Nghiên cứu sự hấp phụ NO3- của than sinh học trấu (O. sativa L., OM5451) theo các mô hình động học và đẳng nhiệt

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:7

Thêm vào BST

Báo xấu

27
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu của nghiên cứu này là khảo sát sự hấp phụ nitrát của than sinh học trấu (O. sativa L., OM5451) theo các mô hình động học biểu kiến bậc 1 và bậc 2 và các mô hình đường đẳng nhiệt Langmuir và Freundlich. Động học hấp phụ được xác định bằng sự phù hợp với dữ liệu thí nghiệm của hai mô hình động học biểu kiến bậc 1 và bậc 2. Mời các bạn tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Nghiên cứu sự hấp phụ NO3- của than sinh học trấu (O. sativa L., OM5451) theo các mô hình động học và đẳng nhiệt

KHOA HỌC CÔNG NGHỆ NGHIÊN CỨU SỰ HẤP PHỤ NO3- CỦA THAN SINH HỌC TRẤU (O. sativa L., OM5451) THEO CÁC MÔ HÌNH ĐỘNG HỌC VÀ ĐẲNG NHIỆT Nguyễn Đạt Phương1, 2, Đỗ Thị Mỹ Phượng2, Nguyễn Hữu Chiếm2, Nguyễn Xuân Lộc2 TÓM TẮT Mục tiêu của nghiên cứu này là khảo sát sự hấp phụ nitrát của than sinh học trấu (O. sativa L., OM5451) theo các mô hình động học biểu kiến bậc 1 và bậc 2 và các mô hình đường đẳng nhiệt Langmuir và Freundlich. Động học hấp phụ được xác định bằng sự phù hợp với dữ liệu thí nghiệm của hai mô hình động học biểu kiến bậc 1 và bậc 2. Dữ liệu thí nghiệm phù hợp với 2 mô hình đường đẳng nhiệt Langmuir và Freundlich. Dung lượng hấp phụ nitrát cực đại của than sinh học trấu thì được xác định. Kết quả được trình bày rằng việc loại bỏ NO3- phù hợp với mô hình động học biểu kiến bậc 1 (R2 = 0,958) hơn so với mô hình biểu kiến bậc 2 (R2 = 0,952). Mô hình đẳng nhiệt Langmuir (R2 = 0,9931) cho thấy sự phù hợp tốt hơn so với mô hình Freundlich (R2 = 0,9467). Dung lượng hấp phụ nitrát cực đại của than sinh học trấu là 5,1104 mg g-1. Từ khóa: Freundlich, hấp phụ, Langmuir, NO3-, than sinh học trấu. 1. GIỚI THIỆU4 đối với việc xử lý nước thải có nồng độ nitrát cao ở nhiệt độ thấp [3]. Hiện nay với tốc độ gia tăng dân số ngày càng nhanh và sự phát triển mạnh của nông nghiệp nên đã So với các phương pháp sinh học, các phương thải ra môi trường một lượng lớn nước thải có chứa pháp hóa lý như trao đổi ion, thẩm thấu ngược và hàm lượng nitrát rất lớn vào nguồn nước mặt và nước hấp phụ thì linh hoạt và hiệu quả hơn [4]. Giữa các ngầm. Điều này đã dẫn đến một số vấn đề về môi phương pháp hóa lý khác nhau, hấp phụ đã nhận trường, đặc biệt là hiện tượng phú dưỡng nguồn được sự quan tâm sâu rộng vì chi phí thấp và bảo trì nước. Nước bị ô nhiễm nitrát có thể gây ra mối đe dễ dàng. Gần đây, sự phát triển của các chất hấp dọa cho sức khỏe cộng đồng, chẳng hạn như gây ung phụ mới, hiệu quả cao và thân thiện với môi trường thư [1], các mô thần kinh và tổn thương nhận thức đã trở thành một trong những chủ đề nóng trong [2]. Nitrát là một chất có đặc tính ổn định và độ hòa lĩnh vực xử lý nước. Là một vật liệu giàu các-bon có tan trong nước cao, do đó làm thế nào để loại bỏ nitơ diện tích bề mặt lớn và độ xốp cao, than sinh học đã nitrát trong nước một cách hiệu quả và kinh tế đã