Nghiên Cứu Tổng Hợp Zeolite ZSM-5 Từ Tro Và Trấu Với Chất Định Hướng Lignin

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật hóa học nghiên cứu tổng hợp zeolite từ lignin, tro và trấu, mang lại giải pháp bền vững cho ngành công nghiệp.

• Tác giả: Vũ Tâm Định
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Quang Long
• Trường học: Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Kỹ thuật hóa học
• Đề tài: Nghiên Cứu Tổng Hợp Zeolite ZSM-5 Từ Tro Và Trấu Với Chất Định Hướng Lignin
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2015
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Tổng Quan về Zeolite ZSM 5 và Nguồn Tro Trấu Tiềm Năng

Bài viết này khám phá tiềm năng to lớn của việc tổng hợp Zeolite ZSM-5 từ nguồn phế thải nông nghiệp là tro trấu. Zeolite ZSM-5 là một vật liệu aluminosilicate có cấu trúc mao quản đặc biệt, ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp xúc tác và hấp phụ. Việc sử dụng tro trấu, một nguồn silica tái tạo dồi dào, không chỉ giảm chi phí sản xuất mà còn góp phần giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường do phế thải nông nghiệp. Nghiên cứu này đi sâu vào quá trình tổng hợp vật liệu và các yếu tố ảnh hưởng đến tính chất của Zeolite ZSM-5 tạo ra. Nguồn lignin từ trấu cũng được khai thác như một chất định hướng cấu trúc thân thiện với môi trường.

1.1. Giới thiệu chi tiết về cấu trúc và ứng dụng của Zeolite ZSM 5

Zeolite ZSM-5 nổi bật với cấu trúc MFI đặc trưng, tạo nên hệ thống mao quản ba chiều. Hệ thống này cho phép Zeolite ZSM-5 có tính chọn lọc hình dạng cao, là yếu tố quan trọng trong nhiều ứng dụng xúc tác như cracking, isomer hóa và alkyl hóa. Ngoài ra, tính axit bề mặt của Zeolite ZSM-5 cũng đóng vai trò quan trọng trong các phản ứng hóa học. Ứng dụng Zeolite ZSM-5 trải rộng trên nhiều lĩnh vực, từ lọc hóa dầu đến xử lý khí thải và tổng hợp hóa chất. Khả năng trao đổi ion của zeolite cũng được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác.

1.2. Tiềm năng tái chế tro trấu thành nguồn Silica giá trị

Tro trấu là sản phẩm phụ của quá trình đốt trấu, chứa hàm lượng silica rất cao (trên 80%). Việc chiết xuất silica từ tro trấu không chỉ cung cấp một nguồn nguyên liệu tái tạo cho việc tổng hợp Zeolite mà còn giải quyết vấn đề xử lý tro bay, một chất thải gây ô nhiễm môi trường. Quá trình chiết xuất silica thường bao gồm các bước xử lý nhiệt và hóa học để loại bỏ các tạp chất và thu được silica có độ tinh khiết cao, phù hợp cho việc tổng hợp vật liệu.

II. Thách Thức và Giải Pháp Trong Tổng Hợp Zeolite Từ Tro Trấu

Việc tổng hợp Zeolite ZSM-5 từ tro trấu đặt ra một số thách thức về kiểm soát kích thước hạt zeolite, độ tinh khiết và tính chất xúc tác. Sự hiện diện của các tạp chất trong tro trấu có thể ảnh hưởng đến quá trình kết tinh zeolite và làm giảm hiệu quả xúc tác. Do đó, cần có các quy trình xử lý tro trấu hiệu quả và tối ưu hóa các điều kiện tổng hợp Zeolite. Sử dụng lignin làm chất định hướng mang lại giải pháp tổng hợp Zeolite ZSM-5 giá rẻ và thân thiện với môi trường.

2.1. Ảnh hưởng của tạp chất trong tro trấu đến quá trình kết tinh Zeolite

Tạp chất trong tro trấu, như các kim loại kiềm và kiềm thổ, có thể ức chế quá trình kết tinh Zeolite và làm giảm độ tinh khiết của sản phẩm. Các tạp chất này có thể cạnh tranh với silica và alumina trong việc hình thành cấu trúc zeolite, dẫn đến sự hình thành các pha tạp hoặc làm chậm quá trình kết tinh. Cần có các phương pháp xử lý tro trấu hiệu quả để loại bỏ các tạp chất này trước khi tiến hành tổng hợp Zeolite.

