Luận văn thạc sĩ về tổng hợp và hoạt hóa cacbon mao quản từ phụ phẩm đài sen

Đề tài khảo sát tổng hợp và hoạt hóa đồng thời cacbon mao quản từ phụ phẩm đài sen cho phân hủy chất với dữ liệu thực nghiệm, giải pháp cụ thể cho

• Tác giả: Nguyễn Minh Hùng
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Văn Dũng
• Trường học: Đại học Bách Khoa - ĐHQG - HCM
• Chuyên ngành: Kỹ thuật hóa học
• Đề tài: Tổng Hợp Và Hoạt Hóa Đồng Thời Cacbon Mao Quản Từ Phụ Phẩm Đài Sen Cho Phân Hủy Chất Hữu Cơ Ô Nhiễm
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
• 1.1. Lý do chọn đề tài
• 1.2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 2. CHƯƠNG 2: PHỤ PHẨM ĐÀI SEN
• 2.1. Phụ phẩm đài sen
• 3. CHƯƠNG 3: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP
• 3.1. Nguyên liệu và hóa chất
• 3.2. Tổng hợp một giai đoạn MPC
• 3.3. Tổng hợp một giai đoạn AMPC
• 3.4. Các phương pháp phân tích đặc trưng vật liệu
• 3.5. Khảo sát hoạt tính xúc tác phân hủy OG
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
• 4.1. Đặc trưng vật liệu MPC
• 4.2. Hoạt tính xúc tác oxi hóa của MPC trong xử lý Ponceau 4R
• 4.3. Hoạt tính xúc tác oxi hóa của MPC trong xử lý Orange G
• 4.4. Đặc trưng vật liệu AMPC
• 4.5. Hoạt tính xúc tác oxi hóa của AMPC
• 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• CÔNG TRÌNH KHOA HỌC
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về phụ phẩm đài sen và vật liệu cacbon mao quản từ tính

Phụ phẩm đài sen, một nguồn tài nguyên phong phú từ nông nghiệp, thường bị bỏ qua trong quá trình sản xuất. Việc tận dụng phụ phẩm đài sen để tổng hợp cacbon mao quản từ tính không chỉ giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường mà còn tạo ra giá trị kinh tế cho nông dân. Cacbon mao quản từ tính (MPC) được biết đến với khả năng hấp phụ tốt và tính chất xúc tác hiệu quả trong việc xử lý các chất ô nhiễm hữu cơ. Nghiên cứu cho thấy, việc sử dụng MPC từ phụ phẩm đài sen có thể cải thiện hiệu quả xử lý các chất ô nhiễm trong nước, đặc biệt là trong ngành công nghiệp dệt nhuộm, nơi mà chất hữu cơ ô nhiễm thường được thải ra. Theo nghiên cứu, việc sử dụng cacbon mao quản từ tính không chỉ tiết kiệm chi phí mà còn giảm thiểu lượng CO2 phát thải trong quá trình sản xuất.

1.1. Tính chất và ứng dụng của cacbon mao quản từ tính

Cacbon mao quản từ tính (MPC) có khả năng hấp phụ tốt nhờ vào cấu trúc xốp và diện tích bề mặt lớn. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng MPC có thể được sử dụng trong các quá trình xử lý nước thải, giúp loại bỏ các chất hữu cơ ô nhiễm như Ponceau 4R và Orange G. Việc sử dụng MPC không chỉ giúp cải thiện hiệu suất xử lý mà còn có thể được tái sử dụng nhờ vào tính chất từ tính của nó, cho phép dễ dàng tách ra khỏi hỗn hợp sau khi xử lý. Điều này không chỉ tiết kiệm chi phí mà còn giảm thiểu ô nhiễm môi trường.

II. Phương pháp tổng hợp và hoạt hóa cacbon mao quản từ tính

Phương pháp tổng hợp cacbon mao quản từ tính từ phụ phẩm đài sen được thực hiện thông qua quá trình nhiệt phân một giai đoạn kết hợp với FeCl3. Quá trình này không chỉ giúp hình thành các tinh thể oxit sắt mà còn tạo ra cấu trúc mao quản tối ưu cho vật liệu. Kết quả cho thấy, diện tích bề mặt riêng của vật liệu đạt 349 m2/g, thể tích lỗ xốp là 0,31 cm3/g. Để cải thiện tính chất của vật liệu, quá trình hoạt hóa bằng ZnCl2 được thực hiện, giúp tăng diện tích bề mặt lên tới 1148 m2/g và thể tích lỗ xốp lên 0,75 cm3/g, tạo điều kiện cho việc xử lý hiệu quả hơn các chất ô nhiễm trong nước.

