tích mao đường xốp nhiều CAB CAB chiếm chỗ phần mao quản than hoạt tính làm giảm tích mao quản trung dẫn1 tới bề mặt P-CABđãgiảm vớiion Ni(II) tiếp xúc nhanh khuếch tán sâu vào giúpso cho củathể P-CAB trình bày bình, bảng diện đượctích so sánh vớiriêng carbon giảm thể tích mao quản trung bình, dẫn tới diện tích bề mặt riêng P-CAB giảm so với AC Tuy nhiên, so với CAB (~0,04 m22/g), diện tích bề mặt riêng P-CAB (~160 cấu trúc hoạt tính AC CAB trước biến tính Kết cho thấy, diện AC Tuy nhiên, so với CAB (~0,04 m /g), diện tích bề mặt riêng P-CAB (~160vật liệu, giúp việc bắt giữ ion Ni(II) vào vật liệu m2/g) tăng 4.000 lần Diện tích lỗ xốp nhỏ trung bình P-CAB tính m /g) hơnriêng 4.000 lần Diện2 tích xốp nhỏ lớn trung bình P-CAB tínhhơn hiệuriêng tíchtăng bềtrình mặt P-CAB nhỏchiếm hơnlỗ AC diện nhiều phương BJH làcủa 112,32 m2/g, khoảng 70% tổng tích bề mặt phương trình BJH 112,32 m /g, chiếm khoảng 70% tổng diện tích bề mặt riêng thấy, chiếmmao chỗquản nhỏ phầnvàcác maobình quản đa than hạt.CAB Điều CAB cho trung chiếm sốhoạt cấu trúc P- thời gian hấp phụ động học hấp phụ: dung Ảnhcủa hưởng hạt Điều cho thấy, mao quản nhỏ trung bình chiếm đa số cấu trúc PtínhCác làmmao giảmquản thể nhỏ tích cỡ mao bình, dẫn tới tích bề thành CAB nmquản trongtrung P-CAB (~2,78 nm)diện hình lượng phụ ion Ni(II) khảo sát pH 7, hàm lượng CAB Các mao quản nhỏ cỡ nm P-CAB (~2,78 nm) hình thành dohấp thành chứa than có sẵn mao quản (~2,14 nm) mặtphần riêngcó giảmhoạt so tính với AC Tuycác nhiên, so vớinhỏ CAB (~0,04 thành phần cóP-CAB chứa than hoạt tính có sẵn mao quản nhỏ (~2,14 nm) P-CAB g/l, nồng độ Ni(II) ban đầu 100 mg/l, kết m2/g), diệntích tíchbề bềmặt mặtriêng riêngvàcủa P-CAB /g)CAB, tăng Bảng Diện kích thước(~160 lỗ xốpmcủa AC P-CAB trình bày hình Bảng Diện tích bề mặt riêng kích thước lỗ xốp CAB, AC P-CAB 4.000 lần Diện tích lỗ xốp nhỏ trung bình P-CAB tính phương trình BJH 112,32 m2/g, chiếmCAB khoảng AC 70% tổng P-CAB CAB AC P-CAB diệntích tích ềbềmặt mặtriêng riêng của(m²/g) hạt Điều cho 0,04 thấy, mao872,67 quản nhỏ 160,19 Diện BET Diện tích ề mặt riêng BET (m²/g) 0,04 872,67 160,19 trung bình chiếm đa số cấu trúc P-CAB Các mao Diện mặt tính theo phương quảntích nhỏềềcỡ nmriêng P-CAB (~2,78 pháp nm) 112,32 0,01hình thành 391,69 Diện tích mặt riêng tính theo phương pháp BJH (m22/g) 0,01 391,69 112,32 BJH (mthành /g) phần có chứa than hoạt tính có sẵn mao quản nhỏ (~2,14kính nm).lỗ xốp mao quản trung ình (nm) 10,99 Đường Đường kính lỗ xốp mao quản trung ình (nm) 10,99 2,14 2,14 Bảng Diện tích bề mặt riêng kích thước lỗ xốp CAB, AC P-CAB 2,78 2,78 4 CAB AC P-CAB Diện tích bề mặt riêng BET (m²/g) 0,04 872,67 160,19 Diện tích bề mặt riêng tính theo phương pháp BJH (m2/g) 0,01 391,69 112,32 Hình Dung lượng hấp phụ Ni(II) P-CAB theo thời gian tiếp xúc Đường kính lỗ xốp mao quản trung bình (nm) 10,99 2,14 2,78 Tổng thể tích mao quản trung bình (cm3/g) 0,00003 