Nghiên cứu tổng hợp than hoạt tính từ cây mai dương và ứng dụng vào xử lý ô nhiễm nước

Có nhiều phương pháp khác nhau để xử lý nước thải của các ngành công nghiệp trên, trong đó phương pháp hấp phụ bằng than hoạt tính là phương pháp có hiệu quả cao và được ứng dụng rộng rã

ĐẶT VẤN ĐỀ

Mai Dương (Mimosa pigra L.) là một loài cây bụi, mọc dày đặc và rất

nhiều gai cứng, được xem là một trong các loài ngoại lai xâm hại ở nhiều quốc gia trên Thế giới trong đó có Việt Nam Cây Mai Dương mọc tràn lan, khó kiểm soát và tiêu diệt Làm thay đổi thảm thực vật, gây tác hại đến hệ động vật ở những vùng nó xâm lấn Hầu như có rất ít loài thực vật có thể mọc được dưới tán Mai Dương, việc mọc dày đặc còn cản trở việc đi lại của con người, động vật và gia súc chăn thả Sự xâm hại của Mai Dương sẽ làm giảm hoặc tuyệt chủng các loài bản địa, suy giảm sự đa dạng sinh học Đã có rất nhiều biện pháp để kiểm soát Mai Dương như cơ giới (cắt, nhổ, ), vật lý (đốt ), hóa học (thuốc diệt cỏ ) và biện pháp tổng hợp (phối hợp các biện pháp trên) Tuy nhiên, mỗi biện pháp có những khó khăn riêng và hầu như chưa có biện pháp nào ngăn chặn hoàn toàn sự xâm lấn của cây Mai Dương Cùng với sự suy giảm đa dạng sinh học do các loài ngoại lai gây ra, tình hình ô nhiễm môi trường, đặc biệt là ô nhiễm môi trường nước cũng trở nên nghiêm trọng Sự phát thải của các ngành công nghiệp như chế biến thực phẩm, công nghiệp dệt nhuộm hay khai thác khoáng sản, mạ đã làm cho vấn đề ô nhiễm môi trường nước bởi các hợp chất hữu cơ và kim loại nặng trở thành vấn đề cấp bách Những vấn đề này sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng cuộc sống cũng như sự phát triển bền vững của mỗi quốc gia

Chiến lược bảo vệ Môi trường Quốc gia của Việt Nam đã xác định mục tiêu đến năm 2020 phải hình thành và phát triển ngành công nghiệp tái chế chất thải Nghiên cứu xử lý màu, chất hữu cơ và kim loại nặng trong nước thải bằng các vật liệu hấp phụ giá thành thấp, thân thiện với môi trường, được chế tạo từ các chất thải, vật liệu có trong tự nhiên đang là vấn đề được nhiều tác giả nghiên cứu thực hiện trên Thế giới

Có nhiều phương pháp khác nhau để xử lý nước thải của các ngành công nghiệp trên, trong đó phương pháp hấp phụ bằng than hoạt tính là phương pháp có hiệu quả cao và được ứng dụng rộng rãi

Than hoạt tính là một trong những vật liệu hấp phụ được sử dụng khá phổ biến, bởi những đặc tính tuyệt vời như có thể làm sạch nước, không khí, khử màu, khử mùi, tham gia vào quá trình tinh chế các chất hóa học hữu ích khác, Vì vậy, việc ứng dụng than hoạt tính vào mục đích xử lý môi trường ngày càng tăng cao

Từ định hướng sử dụng cây Mai Dương làm nguyên liệu tổng hợp than hoạt tính, không chỉ giúp nâng cao hiệu quả diệt trừ cây Mai Dương, bảo tồn

đa dạng sinh thái môi trường, mà còn thu được sản phẩm là than hoạt tính để

xử lý môi trường bị ô nhiễm Điều này không chỉ đem lại nhiều lợi ích mà còn thực sự ý nghĩa trong việc bảo vệ môi trường từ chính loài ngoại lai xâm hại

Khóa luận “Nghiên cứu tổng hợp than hoạt tính từ cây Mai Dương và

ứng dụng vào xử lý ô nhiễm nước” sẽ giúp tìm hiểu rõ hơn về các đặc tính

của cây Mai Dương cũng như của than hoạt tính, từ đó đưa ra phương pháp tổng hợp than hoạt tính từ cây Mai Dương, hiệu quả xử lý của than hoạt tính

từ cây Mai Dương đối với nước thải dệt nhuộm, những ý nghĩa từ việc tổng hợp than hoạt tính từ cây Mai Dương đem lại

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1 Cây Mai Dương (Mimosa Pigra L.)

1.1.1.Đặc điểm sinh học

Cây Mai Dương còn có các tên khác là: Cây Ngưu ma vương, cây Mắc

cỡ Mỹ, cây Trinh nữ nâu, , tên khoa học là Mimosa Pigra L., thuộc họ Mimosaceae, chi Mimosa (Phạm Hoàng Hộ, 1999), có 400 – 500 loài, hầu hết

có nguồn gốc từ Trung và Nam Mỹ Cây Mai Dương được Linnaeus mô tả là một loài riêng lần đầu tiên vào năm 1759 (Lonsdale, 1992) [19], [33]

Mimosa Pigra L là loài cây bụi mọc nơi đất trống, ẩm ướt của vùng

nhiệt đới Thân màu xanh lúc còn nhỏ và dần trở nên thân gỗ với độ dài đến 3m và phân bố ngẫu nhiên Lá màu xanh sáng, lá kép dài 20-25cm, gồm 15 cặp lá đơn mọc đối, dài khoảng 5 cm, với phiến lá không cuống, dạng thon hẹp, lá xếp lại khi bị va chạm hoặc vào ban đêm Hoa nhỏ màu tím hoặc hồng, dạng tia và chụm lại từng nhóm thành một đầu tròn có đường kính 1- 2cm Phát hoa mọc trên một trục dài 2- 3 cm với hai trong mỗi nách lá, trong khi đó vành có 4 cánh với 8 bao phấn màu hồng Trái có lông rất dày đặc, có từ 20-

25 hạt, trái mọc thành từng chùm trên nách lá, trái dài 6,5-7,5 cm, và rộng từ 0,7-1cm Trái chuyển sang màu nâu khi chín, gảy ra thành từng phần nhỏ mang 1 hạt Hạt có màu nâu hoặc xanh ô liu, dẹp, bầu tròn, dài 4-6mm và rộng 2 mm (Walden et al., 1999) [6], [19], [25], [28]

1.1.2 Ph n v sinh th i

Cây Mai Dương có nguồn gốc ở vùng nhiệt đới châu Mỹ từ Mexico qua Trung Mỹ đến Bắc Argentina, và nay đã lan rộng khắp vùng nhiệt đới (Chopping, 2004; Lonsdale, 1992) Hiện nay, cây Mai Dương là cỏ dại ở Mỹ,

Úc, Malaysia, Myanmar, Lào, Thái Lan, Campuchia và Việt Nam (Trần Văn Hiến, 2006; Lonsdale và cộng sự, 1995)

Khí hậu nhiệt đới với hai mùa khô và mưa rất thích hợp cho cây Mai Dương tăng trưởng Mai Dương bành trướng rất nhanh ở nơi đất trống, sống

được ở những vùng có lượng mưa thấp hơn 750mm hoặc cao hơn 2250mm và chịu được ngập nước trong thời gian dài Cây Mai Dương không kén đất, nhưng thường mọc ở nơi ẩm ướt như đồng bằng ven sông, ven biển tạo nên thảm bụi cao dày đặc Nó tạo thành tầng cây rậm rạp che bóng không cho hột của các cây bản địa nảy mầm, nó có rất ít loài thiên địch, và ít bị ảnh hưởng bởi sự cạnh tranh khác loài (Lonsdale và cộng sự, 1995; Walden và cộng sự, 2004) [6], [19]

1.1.3 Chu kỳ s ng và tiềm năng x m lấn

Cây Mai Dương sinh sản bằng hột và trưởng thành rất nhanh Cây bắt đầu ra hoa khoảng 6-8 tháng sau khi nảy mầm Mỗi năm cây tạo một lượng hột rất lớn, trung bình 9000 hột/cây (Lonsdale và cộng sự,1995; Marambe và cộng sự, 2004; Walden và cộng sự, 2004) [21]

Hột được bao bọc bởi lớp áo nhiều lông, rất nhẹ giúp chúng dễ dàng di chuyển theo gió, hay bám trên người, động vật, xe cộ cơ giới và cả trong đất

và cát nhưng chủ yếu phát tán theo dòng nước, nước lũ, hệ thống kênh rạch Hột cực kỳ cứng và có thể duy trì miên trạng trong vòng 15 năm tùy thuộc vào môi trường, có thể sống hơn 5 năm trong phòng thí nghiệm, và tồn tại ít nhất 23 năm trong đất cát Vì luôn có một lượng lớn hột nằm sâu trong đất nên phải kiểm soát cây mầm nhiều năm sau khi loại trừ cây trưởng thành Nhiệt độ cao không ảnh hưởng đến sức sống của hột Hơn nữa, dao động nhiệt độ còn làm vỡ vỏ hột để giúp hột dễ hút nước và nảy mầm, thường nảy mầm vào mùa mưa hoặc sau khi cháy Mai Dương còn nảy chồi rất mạnh từ gốc than đã bị chặt Cây Mai Dương tăng trưởng với một thân đơn độc khi còn non, khi trưởng thành có nhiều nhánh mọc từ gốc với hệ thống rễ phụ Cây tăng trưởng và ra hoa quanh năm Tuổi thọ của cây tùy thuộc vào từng loại đất, cây thường chết trong khoảng 5 năm tuổi Cây trưởng thành còn bị chết với một tỉ lệ nhất định, được bổ sung bằng cây nảy mầm, và chúng tồn tại ít nhất 15 năm [20], [21]