2.2. Khó khăn trong kiểm soát kích thước hạt Zeolite và độ đồng đều

Kiểm soát kích thước hạt Zeolite là rất quan trọng để đạt được tính chất xúc tác mong muốn. Kích thước hạt quá lớn có thể làm giảm diện tích bề mặt và khả năng tiếp cận của các phân tử phản ứng đến các tâm hoạt động xúc tác. Ngược lại, kích thước hạt quá nhỏ có thể gây khó khăn trong việc tách và thu hồi zeolite sau phản ứng. Cần tối ưu hóa các điều kiện tổng hợp để kiểm soát kích thước hạt và đảm bảo độ đồng đều của sản phẩm.

III. Phương Pháp Tổng Hợp Zeolite ZSM 5 từ Tro Trấu và Lignin

Nghiên cứu này tập trung vào phương pháp tổng hợp Zeolite ZSM-5 bằng phương pháp thủy nhiệt, sử dụng silica từ tro trấu và lignin làm chất định hướng. Quá trình bao gồm các bước chuẩn bị dung dịch phản ứng, thủy nhiệt, lọc rửa và nung kết. Các yếu tố như tỷ lệ Si/Al, độ pH, nhiệt độ và thời gian thủy nhiệt, hàm lượng lignin đều được khảo sát để tối ưu hóa quá trình tổng hợp và thu được Zeolite ZSM-5 có tính chất mong muốn.

3.1. Chi tiết quy trình chiết xuất Silica từ tro trấu và tiền xử lý

Quá trình chiết xuất Silica từ tro trấu thường bắt đầu bằng quá trình hòa tan tro trấu trong dung dịch kiềm. Dung dịch sau đó được lọc để loại bỏ các chất không tan. Silica được kết tủa bằng cách trung hòa dung dịch bằng axit. Kết tủa silica sau đó được lọc rửa và nung để thu được silica có độ tinh khiết cao. Quá trình tiền xử lý silica có thể bao gồm các bước nghiền mịn và phân tán để tăng diện tích bề mặt và khả năng phản ứng.

3.2. Vai trò của Lignin như chất định hướng trong quá trình thủy nhiệt

Lignin đóng vai trò quan trọng trong việc định hình cấu trúc Zeolite ZSM-5 trong quá trình thủy nhiệt. Lignin tương tác với các ion aluminosilicate và tạo thành các trung tâm kết tinh, từ đó hình thành cấu trúc mao quản đặc trưng của Zeolite ZSM-5. Hàm lượng lignin cần được kiểm soát cẩn thận để đảm bảo quá trình kết tinh diễn ra hiệu quả và thu được Zeolite ZSM-5 có tính chất mong muốn. Lignin cũng là một lựa chọn thân thiện môi trường so với các chất định hướng hữu cơ truyền thống.

IV. Tối Ưu Hóa Các Yếu Tố Ảnh Hưởng Đến Quá Trình Tổng Hợp Zeolite

Hiệu quả của quá trình tổng hợp Zeolite ZSM-5 chịu ảnh hưởng lớn bởi nhiều yếu tố. Nghiên cứu này đánh giá ảnh hưởng của độ pH, thời gian và nhiệt độ thủy nhiệt, cũng như hàm lượng lignin đến tính chất của sản phẩm. Việc tối ưu hóa các yếu tố này là rất quan trọng để thu được Zeolite ZSM-5 có cấu trúc tinh thể cao, kích thước hạt đồng đều và tính chất xúc tác tốt.

4.1. Ảnh hưởng của độ pH đến sự hình thành cấu trúc Zeolite ZSM 5

Độ pH của dung dịch phản ứng có ảnh hưởng lớn đến sự hòa tan và kết tủa của các ion aluminosilicate, từ đó ảnh hưởng đến quá trình hình thành cấu trúc Zeolite ZSM-5. Độ pH quá thấp có thể làm chậm quá trình hòa tan silica và alumina, trong khi độ pH quá cao có thể dẫn đến sự hình thành các pha tạp. Cần xác định độ pH tối ưu để đảm bảo quá trình kết tinh diễn ra hiệu quả.

