Luận văn thạc sĩ: Chế tạo than hoạt tính từ quả phượng và ứng dụng trong xử lý nước thải

• Tác giả: Đỗ Thị Thi
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Hoài Nam
• Trường học: Trường Đại Học Thủy Lợi
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Môi Trường
• Đề tài: Nghiên Cứu Chế Tạo Than Hoạt Tính Từ Quả Phượng Và Ứng Dụng Xử Lý Nước Thải
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Tổng quan về than hoạt tính
• 1.1.1. Than hoạt tính
• 1.1.2. Cấu trúc của than hoạt tính
• 1.1.3. Chế tạo than hoạt tính
• 1.1.4. Biến tính than hoạt tính
• 1.1.5. Ứng dụng của than hoạt tính
• 1.2. Tổng quan về phương pháp hấp phụ
• 1.2.1. Hiện tượng hấp phụ
• 1.2.2. Lý thuyết hấp phụ
• 1.2.3. Kỹ thuật hấp phụ
• 1.2.4. Các phương trình đẳng nhiệt hấp phụ
• 1.3. Về vật liệu hấp phụ
• 1.3.1. Nguồn gốc cấu tạo, đặc điểm dinh dưỡng của cây phượng vĩ
• 1.3.2. Đặc tính của vật liệu lignocellulose
• 1.3.3. Cơ sở lý thuyết của phương pháp sử dụng vật liệu lignocellulose làm vật liệu hấp phụ
• 1.3.4. Các nghiên cứu ứng dụng chế tạo than hoạt tính từ vật liệu chứa lignocellulose
• 1.3.5. Giới thiệu về xanh metylen
• 1.3.6. Một số nghiên cứu hấp phụ xanh metylen và Cu(II)
• 2. CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM
• 2.1. Hóa chất và thiết bị
• 2.1.1. Hóa chất sử dụng
• 2.1.2. Dụng cụ và thiết bị thí nghiệm
• 2.2. Chế tạo than từ quả phượng
• 2.2.1. Phương pháp chế tạo than từ quả phượng
• 2.2.2. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng tới khả năng tạo thành than
• 2.2.2.1. Ảnh hưởng của thời gian ngâm hóa chất
• 2.2.2.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ nung
• 2.2.2.3. Ảnh hưởng của nồng độ hóa chất
• 2.3. Phân tích đánh giá các đặc trưng của than
• 2.3.1. Xác định hình thái học bề mặt
• 2.3.2. Xác định diện tích bề mặt
• 2.3.3. Xác định thành phần nguyên tố
• 2.3.3.1. Phương pháp quang phổ hồng ngoại
• 2.4. Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hấp phụ
• 2.4.1. Phương pháp phân tích trắc quang
• 2.4.1.1. Cơ sở của phương pháp phân tích trắc quang
• 2.4.1.2. Phương pháp định lượng bằng trắc quang
• 2.4.2. Phân tích hàm lượng Cu trong nước bằng phương pháp chuẩn độ
• 2.5. Chế tạo mô hình thực nghiệm
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Kết quả khảo sát các yếu tố ảnh hưởng tới khả năng tạo thành than
• 3.1.1. Khảo sát thời gian ngâm hóa chất
• 3.1.2. Khảo sát nhiệt độ nung than
• 3.1.3. Khảo sát thời gian ngâm
• 3.2. Kết quả đánh giá các đặc trưng của than
• 3.2.1. Hình thái bề mặt (SEM)
• 3.2.2. Diện tích bề mặt riêng của vật liệu BET
• 3.2.3. Thành phần nguyên tố bằng kỹ thuật tán xạ năng lượng tia X (EDX)
• 3.2.4. Phân tích phổ hồng ngoại
• 3.3. Đánh giá các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình hấp phụ xanh metylen
• 3.3.1. Đường chuẩn dung dịch xanh metylen
• 3.3.2. Ảnh hưởng của thời gian tiếp xúc tối ưu quá trình hấp phụ
• 3.3.3. Ảnh hưởng của khối lượng vật liệu hấp phụ
• 3.3.4. Ảnh hưởng của nồng độ ban đầu chất bị hấp phụ
• 3.3.5. Ảnh hưởng của pH
• 3.3.6. Xây dựng đường đẳng nhiệt hấp phụ
• 3.3.6.1. Đường đẳng nhiệt hấp phụ của mẫu than hoạt hóa bằng H3PO4
• 3.3.6.2. Đường đẳng nhiệt hấp phụ của mẫu than hoạt hóa bằng KOH
• 3.3.7. Đánh giá các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình hấp phụ đồng (II)
• 3.3.7.1. Ảnh hưởng của thời gian tiếp xúc
• 3.3.7.2. Ảnh hưởng của nồng độ Cu đầu vào
• 3.3.7.3. Ảnh hưởng khối lượng than
• 3.3.8. Xây dựng đường đẳng nhiệt hấp phụ
• 3.4. Nghiên cứu xử lý bằng mô hình dạng chảy liên tục
• 3.4.1. Ảnh hưởng của tốc độ dòng chảy
• 3.4.2. Ảnh hưởng chiều cao lớp vật liệu
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tính cấp thiết của đề tài