trở dần được áp dụng như một chất hấp phụ chi phí thành một vấn đề. thấp trong xử lý nước để loại bỏ các chất gây ô nhiễm từ nước thải. Hiện nay đã có nhiều nghiên Việc loại bỏ nitrát trong nước bằng phương pháp cứu sử dụng than sinh học được sản xuất từ: gỗ, tre, sinh học chủ yếu dựa vào việc sử dụng vi khuẩn khử rơm rạ, lõi ngô, bã mía cho kết quả hấp phụ nitrát nitơ kỵ khí để giảm nitrát và nitrít trong điều kiện tốt. Tuy nhiên, hiện chưa có nghiên cứu nào sử yếm khí. Xử lý sinh học có một số lợi thế, chẳng hạn dụng trấu để sản xuất than sinh học ở nhiệt độ như nguồn vi khuẩn khử nitơ rộng, chi phí thấp của 700oC cho việc hấp phụ nitrát. quá trình và không gây ô nhiễm thứ cấp cho môi trường. Tuy nhiên, nó cũng có quá nhiều hạn chế và Để đánh giá chính xác khả năng hấp phụ nitrát thường không đạt được hiệu quả loại bỏ lý tưởng của của than sinh học trấu, đã sử dụng các mô hình động nitrát. Đặc biệt, phương pháp này có những hạn chế học và đường đẳng nhiệt để kiểm tra các dữ liệu thí nghiệm. Dữ liệu thí nghiệm được phân tích bằng cách sử dụng hai mô hình động học biểu kiến bậc 1 1 Khoa Kỹ thuật Hạ tầng đô thị, Trường Đại học Xây dựng và bậc 2; hai mô hình đường đẳng nhiệt Langmuir và miền Tây Freundlich. 2 Khoa Môi trường và Tài nguyên thiên nhiên, Trường Đại học Cần Thơ Email: nguyendatphuong@mtu.edu.vn N«ng nghiÖp vµ ph¸t triÓn n«ng th«n - KỲ 2 - TH¸NG 10/2020 101
KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 2. PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1.2. Dụng cụ thí nghiệm 2.1. Phương tiện nghiên cứu Thiết bị: Máy nung than VMF 165 - Japan; cân 2.1.1. Nguyên vật liệu OHAUS CORPORATION – China; máy đo pH METER HM - 31P; máy đo EC Mi 306 Các nguyên vật liệu sử dụng trong thí nghiệm EC/TDS/NaCl/Temp Meter; máy khuấy từ IKA® C- này là than sinh học làm từ trấu (O. sativa L., MAG HS 7; máy lắc IKALABORTECHNIK – Japan; OM5451) nung ở nhiệt độ 700oC. tủ sấy GZX - 9030MBE; bình hút chân không; tủ lạnh Hóa chất được sử dụng gồm dung dịch NO3- để trữ mẫu và một số thiết bị cần thiết khác. được pha từ dung dịch chuẩn KNO3; NaOH 0,1M; 2.2. Phương pháp nghiên cứu HCl 0,1M. Tất cả các hóa chất được sử dụng đều có xuất xứ Merck, Đức. 2.2.1. Sản xuất than sinh học Bảng 1. Tính chất hóa lý của than sinh học trấu a a b Năng suất (%) pH ECa (µS/cm) CECa (cmol+/kg) Iodinea (mg/g) VM/FC C/N 35,9 9,53 92 23,98 209 0,35 106,89 a - Giá trị trung bình của ba lần. b - Chất bay hơi/tỷ lệ các-bon cố định. Nguồn: [5] Trấu (O. sativa L., OM5451) được thu gom ở Bảng 2. Các khoáng chất của than sinh học trấu tỉnh Hậu Giang. Trấu được xay thành hạt 1 mm để Đơn vị Các thông số Giá trị sản xuất than sinh học. Than sinh học trấu được sản tính xuất bằng phương pháp nhiệt phân (700oC) sinh khối Si g/kgdb 417,9 khô của trấu được sấy khô ở nhiệt độ 105oC. Một lò P g/kgdb 1,7 nung (model VMF 165, Yamada Denki, Adachi, Ca g/kgdb 4,5 Tokyo, Nhật Bản) đã được sử dụng để nhiệt phân các K g/kgdb 7,4 hạt này. Tốc khí nitơ được bơm vào lò với tốc độ 3 Na g/kgdb 1,8 L/phút để loại bỏ không khí từ bên trong lò. Sau đó, Mg