4.2. Tác động của thời gian và nhiệt độ thủy nhiệt đến độ tinh thể

Thời gian và nhiệt độ thủy nhiệt đóng vai trò quan trọng trong việc kiểm soát quá trình kết tinh Zeolite. Thời gian thủy nhiệt quá ngắn có thể dẫn đến sự hình thành các pha vô định hình, trong khi thời gian quá dài có thể làm giảm diện tích bề mặt và tính chất xúc tác. Nhiệt độ thủy nhiệt quá thấp có thể làm chậm quá trình kết tinh, trong khi nhiệt độ quá cao có thể phá hủy cấu trúc zeolite. Cần tối ưu hóa thời gian và nhiệt độ thủy nhiệt để thu được Zeolite ZSM-5 có độ tinh thể cao và tính chất mong muốn.

V. Đặc Tính và Ứng Dụng Tiềm Năng Của Zeolite ZSM 5 Tổng Hợp

Các mẫu Zeolite ZSM-5 tổng hợp được đặc trưng hóa bằng các phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD), kính hiển vi điện tử quét (SEM), phổ hấp thụ hồng ngoại (FTIR) và phân tích nhiệt (TGA). Kết quả cho thấy các mẫu Zeolite có cấu trúc MFI đặc trưng, kích thước hạt đồng đều và diện tích bề mặt cao. Khả năng trao đổi ion cũng được đánh giá để xác định tiềm năng của vật liệu trong các ứng dụng hấp phụ và xúc tác.

5.1. Kết quả phân tích XRD và SEM xác nhận cấu trúc tinh thể

Phân tích XRD cho thấy các mẫu Zeolite tổng hợp có các đỉnh nhiễu xạ đặc trưng của cấu trúc MFI, xác nhận sự hình thành Zeolite ZSM-5. Phân tích SEM cho thấy các mẫu Zeolite có kích thước hạt đồng đều và hình thái đặc trưng của Zeolite ZSM-5. Các kết quả này cho thấy quá trình tổng hợp đã diễn ra thành công và thu được sản phẩm có cấu trúc mong muốn.

5.2. Tiềm năng ứng dụng Zeolite tổng hợp trong xúc tác và hấp phụ

Zeolite ZSM-5 tổng hợp từ tro trấu và lignin có tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực xúc tác và hấp phụ. Với tính axit bề mặt và tính chọn lọc hình dạng cao, Zeolite ZSM-5 có thể được sử dụng làm vật liệu xúc tác trong các phản ứng cracking, isomer hóa và alkyl hóa. Ngoài ra, khả năng trao đổi ion của Zeolite cũng cho phép ứng dụng trong các quá trình hấp phụ và tách các chất ô nhiễm trong nước và khí thải.

VI. Kết Luận và Hướng Nghiên Cứu Phát Triển Zeolite ZSM 5

Nghiên cứu này đã chứng minh tính khả thi của việc tổng hợp Zeolite ZSM-5 từ tro trấu và lignin, mở ra hướng đi mới trong việc tái chế phế thải nông nghiệp và sản xuất vật liệu xúc tác giá rẻ. Các nghiên cứu tiếp theo có thể tập trung vào việc cải thiện tính chất và hiệu quả xúc tác của Zeolite tổng hợp, cũng như khám phá các ứng dụng mới trong các lĩnh vực khác.

6.1. Tóm tắt những thành công và hạn chế của nghiên cứu

Nghiên cứu đã thành công trong việc tổng hợp Zeolite ZSM-5 từ tro trấu và lignin. Tuy nhiên, hiệu quả xúc tác của Zeolite tổng hợp có thể chưa cao bằng các Zeolite thương mại. Cần tiếp tục nghiên cứu để cải thiện tính chất và hiệu quả xúc tác của Zeolite tổng hợp.

6.2. Đề xuất hướng nghiên cứu tiếp theo về vật liệu Zeolite ZSM 5

Các hướng nghiên cứu tiếp theo có thể tập trung vào việc biến tính Zeolite ZSM-5 để cải thiện tính chất xúc tác và hấp phụ. Ngoài ra, việc nghiên cứu các phương pháp tổng hợp mới để giảm chi phí và tăng hiệu quả cũng rất quan trọng. Khám phá các ứng dụng mới của Zeolite ZSM-5 trong các lĩnh vực như pin nhiên liệu, cảm biến và y sinh cũng là một hướng đi tiềm năng.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Lời Mở Đầu Việt Nam là một trong những nước sản xuất và xuất khẩu gạo hàng đầu thế giới với sản lượng 39 triệu tấn (theo FAO năm 2008). Từ sản lượng gạo khổng lồ này, đã nảy sinh một lượng lớn phế phẩm nông nghiệp là trấu. Theo thống kế, trong quá trình sản xuất gạo đã tạo ra khoảng 9 triệu tấn trấu mỗi năm [1]. Ở Việt Nam hiện nay, trấu chủ yếu chỉ được sử dụng làm nguyên liệu đốt, hơn nữa trấu còn được coi là một trong những yếu tố gây ô nhiễm môi trường.