2.1. Quá trình hoạt hóa cacbon mao quản

Quá trình hoạt hóa cacbon mao quản không chỉ cải thiện diện tích bề mặt mà còn làm tăng độ từ hóa của vật liệu. Sự tăng trưởng này giúp cho vật liệu có khả năng hấp phụ và xử lý các chất ô nhiễm hiệu quả hơn. Nghiên cứu cho thấy, hoạt tính xúc tác của MPC được đánh giá thông qua khả năng xử lý Ponceau 4R và Orange G bằng H2O2. Kết quả cho thấy, tại pH 3,0, MPC có thể làm mất màu 83% Ponceau 4R và 96% Orange G chỉ trong một khoảng thời gian ngắn, chứng minh hiệu quả cao trong việc xử lý các chất hữu cơ ô nhiễm.

III. Đánh giá hiệu quả xử lý chất hữu cơ ô nhiễm

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng, việc sử dụng cacbon mao quản từ tính và cacbon mao quản có hoạt hóa (AMPC) trong xử lý chất hữu cơ ô nhiễm mang lại hiệu quả cao. AMPC cho thấy khả năng xử lý Orange G gần như hoàn toàn chỉ trong 30 phút với các điều kiện tối ưu. Bên cạnh đó, lượng COD trong nước thải cũng giảm đáng kể sau quá trình xử lý. Điều này khẳng định tiềm năng của cacbon mao quản trong việc xử lý nước thải công nghiệp, đặc biệt là trong ngành dệt nhuộm, nơi mà ô nhiễm là một vấn đề nghiêm trọng.

3.1. Tiềm năng ứng dụng trong thực tiễn

Tiềm năng ứng dụng của cacbon mao quản từ tính trong xử lý nước thải là rất lớn. Với khả năng tái sử dụng và hiệu quả xử lý cao, MPC và AMPC có thể trở thành giải pháp bền vững cho các vấn đề ô nhiễm trong ngành công nghiệp. Việc phát triển và ứng dụng các vật liệu này không chỉ giúp bảo vệ môi trường mà còn góp phần vào sự phát triển bền vững của nền kinh tế.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh phát triển kinh tế và công nghiệp, vấn đề ô nhiễm môi trường do các chất hữu cơ trong nước thải ngày càng trở nên nghiêm trọng, đặc biệt là từ ngành công nghiệp dệt nhuộm và phẩm màu. Theo ước tính, lượng phụ phẩm nông nghiệp tại Việt Nam lên đến khoảng 118 triệu tấn/năm, trong đó phụ phẩm đài sen chiếm một phần đáng kể nhưng chưa được khai thác hiệu quả. Đài sen, với cấu trúc rỗng và thành phần chủ yếu là carbohydrate, có tiềm năng lớn để phát triển vật liệu cacbon mao quản từ tính (MPC) phục vụ xử lý ô nhiễm môi trường. Mục tiêu nghiên cứu là tổng hợp và hoạt hóa đồng thời vật liệu cacbon mao quản từ tính từ phụ phẩm đài sen, ứng dụng trong phân hủy các chất hữu cơ ô nhiễm như thuốc nhuộm Ponceau 4R và Orange G. Nghiên cứu được thực hiện tại Trường Đại học Bách Khoa, Đại học Quốc gia TP. HCM trong năm 2022, nhằm góp phần phát triển công nghệ xử lý nước thải bền vững, giảm thiểu phát thải CO2 và tận dụng nguồn phụ phẩm nông nghiệp dồi dào. Các chỉ số hiệu quả xử lý như tỷ lệ mất màu thuốc nhuộm và giảm COD được sử dụng làm thước đo đánh giá hoạt tính xúc tác của vật liệu.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình sau:

• Sinh khối (Biomass): Phân loại và đặc tính của sinh khối nông nghiệp, đặc biệt là phụ phẩm đài sen với thành phần chủ yếu là cellulose, hemicellulose và lignin, có cấu trúc xốp tự nhiên phù hợp làm nguyên liệu cacbon.
• Vật liệu cacbon mao quản từ tính (MPC): Tổng hợp vật liệu cacbon có từ tính bằng cách kết hợp biomass với các muối sắt (FeCl3), tạo ra các hạt oxit sắt phân tán trên bề mặt cacbon, giúp tăng diện tích bề mặt và khả năng tách thu hồi bằng từ trường.
• Phương pháp hoạt hóa hóa học: Sử dụng ZnCl2 để hoạt hóa vật liệu, tăng diện tích bề mặt riêng và thể tích lỗ xốp, đồng thời nâng cao độ từ hóa của vật liệu.
• Quá trình oxi hóa nâng cao kiểu Fenton dị thể: Sử dụng vật liệu MPC làm xúc tác dị thể trong phản ứng Fenton, tạo ra gốc hydroxyl •OH phân hủy các chất hữu cơ khó phân hủy như thuốc nhuộm azo.
• Thuốc nhuộm azo Ponceau 4R và Orange G: Đặc điểm hóa học, tính bền vững và tác hại môi trường của các chất ô nhiễm này, làm cơ sở lựa chọn mẫu thử trong nghiên cứu.

Phương pháp nghiên cứu

• Nguồn dữ liệu: Phụ phẩm đài sen thu thập tại huyện Tháp Mười, tỉnh Đồng Tháp; các hóa chất FeCl3, ZnCl2, H2O2, thuốc nhuộm Ponceau 4R và Orange G chuẩn độ tinh khiết cao.
• Phương pháp tổng hợp: Nhiệt phân một giai đoạn trong môi trường khí N2 ở 600°C trong 1 giờ, với tỷ lệ tẩm FeCl3 và ZnCl2 khác nhau để tổng hợp MPC và AMPC (activated magnetic porous carbon).
• Phân tích đặc trưng vật liệu: Sử dụng XRD để xác định cấu trúc tinh thể, SEM để quan sát bề mặt, BET để đo diện tích bề mặt và thể tích lỗ xốp, VSM để đo từ tính, FT-IR để xác định nhóm chức trên bề mặt, AAS để định lượng hàm lượng Fe và Zn.
• Khảo sát hoạt tính xúc tác: Thí nghiệm xử lý thuốc nhuộm Ponceau 4R và Orange G trong dung dịch với các điều kiện pH, nồng độ H2O2, liều lượng xúc tác khác nhau; đo độ hấp thu bằng UV-VIS để tính hiệu quả mất màu; xác định nhu cầu oxy hóa học (COD) để đánh giá mức độ phân hủy hữu cơ.
• Cỡ mẫu và timeline: Nghiên cứu thực hiện trong năm 2022, với nhiều mẫu vật liệu được tổng hợp và phân tích, thí nghiệm xử lý thuốc nhuộm được tiến hành lặp lại để đảm bảo độ tin cậy số liệu.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Hiệu suất tổng hợp và đặc tính vật liệu: Hiệu suất tổng hợp MPC đạt khoảng 52,4% với tỷ lệ tẩm FeCl3/đài sen 0,4. Diện tích bề mặt riêng của MPC tăng từ 150 m²/g (PC không hoạt hóa) lên 349 m²/g, thể tích lỗ xốp tăng từ 0,08 cm³/g lên 0,31 cm³/g. AMPC sau hoạt hóa bằng ZnCl2 có diện tích bề mặt riêng tăng gấp 3,9 lần lên 1148 m²/g, thể tích lỗ xốp tăng gấp 4,2 lần lên 0,75 cm³/g. Độ từ hóa của AMPC cũng tăng gấp 2,3 lần so với MPC, đạt 3,60 emu/g.
2. Cấu trúc tinh thể và thành phần: XRD xác nhận sự hình thành các tinh thể Fe3O4, FeO và Fe kim loại trên bề mặt vật liệu. Hàm lượng Fe trong MPC dao động từ 5,73% đến 10,40% tùy tỷ lệ tẩm. SEM cho thấy bề mặt vật liệu có cấu trúc không đồng đều, phù hợp cho hấp phụ và xúc tác.
3. Hoạt tính xúc tác phân hủy thuốc nhuộm: Với MPC-0.2, tại pH 3, nồng độ H2O2 200 ppm, liều lượng 0,4 g/L, sau 120 phút xử lý, mất màu 83% Ponceau 4R 50 ppm. Đối với Orange G 100 ppm, cùng điều kiện pH, H2O2 350 ppm, 0,4 g/L MPC mất màu 96% sau 90 phút. AMPC thể hiện hiệu quả vượt trội, với 0,2 g/L xúc tác, nồng độ H2O2 350 ppm, pH 3, mất màu gần như hoàn toàn Orange G chỉ trong 30 phút, đồng thời giảm COD hơn 65% sau 120 phút.
4. Ảnh hưởng của pH và nồng độ H2O2: Hoạt tính xúc tác cao nhất ở pH 2-3 do thuận lợi cho quá trình tạo gốc hydroxyl •OH. Nồng độ H2O2 tối ưu là khoảng 200-300 ppm; vượt quá mức này làm giảm hiệu quả do phản ứng phân hủy H2O2 không hiệu quả.
5. Khả năng tái sử dụng và thu hồi xúc tác: Vật liệu có từ tính cho phép dễ dàng tách ra khỏi dung dịch bằng nam châm, thuận tiện cho tái sử dụng và giảm thiểu ô nhiễm thứ cấp.