g/kgdb 1,0 nhiệt độ lò được tăng từ nhiệt độ phòng lên 700°C với Al g/kgdb 1,5 tốc độ gia nhiệt 10°C/phút [5]. Nhiệt độ được giữ ở Fe g/kgdb 5,2 mức mong muốn trong 2 giờ và sau đó nó được làm Cu g/kgdb 36,1 mát đến nhiệt độ phòng. Đặc tính hóa lý của than Zn g/kgdb 23,9 sinh học trấu được thể hiện ở bảng 1 và 2. Nguồn: [5] 2.000x 15.000x (10µm, 5kV, WD: 5,2mm) (1µm, 5kV, WD: 5,2mm) Hình 1. Ảnh SEM cấu trúc của than sinh học trấu [6] 102 N«ng nghiÖp vµ ph¸t triÓn n«ng th«n - KỲ 2 - TH¸NG 10/2020
KHOA HỌC CÔNG NGHỆ Cấu trúc bề mặt của than sinh học trấu: Ảnh Phương trình động học hấp phụ biểu kiến bậc 1: than sinh học trấu được chụp bằng kính hiển vi điện tử quét phát xạ trường (FESEM) có độ phóng đại 2.000 lần và 15.000 lần, với ống phát điện từ trường Phương trình động học biểu kiến bậc 2: phát xạ làm việc ở 5 kV, khoảng cách làm việc WD từ 5,2 mm đến 6,0 mm. Mẫu vật liệu có kích thước lỗ rỗng < 10 µm (ở mức phóng đại 2.000 lần) (Hình 1). Trong đó: Qe, Qt lần lượt là dung dịch hấp phụ 2.2.2. Bố trí thí nghiệm tại thời điểm cân bằng và thời điểm t (mg/g), k1 là Thí nghiệm được thực hiện với 11 nghiệm thức, hằng số tốc độ hấp phụ biểu kiến bậc 1 (phút-1), k2 là lặp lại 3 lần theo kiểu bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên. hằng số tốc độ hấp phụ biểu kiến bậc 2 (g/mg. Cân than 1 g than sinh học trấu cho vào ống ly tâm, phút). tiếp tục đong 50 mL dung dịch ở nồng độ 50 mg L-1 Đẳng nhiệt hấp phụ: đã điều chỉnh pH = 4 vào ống đã chứa than. Sau đó Thí nghiệm được thực hiện với 9 nghiệm thức, đem đi lắc ở các thời gian 1 phút, 2 phút, 5 phút, 10 lặp lại 3 lần theo kiểu bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên. phút, 15 phút, 30 phút, 60 phút, 90 phút, 120 phút, Chuẩn bị dung dịch nitrát có nồng độ 10 mg L-1 ; 30 240 phút và 360 phút với tốc độ lắc 190 vòng/phút. mg L-1; 50 mg L-1; 80 mg L-1; 100 mg L-1; 120 mg L-1; Cuối cùng mẫu được lọc qua giấy lọc Whatman và 150 mg L-1; 200 mg L-1; 300 mg L-1, dùng NaOH 0,1M đem phân tích hàm lượng nitrát. Số lượng hấp phụ hoặc HCl 0,1M để điều chỉnh pH = 4. Tiến hành cân trên một đơn vị chất hấp phụ và hiệu suất hấp phụ than 1 g than sinh học trấu cho vào ống ly tâm, tiếp NO3- được tính theo công thức (2.1 và 2.2). tục đong 50 mL dung dịch ở các nồng độ trên đã điều chỉnh pH = 4 vào ống đã chứa than. Sau đó đem đi lắc 120 phút với tốc độ lắc 190 vòng/phút. Cuối cùng mẫu được lọc qua giấy lọc Whatman và đem phân tích hàm lượng nitrát. Trong đó: qe: Dung lượng hấp phụ ở thời điểm Phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir: cân bằng (mg g-1); m: Khối lượng than sinh học (g); Co: Nồng độ ban đầu của chất bị hấp phụ (mg L -1); Ce : Nồng độ chất bị hấp phụ ở thời điểm cân bằng Trong đó: KL: Hằng số (cân bằng) hấp phụ (mg L-1); V: Thể tích dung dịch của chất bị hấp phụ Langmuir; qe: Dung lượng hấp phụ (mg g-1); qmax: (ml); H: Hiệu suất hấp phụ (%). Dung lượng hấp phụ tối đa của chất hấp phụ (mg g- 1 ); Ce: Nồng độ dung dịch hấp phụ. Các kết quả tối ưu thu được từ các thí nghiệm sơ bộ đã được sử dụng cho các nghiên cứu động học, Phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Freundlich đẳng nhiệt. Hai mô hình động học đã được sử dụng là động học biểu kiến bậc 1 và bậc 2. Cân bằng hấp phụ sử dụng hai mô hình đẳng nhiệt là Langmuir và Trong đó: KF: Hằng số hấp phụ Freundlich; Freundlich. 