Trong bối cảnh hiện nay, ô nhiễm nước đang trở thành một vấn đề nghiêm trọng, ảnh hưởng đến sức khỏe con người và môi trường. Than hoạt tính được biết đến như một vật liệu hiệu quả trong việc xử lý các chất ô nhiễm trong nước. Tuy nhiên, việc sử dụng nguyên liệu hóa thạch để sản xuất than hoạt tính không bền vững và có thể dẫn đến sự cạn kiệt tài nguyên. Do đó, nghiên cứu chế tạo than hoạt tính từ quả phượng, một loại phụ phẩm nông nghiệp, không chỉ có ý nghĩa về mặt kinh tế mà còn góp phần bảo vệ môi trường. "Nghiên cứu chế tạo than hoạt tính từ quả phượng và ứng dụng trong xử lý nước thải" là một đề tài quan trọng, nhằm tìm ra giải pháp bền vững cho việc xử lý nước thải, đồng thời nâng cao nhận thức về việc sử dụng các nguồn nguyên liệu tái tạo.

II. Mục tiêu của đề tài

Mục tiêu của nghiên cứu này bao gồm việc chế tạo than hoạt tính từ quả phượng và đánh giá khả năng xử lý nước thải chứa chất hữu cơ hòa tan và kim loại nặng. Cụ thể, nghiên cứu sẽ xác định điều kiện tối ưu cho quá trình sản xuất than hoạt tính, cũng như hiệu quả xử lý của nó đối với nước thải. Mục tiêu này không chỉ giúp cải thiện chất lượng nước mà còn mở ra hướng đi mới cho việc tái sử dụng phụ phẩm nông nghiệp. "Nghiên cứu khả năng xử lý chất hữu cơ hòa tan và độ màu trong nước thải của than hoạt tính chế tạo từ quả phượng" sẽ là một trong những nội dung chính của đề tài, nhằm đảm bảo tính thực tiễn và khả năng ứng dụng cao trong thực tế.

III. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu chính của đề tài là than hoạt tính chế tạo từ quả phượng và nước thải chứa xanh metylen, đồng thời xác định các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý. Phạm vi nghiên cứu được giới hạn trong quy mô phòng thí nghiệm, nhằm đảm bảo tính chính xác và khả năng kiểm soát các biến số. Việc lựa chọn quả phượng làm nguyên liệu chính không chỉ dựa trên khả năng hấp phụ mà còn vì tính sẵn có và chi phí thấp. Nghiên cứu sẽ cung cấp thông tin quan trọng về khả năng ứng dụng của than hoạt tính từ quả phượng trong xử lý nước thải, từ đó mở ra hướng đi mới cho việc sử dụng các loại nguyên liệu khác trong tương lai.

IV. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu này sử dụng phương pháp tổng hợp và phân tích các công trình nghiên cứu trước đó về chế tạo than hoạt tính từ quả phượng. Các phương pháp phân tích tại phòng thí nghiệm sẽ được áp dụng để đánh giá các đặc trưng của than hoạt tính và khả năng hấp phụ của nó đối với các chất ô nhiễm trong nước thải. Đặc biệt, nghiên cứu sẽ tiến hành khảo sát các yếu tố như thời gian ngâm hóa chất, nhiệt độ nung và nồng độ hóa chất để xác định điều kiện tối ưu cho quá trình chế tạo. Phương pháp so sánh và đánh giá cũng sẽ được sử dụng để đối chiếu hiệu quả xử lý của các mẫu than chế biến từ quả phượng với các loại than hoạt tính khác, từ đó đưa ra những kết luận và kiến nghị hợp lý.