Thảo luận kết quả

Kết quả cho thấy phương pháp nhiệt phân một giai đoạn kết hợp FeCl3 và ZnCl2 là hiệu quả trong việc tổng hợp vật liệu cacbon mao quản từ tính có hoạt hóa với diện tích bề mặt và thể tích lỗ xốp cao, đồng thời duy trì hoặc nâng cao độ từ tính. So với các nghiên cứu trước đây, diện tích bề mặt của AMPC đạt mức cao hơn đáng kể, góp phần tăng khả năng hấp phụ và xúc tác. Hoạt tính xúc tác trong xử lý thuốc nhuộm azo phù hợp với cơ chế Fenton dị thể, tận dụng gốc hydroxyl mạnh để phân hủy các hợp chất khó phân hủy. Việc điều chỉnh pH và nồng độ H2O2 là yếu tố then chốt để tối ưu hiệu quả xử lý. So sánh với các nghiên cứu quốc tế, vật liệu AMPC tổng hợp từ phụ phẩm đài sen có tiềm năng ứng dụng thực tiễn cao, vừa tận dụng nguồn nguyên liệu tái tạo, vừa giảm chi phí và tác động môi trường. Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ thể hiện sự thay đổi nồng độ thuốc nhuộm theo thời gian, biểu đồ BET cho diện tích bề mặt, và bảng tổng hợp hiệu quả xử lý theo điều kiện thí nghiệm.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Phát triển quy trình tổng hợp quy mô lớn: Áp dụng phương pháp nhiệt phân một giai đoạn với tỷ lệ FeCl3 và ZnCl2 tối ưu để sản xuất AMPC quy mô công nghiệp, nhằm tận dụng nguồn phụ phẩm đài sen dồi dào, giảm chi phí nguyên liệu và năng lượng.
2. Tối ưu điều kiện xử lý nước thải: Khuyến nghị duy trì pH trong khoảng 2-3 và nồng độ H2O2 từ 200-300 ppm để đạt hiệu quả phân hủy chất hữu cơ cao nhất, đồng thời giảm thiểu chi phí hóa chất và xử lý hậu quả.
3. Xây dựng hệ thống thu hồi và tái sử dụng xúc tác: Thiết kế hệ thống xử lý nước thải có tích hợp nam châm để thu hồi AMPC sau xử lý, đảm bảo tái sử dụng nhiều lần, giảm phát thải bùn sắt và chi phí vận hành.
4. Mở rộng ứng dụng vật liệu: Nghiên cứu ứng dụng AMPC trong xử lý các loại chất ô nhiễm hữu cơ khác như thuốc trừ sâu, dược phẩm, và các hợp chất khó phân hủy khác trong nước thải công nghiệp và sinh hoạt.
5. Thời gian thực hiện: Các giải pháp trên nên được triển khai trong vòng 2-3 năm tới, bắt đầu từ nghiên cứu mở rộng quy mô phòng thí nghiệm đến thử nghiệm pilot và ứng dụng thực tế.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Nhà nghiên cứu và sinh viên ngành Kỹ thuật Hóa học: Nghiên cứu cung cấp kiến thức chuyên sâu về tổng hợp vật liệu cacbon mao quản từ tính và ứng dụng trong xử lý ô nhiễm, hỗ trợ phát triển đề tài liên quan.
2. Doanh nghiệp xử lý nước thải công nghiệp: Tham khảo để áp dụng công nghệ xử lý nước thải hiệu quả, tiết kiệm chi phí và thân thiện môi trường, đặc biệt trong ngành dệt nhuộm và phẩm màu.
3. Cơ quan quản lý môi trường và chính sách: Cung cấp cơ sở khoa học để xây dựng chính sách khuyến khích sử dụng vật liệu tái tạo và công nghệ xử lý nước thải tiên tiến, góp phần phát triển bền vững.
4. Người làm trong ngành nông nghiệp và chế biến phụ phẩm nông nghiệp: Khai thác giá trị phụ phẩm đài sen, tạo ra sản phẩm có giá trị gia tăng, mở rộng chuỗi giá trị nông nghiệp và giảm lãng phí.