1/n: Có thể được tính toán từ slope và intercept của phương trình ln qe và ln Ce. Động học hấp phụ: Phân tích sai số: Để tìm ra các mô hình đẳng Nghiên cứu động học hấp phụ là một trong nhiệt và động học phù hợp nhất, hàm sai số đã được những thông số quan trọng vì nó giúp hiểu hơn về sử dụng là hệ số xác định (R2). Trong mỗi trường hướng phản ứng và cơ chế của quá trình hấp phụ [7]. hợp, các thông số được xác định bằng cách giảm Mô hình giả kiến bậc một giả định rằng tốc độ phù thiểu các hàm lỗi tương ứng bằng cách sử dụng hợp giảm tuyến tính với sự gia tăng khả năng hấp Solver add-in Excel. Dưới đây là các biểu thức tính phụ. Mô hình động học biểu kiến bậc hai giả định toán của các hàm lỗi được sử dụng. rằng bước giới hạn tốc độ là sự tương tác giữa hai chất thuốc thử và nó thường được sử dụng mô tả sự hấp phụ hóa học [8]. N«ng nghiÖp vµ ph¸t triÓn n«ng th«n - KỲ 2 - TH¸NG 10/2020 103
KHOA HỌC CÔNG NGHỆ Trong đó: n: Số lượng điểm; qe,exp: Khả năng nghiệm. Ảnh hưởng của thời gian đến khả năng hấp hấp phụ theo thí nghiệm (mg g-1); qe,cal: Khả năng phụ nitrát của than sinh học trấu được thể hiện ở hấp phụ theo tính toán (mg g-1); : Khả năng hấp hình 2. -1 phụ theo tính toán trung bình (mg g ). Từ kết quả ở bảng 4 vẽ đồ thị thể hiện mối liên quan giữa thời gian với dung lượng hấp phụ và hiệu 2.3. Phương pháp phân tích suất hấp phụ. Bảng 3. Phương pháp phân tích các chỉ tiêu Chỉ tiêu Phương pháp Thiết bị Máy pH METER pH Đo trực tiếp HM-31P Phương pháp Máy HITACHI U- NO3- Salicylate, APHA 2900 - Japan 2.4. Xử lý số liệu Sử dụng phần mềm Microsoft Excel để xử lý số liệu và vẽ đồ thị. 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Hình 2. Ảnh hưởng của thời gian phản ứng lên khả Do pHpzc của than sinh học trấu 9,51 lớn hơn pH năng hấp phụ của dung dịch bị hấp phụ (pH = 4) nên điện tích bề Số lượng hấp phụ NO3- tăng mạnh ở thời gian từ mặt của than mang điện tích dương. Do đó khả năng 1 - 15 phút, thời gian 15 - 120 phút tăng chậm lại và ở hấp phụ ion nitrát của than sinh học trấu càng lớn thời gian từ 120 - 360 phút hầu như không tăng. Điều bởi vì chất bị hấp phụ mang điện tích âm (NO3-) theo này giải thích do số lượng vị trí trống trên chất hấp cơ chế hút tĩnh điện. Than sinh học trấu cũng có khả phụ có sẵn ở giai đoạn ban đầu lớn, do đó làm tăng năng hấp phụ cation (CEC = 23,98 cmol+/g) theo cơ nồng độ giữa chất bị hấp phụ trong dung dịch và bề chế trao đổi ion nhưng yếu. Điều này phù hợp với mặt chất hấp phụ. Sự gia tăng nồng độ này dẫn đến nghiên cứu của Zhao, Xue [9] và Chintala, Mollinedo làm tăng khả năng hấp phụ ở giai đoạn đầu. Khi [10]. nồng độ giảm thì khả năng hấp phụ giảm [11]. Hiệu Bảng 4. Ảnh hưởng thời gian đến khả năng hấp phụ suất loại bỏ NO3- cao nhất của than sinh học trấu ở nitrát của than sinh học trấu 120 