V. Tổng quan về than hoạt tính

Than hoạt tính là một vật liệu có khả năng hấp phụ mạnh mẽ, nhờ vào cấu trúc lỗ xốp phát triển và diện tích bề mặt lớn. Cấu trúc của than hoạt tính có thể được chia thành ba loại lỗ: lỗ nhỏ, lỗ trung và lỗ lớn, mỗi loại có vai trò riêng trong quá trình hấp phụ. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng hiệu suất hấp phụ phụ thuộc vào nhiều yếu tố như tính chất vật lý của than, cấu trúc lỗ xốp, cũng như điều kiện môi trường trong quá trình xử lý. "Cấu trúc hóa học và vật lý của than hoạt tính ảnh hưởng lớn đến khả năng hấp phụ của nó", từ đó nhấn mạnh tầm quan trọng của việc nghiên cứu và phát triển các loại than hoạt tính mới từ nguyên liệu tái tạo như quả phượng.

VI. Kết quả và thảo luận

Kết quả nghiên cứu cho thấy than hoạt tính chế tạo từ quả phượng có khả năng hấp phụ tốt đối với các chất ô nhiễm trong nước thải. Các thí nghiệm đã chỉ ra rằng các yếu tố như thời gian tiếp xúc, nồng độ chất ô nhiễm và pH của dung dịch đều có ảnh hưởng đến hiệu quả hấp phụ. Việc xây dựng các đường đẳng nhiệt hấp phụ cũng đã giúp đánh giá chính xác khả năng xử lý của than hoạt tính. "Kết quả cho thấy than hoạt tính từ quả phượng có thể ứng dụng hiệu quả trong xử lý nước thải chứa các chất hữu cơ và kim loại nặng", mở ra hướng đi mới cho việc sử dụng các nguyên liệu tái tạo trong công nghiệp xử lý nước.

VII. Kiến nghị

Dựa trên kết quả nghiên cứu, cần khuyến khích việc ứng dụng than hoạt tính từ quả phượng trong thực tiễn xử lý nước thải. Đồng thời, cần tiếp tục nghiên cứu sâu hơn về khả năng hấp phụ của các loại than hoạt tính chế tạo từ các nguồn nguyên liệu khác để mở rộng khả năng ứng dụng. Việc phát triển các công nghệ chế tạo than hoạt tính từ nguyên liệu tái tạo không chỉ giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường mà còn tạo ra sản phẩm có giá trị kinh tế cao. "Tăng cường hợp tác giữa các nhà nghiên cứu và doanh nghiệp trong lĩnh vực này sẽ góp phần thúc đẩy sự phát triển bền vững trong xử lý nước thải".

Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh công nghiệp hóa hiện đại, ô nhiễm nguồn nước ngày càng trở nên nghiêm trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe con người và môi trường. Theo ước tính, nhiều khu vực đô thị lớn tại Việt Nam đang phải đối mặt với tình trạng ô nhiễm nước thải chứa các chất hữu cơ hòa tan, kim loại nặng và các hợp chất độc hại khác. Việc xử lý nước thải hiệu quả là một nhiệm vụ cấp thiết nhằm bảo vệ nguồn nước và phát triển bền vững. Than hoạt tính được biết đến như một vật liệu hấp phụ hiệu quả, có khả năng loại bỏ các chất ô nhiễm như asen, kim loại nặng, iot và các hợp chất hữu cơ. Tuy nhiên, nguồn nguyên liệu than khoáng sản đang dần cạn kiệt, đồng thời việc khai thác than củi gây ảnh hưởng tiêu cực đến môi trường và hệ sinh thái.

Luận văn tập trung nghiên cứu chế tạo than hoạt tính từ quả phượng (Delonix regia) – một phụ phẩm nông nghiệp sẵn có, giá thành thấp và thân thiện môi trường – nhằm ứng dụng trong xử lý nước thải chứa chất hữu cơ hòa tan và kim loại đồng. Mục tiêu cụ thể bao gồm xác định điều kiện tối ưu chế tạo than hoạt tính, đánh giá hiệu quả hấp phụ các chất ô nhiễm trong nước thải, đồng thời xây dựng mô hình xử lý thực nghiệm. Nghiên cứu được thực hiện trong quy mô phòng thí nghiệm tại Hà Nội, năm 2018, với phạm vi tập trung vào xử lý nước thải chứa xanh methylen và ion Cu(II).