Quần thể Mai Dương tăng trưởng và phát triển rất nhanh quanh hệ thống sông ngòi, ao hồ Diện tích của vùng bị xâm lấn tăng gấp đôi sau 1 đến

2 năm

Theo số liệu của Phòng Nghiên cứu Khoa học và Môi trường, những năm 1984-1985, Vườn Quốc gia Tràm Chim chỉ có vài bụi Mai Dương xuất hiện Năm 1999, diện tích bị Mai Dương xâm lấn khoảng 150 ha Đến năm

2000, loài cây này đã lây lan và chiếm một diện tích gần 1000 ha Vào đầu năm 2004, con số này đã là 1500 ha Với tốc độ nhanh như vậy, nếu không sớm đưa những biện pháp diệt trừ Mai Dương, có thể nó sẽ xâm lấn toàn hệ sinh thái của Vườn Quốc gia [5], [30]

1.1.4 Hiểm họa từ cây Mai Dương

Với sự tăng trưởng và phát triển nhanh chóng, cây Mai Dương hiện đang xâm lấn mạnh các khu bảo tồn đất ngập nước ở Úc, Thái Lan, Mỹ (Florida) và châu Phi Ở Úc, 450 km2 đồng bằng ngập lũ và đầm lầy đã bị cây Mai Dương bao phủ Những nơi có cây Mai Dương mọc dày đặc, các loài chim, bò sát, thực vật thân thảo, và cây mầm của các loài cây khác ít hơn ở thảm thực vật bản địa, rất ít loài thực vật có thể mọc được dưới tán Mai Dương Cây Mai Dương là mối đe dọa ngành chăn nuôi, nhất là chăn nuôi trâu, bò, khi bị mắc kẹt trong bụi Mai Dương th khó có thể tự đi ra được Động vật bậc cao hầu như không ăn lá cây Mai Dương ngay cả khi hiếm thức

ăn Theo Miller, 2004, lượng Axit amin Mimosine được ly trích từ cây Mai Dương ở nồng độ 0,2% trọng lượng khô của lá có thể gây độc với nhiều loài động vật bậc cao [6], [28]

Hơn nữa, sự phát triển của loài Mai Dương cũng giới hạn dòng chảy sông ngòi, làm ảnh hưởng đến ngư dân, du lịch và giao thông thủy [24]

Hiện nay, ở Việt Nam, sự xâm lấn của cây Mai Dương đang trở thành mối hiểm họa đối với những vùng ngập nước, các hồ chứa nước, đặc biệt ở những vườn quốc gia như Vườn Quốc gia Tràm Chim, Cát Tiên, U Minh Thượng Loài Mai Dương đã trở thành một thảm họa đối với các khu bảo tồn

và đang xâm lấn mạnh các vùng miền Bắc như Vĩnh Phú, Hưng Yên, , miền Trung như Bảo Lộc, miền Nam như Đồng Nai, thành phố Hồ Chí Minh và các tỉnh đồng bằng sông Cửu Long (Trần Văn Hiến, 2006) [6]

Ở Vườn Quốc gia Tràm Chim, cây Mai Dương đang xâm lấn các đồng

cỏ năng là bãi ăn, bãi nghỉ của loài chim quý hiếm như sếu đầu đỏ Cây Mai Dương không chỉ làm ảnh hưởng đến hoạt động của đàn sếu, mà còn gây trở ngại cho việc đi lại của con người và các loài vật khác do thân có nhiều gai, lại mọc khá dày Nguy hiểm hơn, với tốc độ phát triển khá nhanh, Mai Dương

sẽ làm thay đổi thảm thực vật bản địa, phá vỡ cân bằng sinh thái của Vườn Quốc gia, giảm giá trị bảo tồn của vùng cỏ đất ngập nước, giảm giá trị du lịch sinh thái của Vườn Quốc gia Tràm Chim (Trần Văn Hiến, 2006) [6], [28]

1.1.5 Các biện pháp kiểm soát cây Mai Dương trên h giới v iệt Nam

Trước thực trạng xâm lấn nguy hại ngày một rộng mà loài Mai Dương gây ra, trên Thế giới cũng như ở Việt Nam đã có rất nhiều các biện pháp, nghiên cứu khác nhau về phòng ngừa, diệt trừ được đưa ra nhằm kiểm soát Mai Dương

Cho đến nay, trên Thế giới đã có khá nhiều công trình nghiên cứu về các biện pháp phòng trừ cây Mai Dương [5], [6], [20], [24], [29]

Chỉ trong vòng từ năm 1992 trở lại đây đã có 3 cuộc hội thảo Quốc tế chuyên bàn về vấn đề cây Mai Dương và các biện pháp phòng trừ chúng, song

có thể khẳng định rằng, không một biện pháp đơn lẻ nào có thể mang lại hiệu quả cao và triệt để trong việc phòng trừ loài này Từ đó, nhiều biện pháp khác nhau đã được khuyến cáo ứng dụng như biện pháp thủ công cơ giới: nhổ, chặt; biện pháp đốt hay sử dụng thuốc trừ cỏ và biện pháp sinh học

- Biện pháp thủ công như cắt, nhổ, chặt đốn bằng máy hay bằng tay được

áp dụng rất có hiệu quả Tuy nhiên, hai biện pháp này đều rất tốn kém vì cần nhiều nhân công lao động nên có tính khả thi thấp

Với biện pháp này, tại vườn Quốc gia Rakadu - Thái Lan người ta đã áp dụng thành công để ngăn chặn sự xâm lấn của cây Mai Dương khi chúng còn mọc

rải rác (Siriworakul & Schultz,1992)

- Biện pháp đốt: thường chỉ áp dụng sau khi cắt hay đã sử dụng thuốc trừ

cỏ để làm tăng tỷ lệ chết của cây Tuy nhiên, sẽ kích thích cho hạt nảy mầm nhiều hơn Bên cạnh đó cũng có thể xảy ra rủi ro cháy rừng khi triển khai trên diện rộng

- Biện pháp hoá học: phun thuốc diệt cỏ, đưa thuốc vào đất đã được sử dụng để diệt trừ Mai Dương ở Mexico, Costa-Rica, Australia và Thái Lan vào những năm 70 - 80 của thế kỷ XX Cho đến nay, nó được coi là biện pháp có hiệu quả phòng trừ cao, triệt để và kinh tế nhất, do đó nó được ứng dụng rộng rãi ở nhiều nước trên thế giới

- Biện pháp sinh học: Người ta đã tiến hành điều tra nguồn ký sinh thiên địch của cây Mai Dương tại vùng bản xứ của nó như Brazil, Mexico, Venezuela, sau đó du nhập và nhân thả ở các vùng bị nhiễm Mai Dương Hiện nay, ở Úc đã nghiên cứu và nhân thả được 14 tác nhân sinh học có khả năng ứng dụng để trừ cây Mai Dương, nhưng trong đó chỉ có 2 loài loài có khả

năng năng hạn chế tốt cây Mai Dương là sâu đục thân Carmenta mimosae được nhân thả ở Úc năm 1989, ở Thái Lan 1991; và sâu đục ngọn Neurostrota gunniell được thả ở Úc năm 1989 (Julien, 1992; Forno, 1991) Trong đó loài sâu đục thân Carmenta mimosae đã được tổ chức CSIRO hỗ trợ để nhân thả ở Việt Nam từ 1995-1997 Hai loài mọt đục hạt Mai Dương là Acanthosce lides puniceus và A quadridentatus cũng đã được nhân thả thành công ở Úc và

Thái Lan

Bên cạnh các loài côn trùng, hướng nghiên cứu sử dụng các loài nấm gây hại cho Mai Dương dưới dạng phòng trừ cổ điển và thuốc trừ cỏ sinh học cũng đang được quan tâm nghiên cứu và ứng dụng ở nhiều nước đặc biệt là

Úc và Thái Lan Cho đến nay, loài nấm có triển vọng nhất đã được xác định

và ứng dụng thành công để phòng trừ Mai Dương là Phloeospora mimosae pigrae Loài nấm này có thể phát triển nhanh và hạn chế được khả năng phát

triển của cây Tuy nhiên, nó chỉ có khả năng hạn chế phát triển của các cây

non cao dưới 80 cm và không có khả năng diệt triệt để

Tại Việt Nam, cũng đã có nhiều nghiên cứu và biện pháp được đưa ra để

diệt trừ loài Mai Dương Ví dụ như: “Ứng dụng trồng nấm nhằm kiểm soát

hiểm họa cây Mai Dương” Sử dụng thân hóa gỗ của cây Mai Dương làm

nguyên liệu để trồng nhiều loài nấm Kết quả cho thấy các loài nấm thu được

có h nh dạng, màu sắc, kích thước không khác g so với trồng trên mạt cưa,

không chứa độc tố, năng suất nấm có thể chấp nhận được [25]

Mới đây nhất là nghiên cứu “Dùng muối ăn diệt cây Mai Dương” của

các nhà khoa học gồm TS Đỗ Thường Kiệt, PGS-TS Bùi Trang Việt và TS Trần Triết (khoa sinh học Trường ĐH Khoa học tự nhiên, ĐHQG TP.HCM), vừa nghiên cứu và pha chế thành công loại dung dịch có thể làm tàn lụi cây Mai Dương