Trấu sau khi cháy sẽ chuyển thành tro, trong tro silica chiếm hơn 80% về khối lượng [2]. Silica là một chất được sử dụng rất rộng rãi trong đời sống và sản xuất. Nếu tận thu được nguồn silica này ta sẽ không cần nhập khẩu silica và vấn đề ô nhiễm môi trường do trấu gây ra cũng được giải quyết. Vì vậy, việc tái sử dụng trấu và tro trấu đã và đang rất được quan tâm và thu hút nhiều công trình nghiên cứu.

Những năm gần đây, các vật liệu rây phân tử ngày càng đóng vai trò quan trọng trong xúc tác công nghiệp, đặc biệt là zeolite. Nó càng ngày càng thay thế vị trí các loại xúc tác trước đây, vì thế đã thu hút được sự chú ý của nhiều nhà khoa học trên thế giới. ZSM-5 là zeolite có hàm lượng silica cao[3]. Đặc điểm nổi bật của ZSM-5 là có độ axit bề mặt, tính bền nhiệt và khả năng chọn lọc hình dáng cao [4].

Vì vậy mà ZSM-5 được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp hóa học như là một rây phân tử. Zeolite có thể được tổng hợp bằng nhiều phương pháp khác nhau, sử dụng các nguồn nhôm và silic khác nhau. Việc tận dụng nguồn silica trong tro trấu để tổng hợp zeolite đã có từ rất lâu, do trong thành phần của tro trấu có chứa một lượng lớn SiO2, trên 80% theo khối lượng. Nhiều nghiên cứu tổng hợp các loại zeolite khác nhau từ trấu như: zeolite A, zeolite X, zeolite Y, ZSM-11, ZSM-5, ZSM-12, silicalite… trong đó ZSM-5 là đối tượng được quan tâm nhiều nhất.

Tuy nhiên, các nghiên cứu này chỉ sử dụng trấu như là một nguồn cung cấp silic cho quá trình tổng hợp, trong quá trình tổng hợp sử dụng các chất định hướng cấu trúc hữu cơ mắc tiền và độc hại. Mãi đến năm 2012, Ali và các cộng sự đã tìm ra một chất Luận Văn Thạc Sĩ HVTH: Vũ Tâm Định Trang 2 định hướng cấu trúc mới cho quá trình tổng hợp ZSM-5. Họ đã sử dụng lignin được chiết xuất từ rơm, và sử dụng nó làm chất định hướng cấu trúc cho quá trình tổng hợp. Nhưng quá trình tổng hợp còn khó khăn và mất nhiều thời gian.

Lấy cảm hứng từ nghiên cứu trên, trong nghiên cứu này, ZSM-5 được tổng hợp từ trấu nhằm mục đích giải quyết vấn đề tái sử dụng trấu theo hướng tạo ra các sản phẩm có giá trị cao, đồng thời góp phần hạn chế ô nhiễm môi trường do trấu gây ra. Silica và lignin được chiết xuất từ trấu được sử dụng như là nguồn cung cấp silic và chất định hướng cấu trúc cho quá trình tổng hợp ZSM-5. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tổng hợp và các đặc trưng của vật liệu cũng được xem xét trong luận văn này. Luận Văn Thạc Sĩ HVTH: Vũ Tâm Định Trang 3 Phần I: Tổng Quan Tài Liệu 1.

Giới thiệu về trấu và tro 1. Cấu tạo của trấu Trấu là lớp vỏ ngoài cùng của hạt lúa và được tách ra trong quá trình xay xát. Trấu chiếm 20% hạt lúa [1], có màu vàng, nhẹ xốp. Kích thước trung bình của trấu: dài khoảng 7 mm – 10 mm, rộng 1,5 mm – 2 mm và dày khoảng 0,1 mm – 0,15 mm.

