I. Nghiên cứu chế tạo wollastonite
Nghiên cứu này tập trung vào việc chế tạo wollastonite từ tro trấu bằng phương pháp thủy nhiệt. Phương pháp này được lựa chọn do điều kiện thực hiện dễ dàng và hiệu quả cao. Tro trấu, một phế phẩm nông nghiệp, được sử dụng làm nguồn cung cấp SiO2. Quá trình tổng hợp được thực hiện ở các điều kiện nhiệt độ và thời gian khác nhau để tối ưu hóa cấu trúc và tính chất của wollastonite. Kết quả phân tích XRD, FT-IR và SEM cho thấy wollastonite được tạo thành có cấu trúc tinh thể tốt và độ tinh khiết cao.
1.1 Phương pháp chế tạo wollastonite
Phương pháp thủy nhiệt được áp dụng để tổng hợp wollastonite từ tro trấu và Ca(OH)2. Quá trình này bao gồm các bước: phối liệu, hấp thủy nhiệt ở nhiệt độ 200°C trong 24 giờ, và nung ở 900°C trong 3 giờ. Kết quả cho thấy sự hình thành khoáng xonotlite và chuyển hóa thành wollastonite sau khi nung. Phương pháp này không chỉ hiệu quả mà còn tận dụng được nguồn phế thải nông nghiệp, góp phần giảm thiểu ô nhiễm môi trường.
II. Hấp phụ Cr
Nghiên cứu đánh giá khả năng hấp phụ Cr của wollastonite trong môi trường nước. Kết quả cho thấy wollastonite có khả năng hấp phụ Cr3+ đạt 58.98% ở pH=4 và 30°C, và tăng lên 80.43% ở 60°C. Các yếu tố như nồng độ Cr3+, thời gian, nhiệt độ và pH ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất hấp phụ. Phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir được sử dụng để mô tả quá trình hấp phụ, cho thấy wollastonite là vật liệu tiềm năng trong xử lý nước thải chứa kim loại nặng.
2.1 Cơ chế hấp phụ Cr
Cơ chế hấp phụ Cr3+ của wollastonite được nghiên cứu thông qua phân tích UV-Vis và TEM. Kết quả cho thấy Cr3+ được hấp phụ trên bề mặt wollastonite thông qua tương tác tĩnh điện và liên kết hóa học. Sự thay đổi cấu trúc bề mặt sau hấp phụ được quan sát rõ ràng qua hình ảnh TEM. Điều này khẳng định khả năng ứng dụng của wollastonite trong việc loại bỏ kim loại nặng khỏi nước thải.
III. Ứng dụng xử lý nước thải
Nghiên cứu này đề xuất ứng dụng wollastonite trong xử lý nước thải công nghiệp, đặc biệt là nước thải chứa kim loại nặng như Cr. Wollastonite không chỉ có khả năng hấp phụ cao mà còn dễ dàng tái sử dụng, giảm chi phí xử lý. Kết quả nghiên cứu cho thấy tiềm năng lớn của wollastonite trong việc thay thế các vật liệu hấp phụ truyền thống, góp phần bảo vệ môi trường và phát triển bền vững.
3.1 Giải pháp xử lý nước thải
Giải pháp sử dụng wollastonite trong xử lý nước thải được đề xuất dựa trên kết quả nghiên cứu. Wollastonite có thể được sử dụng trong các hệ thống xử lý nước thải công nghiệp để loại bỏ Cr và các kim loại nặng khác. Phương pháp này không chỉ hiệu quả mà còn thân thiện với môi trường, tận dụng được nguồn phế thải nông nghiệp và giảm thiểu chi phí sản xuất.