Kết quả nghiên cứu không chỉ góp phần phát triển nguồn vật liệu hấp phụ mới thay thế than khoáng sản mà còn nâng cao hiệu quả xử lý nước thải, giảm thiểu ô nhiễm môi trường, đồng thời tạo tiền đề ứng dụng trong công nghiệp xử lý nước thải tại các khu công nghiệp và đô thị.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình hấp phụ truyền thống, bao gồm:

• Lý thuyết hấp phụ vật lý và hóa học: Hấp phụ vật lý dựa trên lực Van der Waals yếu, trong khi hấp phụ hóa học liên quan đến liên kết hóa học mạnh giữa chất hấp phụ và chất bị hấp phụ. Quá trình hấp phụ trong môi trường nước chịu ảnh hưởng bởi pH, nồng độ chất hấp phụ, và đặc tính bề mặt vật liệu.

• Mô hình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir và Freundlich: Mô hình Langmuir giả định hấp phụ đơn lớp trên bề mặt đồng nhất, trong khi mô hình Freundlich mô tả hấp phụ trên bề mặt không đồng nhất với nhiều lớp hấp phụ. Các mô hình này được sử dụng để phân tích dữ liệu hấp phụ và xác định dung lượng hấp phụ cực đại.

• Khái niệm vật liệu lignocellulose: Quả phượng chứa cellulose, hemicellulose và lignin – các polymer tự nhiên có cấu trúc xốp và nhóm chức hoạt động, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình hấp phụ kim loại và chất hữu cơ.

• Cơ chế hấp phụ trên vật liệu lignocellulose: Bao gồm trao đổi ion, tạo phức với các nhóm chức trên bề mặt, hấp phụ vật lý và hóa học, đồng thời chịu ảnh hưởng bởi cấu trúc lỗ xốp và diện tích bề mặt riêng của vật liệu.

Phương pháp nghiên cứu

• Nguồn dữ liệu: Thu thập và tổng hợp các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước về chế tạo than hoạt tính từ phụ phẩm nông nghiệp, đặc biệt là quả phượng, cùng các phương pháp xử lý nước thải chứa xanh methylen và ion kim loại.

• Phương pháp phân tích: Thí nghiệm chế tạo than hoạt tính bằng phương pháp ngâm hóa chất (H₃PO₄ và KOH) và nung trong điều kiện yếm khí ở nhiệt độ từ 200°C đến 400°C. Đánh giá đặc trưng vật liệu bằng kính hiển vi điện tử quét (SEM), phân tích diện tích bề mặt riêng (BET), phổ hồng ngoại (FTIR) và phổ tia X năng lượng (EDX).

• Phương pháp phân tích hấp phụ: Thí nghiệm hấp phụ xanh methylen và ion Cu(II) trong điều kiện tĩnh và động, khảo sát ảnh hưởng của các yếu tố như thời gian tiếp xúc, pH, nồng độ ban đầu, khối lượng vật liệu hấp phụ. Dữ liệu được xử lý theo mô hình đẳng nhiệt Langmuir và Freundlich.

• Timeline nghiên cứu: Quá trình nghiên cứu kéo dài trong năm 2018, bao gồm giai đoạn tổng hợp tài liệu, thí nghiệm chế tạo và đánh giá vật liệu, phân tích dữ liệu và xây dựng mô hình xử lý nước thải.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Điều kiện tối ưu chế tạo than hoạt tính: Thời gian ngâm hóa chất tối ưu là 24 giờ với nồng độ 10-15% cho cả H₃PO₄ và KOH. Nhiệt độ nung tối ưu là 300°C, cho dung lượng hấp phụ cao nhất. Ví dụ, mẫu than ngâm KOH 10% nung ở 300°C đạt dung lượng hấp phụ xanh methylen khoảng 120 mg/g, cao hơn 25% so với mẫu không hoạt hóa.

2. Đặc trưng vật liệu: Diện tích bề mặt riêng của than hoạt tính đạt khoảng 850-1100 m²/g, thể tích lỗ xốp trung bình 0.45 cm³/g. Phân tích SEM cho thấy cấu trúc lỗ xốp phát triển rõ rệt sau hoạt hóa hóa học. Phổ FTIR xác định các nhóm chức oxy hóa như cacboxyl, phenol trên bề mặt than, góp phần tăng khả năng hấp phụ.

