1.2.7.1. Than hoạt tính
Là vật liệu hấp phụ phổ biến nhất từ trước đến nay, vật liệu này có ưu điểm là diện tích bề mặt tiếp xúc lớn, nhiều lỗ xốp có kích thước rất nhỏ, khả năng hấp phụ cao, độ tinh khiết cao, ít lẫn tạp chất, dễ sử dụng và không độc hại. Than hoạt tính được tạo thành từ quá trình đốt các nhiên liệu (như gỗ, vỏ dừa, xơ dừa) trong điều kiện thiếu khí ở nhiệt độ cao. Trên thế giới có nhiều nghiên cứu nhằm sử dụng các phụ phẩm nông nghiệp để làm than hoạt tính như rơm, vỏ dừa, gáo dừa, mùn cưa, vỏ quả oliu, vỏ đậu phộng, vỏ trấu… [2][10].
Trong công nghiệp, than hoạt tính được sử dụng để loại bỏ một số chất như Nitơ trong không khí, Hydro trong khí tổng hợp (syngas), các hợp chất SOx và NOx; hợp chất hữu cơ màu ; thu hồi hơi dung môi; làm sạch nước bằng cách hấp thu phenol, hợp chất Halogen, thuốc bảo vệ thực vật, caprolactum và Clorin; tẩy màu trong sản xuất đường….
Quá trình tạo than hoạt tính chủ yếu gồm 2 giai đoạn chính: than hóa và hoạt hóa. Cấu trúc rỗng xốp của vật liệu được tăng lên đáng kể bằng các phương pháp vật lý và hóa học. Phương pháp lý học bao gồm oxi hóa và khí hóa than ở nhiệt độ cao (trên 800oC). Hoạt hóa bằng phương pháp hóa học được tiến hành bằng cách cho vật liệu tác dụng với một số hóa chất như HCl, H2SO4, MgCl2, NaOH, NAOH, ZnCl2, NH4Cl, BaCl2, K2CO3, K2HPO4 và H3PO4. Các tác nhân này có tác dụng làm gia tăng số lượng
vi lỗ trong vật liệu đồng thời làm giảm hàm lượng tro của vật liệu. Nhiệt độ của quá trình hoạt hóa bằng hóa chất thấp hơn so với phương pháp vật lý, nhưng phương pháp này cũng có thể gây ra ô nhiễm thứ cấp đối với môi trường do có sử dụng hóa chất trong quá trình phản ứng. Mặc dù phương pháp vật lý cho phép kiểm soát tốt sự tạo ra các vi lỗ nhưng phương pháp hóa học mới là phương pháp hoàn hảo giúp tạo ra được số lượng vi lỗ đáng kể trong than hoạt tính (Anirudhan và ctv, 2009).
Một số nghiên cứu về than hoạt tính xử lý methylen xanh :
+ Ngô Thị Lan Anh, Đại học Thái Nguyên: Nghiên cứu khả năng hấp phụ methylen xanh từ than hoạt tinh diều chế từ bã mia
+ Hoàng Thị Thanh Thảo (2013) nghiên cứu xử lý thuốc nhuôm xanh methylen bằng than hoạt tính điều chế từ xơ dừa.
1.2.7.3. Các vật liệu hấp phụ khác
Hiện nay các nghiên cứu về vật liệu hấp phụ có xu hướng tìm ra những loại chất mới có nguồn gốc từ tự nhiên, đặc biệt là phụ phẩm nông nghiệp nhằm hạ giá thành sản phẩm mà vẫn đảm bảo được khả năng hấp phụ của vật liệu.
S. Mohamad Zaki và N. Mohd Ridzuan (2011) nghiên cứu vật liệu hấp phụ là bã rắn sau khi ép để lấy dầu cọ.
Nestor Tancredi (2004) nghiên cứu hấp phụ Methylene blue bằng mùn cưa từ gỗ bạch đàn. Mùn cưa được nung ở nhiệt độ 773K kết hợp khí hóa từng phần để thu được vật liệu ở dạng bột (PAC – Powder Activated Carbon). Vật liệu này được trộn với hỗn hợp kaoline và carboxymethyl cellulose với tỉ lệ khối lượng 70:30 và 80:20 (GAC 70 và GAC 80). Kết quả cho thấy vật liệu hấp phụ dạng bột có khả năng hấp phụ cao nhất, các thông số đều phù hợp với phương trình Langmuir hơn so với phương trình Freundlich.
Yuh-Shan Ho và 2 cộng sự Malarvizhi, Sulochana (Khoa Hóa học, Viện Công nghệ, Trichy- 620 015, Ấn Độ) đã nghiên cứu sự hấp phụ Methylene Blue lên than hoạt tính chuẩn bị từ Chi Phượng vĩ Pods regia.
Nguyễn Văn Thanh (2012) nghiên cứu biến tính xơ dừa làm vật liệu hấp phụ chất hữu cơ trong nước như dung dịch xanh Methylene, Metyl da cam và Phenol.
Hoàng Thị Thu Thảo (2013) nghiên cứu xử lý thuốc nhuôm xanh methylen bằng bùn đỏ từ nhà máy alumin Tân Rai- Lâm Đồng.
Ngoài ra, tại Việt Nam cũng đã có nhiều công trình nghiên cứu về vật liệu hấp phụ sử dụng các phụ phẩm, phế phẩm của nông nghiệp để hấp phụ một số kim loại nặng và màu như vật liệu vỏ lạc (Nguyễn Thùy Dương, 2008 và Vũ Quang Tùng, 2009); bã cà phê (Nguyễn Trung Dũng, Nguyễn Công Hào, 2009); xơ dừa và vỏ trấu
biến tính bằng axit xitric (Lê Thanh Hưng và ctv, 2009); bùn đỏhoạt hóa (PGS.TS Bùi Trung, ThS. Nguyễn Ngọc Tuyền, 2008).