0,2097 0,0781 Kết hình cho thấy, dung lượng hấp phụ tăng nhanh khoảng thời gian từ đến 60 phút, từ lên 21 mg/g Sau 60 phút, dung lượng hấp phụ gần không tăng nữa, trình hấp phụ đạt cân Các liệu thực nghiệm phân tích theo mơ hình động học hấp phụ biểu kiến bậc (3) (4) Đồ thị tham số phương trình động học biểu diễn hình bảng Kết cho thấy phương trình động học biểu kiến bậc phù hợp để mơ tả q trình hấp phụ ion Ni(II) P-CAB hệ số tương quan R2~1 dung lượng hấp phụ cân qe~qt Điều phù hợp với kết nghiên cứu trước [21] Kết hấp phụ ion Ni(II) So sánh hiệu suất hấp phụ Ni(II) vật liệu CAB, AC P-CAB: tiến hành so sánh hiệu suất hấp phụ vật liệu CAB, AC P-CAB điều kiện nồng độ Ni(II) 100 mg/l, lượng chất hấp phụ g/l, thời gian tiếp xúc 120 phút Phân tích nồng độ Ni(II) sau hấp phụ, tính tốn hiệu suất hấp phụ theo cơng thức (1) Hiệu suất hấp phụ Ni(II) vật liệu trình bày hình 63(11ĐB) 11.2021 82 Khoa học Kỹ thuật Công nghệ với lượng chất hấp phụ g/l pH Nồng độ dung dịch Ni(II) an đầu thay đổithực từ 5nghiệm đến 1.000 mg/l Kếtsử biếnđể thiên hiệu suất hấp2phụ dung dụng phân tích theo mơHhình đẳnglượng hấp phụ q theo nồng Ni(II) bày hình 4.(6) Dạng tuyến tính nhiệt hấp phụđộLangmuir (5)trình Freundlich đường đẳng nhiệt hấp phụ biểu diễn hình Hình Ảnh hưởng nồng độ Ni(II) ban đầu đến khả hấp phụ Kết thực nghiệm cho thấy hiệu suất hấp phụ H giảm dần, dung lượng hấp phụ q tăng dần nồng độ Ni(II) an đầu tăng Khi nồng độ Ni(II) lớn 400 mg/l q đạt cân Dữ liệu thực nghiệm sử dụng để phân tích theo hai mơ hình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir (5) Freundlich (6) Dạng tuyến tính hai đường đẳng nhiệt hấp phụ biểu diễn hình Hình Động học hấp phụ Ni(II) bậc (A) (B) P-CAB Bảng Các tham số phương trình động học hấp phụ Ni(II) P-CAB Hình Đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir (A) Freundlich (B) Từ đồ thị hình xác định hệ số tương quan ) thông sốvàkhác Kết k1x10 qe k2x10 qe Hình 5.phương Đường trình đẳng hồi nhiệtquy hấp(R phụ (A)các Langmuir (B) Freundlich 2 R R phương trìnhtừbày bảng Từ số cân hấp phụ K (phút-1) (mg/g) (g/mg.phút) (mg/g) L quan phương trình đồ thị hình xác định hệ số tương nồng độ banTừđầu trình Langmuir tính tham số R số cân hồi quy (R ) thông số khác Kết quảL trình bày bảng 23,28 2,49 12,81 0,8665 0,49 24,10 0,9997 phương trình Langmuir tính tham số RL vật hấp Ni(II) phụ KLRtrong phản ánh lực ion Ni(II) với bề mặt C0 L Ảnh hưởng nồng độ Ni(II) ban đầu đẳng nhiệt hấp phụ: thí nồng Ni(II) RL phản ánh tâm lực với bềđến mặt vật đầu Ccho liệu,độđặcantrưng lượng hấp phụionvàNi(II) liên quan đặc trưng cho lượng tâm hấp phụ liên quan đến nhiệt hấp phụ nghiệm khảo sát ảnh hưởng nồng độ Ni(II) ban đầu đến hiệu liệu, >1; tuyến nhiệt hấp phụ Mơ hình đẳng nhiệt khơng phù hợp R hình đẳng nhiệt khơng phù hợp RL>1; tuyến tính LRL=1; phù hợp suất dung lượng hấp phụ thực với lượng chất hấp phụ Mơtính =1; thuận phù hợp khi 0