Tối ưu hóa hấp phụ kim loại nặng Cd của diatomite bằng phương pháp bề mặt đáp ứng
283 lượt xemDOI:
https://doi.org/10.54939/1859-1043.j.mst.VITTEP.2022.130-140Từ khóa:
Cadmium; Ô nhiễm môi trường; Diatomite; Hấp phụ kim loại nặng; Tối ưu hóa.Tóm tắt
Thực trạng ô nhiễm môi trường là vấn đề được quan tâm hàng đầu do lượng chất thải thải ra ngày càng nhiều, làm ảnh hưởng tới sức khỏe con người và môi trường sống. Nguồn nước thải có chứa kim loại nặng như Cd gây tác động rất lớn do độc tính cao và khả năng tích lũy lâu dài trong cơ thể. Hiện nay, vật liệu Diatomite với vai trò xử lý môi trường đang là một trong những lựa chọn ưu tiên do vật liệu này có khả năng hấp phụ hiệu quả kim loại nặng và giá thành thấp. Bài báo nghiên cứu về việc tối ưu hóa quá trình hấp phụ kim loại nặng Cd của Diatomite bằng phương pháp bề mặt đáp ứng qua phần mềm Design-Expert với các thông số thực nghiệm gồm độ pH, thời gian hấp phụ, và hàm lượng Diatomite trong dung dịch. Từ kết quả thực nghiệm và tính toán tối ưu, hiệu suất hấp phụ của Cd đạt đến 99% tại các giá trị pH = 3,8, thời gian hấp phụ 1,85 giờ và khối lượng diatomite cần dùng 0,22 g/mL.
Tài liệu tham khảo
[1]. Nguyễn Thị Thắm, Hà Mạnh Thắng, Đỗ Thu Hà, Nguyễn Thanh Cảnh, Nguyễn Quí Dương, “Nguy cơ ô nhiễm kim loại nặng đối với đất sản xuất nông nghiệp tại làng nghề tái chế sắt Châu Khê, thị xã Từ Sơn, tỉnh Bắc Ninh”, Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam, Vol. 6, No. 91, pp. 78-84, (2018).
[2]. Tran Thi Minh Thu, Tran Anh Tuan, Tran Minh Tien, “Investigation of heavy metal contamination in agricultural soils in Bac Ninh province”, Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam, Vol. 8, No. 93, pp. 102-107, (2018).
[3]. Do, Q.M., Nguyen H.T., “Porous brick from Diatomite”, Journal of Science and Technology, Vol. 76, pp. 123-127, (2010).
[4]. Kirk, R.E., “Diatomite”. DF Othmer – Encyclopedia of chemical technology, pp. 1-10, (1947).
[5]. Hossam Elden, Galal Morsy, Mohamed Bakr, “Diatomite: Its Characterization Modifications and Applications”. Asian Journal of Materials Science, Vol. 2, No. 3, pp. 121-136, (2010).
[6]. Nguyen, H.T., “Novel Porous Refractory Synthesized from Diatomaceous Earth and Rice Husk Ash”, Journal of Polymer and Composites, Vol. 8, No. 2, pp. 128-137, (2020).
[7]. Bakr, H.E., “Diatomit: its characterization, modifications and applications”. Asian Journal of Materials Science, pp. 121-136, (2010). DOI: https://doi.org/10.3923/ajmskr.2010.121.136
[8]. Bùi Hải Đăng Sơn, Nguyễn Thị Ngọc Trinh, Nguyễn Đăng Ngọc, Đinh Quang Hiếu, “So sánh các đặc trưng hóa lý hai loại Diatomit Phú Yên và Diatomite Merck”. Tạp chí Đại học Thủ Dầu Một, số 2(21) (2015).
[9]. Majeda A.M. Khraished, Yahya S. Al-deys., Wendy A.M., “Remediation of wastewater containing heavy metals using raw and modified diatomite”. Chemical Engineering Journal, Vol. 99, pp. 177-184, (2004). DOI: https://doi.org/10.1016/j.cej.2003.11.029
[10]. Dong Guori, Zhang Yan, “Diatomite Modification and its Adsorption of Heavy Metal Ions”. Advanced Materials Research, Vol. 864-867, pp. 664 – 667, (2014). DOI: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.864-867.664
[11]. Yuxin Jia, Wei Han, Gouxing Xiong, Weishen Yangm, “Diatomite as high performance and environmental friendly catalysts for phenol hydroxylation with H2O2”. Science and Technology of Advanced Materials, Vol. 8, pp. 106-109, (2007). DOI: https://doi.org/10.1016/j.stam.2006.10.003
[12]. Yan Zhao, Guangyan Tian, Xinhui Duan, Xiuhong Liang, Junping Meng, Jinsheng Liang “Environmental applications of diatomite minerals in removing heavy metals from water”. Industrial & Engineering Chemistry Research, pp. 1-6, (2019). DOI: https://doi.org/10.1021/acs.iecr.9b01941
[13]. Phan Đông Pha, Lê Thị Nghinh, Kiều Quý Nam, Nguyễn Xuân Huyên, “Đặc điểm phân bố và điều kiện tích tụ các thành tạo sét bentonit và diatomit vùng Cheo Reo, Phú Túc và cao nguyên Vân Hòa”. Viện Địa Chất, Viện KH&CN Việt Nam, Hà Nội, (2006).
[14]. Nguyen, H.T., Dang, T.P., “Using Activated Diatomite as Adsorbent for Treatment of Arsenic Contaminated Water”, Key Engineering Materials, Vol. 850, pp. 16-23, (2020). DOI: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/KEM.850.16
[15]. Phạm Cẩm Nam, Trần Ngọc Tuyền, Lâm Đại Tú, Võ Đình Vũ, “Xác định các đặc tính của nguyên liệu Diatomite Phú Yên bằng FT-IR, XRF, XRD kết hợp với phương pháp tính toán lý thuyết DFT”. Tạp chí Khoa học và Công nghệ, Đại học Đà Nẵng, số 2, (2009).
[16]. Phạm Cẩm Nam, Trần Ngọc Tuyền, Trần Thanh Tuấn, “Vai trò của Diatomite Phú Yên trong sản xuất xi măng Porland trên cơ sở clinker Long Thọ”. Tạp chí Khoa học và Công nghệ, Đại học Đà Nẵng, số 3, (2010).
[17]. Do, Q.M., Nguyen, H.T., “Characteristics of Novel Geopolymer Composites Synthesized from Red Mud and Diatomaceous Earth in Autoclave Conditions without Using Alkaline Activators”, Journal of Polymer and Composites, Vol. 8, No. 3, pp. 81-91, (2020).
[18]. Trần Doãn Minh Đăng, Mai Thanh Phong, “Nghiên cứu quá trình xử lý Diatomite Lâm Đồng để sản xuất chất trợ lọc”. Tạp chí Phát triển Khoa học và Công nghệ, số 14, tr. 54-60, (2012).
[19]. Đinh Quang Khiếu, Nguyễn Văn Hiếu, “Một số đặc trưng hóa lý của khoáng diatomit Phú Yên và hoạt tính xúc tác cho phản ứng hydroxyl hóa phenol”. Tạp chí Hóa học, tr. 342-346, (2009).
[20]. Đỗ Xuân Đồng, Trịnh Tuấn Khang, Trần Quang Vinh, Vũ Anh Tuấn, “Nghiên cứu tổng hợp, đặc trưng vật liệu mao quản trên nền khoáng sét Diatomite”. Tạp chí Hóa học, số 45, tr. 83 – 87, (2007).