Câu hỏi thường gặp

1. Vật liệu cacbon mao quản từ tính (MPC) là gì?
   MPC là vật liệu cacbon có cấu trúc mao quản kết hợp với các hạt oxit sắt từ tính, giúp tăng diện tích bề mặt và khả năng tách thu hồi bằng từ trường. Ví dụ, MPC tổng hợp từ đài sen có diện tích bề mặt 349 m²/g và thể tích lỗ xốp 0,31 cm³/g.

2. Phương pháp tổng hợp MPC và AMPC có ưu điểm gì?
   Phương pháp nhiệt phân một giai đoạn giúp tiết kiệm thời gian, năng lượng và hóa chất so với phương pháp truyền thống nhiều giai đoạn. Đồng thời, hoạt hóa bằng ZnCl2 tăng diện tích bề mặt lên gấp gần 4 lần và cải thiện độ từ hóa.

3. Tại sao pH ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý thuốc nhuộm?
   pH thấp (2-3) tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình tạo gốc hydroxyl •OH trong phản ứng Fenton dị thể, tăng hiệu quả phân hủy thuốc nhuộm. Ở pH cao, sự tạo thành các hợp chất Fe(OH)3 làm giảm hoạt tính xúc tác.

4. Làm thế nào để thu hồi và tái sử dụng vật liệu xúc tác?
   Nhờ tính từ tính, vật liệu MPC và AMPC có thể được thu hồi dễ dàng bằng nam châm sau quá trình xử lý, giúp tái sử dụng nhiều lần và giảm chi phí vận hành.

5. Vật liệu này có thể ứng dụng trong xử lý các chất ô nhiễm khác không?
   Có, vật liệu có tiềm năng xử lý nhiều loại chất hữu cơ khó phân hủy như thuốc trừ sâu, dược phẩm và các hợp chất hữu cơ khác trong nước thải công nghiệp và sinh hoạt, mở rộng phạm vi ứng dụng.

Kết luận

• Vật liệu cacbon mao quản từ tính (MPC) và vật liệu hoạt hóa (AMPC) được tổng hợp thành công từ phụ phẩm đài sen bằng phương pháp nhiệt phân một giai đoạn, với diện tích bề mặt riêng lên đến 1148 m²/g và thể tích lỗ xốp 0,75 cm³/g.
• AMPC thể hiện hoạt tính xúc tác vượt trội trong phân hủy thuốc nhuộm Ponceau 4R và Orange G, với hiệu quả mất màu lên đến 96% trong thời gian ngắn và giảm COD hơn 65%.
• Điều kiện pH và nồng độ H2O2 được tối ưu để đạt hiệu quả xử lý cao nhất, đồng thời vật liệu có thể thu hồi dễ dàng bằng từ trường, thuận tiện cho tái sử dụng.
• Nghiên cứu góp phần phát triển công nghệ xử lý nước thải bền vững, tận dụng nguồn phụ phẩm nông nghiệp dồi dào, giảm thiểu ô nhiễm môi trường.
• Các bước tiếp theo bao gồm mở rộng quy mô tổng hợp, thử nghiệm ứng dụng thực tế và phát triển hệ thống thu hồi xúc tác, nhằm đưa công nghệ vào sản xuất và xử lý nước thải công nghiệp.

