Các vật liệu lignocelluloses như mùn cưa, xơ dừa, trấu, vỏ các loại đậu, bã mía…đã được nghiên cứu cho thấy có khả năng tách các kim loại nặng hòa tan trong nước nhờ vào cấu trúc nhiều lỗ xốp và thành phần gồm các polymer như cellulose, hemicelluloses, pectin, lignin và protein. Các polymer này có chứa trong thành tế bào thực vật, trong đó cellulose và lignin là thành phần chủ yếu[23]. Cellulose có nhiều nhất trong thành tế bào thực vật, là hợp chất cao phân tử được cấu tạo từ các liên kết các mắt xích β-D-Glucose, công thức cấu tạo:
Hình 2-1 Cấu trúc của cellulose [29]
Lignin là một chất cao phân tử có cấu trúc vô định hình khác với cellulose. Cho đến nay công thức của lignhin vẫn chưa được xác định, các mắt xích của lignhin không giống nha, nhưng người ta đã kết luận rằng trong phân tử lignin có chứa các nhóm (-OH), nhóm metoxyl (-OCH3) và nhân benzen [23].
Các polymer này có thể hấp phụ nhiều loại chất tan đặc biệt là các ion kim loại hóa trị hai. Các hợp chất polyphenol như tannin, lignin trong gỗ được cho là những thành phần hoạt động có thể hấp phụ các kim loại nặng. Các tài liệu nghiên cứu đã chỉ ra rằng các vị trí anionic phenolic trong lignin có ái lực mạnh đối với các kim loại nặng [1][23]. Ngoài ra các nhóm acid galacturonic trong peptin là những vị trí liên kết mạnh với các cation [1]. Các nhóm hydroxyl trên cellulose cũng đóng một vai trò quan trọng trong khả năng trao đổi ion của các lignocelluloses. Bản thân các nhóm này có khả năng trao đổi yếu vì liên kết phân cực yếu của nhóm OH [1][23].
Dừa nước có tên khoa học là Nypa fruticans, còn được gọi là Nypa Palm, là loài duy nhất trong họ Cau dừa Arecaceae sinh sống trong đầm lầy, chủ yếu tại các vùng bờ biển miền nam châu Á và châu Phi. Ở Việt Nam, dừa nước là loài cây quen thuộc ở các tỉnh đồng bằng sông Cửu Long, mọc thành lùm ven sông, kinh rạch. Lá dừa là vật liệu truyền thống trong những ngôi nhà vùng sông nước đồng bằng sông Cửu Long. Trái dừa nước ra thành từng buồng hình cầu, màu nâu. Trái dừa ăn ngon, mát, có tác dụng cầm máu, giải nhiệt, làm rượu.
Do có cùng họ với dừa cạn, việc định tính các thành phần của xơ dừa nước có thể dựa vào bảng sau: Bảng 2-5 Thành phần hóa học trong xơ dừa [23] Thành phần hóa học % Độẩm 5,25 Pectin 3,00 Hemi-cellulose 0,25 Lignin 45,84 Cellulose 43,44 Độ tro 2,22
So với các phương pháp hóa lý truyền thống, sử dụng vật liệu hấp phụ có nguồn gốc cellulose hấp phụ kim loại nặng đã cho thấy nhiều ưu điểm: không gây ô nhiễm thứ cấp, bản thân vật liệu cũng là các chất trao đổi/hấp phụ ion nên đem lại hiệu quả cao, đơn giản, chi phí thấp do đó dễ dàng áp dụng vào xử lý nước thải.
3. CHƯƠNG III
QUÁ TRÌNH HẤP PHỤ