1: Cấu tạo hạt lúa. Thành phần hoá học của trấu biến động theo giống lúa, mùa vụ, đặc trưng canh tác nông nghiệp của từng vùng khác nhau. Tuy nhiên, theo các nghiên cứu tổng hợp, hầu hết trong trấu chứa khoảng 75% chất hữu cơ dễ bay hơi, chúng sẽ bị cháy trong quá trình đốt và còn lại khoảng 25% sẽ chuyển thành tro [5]. Chất hữu cơ trong trấu bao gồm: cellulose (chiếm khoảng 40%), hemi-cellulose (chiếm khoảng 20%), lignin (chiếm khoảng 25%), các hợp chất nitơ và vô cơ (chiếm khoảng 15%) [6].

2: Cấu trúc lignocellulose. [7] Luận Văn Thạc Sĩ HVTH: Vũ Tâm Định Trang 4 a. Cellulose Cellulose là thành phần chủ yếu của thành tế bào thực vật có công thức cấu tạo (C6H10O5)n, tùy thuộc vào nguồn nguyên liệu của cellulose mà n ít nhất nằm trong khoảng 9000 đến 10000, và có thể lên đến 15000 [8, 9]. Cellulose là một polymer mạch thẳng của D-glucose, các D-glucose được liên kết với nhau bằng liên kết β 1-4 glucoside [8].

Các mạch cellulose được liên kết với nhau nhờ liên kết hydrogen và liên kết Van Der Waals, hình thành hai vùng cấu trúc chính là tinh thể và vô định hình [8]. Trong vùng tinh thể, các phân tử cellulose liên kết chặt chẽ với nhau, vùng này khó bị tấn công bởi enzyme cũng như hóa chất. Ngược lại, trong vùng vô định hình, cellulose liên kết không chặt với nhau nên dễ bị tấn công. Ngoài ra Cellulose còn được bao bọc bởi hemicellulose và lignin, điều này làm cho cellulose khá bền vững với tác động của enzyme cũng như hóa chất.

3: Cấu tạo của cellulose. [9] Luận Văn Thạc Sĩ HVTH: Vũ Tâm Định Trang 5 b. Hemicellulose Hemicellulose là những polysaccaride dị thể. Các đơn vị monome của hemicellulose dựa trên hexoses và pentoses [10].

Các hexoses chủ yếu bao gồm các D-glucose, D-galactose, D-mannose, axit D-glucoronic, axit D-galactoronic, và axit 4-O-methyl-D-glucoronic. Các pentoses bao gồm arabinose và xylose. Độ bền hóa học và bền nhiệt của hemicenllulose thấp hơn so với cellulose vì chúng có độ kết tinh và độ trùng hợp thấp [10]. So với cellulose, hemicellulose dễ bị thủy phân hơn rất nhiều lần trong môi trường kiềm hay axit do hemicellulose thường tồn tại ở dạng mạch nhánh dễ bị tấn công hơn, và chúng ở trạng thái vô định hình.

4: Các đơn vị đường chính của hemicellulose. [10] (a) D-glucose; (b) D-xylose; (c) D-galactose; (d) D- mannose; (e) L-arabinose; (f) axit D-glucoronic; (g) axit D-galacturonic; (h) axit 4-O-methyl-D-glucoronic Cấu tạo của hemicellulose phức tạp tùy theo dạng nguyên liệu, Tùy theo trong thành phần của hemicellulose có chứa monosaccharide nào mà nó sẽ có những tên tương ứng như manan, galactan, glucan và xylan. Tuy nhiên cấu tạo của hemicellulose có một số điểm chung [10]: Luận Văn Thạc Sĩ HVTH: Vũ Tâm Định Trang 6 - Xylose là thành phần chiếm nhiều nhất - Cấu tạo gồm hai phần: Mạch chính gồm các β - D xylopyranose liên kết với nhau bằng liên kết β - (1,4) xylanase. Mạch nhánh cấu tạo từ các nhóm đơn giản, thông thường là disaccharide hoặc trisaccharide.

Sự liên kết của hemicellulose với các polysaccharide khác và với lignin là nhờ các mạch nhánh này. - Nhóm thế phổ biến nhất là nhóm acetyl O – liên kết với vị trí 2 hoặc 3. - Nối pectin với cellulose để hình thành nên mạng lưới xơ sợi. Lignin Lignin là một loại polyphenol có cấu trúc mở, được xây dựng từ sự kết hợp của ba loại monomer rượu cơ bản: rượu p-coumaryl, rượu coniferyl, rượu sinapyl [11].

