Phương pháp hấp phụ là tạo ra các vật liệu có diện tích bề mặt lớn như cacbon hoạt tính, ống nano cacbon, graphen, graphen oxit [46], tổ hợp nano kim loại hóa trị 0 (NZVI: Nano Zezo Valent Ion) [12, 47]…, có ái lực lớn với các dạng asen hoà tan và sử dụng các vật liệu đó để loại bỏ asen ra khỏi nước. Người ta đã phát hiện ra khả năng hấp phụ asen tốt của nhôm oxit đã hoạt hoá (Al2O3), các vật liệu có chứa oxit, hyđroxit sắt, các loại quặng sắt tự nhiên: limonit, laterit...
Bảng 1.4. Đánh giá so sánh khả năng hấp phụ của một số
vật liệu khác nhau để xử lý asen Chất hấp phụ Mô hình sử dụng để tính toán hấp phụ Dung lượng hấp phụ As(III) – (mg/g) Tài liệu tham khảo Al2O3/Fe(OH)3 Langmuir 0,028 [28] MnO2 Langmuir 0,172 [28]
Cacbon hoạt tính Langmuir 3,5 – 8,6 [29]
Ống nano cacbon trên gốm xốp
Langmuir 6,85 [31]
GO/Fe3O4 Langmuir 14,04 [16]
GO/NZVI Langmuir 35,83 [12]
Trao đổi ion có thể được xem là một dạng đặc biệt của phương pháp hấp phụ. Trao đổi ion là quá trình thay thế vị trí của các ion bị hấp phụ trên bề mặt chất rắn bởi các ion hoà tan trong dung dịch. Nhựa trao đổi ion được sử dụng rộng rãi trong việc xử lý nước để loại bỏ các chất hoà tan không mong muốn ra khỏi nước. Các loại nhựa này có một bộ khung polyme liên kết ngang, được gọi là nền. Thông thường, nền này được tạo thành do polystyren liên kết ngang với đivinylbenzen. Các nhóm chức tích điện liên kết với nền thông qua các liên kết cộng hoá trị. Phương pháp này rất hiệu quả trong việc loại bỏ asen. Tuy nhiên, nếu trong dung dịch, nồng độ các ion cạnh tranh với asen (như sunfat, florua, nitrat...) lớn, hiệu suất của quá trình sẽ giảm đi một cách đáng kể.
Quá trình hấp phụ các ion kim loại trên GO thường không phụ thuộc đến lực ion mà phụ thuộc nhiều vào dung dịch pH [42, 78, 64, 84]. Một mặt giá trị pH cao có lợi cho việc ion hóa của các nhóm chức chứa oxi trên bề mặt graphen oxit. Điểm pHpzc của GO là ~ 5,2 [78, 84, 65], do vậy ở pH >5,2 (pH > pHpzc) điện tích trên bề mặt GO là âm và sự tương tác tĩnh điện giữa các ion kim loại và GO trở nên mạnh hơn. Mặt khác, với giá trị pH cao, các hydroxit kim loại có thể hình thành kết
tủa hay nhóm anion sẽ chiếm ưu thế. Thật là khó để hấp phụ các anion trên GO do sự tích điện bề mặt của GO là âm, vì vậy giá trị pH cần lựa chọn một cách cẩn thận để có được hiệu quả cao. Ngoài ra sự hấp phụ các kim loại trên GO không chỉ phụ thuộc vào pH hay tồn tại ion kim loại mà còn của các chất hữu cơ [8]. Ví dụ: Zhao cùng các cộng sự đã nghiên cứu ảnh hưởng của axit humic, thường thấy trong môi trường và thể hiện khả năng tạo phức mạnh với các ion kim loại bởi những nhóm chức chứa oxi rất phong phú [84].