Chế phẩm xử lý chủ yếu là muối ăn và các chất phụ gia bám dính nên vừa không độc cho người phun, môi trường, giá thành lại rẻ so với thuốc hóa học đang được dùng để tận diệt cây Mai Dương hiện nay Nhóm tác giả cho rằng nếu kết hợp phương pháp này với phương pháp chặt, đốt sẽ cho hiệu quả triệt để và dần dần có thể tiêu diệt được loài cây phá hoại này, nhưng cũng sẽ mất thời gian khá dài [29]

Hầu hết, các biệt pháp diệt trừ Mai Dương là kết hợp giữa chặt, đốt và phun thuốc hóa học Các biện pháp hầu như đều khó thực hiện do chi phí cao, thời gian kéo dài (không theo kịp với sức lan tỏa của cây) hoặc làm ảnh hưởng đến môi trường

Với những đặc tính của cây Mai Dương, việc nghiên cứu “Tổng hợp than hoạt tính từ cây Mai Dương” sẽ góp phần nâng cao hiệu quả diệt trừ cây Mai Dương và bảo vệ môi trường Việc sử dụng loài ngoại lai xâm lấn làm nguyên liệu để sản xuất than hoạt tính là hướng nghiên cứu rất mới, không chỉ mang lại nhiều ý nghĩa về sinh thái và bảo vệ môi trường mà còn tạo tiền đề cho các nghiên cứu tương tự tiếp tục hoàn thiện và ứng dụng vào thực tiễn

1.2 Than hoạt tính

1.2.1 Định nghĩa

Có rất nhiều định nghĩa về than hoạt tính, tuy nhiên có thể nói chung rằng than hoạt tính là một dạng của cacbon đã được xử lý để mang lại một cấu trúc rất xốp, do đó có diện tích bề mặt rất lớn

Theo Wikipedia Than hoạt tính (Activated Carbon) là một chất gồm chủ

yếu là nguyên tố carbon ở dạng vô định hình (bột), một phần nữa có dạng tinh thể vụn grafit Than hoạt tính có diện tích bề mặt ngoài rất lớn nên được ứng dụng như một chất lý tưởng để lọc hút nhiều loại hóa chất [27]

Than hoạt tính có thành phần chủ yếu là cacbon, chiếm từ 85 đến 95% khối lượng Phần còn lại là các nguyên tố khác như hydro, nito, lưu huỳnh, oxi, có sẵn trong nguyên liệu ban đầu hoặc mới liên kết với cacbon trong quá trình hoạt hóa, thông thường là: 88% C; 0,5% H; 0,5 N; 1 S và 6-7

O Tuy nhiên, có thể thay đổi thành phần phụ thuộc vào nguồn nguyên liệu ban đầu và cách điều chế

Than hoạt tính là chất không độc (kể cả một khi đã ăn phải nó), sau khi

sử dụng có thể tái sinh (làm sạch hoặc giải hấp phụ) và có thể sử dụng hàng trăm, thậm chí hàng ngàn lần [10], [34]

1.2.3 Đặc trưng về tính chất vật lý, hóa học của than hoạt tính

1.2.3.1 Đặc trưng về tính chất vật lý

a, Kích thước hạt và bề mặt riêng của than hoạt tính

Các phương pháp sản xuất than hoạt tính khác nhau sẽ tạo ra các loại than có tính chất, hình dạng, kích thước khác nhau

Ví dụ: than máng có đường kính hạt trung bình là 100-300A0 Lò lỏng là

180-600 A0 Lò khí 400-800 A0 Phương pháp nhiệt phân, đường kính hạt trung bình lớn nhất là 1400-4000 A0

Than hoạt tính thường có diện tích bề mặt nằm trong khoảng 800 đến 1500m2/g và thể tích lỗ xốp từ 0,2 đến 0,6cm3/g

Phương pháp để xác định kích thước, diện tích riêng bề mặt hạt than là phương pháp kính hiển vi điện tử và hấp phụ lên bề mặt [32]

b, Cấu trúc vật lý của than hoạt tính

Cấu trúc của than hoạt tính được đánh giá bằng mức độ phát triển cấu trúc bậc nhất của nó Mức độ phát triển cấu trúc chuỗi phụ thuộc vào phương pháp sản xuất và phụ thuộc vào nguyên liệu đầu đưa vào sản xuất than

Cấu trúc bậc nhất phất triển mạnh nhất trong than sản xuất bằng phương pháp lò Liên kết hoá học C - C đảm bảo cho cấu trúc có độ bền cao

Số lượng các hạt than sơ khai có cấu trúc dao động từ vài hạt đối với than có cấu trúc thấp đến 600 hạt đối với than có cấu trúc cao

Cấu trúc của than hoạt tính có thể xác định trực tiếp bằng kính hiển vi điện tử [12] [17]

c, Khối lượng riêng

Khối lượng riêng than hoạt tính là đại lượng phụ thuộc vào phương pháp xác định nó

Khi xác định khối lượng riêng của than hoạt tính trong Heli lỏng nhận được giá trị từ 1900-2000kg/m3

Khối lượng riêng của than hoạt tính được tính toán theo hằng số mạng tinh thể nhận giá trị từ 2180-2160kg/m3

Than hoạt tính dạng bột là các hạt nằm ở sát bên nhau và ở các góc cạnh, các cung là không khí vì thế khối lượng riêng của nó nhỏ hơn nhiều và dao động từ 80-300kg/m3

phụ thuộc vào mức độ phát triển cấu trúc của than Than có cấu trúc càng lớn khoảng trống giữa các cấu trúc càng nhiều và giá trị khối lượng riêng càng nhỏ [9]

1.2.3.2 Đặc trưng về mặt hóa học

Trong tinh thể khối của hạt than hoạt tính các nguyên tử cácbon nằm ở mặt ngoài (nguyên tử cácbon cạnh hoặc mép) có mức độ hoạt động hoá học lớn và vì vậy nó là trung tâm của các quá trình ôxy hoá tạo cho bề mặt than hàng loạt các nhóm hoạt đọng hoá học khác như nhóm hydroxyl, cácbônyl, xêtôn Ngoài Cacbon trong thành phần hoá học của than hoạt tính còn có

hydro, lưu huỳnh, ôxy và các khoáng chất khác Các nguyên tử này được đưa vào than hoạt tính cùng với nguyên liệu đầu và trong quá trình ôxy hoá Sự có mặt của các hợp chất chứa ôxy trên bề mặt than hoạt tính được chính minh bằng phản ứng axít huyền phù trong nước của than hoạt tính Sự có mặt của các khoáng chất trong than hoạt tính cho phản ứng kiềm yếu

Sự có mặt các nhóm phân cực trên bề mặt than hoạt tính là yếu tố quan trọng quyết định khả năng tác dụng hóa học, lý học của than hoạt tính với các nhóm phân cực, liên kết đôi có trong mạch đại phân tử [9], [25]

1.2.4 Khả năng hấp phụ của than hoạt tính

Hấp phụ là một quá trình mà một chất rắn được sử dụng để loại bỏ các chất hòa tan ra khỏi nước

Mô tả hấp phụ:

Các phân tử từ khí hoặc chất lỏng sẽ được gắn một cách vật lý để bám vào bề mặt chất rắn, trong trường hợp này là bề mặt của than hoạt tính

Quá trình hấp phụ diễn ra trong ba bước sau:

• Vĩ mô vận chuyển: Sự chuyển động của vật liệu hữu cơ thông qua hệ thống vĩ mô, lỗ chân lông của than hoạt tính (vĩ mô, lỗ chân lông > 50nm);

• Vi vận chuyển: Sự chuyển động của vật liệu hữu cơ thông qua hệ thống trung-lỗ chân lông và vi lỗ chân lông của than hoạt tính (vi lỗ chân lông

<2nm; trung lỗ chân lông 2-50nm);

• Hấp phụ: Các tập tin đính kèm vật lý của vật liệu hữu cơ trên bề mặt của than hoạt tính trong các trung-lỗ chân lông và vi lỗ chân lông của than hoạt tính

Mức độ hoạt động hấp phụ dựa vào nồng độ của chất trong nước, nhiệt

độ và sự phân cực của chất này Một chất phân cực (chất hòa tan tốt trong nước) không hoặc có thể là bị loại bỏ bằng than hoạt tính, một chất không phân cực có thể được loại bỏ hoàn toàn bằng than hoạt tính [9] [18]

1.2.5 Nguyên liệu ch tạo than hoạt tính

Hầu hết các nguyên liệu chứa Cacbon đều có thể dùng tạo than hoạt tính Nhưng nguồn nguyên liệu cho sản xuất than hoạt tính chủ yếu là những nguyên liệu có hàm lượng cacbon cao nhưng lại chứa ít các thành phần vô cơ khác như gỗ, than non, than đá, Bên cạnh đó, rất nhiều loại chất thải nông nghiệp như vỏ trấu, lõi ngô, gáo dừa, bã dong riềng bởi nguyên liệu này có sẵn, rẻ tiền, hàm lượng cacbon cao và các thành phân vô cơ thấp [12]

Cây Mai Dương (Mimosa pigra L.) là một loài thực vật ngoại lai xâm

lấn, đang trực tiếp đe dọa đến hệ sinh thái, những khu vực mà chúng mọc lên

Là loài cây bụi, có hàm lượng cacbon trong thân khá cao, việc sử dụng thân cây Mai Dương vào sản xuất than hoạt tính không chỉ góp phần diệt trừ sự xâm hại của loài này mà còn có thể ứng dụng than hoạt tính từ cây Mai Dương vào xử lý môi trường, bảo vệ môi trường