Trong tự nhiên, lignin chủ yếu đóng vai trò chất liên kết trong thành tế bào thực vật, liên kết chặt chẽ với mạng cellulose và hemicellulose. Rất khó để có thể tách lignin ra hoàn toàn. 5: Các monolignols phổ biến trong lignin: H: rượu p-coumaryl. Cấu trúc của lignin đa dạng, tùy thuộc vào loại gỗ, độ tuổi của cây hoặc cấu trúc của nó trong gỗ.

Ngoài việc được phân loại theo lignin của gỗ cứng, gỗ mềm và cỏ, lignin có thể được phân thành hai loại chính: guaicyl lignin và guaicyl-syringyl lignin [11]. Gỗ mềm chứa chủ yếu là guaiacyl, gỗ cứng chứa chủ yếu syringyl. Các nhóm chức ảnh hưởng đến hoạt tính của lignin bao gồm nhóm phenolic hydroxyl tự Luận Văn Thạc Sĩ HVTH: Vũ Tâm Định Trang 7 do, methoxyl, benzylic hydroxyl, ether của benzylic với các rượu mạch thẳng và nhóm carbonyl. Guaicyl lignin chứa nhiều nhóm phenolic hydroxyl hơn syringyl.

Bảng 1: Thành phần lignin trong gỗ cứng và gỗ mềm. Các nhóm chức Lignin gỗ cứng Lignin gỗ mềm Phenolic hydroxyl 10 – 20 20 – 30 Aliphatic hydroxyl 110 – 115 115 - 120 Methoxyl 140 – 160 90 – 95 Carbonyl 15 20 Lignin tạo liên kết hóa học với hemicellulose và ngay cả với cellulose (nhưng không nhiều). Độ bền hóa học của những liên kết này phụ thuộc vào bản chất liên kết, cấu trúc hóa học của lignin và các gốc đường tham gia liên kết. Carbon alpha (Cα) trong cấu trúc phenyl propane là nơi có khả năng tạo liên kết cao nhất với khối hemicellulose.

Ngược lại, các đường nằm ở mạch nhánh như arabinose, galactose, và axit 4-O-methylglucuronic là các nhóm thường liên kết với lignin. Các liên kết có thể là ether, ester (liên kết với xylan qua axit 4-O-methyl-D- glucuronic), hay glycoside (phản ứng giữa nhóm khử của hemicellulose và nhóm OH phenolic của lignin). Luận Văn Thạc Sĩ HVTH: Vũ Tâm Định Trang 8 Hình 1. 6:Ví dụ về cấu trúc của lignin.

Hiện trạng trấu tại Việt Nam Việt Nam là một trong những nước sản xuất và xuất khẩu gạo hàng đầu thế giới với sản lượng 39 triệu tấn (theo FAO năm 2008). Gần đây, do nhu cầu lương thực trên thế giới ngày càng tăng cao, đòi hỏi sự đầu tư nghiên cứu và cải tiến kỹ thuật của các nước nông nghiệp nhằm gia tăng sản lượng lúa gạo. Nhưng khi sản lượng lúa gạo tăng lên, đã nảy sinh vấn đề về sự gia tăng phế phẩm nông nghiệp trong quá trình sản xuất lúa gạo là trấu. Năm 2014, sản lượng lúa của Việt Nam đạt Luận Văn Thạc Sĩ HVTH: Vũ Tâm Định Trang 9 45 triệu tấn, trong đó trấu chiếm khoảng 20% khối lượng hạt thóc, nghĩa là hằng năm đã tạo ra khoảng 9 triệu tấn trấu, trong đó có khoảng 4,5 triệu tấn chỉ riêng tại đồng bằng sông Cửu Long [1].

Các số liệu của cơ quan môi trường học gần đây cho thấy chỉ có 25-30% lượng trấu này được sử dụng [1], trong đó cho dù được tận dụng làm củi trấu, thì cũng chỉ sử dụng được 12000 tấn trấu/năm. Với đặc tính chiếm thể tích rất lớn nhưng giá trị không cao, trấu ở một số vùng còn đang bị xem là một loại chất thải bỏ đi, thậm chí một số nhà máy xay xát ở miền Tây còn phải thuê phương tiện chở trấu đem đổ bỏ.Tại đồng bằng sông cửu long, các nhà máy xay xát đổ trấu xuống sông, rạch làm ô nhiễm nguồn nước, cản trở giao thông qua lại của các ghe tàu, và ảnh hưởng đến việc nuôi trồng thủy sản của người dân xung quanh. 7: Trấu đổ ra bờ sông.