phút, 240 phút và 360 phút lần lượt là 95,76%, Nghiệm Dung lượng 95,77% và 95,87% không có sự khác biệt ở 5%. Điều Hiệu suất này chứng tỏ thời gian phản ứng có ảnh hưởng đến thức hấp phụ H (%) khả năng hấp phụ NO3-. Từ kết quả trên thời gian (mg L-1) qe (mg g-1) hấp phụ tốt nhất của than sinh học trấu là 120 phút 1 0,207 3,667 được lựa chọn cho sự hấp phụ NO3- ở thí nghiệm tiếp 2 0,400 7,089 theo. 5 1,008 17,844 10 1,284 22,733 Sự phù hợp của hai mô hình động học biểu kiến 15 1,730 62,789 bậc 1 và bậc 2 với dữ liệu thực nghiệm được thể hiện trong hình 3 và bảng 5. 30 1,894 68,747 60 2,216 80,435 90 2,294 83,285 120 2,638 95,756 240 2,638 95,768 360 2,641 95,873 Thời gian là một nhân tố quan trọng ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ của than sinh học, xác định được thời gian hấp phụ tốt nhất có thể giúp nâng cao Hình 3. Sự phù hợp của các mô hình động học cho hiệu suất hấp phụ và rút ngắn thời gian bố trí thí sự hấp phụ NO3- 104 N«ng nghiÖp vµ ph¸t triÓn n«ng th«n - KỲ 2 - TH¸NG 10/2020
KHOA HỌC CÔNG NGHỆ Bảng 5. Các thông số động học của sự hấp phụ NO3- tăng, tuy nhiên khi nồng độ đầu vào tăng từ 80 - 300 Mô hình Thông số Giá trị mg NO3- L-1 thì lượng hấp phụ tăng mạnh nhưng hiệu suất hấp phụ NO3- lại giảm mạnh. Điều này có thể qe, exp (mg/g) 2,459 giải thích rằng khi nồng độ nitrát ban đầu còn thấp, Động học biểu qe, cal (mg/g) 2,459 bề mặt của than sinh học trấu vẫn chưa được lấp đầy kiến bậc 1 k1 (1/phút) 0,0757 bởi các ion NO3-. Tuy nhiên, khi nồng độ tăng lên các R2 0,958 lỗ rỗng trên bề mặt than sinh học trấu bị bão hòa do qe, exp (mg/g) 2,553 được lấp đầy bởi các ion NO3- nên hiệu suất hấp phụ Động học biểu qe, cal (mg/g) 2,653 giảm nhanh. Hiệu suất loại bỏ NO3- cao nhất của than kiến bậc 2 k1 (1/phút) 0,0241 sinh học trấu ở nồng độ 50 mg L -1 lần lượt là 60,90%. R2 0,952 Kết quả phù hợp với nghiên cứu của Yang, Yang So sánh giữa hai mô hình thì ta thấy mô hình [12]. biểu kiến bậc 1 phù hợp với dữ liệu thí nghiệm hơn mô hình biểu kiến bậc 2 do có hệ số tương quan cao hơn (R2 = 0,958). Bảng 6. Ảnh hưởng của nồng độ đến khả năng hấp phụ nitrát của than sinh học trấu Nghiệm Dung lượng Hiệu suất thức hấp phụ H (%) (mg L-1) qe (mg g-1) 10 0,283 58,683 30 0,882 57,864 50 1,592 60,896 80 2,268 52,834 Hình 5. Sự phù hợp của các mô hình đẳng nhiệt cho 100 2,493 47,667 sự hấp phụ NO3- 120 2,761 45,192 Bảng 7. Các thông số đẳng nhiệt cho sự hấp phụ 150 3,218 42,816 NO3- 200 3,736 36,550 300 4,048 27,270 Mô hình Thông số Giá trị -1 Từ kết quả ở bảng 6 vẽ đồ thị thể hiện mối liên qm (mg g ) 5,1104 quan giữa nồng độ nitrát ban đầu với dung lượng hấp Langmuir KL (L mg-1) 0,0189 phụ và hiệu suất hấp phụ. R2 0,9931 KF 0,3967 Freundlich n 2,2244 R2 0,9467 Kết quả của Langmuir và Freundlich cho sự hấp phụ NO3- bởi than sinh học trấu được trình bày trong bảng 7 và hình 5. Kết quả mô hình đẳng nhiệt Langmuir (R2 = 0,9931) có giá trị hệ số tương quan cao hơn so với Freundlich (R2 = 0,9467). Như vậy, có thể khẳng định quá trình hấp phụ NO3 - bằng than sinh học trấu tuân theo cả hai mô hình đẳng