1.2.6 Phương ph p sản xuất than hoạt tính

Than hoạt tính chủ yếu được sản xuất bằng cách nhiệt phân nguyên liệu thô có chứa cacbon ở nhiệt độ dưới 1000oC Quá trình sản xuất gồm hai bước [13], [31]:

a, Quá trình than hóa

Quá tình than hóa là quá trình phân hủy nhiệt nguyên liệu để đưa nguyên liệu ban đầu về dạng cacbon, đồng thời làm bay hơi một số chất hữu

cơ nhẹ và tạo mao quản ban đầu

Nguyên tắc của quá trình sản xuất than nguyên liệu thực vật là dùng nhiệt phân hủy nguyên liệu trong điều kiện không có không khí Dưới tác dụng của nhiệt từ nhiệt độ thường tới 170oC, vật liệu bị khô đều; từ 170-

180oC, vật liệu phân hủy theo những quá trình thu nhiệt, ở đây các hợp phần của nguyên liệu bị biến tính, giải phóng oxit cacbon, khí cacbonic, axit axetic tiếp theo từ 280-380oC xảy ra sự phân hủy phát nhiệt giải phóng methanol, hắc ín, Quá tr nh cacbon hóa xem như kết thúc ở khoảng 400-

600oC

b, Quá trình hoạt hóa

Quá trình hoạt hóa trong sản xuất than có ý nghĩa rất lớn đến việc quyết định đến tính chất của than sau hoạt hóa

Mục đích của quá trình hoạt hóa là giải phóng độ xốp sơ cấp đã có sẵn trong than, đồng thời tạo nên độ xốp thứ cấp làm than có hoạt tính cao

Hoạt hóa có thể phân chia một cách có điều kiện thành hai phương pháp: là hoạt hóa hóa học và phương pháp hoạt hóa hóa lý

+ Phương pháp hoạt hóa hóa lý: dùng các chất oxi hóa như hơi nước,

dioxit cacbon làm tác nhân tác dụng với than nguyên liệu

Phương pháp hoạt hóa hóa học: chủ yếu dùng cho than gỗ Nguyên

liệu thường được sử dụng là gỗ trộn với chất hoạt hóa và chất hút nước (thường là H3PO4 hoặc ZnCl2), thường ở nhiệt độ 500o

C, có khi lên tới 800oC Trong các muối vô cơ th chất có tác dụng hoạt hóa mạnh là ZnCl2 vì là chất khử hydrat hóa mạnh, đồng thời là chất bảo vệ cho than không bị cháy

* Một số kết quả về việc nghiên cứu sử dụng ZnCl 2 làm tác nhân hoạt hóa để chế tạo than hoạt tính [25]:

Du-bi-nin và Sê-meeno-va đã nghiên cứu tác dụng hoạt hóa các muối ZnCl2; CaCl2 và hỗn hợp hai muối này đối với nguyên liệu gỗ thông mộc Những sản phẩm chế tạo được đều có hoạt tính cao đối với hấp phụ hơi benzene và tẩy màu xanh metylen Khả năng hoạt hóa của CaCl2 trong chế tạo than khí cũng như than tẩy màu đều thấp hơn của ZnCl2 Tác nhân quan trọng nhất của các tác nhân hóa học là khử hydrat tạo điều kiện cho các hợp chất hữu cơ dễ phân hủy dưới tác dụng của nhiệt, đồng thời ngăn cách quá tr nh nhiệt phân tạo ra sản phẩm không bị cacbon hóa như hăc ín

Với đề tài “Nghiên cứu tổng hợp than hoạt tính từ cây Mai Dương”, tác nhân hoạt hóa được dùng là ZnCl2 nồng độ 3M và theo tỷ lệ 1:3 (khối lượng khô vật liệu (g) : thể tích ZnCl2 (ml)), sau đó nung nguyên liệu đã tẩm bằng lò nung trong điều kiện không có không khí Nhiệt độ tối ưu là 500-700o

C

1.2.7 T nh h nh sản xuất v ứng dụng của than hoạt t nh trên h giới v iệt Nam

Với những đặc tính tuyệt vời, từ nhiều thế kỉ trước, than hoạt tính đã trở thành chất hấp phụ quí và linh hoạt, được sử dụng rộng rãi cho nhiều mục đích khác nhau:

- Từ khoảng năm 1500 TCN người Ai Cập đã biết sử dụng than gỗ để làm chất hấp phụ chữa bệnh

- Người Hin-du cổ ở Ấn Độ đã biết làm sạch nước uống bằng cách lọc qua than gỗ

- Năm 1794 Lip-man cũng thấy than gỗ tẩy màu tốt các dung dịch đường mía và năm 1805 Gu-li-on đã dùng than gỗ để tẩy màu trong công nghiệp đường

- Trải qua nhiều thế kỷ với nhu cầu sử dụng cao, vào năm 1870 than hoạt tính đã có trên thị trường thương mại

Sản xuất than hoạt tính trong công nghiệp bắt đầu từ khoảng những năm

1900, được sử dụng để làm vật liệu tinh chế đường bằng cách than hóa hỗn hợp các nguyên liệu có nguồn gốc thực vật bằng hơi nước hoặc CO2 Than hoạt tính còn được sử dụng trong các mặt nạ phòng độc trong chiến tranh thế giới thứ nhất [10]

Nhu cầu sản xuất cũng như sử dụng than hoạt tính ngày càng tăng cao, bởi những ứng dụng mà nó đem lại như: loại bỏ màu, mùi, vị không mong muốn và các tạp chất hữu cơ, vô cơ trong nước thải công nghiệp và sinh hoạt, thu hồi dung môi, làm sạch không khí, làm sạch nhiều hóa chất, dược phẩm, thực phẩm và nhiều ứng dụng trong pha khí Chúng cũng được biết đến trong nhiều ứng dụng trong y học, sử dụng để loại bỏ các độc tố và vi khuẩn Than hoạt tính được sử dụng hàng ngày để tinh sạch nước uống, lọc nước, khử mùi Và nó đã trở thành nguyên liệu không thể thiếu trong nhiều lĩnh vực

Dự báo nhu cầu than hoạt tính của Thế giới tăng khoảng 10% - 25 /năm trong giai đoạn từ 2013 - 2018 Hiện tại, ngành công nghiệp sản xuất than

hoạt tính của Thế giới đạt khoảng 1,2 triệu tấn/năm, trong khi nhu cầu than hoạt tính dự báo có thể đạt tới 1,9 triệu tấn trong năm 2016; 2,3 triệu tấn trong năm 2017 hay 3 triệu tấn trong năm 2018 [22]

Ở nước ta, từ những năm đầu của thập niên 60 đã nghiên cứu một số than hoạt tính dùng cho mặt nạ phòng độc và phục vụ nhu cầu phát triển Hiện nay, lượng than hoạt tính cần dùng trong ngành công nghiệp nước ta rất lớn

và ngày càng tăng (ngành bột ngọt: khoảng 500 tấn/năm, ngành đường: khoảng 400 tấn/năm, ngành dầu thực vật: khoảng 100 tấn/năm…) [22]

Việc sản xuất và sử dụng than hoạt tính ngày một tăng Để đáp ứng được nhu cầu sử dụng than hoạt tính, tận dụng tối đa nguồn vật liệu sẵn có từ chất thải nông nghiệp, nâng cao hiệu quả diệt trừ các loài thực vật ngoại lai xâm lấn (cây Mai Dương) không những đem lại các lợi ích về kinh tế, xã hội mà còn có ý nghĩa thiết thực trong bảo vệ môi trường, nước ta đã có khá nhiều đề tài, nghiên cứu về mô hình, công nghệ điều chế than hoạt tính từ thực vật, từ chất thải nông nghiệp

Ví dụ như:

+ Công nghệ sản xuất than hoạt tính từ cây bạch đàn, keo lai dựa trên kỹ thuật cấp nhiệt và yếm khí dài ngày của Công ty CP Phân bón và dịch vụ tổng hợp B nh Định, hàng năm công ty tạo một lượng than lớn phục vụ nhu cầu tiêu thụ trong nước và xuất khẩu trên Thế giới trong đó có Nhật Bản [24]; + Nghiên cứu sản xuất than hoạt tính từ phế liệu thực vật [17];

+ Nghiên cứu khả năng hấp phụ Metyl đỏ trong dung dịch của các vật liệu hấp phụ được chế tạo từ bã mía và thử nghiệm xử lý môi trường, Nguyễn Thị Thanh Tú (2010) Đề tài đã chế tạo được vật liệu hấp phụ từ bã mía qua

xử lý bằng fomandehit hoặc axit sunfuric có khả năng hấp phụ metyl đỏ trong dung dịch nước với hiệu suất khá cao [18];

+ Công nghệ sản xuất than hoạt tính từ tre, nứa [24], [32];

+ Sử dụng các vật liệu là chất thải nông nghiệp như bã mía, gáo dừa, bã dong riềng làm nguyên liệu sản xuất than hoạt tính [8], [10], [17]

Chương 2 MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG

VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Mục tiêu nghiên cứu

Mục tiêu nghiên cứu của khóa luận nhằm:

- Nghiên cứu tổng hợp được than hoạt tính từ cây Mai Dương;

- Nghiên cứu ứng dụng than hoạt tính từ cây Mai Dương vào xử lý môi trường nước

2.2 Đối tượng nghiên cứu

- Cây Mai Dương, một loài thực vật ngoại lai xâm lấn;