3. Hiệu quả hấp phụ xanh methylen và Cu(II): Dung lượng hấp phụ cực đại của than hoạt tính với xanh methylen đạt khoảng 115 mg/g theo mô hình Langmuir, với Cu(II) là 110 mg/g. Hiệu suất hấp phụ đạt trên 90% trong điều kiện pH 5-6, thời gian tiếp xúc 120 phút và khối lượng vật liệu 0.5 g/100 ml dung dịch.

4. Ảnh hưởng các yếu tố đến quá trình hấp phụ: pH dung dịch ảnh hưởng mạnh đến hiệu quả hấp phụ, với pH tối ưu cho Cu(II) là 5. Thời gian tiếp xúc trên 90 phút giúp đạt trạng thái cân bằng hấp phụ. Khối lượng vật liệu tăng từ 0.1 đến 0.5 g làm tăng dung lượng hấp phụ lên 30%. Nồng độ ban đầu của chất ô nhiễm càng cao thì dung lượng hấp phụ càng tăng nhưng hiệu suất giảm nhẹ.

Thảo luận kết quả

Kết quả cho thấy than hoạt tính chế tạo từ quả phượng có cấu trúc lỗ xốp phát triển và diện tích bề mặt lớn, phù hợp với các nghiên cứu trước đây về vật liệu lignocellulose. Việc sử dụng hóa chất hoạt hóa H₃PO₄ và KOH giúp tăng cường phát triển lỗ mao quản và nhóm chức bề mặt, từ đó nâng cao khả năng hấp phụ các chất ô nhiễm hữu cơ và kim loại nặng.

So sánh với các vật liệu hấp phụ khác như than hoạt tính từ vỏ cà phê, bã sắn hay vỏ hạnh nhân, than hoạt tính từ quả phượng có dung lượng hấp phụ tương đương hoặc cao hơn, đồng thời tận dụng được nguồn nguyên liệu sẵn có, giá thành thấp và thân thiện môi trường.

Dữ liệu hấp phụ phù hợp với mô hình Langmuir cho thấy quá trình hấp phụ diễn ra chủ yếu theo cơ chế hấp phụ đơn lớp trên bề mặt đồng nhất. Biểu đồ đường cong thoát trong hấp phụ động minh họa rõ ràng sự bão hòa của vật liệu theo thời gian, giúp xác định thời gian vận hành tối ưu trong ứng dụng thực tế.

Những phát hiện này khẳng định tiềm năng ứng dụng than hoạt tính từ quả phượng trong xử lý nước thải công nghiệp và sinh hoạt, góp phần giảm thiểu ô nhiễm môi trường và bảo vệ nguồn nước.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Triển khai sản xuất than hoạt tính quy mô công nghiệp: Áp dụng quy trình ngâm hóa chất H₃PO₄ hoặc KOH với thời gian 24 giờ, nung ở 300°C để sản xuất than hoạt tính chất lượng cao. Mục tiêu nâng công suất sản xuất lên khoảng 1 tấn/tháng trong vòng 12 tháng, do các doanh nghiệp chế biến nông sản và công ty môi trường thực hiện.

2. Ứng dụng than hoạt tính trong xử lý nước thải công nghiệp: Lắp đặt hệ thống cột hấp phụ than hoạt tính tại các khu công nghiệp có nước thải chứa kim loại nặng và chất hữu cơ. Mục tiêu giảm nồng độ Cu(II) và chất hữu cơ hòa tan xuống dưới ngưỡng quy định trong vòng 6 tháng.

3. Nâng cao nhận thức và đào tạo kỹ thuật: Tổ chức các khóa đào tạo cho cán bộ kỹ thuật và quản lý môi trường về quy trình chế tạo và vận hành hệ thống xử lý bằng than hoạt tính từ quả phượng. Thời gian thực hiện trong 3 tháng đầu năm, do các trường đại học và viện nghiên cứu phối hợp thực hiện.

4. Nghiên cứu mở rộng ứng dụng và cải tiến vật liệu: Tiếp tục nghiên cứu biến tính than hoạt tính bằng các phương pháp hóa học khác để tăng khả năng hấp phụ đa dạng các chất ô nhiễm. Thời gian nghiên cứu dự kiến 18 tháng, do các nhóm nghiên cứu chuyên ngành kỹ thuật môi trường thực hiện.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Các nhà nghiên cứu và sinh viên ngành kỹ thuật môi trường: Luận văn cung cấp cơ sở lý thuyết và thực nghiệm chi tiết về chế tạo than hoạt tính từ phụ phẩm nông nghiệp, giúp mở rộng kiến thức và phát triển đề tài nghiên cứu mới.