nhiệt Langmuir và Freundlich, hay nói cách khác Hình 4. Ảnh hưởng của nồng độ nitrát đầu vào lên quá trình hấp phụ NO3- của than sinh học trấu là khả năng hấp phụ hấp phụ đơn lớp và hấp phụ trong điều kiện bề mặt Hình 4 trình bày sự hấp phụ NO3- của than sinh vật liệu không đồng nhất. Dung lượng hấp phụ lớn học trấu ở nồng độ đầu vào thay đổi từ 10 - 50 mg nhất theo mô hình Langmuir của than sinh học trấu NO3- L-1 thì lượng hấp phụ và hiệu suất hấp phụ NO3- là 5,1104 mg g1 . N«ng nghiÖp vµ ph¸t triÓn n«ng th«n - KỲ 2 - TH¸NG 10/2020 105
KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 4. THẢO LUẬN activated carbon prepared from sugar beet bagasse. Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng than sinh học Bioresource technology, 2009. 101: p. 1675-80. được sản xuất từ vật liệu rẻ tiền là trấu ở nhiệt độ 5. Nguyen, L. X., et al. (2018). Properties of nhiệt phân 700oC có thể được sử dụng như là một Biochars Prepared from Local Biomass in the chất hấp phụ có giá trị thấp để hấp phụ nitrát. Mekong delta, Vietnam, 2018. Vol. 13. 2018: Kết quả này cũng chỉ ra rằng mô hình động học Bioresources. 7325-7344. biểu kiến bậc 1 phù hợp với dữ liệu thí nghiệm hơn 6. Trần Thị Tú (2016). Đặc điểm hóa lý của mô hình biểu kiến bậc 2. Bảng 5 cho thấy các giá trị than sinh học điều chế từ vỏ trấu. Tạp chí Khoa học qe, cal được tính toán theo lý thuyết thu được từ mô Huế, Khoa học Trái đất và Môi trường, ISSN: 1859- hình động học bậc biểu kiến bậc 1 gần với giá trị 1388, 2016. 120: p. 233-247. theo thí nghiệm (qe, exp). 7. Zubair, M., et al. (2020). Adsorption Behavior Dữ liệu thí nghiệm phù hợp với mô hình and Mechanism of Methylene Blue, Crystal Violet, Langmuir cho thấy tất cả các vị trí trên bề mặt than Eriochrome Black T, and Methyl Orange Dyes onto sinh học trấu đều có năng lượng hấp phụ nitrát như Biochar-Derived Date Palm Fronds Waste Produced nhau. at Different Pyrolysis Conditions. Water air and soil Các giá trị của hằng số đẳng nhiệt Freundlich pollution, 2020. 231(5). “n” là 2,2244 (nằm giữa 1 và 10). Bằng chứng này cho 8. Al-Zoubi, H., et al. (2020). Comparative thấy sự hấp phụ nitrát của than sinh học trấu tốt. Adsorption of Anionic Dyes (Eriochrome Black T Sự phù hợp của dữ liệu thí nghiệm với mô hình and Congo Red) onto Jojoba Residues: Isotherm, đẳng nhiệt Langmuir có thể chỉ ra sự hấp phụ nitrát Kinetics and Thermodynamic Studies. Arabian đơn lớp trên bề mặt đồng nhất của than sinh học trấu. Journal for Science and Engineering, 2020: p. 1-13. Các kết quả tương tự cũng đã được báo cáo bởi 9. Zhao, H., et al. (2017). Adsorption of nitrate các nhà nghiên cứu khác trong đó mô hình đẳng onto biochar derived from agricultural residuals. nhiệt Langmuir cho thấy sự phù hợp tốt với dữ liệu Water Science and Technology, 2017. 77: p. thí nghiệm về sự hấp phụ nitrát [13, 14]. wst2017568. LỜI CẢM ƠN 10. Chintala, R., et al. (2013). Nitrate sorption and desorption in biochars from fast pyrolysis. Đề tài này được tài trợ bởi Dự án nâng cấp Microporous and Mesoporous Materials, 2013. 