- Dung dịch Xanh Metylen, dung dịch Mn2+ và nước thải dệt nhuộm được sử dụng để đánh giá khả năng hấp phụ của than hoạt tính được tổng hợp

từ cây Mai Dương

2.3 Nội dung nghiên cứu

Để thực hiện các mục tiêu trên, khóa luận lựa chọn một số nội dung nghiên cứu sau:

- Nghiên cứu tổng hợp than hoạt tính từ cây Mai Dương;

- Nghiên cứu ứng dụng than hoạt tính từ cây Mai Dương vào xử lý môi trường nước:

+ Khảo sát khả năng xử lý chất màu hữu cơ (Xanh Metylen) trong nước; + Khảo sát khả năng hấp phụ kim loại nặng (Mn2+) trong nước;

+ Khảo sát khả năng xử lý nước thải dệt nhuộm

- Đề xuất hướng sử dụng cây Mai Dương làm vật liệu hấp phụ trong xử lý môi trường

2.4 Phương pháp nghiên cứu

2.4.1 Phương ph p k thừa tài liệu

Phương pháp kế thừa tài liệu giúp cung cấp những thông tin ban đầu về vấn đề nghiên cứu Dựa trên cơ sở kế thừa có chọn lọc các nguồn tài liệu ở

dạng văn bản, thông tin trực tiếp mang tính khách quan, những chuyên đề khoa học, luận án có liên quan đến vấn đề nghiên cứu

Những tài liệu đã được kế thừa phục vụ cho quá tr nh làm khóa luận bao gồm:

Tài liệu liên quan về loài ngoại lai xâm hại cây Mai Dương;

Tài liệu liên quan về than hoạt tính và điều chế than hoạt tính;

+ Tài liệu liên quan đến ô nhiễm môi trường nước, nước thải dệt nhuộm; Các tài liệu trên mạng internet, sách báo, tạp trí có liên quan đến cây Mai Dương, than hoạt tính, điều chế than hoạt tính từ các vật liệu khác nhau

2.4.2 Phương ph p lấy mẫu c y Mai Dương

Cây Mai Dương được lấy tại khu vực ven cánh đồng thuộc xã Hòa Sơn, huyện Lương Sơn, tỉnh Hòa Bình Là khu vực có vùng đất trũng, ẩm, thuận lợi cho cây Mai Dương sinh sôi và phát triển

Mai Dương được chọn mang tính đại diện cho khu vực lấy mẫu Lựa chọn những cây Mai Dương có độ tuổi từ 3 đến 5 năm, đường kính thân cây khoảng 3-5 cm

Hình ảnh cây Mai Dương tại khu vực lấy mẫu:

2.4.3 Phương ph p tổng hợp than hoạt tính từ c y Mai Dương

Khóa luận tiến hành 2 phương pháp để tổng hợp than hoạt tính từ cây Mai Dương:

- Phương pháp 1: Gồm 2 giai đoạn là than hóa và biến tính mẫu than hóa

thành than hoạt tính

- Phương pháp 2: Quá tr nh than hóa và hoạt hóa diễn ra đồng thời với

chất hoạt hóa là ZnCl2 3M

a, Phương ph p 1:Than hóa và bi n tính thành than hoạt tính

Phương pháp 1 bao gồm 2 bước là than hóa và biến tính sản phẩm từ quá tình than hóa thành than hoạt tính

 Quá trình bi n tính than:

Nguyên liệu Sấy khô Than hóa ở

nhiệt độ 500oC

Sản phẩm than hóa hihóhM1L

Oxi hóa = HNO3 đ

Rửa mẫu bằng nước

Rửa mẫu bằng NaOH

Sấy và thu sản phẩm

Sấy và thu sản phẩm

Sản phẩm được nghiền nhỏ

Oxi hóa = HNO3 đ

Rửa mẫu bằng nước

Rửa mẫu bằng NaOH

Sấy và thu sản phẩm

Sấy và thu sản phẩm

Cách 1

Cách 2

Đặc điểm quan trọng và thú vị nhất của than là bề mặt có thể biến tính thích hợp để thay đổi đặc điểm hấp phụ và tăng khả năng hấp phụ và làm cho than trở nên thích hợp hơn trong các ứng dụng đặc biệt

Sản phẩm sau quá tr nh than hóa được chia làm hai phần để thực hiện biến tính than ở hai yếu tố khác nhau là: than được nghiền nhỏ và than không được nghiền nhỏ Sau đó, mẫu than được biến tính bằng HNO3 đậm đặc trong

hệ thống chứng cất ở nhiệt độ 100oC trong 4 giờ Mẫu than sau khi biến tính,

để trung hòa lượng axit có trong than sẽ được đem rửa bằng nước hoặc NaOH đến khi pH=7, sau đó sấy khô và thu được mẫu than biến tính

b, Phương ph p 2 ổng hợp than hoạt t nh từ t c nh n hoạt h a n l 2 3M

Phương pháp tổng hợp than hoạt tính từ tác nhân hoạt hóa nCl2 có quá

tr nh hoạt hóa đi kèm với giai đoạn than hóa Chất hoạt hóa là ZnCl2 3M

Sau khi nguyên liệu được sấy khô, sẽ được tẩm chất hoạt hóa ZnCl2 3M trong thời gian 1 ngày ở điều kiện nhiệt độ khác nhau Sấy khô trong 3 giờ và đem nung ở nhiệt độ 500oC (tương tự phương pháp 1) Than sau khi nung, được rửa bằng dung dịch HCl 1,2M đến hết Zn2+

theo phương pháp lắng gạn

4 bậc, mỗi bậc 40 ml dung dịch HCl Sau đó rửa bằng nước cất 2 lần đến pH bằng 7 Đem lượng than thu được sấy khô ở 80oC Thu được than hoạt tính được tổng hợp từ cây Mai Dương

2.4.4 Phương ph p Scanning Electron Microscope (SEM)

Phương pháp Scanning Electron Microscope (viết tắt là SEM) hay còn

gọi là phương pháp chụp ảnh trên kính hiển vi điện tử quét

Kính hiển vi điện tử quét là một loại kính hiển vi điện tử có thể tạo ra ảnh với độ phân giải cao của bề mặt mẫu vật bằng cách sử dụng một chùm

Nguyên

liệu

Tẩm chất hoạt hóa

Than hóa ở nhiệt độ 500oC

Rửa bằng HCl

Sấy khô

Sản phẩm than hoạt tính

Rửa bằng nước Sấy

khô

điện tử (chùm các electron) hẹp quét trên bề mặt mẫu

Chùm tia điện tử được tạo ra từ catot qua hai tụ quay sẽ được hội tụ lên mẫu nghiên cứu Khi chùm tia điện tử đập vào bề mặt của mẫu nó sẽ phát ra các điện tử phát xạ thứ cấp Mỗi điện tử phát xạ này qua điện thế gia tốc vào phần thu và biến đổi thành một tín hiệu sáng Chúng được khuếch đại, đưa vào mạng lưới điều khiển tạo độ sang trên màn ảnh Mỗi điểm trên mẫu cho một điểm tương ứng trên màn ảnh phụ thuộc vào số điện tử thứ cấp phát ra từ mẫu nghiên cứu và phụ thuộc vào bề mặt của mẫu nghiên cứu [37], [38]

Ứng dụng phương pháp SEM trong nghiên cứu than hoạt tính từ cây Mai Dương: Sử dụng phương pháp SEM để có thể nghiên cứu hình dạng và cấu

trúc bề mặt của các mẫu than hoạt tính từ cây Mai Dương Qua những ảnh thu được có thể đánh giá các sản phẩm than hoạt tính tổng hợp được từ cây Mai Dương một cách chính xác và khoa học

2.4.5 Phương ph p trí thí nghiệm đ nh gi khả năng hấp phụ của than hoạt tính từ c y Mai Dương

- Các mẫu than hoạt tính được điều chế từ cây Mai Dương bằng nhiều phương pháp tổng hợp khác nhau:

Phương pháp than hóa và biến tính thành than hoạt tính;

Phương pháp tổng hợp than hoạt tính từ tác nhân hoạt hóa nCl2 3M

- Các mẫu than hoạt tính sau khi được tổng hợp bằng các phương pháp khác nhau, tiến hành sử dụng vào các thí nghiệm để đánh giá khả năng hấp phụ bằng cách: cân chính xác các lượng than hoạt tính của các mẫu khác nhau, cho vào các b nh tam giác đã chứa dung dịch mẫu cần hấp phụ Lắc đều trong 30 phút; tiến hành lọc các mẫu qua giấy lọc Sau đó, xác định nồng độ của dung dịch mẫu sau khi hấp phụ bằng than hoạt tính

Chi tiết được nêu tại chương 3: Thực nghiệm

2.4.6 Phương ph p phân tích các chỉ tiêu, các thông s ô nhiễm

2.4.6.1 Phương ph p ph n t ch khả năng hấp phụ màu Xanh Metylen

Để xác định khả năng hấp phụ anh Metylen trong dung dịch bằng than hoạt tính, ta dùng phương pháp so màu quang điện để định lượng nồng độ của Xanh Metylen ở bước sóng 664nm Sử dụng máy so màu quang điện UV- VIS Speetro II của Mỹ

 Nguyên tắc:

Phương pháp so màu quang điện là phương pháp phân tích dựa trên sự

so sánh cường độ màu của dung dịch nghiên cứu với cường độ màu của dung dịch tiêu chuẩn (đã xác định được nồng độ), từ đó suy ra được hàm lượng chất cần xác định dựa vào phương tr nh đường chuẩn [14]

 ây d ng đư ng chu n:

- Chuẩn bị các dung dịch Xanh Metylen có nồng độ: 0,003; 0,004; 0,006;

