I. Giới thiệu và mục tiêu nghiên cứu
Luận văn thạc sĩ này tập trung vào việc nghiên cứu than được điều chế từ vỏ hạt macca để xử lý kim loại nặng trong nước thải. Mục tiêu chính là khảo sát hiệu suất xử lý kim loại nặng, đặc biệt là ion Cu2+, bằng vật liệu hấp phụ từ vỏ hạt macca. Nghiên cứu này nhằm tìm ra tác nhân biến tính tốt nhất và điều kiện tối ưu (pH, liều lượng than, thời gian hấp phụ) để xử lý nước thải ô nhiễm kim loại nặng.
1.1. Lý do chọn đề tài
Việc sử dụng vỏ hạt macca làm nguyên liệu sản xuất than sinh học mang lại hiệu quả cao trong việc loại bỏ kim loại nặng từ nước thải. Với sản lượng lớn vỏ hạt macca bị thải ra hàng năm, nghiên cứu này không chỉ giúp tái chế phụ phẩm nông nghiệp mà còn góp phần giảm thiểu ô nhiễm môi trường.
1.2. Mục tiêu nghiên cứu
Nghiên cứu nhằm khảo sát hiệu suất xử lý ion Cu2+ trong nước thải bằng than vỏ hạt macca biến tính với các tác nhân hóa học K2CO3, H2O2 và H3PO4. Đồng thời, tìm ra điều kiện tối ưu để áp dụng trong thực tế.
II. Tổng quan về vỏ hạt macca và than sinh học
Vỏ hạt macca là phụ phẩm nông nghiệp giàu carbon, có tiềm năng lớn trong việc sản xuất than sinh học. Nghiên cứu này tập trung vào quá trình cacbon hóa và biến tính vỏ hạt macca để tạo ra vật liệu hấp phụ hiệu quả.
2.1. Thành phần hóa học của vỏ hạt macca
Vỏ hạt macca chứa khoảng 47-49% carbon, 46,52% oxy, 6,10% hydro và 0,22% tro. Thành phần này làm cho nó trở thành nguyên liệu lý tưởng để sản xuất than hoạt tính.
2.2. Ứng dụng của vỏ hạt macca
Ngoài việc sản xuất than hoạt tính, vỏ hạt macca còn được sử dụng làm phân bón và mùn. Tuy nhiên, ứng dụng chính trong nghiên cứu này là tạo ra vật liệu hấp phụ để xử lý kim loại nặng trong nước thải.
III. Phương pháp nghiên cứu và kết quả
Nghiên cứu sử dụng quy trình cacbon hóa và biến tính vỏ hạt macca bằng các tác nhân hóa học K2CO3, H2O2 và H3PO4. Kết quả cho thấy than biến tính bằng H3PO4 đạt hiệu suất hấp phụ Cu2+ cao nhất (95,92%).
3.1. Quy trình điều chế than biến tính
Vỏ hạt macca được cacbon hóa ở nhiệt độ cao, sau đó biến tính bằng các tác nhân hóa học. Quá trình này tạo ra than sinh học có khả năng hấp phụ kim loại nặng hiệu quả.
3.2. Kết quả khảo sát hiệu suất hấp phụ
Kết quả nghiên cứu cho thấy, than biến tính bằng H3PO4 đạt hiệu suất hấp phụ Cu2+ cao nhất (95,92%), tiếp theo là K2CO3 (84,02%) và H2O2 (79,33%). Điều kiện tối ưu để xử lý là pH 5, liều lượng than 1,8 g/L và thời gian hấp phụ 30 phút.
IV. Ý nghĩa và ứng dụng thực tiễn
Nghiên cứu này không chỉ góp phần tái chế phụ phẩm nông nghiệp mà còn cung cấp giải pháp hiệu quả để xử lý nước thải ô nhiễm kim loại nặng. Than sinh học từ vỏ hạt macca có tiềm năng lớn trong việc ứng dụng thực tế tại các khu công nghiệp.
4.1. Giảm thiểu ô nhiễm môi trường
Việc sử dụng than sinh học từ vỏ hạt macca giúp giảm thiểu lượng chất thải rắn và xử lý hiệu quả nước thải ô nhiễm kim loại nặng, góp phần bảo vệ môi trường.
4.2. Tiềm năng ứng dụng trong công nghiệp
Nghiên cứu này mở ra hướng đi mới trong việc sử dụng nguyên liệu thân thiện với môi trường để xử lý nước thải công nghiệp, đặc biệt là trong các ngành sản xuất có phát sinh kim loại nặng.