179: Trường Đại học Cần Thơ VN14-P6 bằng nguồn vốn p. 250-257. vay ODA từ Chính phủ Nhật Bản. 11. Uddin, M. T., et al. (2008). Uptake of phenol TÀI LIỆU THAM KHẢO from aqueous solution by burned water hyacinth. 1. Song, P., L. Wu and W. Guan (2015). Dietary Polish Journal of Chemical Technology - Pol J Chem Nitrates, Nitrites and Nitrosamines Intake and the technol, 2008. 10: p. 43-49. Risk of Gastric Cancer: A Meta-Analysis. Nutrients, 12. Yang, L., et al. (2017). Characteristics of 2015. 7: p. 9872-9895. Nitrate Removal from Aqueous Solution by Modified 2. Efferts, W., et al. (2015). Effect of Acute Steel Slag. Vol. 9. 2017. Nitrate Supplementation on Neurovascular Coupling 13. Ganesan, P., R. Kamaraj and S. Vasudevan and Cognitive Performance in Hypoxia. Applied (2013). Application of isotherm, kinetic and Physiology, Nutrition and Metabolism, 2015. 41. thermodynamic models for the adsorption of nitrate 3. Baei, M. S., H. Esfandian and A. A. Nesheli ions on graphene from aqueous solution. Journal of (2016). Removal of nitrate from aqueous solutions in the Taiwan Institute of Chemical Engineers, 2013. batch systems using activated perlite: an application of 44(5): p. 808-814. response surface methodology. Asia-Pacific Journal of 14. Milmile, S. N., et al. (2011). Equilibrium Chemical Engineering, 2016. 11(3): p. 437-447. isotherm and kinetic modeling of the adsorption of 4. Demiral, H. and G. Gündüzoğlu (2018). nitrates by anion exchange Indion NSSR resin. Removal of nitrate from aqueous solutions by Desalination, 2011. 276(1): p. 38-44. 106 N«ng nghiÖp vµ ph¸t triÓn n«ng th«n - KỲ 2 - TH¸NG 10/2020
KHOA HỌC CÔNG NGHỆ THE STUDY OF THE NO3- ADSORPTION OF RICE HUSK BIOCHAR (O. sativa L., OM5451) ACCORDING TO KINETIC AND ISOTHERMAL MODELS Nguyen Dat Phuong, Do Thi My Phuong, Nguyen Huu Chiem, Nguyen Xuan Loc Summary The objective of this study was to investigate the nitrate adsorption of rice husk biochar (O. sativa L., OM5451) according the pseudo-first-order kinetic model and the pseudo-second-order kinetic model and Langmuir isothermal model and Freundlich isothermal model. The adsorption kinetics was determined by the consistency with the experimental data of both the pseudo-first-order kinetic model and the pseudo- second-order kinetic model. Experimental data was suitable with two models of Langmuir isotherm and Freundlich isotherm. The maximum nitrate adsorption capacity of rice husk biochar was determined. The result this study showed that the pseudo-first-order kinetic model (R2 = 0.958) was better fit the pseudo- second-order kinetic model (R2 = 0.952) and the isothermal model Langmuir (R2 = 0.9931) was better fit the isothermal model Freundlich (R2 = 0.9467) for the removal of NO3-. The maximum nitrate adsorption capacity of rice husk biochar was 5,1104 mg g-1. Keywords: Freundlich, adsorption, Langmuir, NO3-, rice husk biochar. Người phản biện: PGS.TS. Lê Đức Ngày nhận bài: 7/8/2020 Ngày thông qua phản biện: 9/9/2020 Ngày duyệt đăng: 16/9/2020 N«ng nghiÖp vµ ph¸t triÓn n«ng th«n - KỲ 2 - TH¸NG 10/2020 107