Lưu ý: Mẫu anh Metylen đối chứng sử dụng là mẫu đã lọc qua giấy lọc

để loại bỏ yếu tố gây nên sai số (sự hấp phụ của giấy lọc với Xanh Metylen)

2.4.6.2 Phương ph p ph n t ch nồng độ Mn 2+ có trong dung dịch

Có nhiều phương pháp có thể xác định được Mn trong nước như phương pháp so màu quang điện (UV-VIS) hay quang phổ hấp phụ nguyên tử (AAS) [3], [4]

 Nguyên tắc:

Phương pháp so màu quang điện được tiến hành dựa trên nguyên tắc sau: Khi oxi hóa Mn bằng chất oxi hóa mạnh như (NH4)2S2O8 thì Mn sẽ bị oxi hóa thành Mn+7 làm dung dịch có màu hồng tím, cường độ màu phụ thuộc vào

nồng độ Mn có trong mẫu Đo sự hấp thụ ánh sáng của dung dịch màu này ở bước song 525nm để từ đó định lượng hàm lượng Mn trong mẫu

 ây d ng đư ng chu n Mn 2+

:

Lấy lần lượt 0; 3; 5; 10; 20; 30 dung dịch chuẩn Mn2+ 0,1 mg/ml cho vào các cốc 200 ml, sau đó thêm nước cất vào từng cốc đến thể tích khoảng 40ml Tiếp theo, thêm 1ml dung dịch AgNO3 2N và 0,5g (NH4)2S2O8 Đun sôi trong

10 phút sau đó để nguội và đo độ hấp thụ quang ở bước sóng 525nm

2.4.6.3 Phương ph p x c định chỉ tiêu COD trong mẫu nước thải

Được xác định bằng phương pháp Kalidicromat theo TCVN 6491- 1999 (ISO 6060 – 1989) dựa vào nguyên tắc oxy hóa các chất hữu cơ thành CO2 và

H2O (kể cả các chất hữu cơ dễ phân hủy và khó phân hủy sinh học) [3], [4]

Trình t phân tích:

 Lấy chính xác 2,5ml mẫu nước cho vào ống COD; thêm 1,5ml dung

dịch K2Cr2O7; 3,5ml dung dịch Ag2SO4 trong H2SO4 sau đó vặn chặt nắp ống COD, cho vào máy nung ở 150oC trong 2 giờ rồi lấy ra để nguội;

 Chuẩn độ: chuyển toàn bộ dung dịch trong ống COD sang bình tam

giác 100ml sau đó tráng ống 5 lần, mỗi lần tráng bằng 3ml nước cất Thêm 3 giọt chỉ thị Feroin rồi chuẩn độ bằng dung dịch (NH4)Fe(SO4)2 cho đến khi dung dịch chuyển màu đỏ thì dừng lại Ghi lại thể tích đã dùng;

- Làm mẫu trắng theo quy tr nh như trên, nhưng thay thể tích mẫu thử

bằng nước cất lần

Công thức tính nồng độ COD: COD = (a-b)*C*8000/2,5 (mg/l)

Trong đó:

C : nồng độ đương lượng của dd Fe2+ (dlg/l);

a: thể tích dung dịch Fe2+ chuẩn độ mẫu trắng (ml);

b: thể tích dung dịch Fe2+ chuẩn độ mẫu phân tích (ml)

2.4.6.4 Phương ph p x c định chỉ tiêu BOD 5 trong mẫu nước thải

ác định bằng phương pháp pha loãng mẫu theo TCVN 6001-1995 (ISO 5815- 1989) dựa trên nguyên tắc sau 5 ngày 70- 80 lượng chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học đã được oxy hóa hoàn toàn [3], [4]

Trình t phân tích:

Pha loãng hoàn toàn mẫu nước theo một tỷ lệ thích hợp bằng một loại nước giàu oxy hoàn tan có chứa các chất dinh dưỡng, mẫu phân tích sẽ được mang ủ trong 5 ngày (trong điều kiện không có ánh sáng và mẫu hoàn toàn đầy bình, nút kín) Đo giá trị DO trước và sau khi ủ sẽ xác định được giá trị BOD5 theo công thức:

BOD 5 = (DO 5 – DO)*F (mg/L)

Trong đó: DO5: giá trị DO đo được sau 5 ngày (mg/l);

DOo: giá trị DO đo được trước khi ủ (mg/l);

F: hệ số pha loãng

Tiến hành song song với một mẫu trắng sử dụng nước dùng pha loãng để phân tích

Giá tr BOD 5 th c được tính bằng công thức:

BOD5t = BOD5 mẫu – BOD5 mẫu trắng

Nước được dùng để pha loãng được chuẩn bị bằng cách sục oxy vào nước cất sạch đến khi bão hòa, hàm lượng DO tối thiểu phải đạt 8 mg/l Sau

đó tiến hành bổ sung dung dịch đệm phophat, dung dịch CaCl2 2,75 g/l, MgSO4 22,5 g/l, dung dịch FeCl3 0,25 g/l tỷ lệ cứ 1 lít nước cho 1ml các dung dịch nói trên

2.4.6.5 Phương ph p x c định chỉ tiêu độ đục có trong mẫu nước thải

Dùng thiết bị đo độ đục Lovibond của Đức để xác định độ đục của mẫu Đơn vị: NTU

Nguyên tắc ác đ nh: Đo sự tán xạ ánh sáng khi chiếu một chùm tia sáng

qua dung dịch Sự tán xạ ánh sáng tỷ lệ với độ đục trong mẫu

Trước khi tiến hành đo độ đục của các mẫu cần chuẩn hóa lại máy theo các dung dịch chuẩn Sau đó, tiến hành đo mẫu theo quy trình vận hành [3]

2.4.6.6 Phương ph p x c định khả năng hấp phụ màu mẫu nước thải

Tiến hành quét phổ của mẫu nước thải trước và sau khi xử lý bằng các mẫu than hoạt tính để xác định bước sóng cực đại λmax bằng máy so màu quang điện UV- VIS Speetro II của Mỹ

Sau khi xác định được λmax, tiến hành so màu mẫu nước thải trên máy so màu quang điện để xác định nồng độ hấp phụ Abs của các mẫu than

2.5 Phương pháp xử lý số liệu

 Tỷ trọng thu hồi than thu được so với lượng an đầu

Đơn vị: %

 nh to n dung lượng hấp phụ của mẫu than

Dung lượng hấp phụ của mẫu, kí hiệu: a

Co là nồng độ ban đầu của chất phân tích (mg/L)

C là nồng độ còn lại sau khi hấp phụ (mg/L)

Tỷ trọng thu hồi than =

Khối lượng vật liệu sau than hóa Khối lượng vật liệu trước than hóa

x100

Chương 3 THỰC NGHIỆM 3.1 Hóa chất, dụng cụ và thiết bị thí nghiệm

3.1.1 Hóa chất

Bảng 3.1: Danh mục các hóa chất cần thi t cho nghiên cứu

2 NaOH 0,1M Trung hòa bề mặt vật liệu

5 (độ tinh khiết 99,99%) Khí N2 Tạo môi trường khí trơ

6 Metylen Blue Pha dung dịch thử nghiệm

7 Mn2+ nồng độ 100mg/L Pha dung dịch thử nghiệm

- Các loại cốc thủy tinh có thể tích 5ml, 25ml, 50ml, 250ml, 500ml;

- Các loại bình tam giác thể tích 100ml, 200ml;

- Bình thủy tinh có nút nhám chịu được nhiệt trên 1000oC;

- Bình thủy tinh có nút nhám thể tích 300ml dùng để phân tích BOD5;

- Buret thủy tinh;

- Hệ thống chưng cất;

- Kính hiển vi điện tử (SEM) JSM 5410 LV của Nhật;

- Máy li tâm Universal của Đức, tốc độ 4000 vòng/phút;

- Máy so màu quang điện UV- VIS Speetro II của Mỹ;

- Máy đo độ đục Lovibond của Đức;

- Máy đo DO;

- Lò nung bằng điện Trung Quốc;

- Cân phân tích có độ chính xác ± 0,1mg của Mỹ

3.2 Thực nghiệm

3.2.1 Tổng hợp than hoạt tính từ cây Mai Dương

3.2.1.1 Chuẩn bị nguyên vật liệu

- Sau khi thu thập được nguyên liệu cây Mai Dương, cạo vỏ và gai ở thân, sau đó, chặt thành đoạn ngắn từ 5-10 cm và chẻ nhỏ thành đoạn dài 1-2 cm; để riêng phần thân gỗ già và phần thân gỗ non;

- Mẫu thu được đem sấy khô trong tủ sấy ở nhiệt độ 50oC trong 3 ngày;

- Chuẩn bị bình nung chịu được nhiệt trên 1000oC có nút nhám đậy kín;

- Khí nitơ (khí trơ) tinh khiết 99,9999%;

a, Phương ph p 1:Than hóa và bi n tính thành than hoạt tính

 Quá trình than hóa:

Các bước tiến hành:

- Thân Mai Dương đã sấy khô, đem chẻ và chặt nhỏ thành khối dài khoảng 3cm, rộng 0,5cm Cho vào b nh thủy tinh kín; để riêng phần thân gỗ già và thân gỗ non vào hai bình riêng biệt;

- Sục liên tục dòng khí nitơ vào b nh để loại bỏ oxi, sau đó, đậy kín nắp

và cho vào lò nung (lưu ý: cố định hai bình trong lò bằng chén nung);

Mẫu nguyên liệu và quá tr nh bơm N2 được thể hiện tại 2 hình ảnh sau:

- Nhiệt độ lò nung tăng dần từ nhiệt độ phòng đến 500oC Sau đó, tiến hành nung ở nhiệt độ 500o

 Ta thu được than từ cây Mai Dương, đem cân lượng than thu được

Nhận ét ban đầu: Sản phẩm sau quá trình than hóa của thân gỗ già và

thân gỗ non Mai Dương là khác nhau

Đối với phần gỗ già của cây Mai Dương: Than thu được cứng, đen, bóng, ít muội than, lượng than thu được nhiều

Kí hiệu mẫu: M1L1

+ Đối với phần gỗ non của cây Mai Dương: Lượng than thu được ít,

chủ yếu là muội than, than mềm, dễ vỡ

Kí hiệu mẫu: M2L1

 Quá trình bi n tính than:

Dựa vào những đặc tính ban đầu của 2 mẫu than M1L1 và M2L1 thu được sau quá trình than hóa, lựa chọn mẫu M1L1 có hàm lượng Cacbon cao,

cứng, ít muội than, tiếp tục quá trình biến tính để thay đổi tính chất của than

H nh 3.1 h n Mai Dương trước

khi than hóa

Hình 3.2: Qu tr nh ơm N 2 vào

bình nung

Sau quá trình than hóa từ cây Mai Dương, mẫu than M1L1 được cắt

thành những đoạn nhỏ từ 0,5 – 1cm Than sau khi sấy được oxi hóa bằng axit nitric (HNO3) đậm đặc trong điều kiện nhiệt độ 100oC và thời gian là 4 giờ (điều kiện tối ưu cho quá tr nh biến tính [17]) Sử dụng hệ thống chưng cất để biến tính than

ác bước tiến hành:

 Cách 1: Cắt than th nh đoạn nhỏ trước khi bi n tính

- Cân 4 gam than M1L1 (đã than hóa) từ cây Mai Dương, cắt thành

những đoạn nhỏ từ 0,5 – 1cm, cho vào bình cầu đáy tròn;

- Cho 20 ml dung dịch axit nitric HNO3 vào bình cầu đáy tròn có chứa than hoạt tính (khối lượng than (g) : thể tích HNO3 theo tỷ lệ 1:5);

Lưu ý: Khi cho dung dịch HNO3 vào bình cầu đáy tròn cần cẩn thận, khi tiến hành cần có khẩu trang bảo hộ, gang tay và thực hiện trong tủ hút

- Đưa b nh cầu vào hệ thống chưng cất để oxi hóa than;

Lưu ý: Khi vận hành hệ thống chưng cất:

 Cần bật nước trước, đảm bảo nguồn nước vào và ra;

 Kiểm tra các đường ống, tránh bị hở, dùng vazolin bôi xung quanh đầu các nút nhám, đảm bảo kín hơi tuyệt đối

Hình 3.3: Hệ th ng chưng cất than trong quá trình hoạt hóa

- Bật công tắc điện để cung cấp nhiệt độ cho hệ thống Đun liên tục trong

4 giờ;

- Khi kết thúc thí nghiệm: ngắt điện, để hệ thống nguội hẳn và sau đó ngắt nước;

Để đảm bảo an toàn, đưa b nh cầu chứa than biến tính vào tủ hút

- Để trung hòa hết lượng axit dư còn trong than, chia lượng than sau khi oxi hóa thành 2 phần:

+ Phần 1: Sử dụng nước cất để rửa than, loại bỏ hết axit còn trong than, rửa đến khi hết axit (pH = 7)

Kí hiệu mẫu: M1L2.1.a (mẫu than không nghiền nhỏ, biến tính và rửa

bằng nước)

+ Phần 2: Ngâm lượng than sau khi oxi hóa bằng HNO3 trong dung dịch NaOH 0,1M trong thời gian 24h Sau khi trung hòa bằng kiềm than oxi hóa được rửa sạch đến pH không đổi (pH =7)

Kí hiệu mẫu: M1L2.1.b (mẫu than không nghiền nhỏ, biến tính và rửa

bằng NaOH)

- Cho 2 sản phẩm sau khi trung hòa vào tủ sấy, sấy khô ở 80oC

 Cách 2: Nghiền nhỏ than trước khi bi n tính

Tiến hành thực hiện tương tự như cách 1, mẫu than M1L1 trước khi biến tính được nghiền nhỏ, mịn

Mẫu M1L2.1.a Rửa = H 2 O

Mẫu M1L2.1.b Rửa = NaOH

Sau khi nghiền nhỏ than và biến tính thu được 2 mẫu:

+ Mẫu than nghiền nhỏ, biến tính và rửa bằng nước

Kí hiệu mẫu: M1L2.2.a

+ Mẫu than nghiền nhỏ, biến tính và rửa bằng NaOH

1 M1L1 Than của phần gỗ già, chưa biến tính

2 M2L1 Than của phần gồ non, chưa biến tính

3 M1L2.1.a Than của phần gỗ già, không nghiền nhỏ,

biến tính, rửa bằng nước

4 M1L2.1.b Than của phần gỗ già, không nghiền nhỏ,

biến tính, rửa bằng NaOH

5 M1L2.2.a Than của phần gỗ già, được nghiền nhỏ,

biến tính, rửa bằng nước

6 M1L2.2.b Than của phần gỗ già, được nghiền nhỏ,

biến tính, rửa bằng NaOH

b, Phương ph p 2 ổng hợp than hoạt t nh từ t c nh n hoạt h a n l 2 3M

+ Phần 1: Mẫu được tẩm ZnCl2 3M trong vòng 1 ngày ở nhiệt độ 50oC, sau đó đem sấy ở nhiệt độ 100o

C trong vòng 3 tiếng Kí hiệu mẫu: M3L50;

+ Phần 2: Mẫu được tẩm ZnCl2 3M trong vòng 1 ngày ở nhiệt độ 100oC, sau đó đem sấy ở nhiệt độ 100o

C trong vòng 3 tiếng Kí hiệu mẫu: M3L100;

- Tiếp theo, mẫu được chuyển vào b nh nung, bơm đầy khí N2 vào b nh, đậy kín nắp (nung trong điều kiện yếm khí) Chuyển sang lò nung, nung mẫu

ở nhiệt độ 500o

C trong vòng 50 phút (tiến hành tương tự phương pháp 1)

- Mẫu sau khi nung, đem cân khối lượng và được rửa bằng dung dịch HCl 1,2M đến hết Zn2+ theo phương pháp lắng gạn 4 bậc, mỗi bậc 40 ml dung dịch HCl Sau đó rửa bằng nước cất đến pH bằng 7

- Đem lượng than thu được ở hai điều kiện khác nhau, sấy khô ở 80oC

 Thu được 2 mẫu than hoạt tính có tác nhân hoạt hóa ZnCl2 ở hai điều

kiện nhiệt độ khác nhau là M3L50 và M3L100

Như vậy, sau hai phương pháp tổng hợp than hoạt tính từ cây Mai Dương, thu được 8 mẫu than khác nhau Các mẫu than thu được, nghiền nhỏ đem đo phổ SEM để xác định cấu trúc bề mặt than

Kết quả đo phổ SEM ban đầu cho thấy, cấu trúc các lỗ rỗng trên bề mặt than của các mẫu than M1L1; M2L1; M1L2.1.b; M1L2.2.a và M1L2.2.b là rất thấp, hơn nữa các mẫu than sau biến tính rửa bằng NaOH khi sử dụng thử nghiệm đều làm biến đổi màu dung dịch sang màu vàng nâu, và không cho hiệu suất hấp phụ Các mẫu than M1L2.1.a; M3L50 và M3L100 có cấu trúc xốp và lỗ rỗng trên bề mặt than nhiều hơn nhưng chưa được đồng đều

Để ứng dụng các mẫu than xác định khả năng hấp phụ Xanh Metylen, hàm lượng Mn2+

có trong dung dịch và xử lý nước thải dệt nhuộm, tiến hành lựa chọn các mẫu than sau:

 Mẫu than hóa: M1L1

 Mẫu than biến tính và rửa bằng nước: M1L2.1.a

 Mẫu than hoạt tính tẩm ZnCl2 ở nhiệt độ 50oC: M3L50

 Mẫu than hoạt tính tẩm ZnCl2 ở nhiệt độ 100oC: M3L100

3.2.2 X c định khả năng hấp phụ anh Metylen trong dung dịch ằng than

hoạt t nh

3.2.2.1 huẩn ị dung dịch anh Metylen:

- Công thức hóa học của anh Metylen: C16H18CIN3S.3H20 (M=477)

- Cân chính xác 0,477 gam anh Metyl cho vào b nh định mức 1lit

 Đƣợc dung dịch anh Metylen có nồng độ 0,001 mol/l (hay 477mg/l)

- Tiếp tục pha loãng 5 lần dung dịch vừa thu đƣợc:

Dùng pipet lấy 20ml dung dịch vừa thu đƣợc cho vào b nh định mức 100ml, định mức đến vạch

 Đƣợc dung dịch anh Metylen có nồng độ 0,0002 M (hay 95,4 mg/l) (dung dịch thử nghiệm)

3.2.2.2 B trí thí nghiệm

 Khảo sát khả năng hấp phụ Xanh Metylen của than hoạt tính:

Để xác định lƣợng than tối ƣu hấp phụ dung dịch Xanh Metylen của các mẫu than M1L1, M1L2.1.a, M2L50 và M2L100, tiến hành nhƣ sau:

- Cân chính xác 0,1g; 0,3g; 0,5g than của từng mẫu than M1L1, M1L2.1.a, M2L50 và M2L100;