Hãy liên hệ với nhóm nghiên cứu để nhận tư vấn chi tiết về ứng dụng vật liệu và hợp tác phát triển công nghệ xử lý nước thải hiệu quả.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1.1 Lý do chọn đề tài Nông nghiệp gắn liền với nền kinh tế của Việt Nam, đóng góp to lớn vào GDP của cả nước một phần đáng kể. Những năm qua, sản lượng nông nghiệp ngày càng được gia tăng thúc đẩy, tạo ra những bước đột phá lớn và quan trọng. Thế nhưng, phế phẩm từ nông nghiệp chưa được quan tâm đúng mức dẫn đến chưa khai thác hiệu quả, tạo ra giá trị kinh tế cho người nông dân và có thể gây ảnh hưởng đến môi trường khi không xử lý đúng cách. Cùng với sự phát triển từ nông nghiệp, công nghiệp cũng đã và đang từng bước thay đổi cơ cấu kinh tế của đất nước.

Các ngành công nghiệp mũi nhọn không ngừng phát triển các công nghệ hiện đại và tiến bộ để có thể thỏa mãn nhu cầu của con người. Trong các ngành công nghiệp đó phải kể chính là công nghiệp dệt nhuộm, phẩm màu. Chính ngành công nghiệp đó đã làm gia tăng tính cảm quan, thẩm mỹ nhằm thoả mãn thị hiếu của con người. Tuy nhiên, chính các ngành công nghiệp này sẽ phát thải lượng lớn chất hữu cơ ô nhiễm vào nước thải, gây hậu quả đến hệ sinh thái, sinh vật và chính bản thân chính chúng ta.

Nhằm thực hiện ý tưởng về “Hóa học xanh” và “Phát triển bền vững”, nguồn phụ phẩm nông nghiệp đài sen sẽ được sử dụng để tổng hợp vật liệu cacbon mao quản có từ tính. Thông qua một bước nhiệt phân, năng lượng cho quá trình tổng hợp sẽ được giảm thiểu, rút ngắn thời gian tổng hợp, tiết kiệm hóa chất, góp phần giảm bớt lượng CO2 phát thải. Bên cạnh đó, nguồn phụ phẩm nông nghiệp đài sen dồi dào sau quá trình tách hạt chưa được sử dụng, gây lãng phí. Đó là lý do của đề tài “Tổng hợp và hoạt hóa đồng thời cacbon mao quản từ tính từ phụ phẩm đài sen cho phân huỷ chất hữu cơ ô nhiễm”.

LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN MINH HÙNG 1.2 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Đề tài hướng đến hai đối tượng chính đó là: phụ phẩm nông nghiệp đài sen chưa được khai thác và một vài chất ô nhiễm hữu cơ phổ biến có trong ngành công nghiệp dệt nhuộm, phẩm màu. Phạm vi của nghiên cứu chính là tổng hợp và hoạt hóa đồng thời vật liệu cacbon mao quản từ tính từ phụ phẩm đài sen và ứng dụng như một xúc tác oxi hóa các chất ô nhiễm hữu cơ tồn tại trong nước. Từ đó sẽ mang lại góc nhìn mới hơn về khả năng khai thác phụ phẩm nông nghiệp nói chung và đài sen nói riêng nhằm tạo ra loại vật liệu mới để xử lý ô nhiễm môi trường. 2 LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN MINH HÙNG CHƯƠNG 2.1 Phụ phẩm đài sen Biomass Biomass – sinh khối bao gồm các chất hữu cơ có đặc tính phân hủy sinh học, từ thực vật, động vật, vi sinh vật và cả sinh khối từ các chất thải: nông nghiệp, công nghiệp, sinh hoạt.

Biomass từ chất thải chăn nuôi, phân động vật gồm chất hữu cơ, ẩm và tro. Khi phân hủy ở điều kiện yếm khí sinh ra CH4, CO2, và chất hữu cơ ổn định cho đất và nhiên liệu khí sinh học.1 Các nguồn sinh khối Xét từ nguồn sinh khối phế thải nông nghiệp, chúng chủ yếu bao gồm: cellulose, hemicellulose và lignin, lượng nhỏ pectin, protein, chất diệp lục các khóang chất vô cơ và một số thành phần khác. Cellulose cấu trúc dạng sợi có tổ chức, dạng vô định hình dễ bị phân hủy bởi enzyme. Gỗ cứng chứa nhiều cellulose, trong khi lúa, rơm, một số thực vật cây một lá mầm có hemicellulose với phần lớn mannose trong các thân mềm, xylose trong gỗ cứng của phế liệu nông nghiệp.

Ngược với cellulose, hemicellulose dễ dàng bị thủy phân.