I. Hấp phụ kim loại nặng
Nghiên cứu tập trung vào hấp phụ kim loại nặng như Mn(II) và Fe(III) từ nguồn nước thải bằng vật liệu hấp phụ chế tạo từ cây sen. Hấp phụ ion kim loại là phương pháp hiệu quả để xử lý nước thải, đặc biệt khi sử dụng vật liệu tự nhiên như sinh khối thực vật. Cây sen được chọn làm nguyên liệu do tính sẵn có và khả năng hấp phụ cao. Quá trình hấp phụ được khảo sát qua các yếu tố như pH, thời gian, nhiệt độ, và nồng độ ion kim loại.
1.1. Phương pháp hấp phụ
Phương pháp hấp phụ được sử dụng để loại bỏ kim loại nặng trong môi trường. Vật liệu hấp phụ từ cây sen được chế tạo và đánh giá qua các phương pháp như SEM, BET, và IR. Kết quả cho thấy vật liệu có diện tích bề mặt lớn, cấu trúc xốp, và khả năng hấp phụ cao đối với Mn(II) và Fe(III).
1.2. Ảnh hưởng của pH và thời gian
Khảo sát ảnh hưởng của pH và thời gian đến quá trình hấp phụ cho thấy, pH tối ưu cho hấp phụ Mn(II) là 6, trong khi Fe(III) đạt hiệu quả cao nhất ở pH 4. Thời gian hấp phụ tối ưu là 60 phút, đảm bảo cân bằng giữa hiệu suất và thời gian xử lý.
II. Xử lý môi trường
Nghiên cứu đề xuất ứng dụng vật liệu hấp phụ từ cây sen trong xử lý môi trường, đặc biệt là xử lý nước thải chứa kim loại nặng. Vật liệu thân thiện môi trường này không chỉ hiệu quả mà còn giảm chi phí xử lý. Kết quả thử nghiệm trên mẫu nước thải thực tế cho thấy khả năng loại bỏ Mn(II) và Fe(III) đạt hiệu suất trên 90%.
2.1. Xử lý nước thải
Xử lý nước thải bằng vật liệu hấp phụ từ cây sen được thực hiện qua hai phương pháp: hấp phụ tĩnh và hấp phụ động. Phương pháp hấp phụ động trên cột cho hiệu suất cao hơn, đặc biệt khi tốc độ dòng chậm và nồng độ chất giải hấp phù hợp.
2.2. Tái sử dụng vật liệu
Vật liệu hấp phụ có thể tái sử dụng nhiều lần thông qua quá trình giải hấp phụ. Sử dụng EDTA để giải hấp Mn(II) và HNO3 cho Fe(III) cho hiệu suất thu hồi trên 85%, đảm bảo tính kinh tế và bền vững.
III. Ứng dụng cây sen
Cây sen không chỉ mang ý nghĩa văn hóa mà còn có giá trị kinh tế và môi trường. Nghiên cứu khai thác sinh khối thực vật từ cây sen để chế tạo vật liệu hấp phụ mở ra hướng đi mới trong xử lý ô nhiễm. Ứng dụng cây sen trong xử lý nước không chỉ giảm thiểu chất thải nông nghiệp mà còn góp phần bảo vệ môi trường.
3.1. Chế tạo vật liệu
Quy trình chế tạo vật liệu hấp phụ từ cây sen bao gồm các bước: thu thập nguyên liệu, xử lý nhiệt, và hoạt hóa. Vật liệu thu được có cấu trúc xốp, diện tích bề mặt lớn, và khả năng hấp phụ cao đối với Mn(II) và Fe(III).
3.2. Hiệu quả kinh tế
Sử dụng vật liệu tự nhiên như cây sen giúp giảm chi phí sản xuất và tăng tính bền vững. So sánh với các vật liệu hấp phụ khác, vật liệu từ cây sen có hiệu quả tương đương nhưng giá thành thấp hơn, phù hợp với điều kiện kinh tế của các nước đang phát triển.