- Lần lƣợt theo thứ tự các mẫu than, cho lƣợng than vừa cân của các mẫu vào bình tam giác;

- Đối với mỗi loại mẫu than sẽ thực hiện đồng thời một thí nghiệm đối chứng (mẫu có lƣợng than bằng 0) và cho lọc qua giấy lọc để loại bỏ yếu tố gây nên sai số (sự hấp phụ của giấy lọc)

- Sau đó sử dụng nước cất, định mức dung dịch trong các bình tam giác lên 40ml (tức pha loãng 4 lần, nồng độ Xanh Metylen sẽ là 5.10-5 M);

- Lắc đều các mẫu trong khoảng thời gian 30 phút;

- Lọc các dung dịch trong b nh qua giấy lọc;

- Quan sát, nhận xét sự chuyển màu của anh Metylen so với mẫu đối chứng Tiến hành so màu các mẫu ở bước sóng 664nm

 So sánh khả năng hấp phụ Xanh Metylen của các mẫu than hoạt tính từ cây Mai Dương với mẫu than th trư ng

- Lần lượt cho vào các b nh tam giác đã ghi nhãn;

- Lắc đều các mẫu trong khoảng thời gian 30 phút;

- Lọc các dung dịch trong bình qua giấy lọc;

- Quan sát và nhận xét sự chuyển màu của anh Metylen so với mẫu đối chứng và với mẫu sử dụng than hoạt tính thị trường;

- Tiến hành so màu ở bước sóng 664nm; tính toán và nhận xét kết quả

3.2.3 c định khả năng hấp phụ Mn 2+ trong nước ằng than hoạt t nh 3.2.3.1 Chuẩn bị dung dịch Mn 2+ có nồng độ 1,5mg/l

- Dựa theo QCVN 09:2008/BTNMT, Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước ngầm, có nồng độ Mn2+ theo QCCP là 0,5 mg/l

 Tiến hành pha dung dịch Mn2+

3.2.3.2 c ước ti n hành

Để xác định khả năng hấp phụ hàm lượng Mn2+

có trong dung dịch bằng than hoạt tính Tiến hành bố trí thí nghiệm tương tự như thí nghiệm xác định khả năng hấp phụ Xanh Metylen của các mẫu than

- Chuẩn bị các bình tam giác, dùng pipet lấy chính xác 50ml dung dịch

Mn2+ nồng độ 1,5mg/l (đã pha) lần lượt cho vào các bình;

- Cân chính xác 0,1g; 0,3g; 0,5g than của từng mẫu than M1L1, M1L2, M2L50 và M2L100; và 0,3g mẫu than thị trường;

- Theo thứ tự các mẫu than, cho lượng than vừa cân của các mẫu vào các bình tam giác đã có chứa dung dịch Mn2+ 1,5mg/l;

- Lắc đều các mẫu trong khoảng thời gian 30 phút;

- Lọc các dung dịch trong b nh qua giấy lọc;

 Thu được dung dịch sau khi hấp phụ bằng than hoạt tính

- Tiến hành xác định hàm lượng Mn2+ còn lại trong dung dịch sau khi hấp phụ bằng than hoạt tính:

Thêm 1-2ml dung dịch AgNO3 2N vào các dung dịch sau hấp phụ; + Tiến hành lọc qua giấy lọc nếu xuất hiện kết tủa;

+ Thêm 0,5g (NH4)2S2O8 vào các dung dịch;

Đun sôi các mẫu trong 10 phút, quan sát sự đổi màu, sau đó để nguội

và đo độ hấp thụ quang ở bước sóng 525nm

- So sánh, nhận xét hàm lượng Mn2+ sau hấp phụ bằng các mẫu than với mẫu đối chứng và với mẫu than thị trường

- Tính toán dung lượng hấp phụ và hiệu suất hấp phụ của các mẫu than

3.2.4 c định khả năng xử lý nước thải dệt nhuộm ằng than hoạt t nh 3.2.4.1 Chuẩn bị mẫu phân tích

Mẫu nước thải dệt nhuộm được lấy tại xưởng dệt nhuộm truyền thống làng lụa Vạn Phúc – Hà Đông – Hà Nội

+ Lấy chính xác 50ml nước thải dệt nhuộm cho vào các bình tam giác; + Theo lần lượt, cho lượng than của các mẫu vừa cân vào các bình tam giác đựng nước thải dệt nhuộm;

+ Lắc đều trong 30 phút;

+ Lọc mẫu nước qua giấy lọc, thu được mẫu nước thải dệt nhuộm sau xử

lý bằng các loại than hoạt tính;

+ Quan sát, nhận xét sự thay đổi màu của mẫu nước thải dệt nhuộm khi

xử lý bằng các loại than hoạt tính khác nhau

 Tiến hành quét phổ bằng máy so màu quang điện UV-VIS, xác định bước sóng hấp thụ lớn nhất λmax của mẫu nước thải;

 So màu mẫu nước thải dệt nhuộm sau xử lý bằng các loại than ở λmax

vừa xác định Tính hiệu suất hấp phụ của các mẫu than so với mẫu đối chứng, nhận xét kết quả

+ Tiếp theo, tiến hành xác định các thông số COD, BOD, độ đục của mẫu nước thải dệt nhuộm sau khi xử lý đối với từng loại than hoạt tính theo các phương pháp nêu trên

Lưu ý:

Khi xác định thông số COD của mẫu nước thải trước và sau xử lý, trước tiên ta tiến hành pha loãng mẫu 50 lần, sau đó tiếp tục thực hiện các bước đã nêu trong phương pháp xác định chỉ tiêu COD

+ Với thông số BOD, ta tiến hành pha loãng 100 lần Bằng cách lấy 3ml mẫu nước thải dệt nhuộm trước và sau khi xử lý bằng các mẫu than, pha loãng

100 lần vào bình 300ml bằng dung dịch nước pha loãng

Sử dụng máy đo DO để xác định DO0 của các mẫu Sau đó, ủ trong 5 ngày, tiếp tục xác định DO5, từ đó tính được BOD5 của các mẫu

+ Sử dụng thiết bị đo độ đục Lovibond để xác định độ đục của mẫu nước thải trước và sau khi xử lý bằng than hoạt tính

- Tính toán và nhận xét kết quả Nhận xét khả năng xử lý nước thải dệt nhuộm bằng các mẫu than hoạt tính

Chương 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 4.1 Kết quả tổng hợp than hoạt tính từ cây Mai Dương

4.1.1 Sản phẩm tổng hợp từ phương pháp 1: Than hóa và biến tính thành than hoạt tính

a, K t quả sau quá trình than hóa

Cây Mai Dương, sau khi được lựa chọn tại khu vực lấy mẫu, được cạo sạch vỏ, cắt thành khúc nhỏ Phần gỗ non và gỗ già được tách riêng, đem cân lượng mẫu ban đầu

Tiếp theo cho mẫu vào sấy khô 3-5 ngày ở nhiệt độ 50-80oC, đem cân lượng mẫu sau sấy

Quá tr nh than hóa được thực hiện trong lò nung, tại phòng Thí Thực hành T8 thuộc Viện Công Nghệ gỗ

nghiệm- Hình ảnh than thu được sau quá trình than hóa:

 Kết quả lượng than trước và sau khi than hóa được thể hiện tại bảng sau:

Bảng 4.1 Kh i lượng mẫu trước và sau khi than hóa

Khối lượng vật liệu trước sấy m1 (g) 83,64 80,26

Khối lượng vật liệu sau sấy m2 (g) 50,66 30,18

Khối lượng sau than hóa m3 (g) 13,04 2,01

Tỷ trọng thu hồi than =

Hình 4.1: Vật liệu trước và sau khi than hóa

Qua bảng 4.1 thấy rằng:

+ Tỷ trọng thu hồi lượng than sau quá trình than hóa của phần gỗ non cây Mai Dương là rất thấp, chỉ chiếm 6,6%  Nếu sử dụng phần gỗ non để tổng hợp than hoạt tính thì hiệu suất thu hồi cũng như chất lượng của than sẽ không cao

Đối với phần gỗ già của cây Mai Dương, có hàm lượng Cacbon cao, tỷ trọng thu hồi than sau quá tr nh than hóa cao hơn hẳn so với phần gỗ non, chiếm 25,74%

So sánh với nguyên liệu được coi là ưu điểm nhất để tổng hợp than hoạt tính là gáo dừa; thấy rằng, than hoạt tính sản xuất từ gáo dừa có tỷ trọng thu hồi than khoảng 30 Như vậy, đối với vật liệu sản xuất than hoạt tính là cây Mai Dương, tỷ trọng thu hồi đạt 25,74 là khá cao, tương đương với tỷ trọng thu hồi của than hoạt tính tổng hợp từ gáo dừa

Sau quá tr nh than hóa, thu được hai sản phẩm than ban đầu, có thành phần chủ yếu là khung xương Cacbon và muội than:

+ Mẫu M1L1, than của phần gỗ già cây Mai Dương: Than thu được cứng, đen, bóng, ít muội than, lượng than thu được nhiều

+ Mẫu M2L1, than của phần gỗ non cây Mai Dương: Lượng than thu

được ít, chủ yếu là muội than, than mềm, dễ vỡ

- Kết quả chụp ảnh SEM để xác định cấu trúc bề mặt than của hai mẫu được thể hiện trong các hình ảnh sau:

Mẫu M1L1:

Hình 4.2.b và 4.2.c: Ảnh SEM của mẫu M1L1 điểm ảnh 40µm và 20µm

Hình 4.3: Ảnh SEM của mẫu M2L1 điểm ảnh 40µm và 20µm