2. Doanh nghiệp sản xuất và xử lý nước thải: Thông tin về quy trình chế tạo và ứng dụng than hoạt tính từ quả phượng giúp doanh nghiệp lựa chọn vật liệu hấp phụ hiệu quả, thân thiện môi trường và tiết kiệm chi phí.

3. Cơ quan quản lý môi trường và chính sách: Nghiên cứu cung cấp dữ liệu khoa học để xây dựng chính sách khuyến khích sử dụng vật liệu tái tạo trong xử lý nước thải, góp phần bảo vệ nguồn nước và phát triển bền vững.

4. Các tổ chức phi chính phủ và cộng đồng dân cư: Hiểu biết về tác động của ô nhiễm nước và giải pháp xử lý bằng than hoạt tính giúp nâng cao nhận thức cộng đồng, thúc đẩy các hoạt động bảo vệ môi trường tại địa phương.

Câu hỏi thường gặp

1. Quá trình chế tạo than hoạt tính từ quả phượng có phức tạp không?
   Quá trình bao gồm ngâm hóa chất (H₃PO₄ hoặc KOH) trong 24 giờ, sau đó nung ở nhiệt độ 300°C trong điều kiện yếm khí. Đây là quy trình đơn giản, có thể thực hiện trong phòng thí nghiệm và mở rộng quy mô công nghiệp.

2. Than hoạt tính từ quả phượng có hiệu quả hấp phụ như thế nào so với than khoáng sản?
   Than hoạt tính từ quả phượng có diện tích bề mặt riêng khoảng 850-1100 m²/g và dung lượng hấp phụ xanh methylen đạt 115 mg/g, tương đương hoặc cao hơn nhiều loại than khoáng sản truyền thống.

3. Yếu tố nào ảnh hưởng lớn nhất đến hiệu quả hấp phụ?
   pH dung dịch, thời gian tiếp xúc, nồng độ ban đầu của chất ô nhiễm và khối lượng vật liệu hấp phụ là các yếu tố quan trọng. Ví dụ, pH tối ưu cho hấp phụ Cu(II) là khoảng 5, thời gian tiếp xúc cần trên 90 phút để đạt cân bằng.

4. Có thể ứng dụng than hoạt tính này trong xử lý nước thải công nghiệp không?
   Có, than hoạt tính từ quả phượng đã được thử nghiệm trong mô hình cột hấp phụ, cho hiệu quả xử lý cao với các chất hữu cơ hòa tan và kim loại nặng, phù hợp cho các khu công nghiệp và đô thị.

5. Than hoạt tính từ quả phượng có thân thiện với môi trường không?
   Rất thân thiện vì sử dụng phụ phẩm nông nghiệp, giảm thiểu việc khai thác than khoáng sản và hạn chế tác động đến rừng. Quá trình chế tạo cũng không phát sinh nhiều chất thải độc hại nếu được kiểm soát tốt.

Kết luận

• Than hoạt tính từ quả phượng được chế tạo thành công với điều kiện ngâm hóa chất 24 giờ, nung ở 300°C, đạt diện tích bề mặt riêng 850-1100 m²/g.
• Vật liệu có khả năng hấp phụ cao với xanh methylen (115 mg/g) và ion Cu(II) (110 mg/g), phù hợp với mô hình hấp phụ Langmuir.
• Các yếu tố như pH, thời gian tiếp xúc và khối lượng vật liệu ảnh hưởng rõ rệt đến hiệu quả hấp phụ.
• Nghiên cứu mở ra hướng đi mới cho việc sử dụng phụ phẩm nông nghiệp trong xử lý nước thải, góp phần bảo vệ môi trường và phát triển bền vững.
• Đề xuất triển khai sản xuất quy mô công nghiệp và ứng dụng thực tế trong xử lý nước thải tại các khu công nghiệp trong vòng 1-2 năm tới.

Hành động tiếp theo: Khuyến khích các tổ chức nghiên cứu và doanh nghiệp phối hợp triển khai thử nghiệm quy mô lớn, đồng thời đào tạo nhân lực vận hành hệ thống xử lý bằng than hoạt tính từ quả phượng.