Tổng hợp vật liệu FexMnyOz/tro trấu với hàm lượng sắt tẩm cao hấp phụ asen trong nước ngầm

Nguyễn Trung Thành *

* Tác giả liên hệ (ntthanh@agu.edu.vn)

Article Sidebar

Full Text: PDF

Ngày nhận bài: 20-11-2014
Ngày duyệt đăng: 24-04-2015
Ngày xuất bản: 25-06-2015
Title: Synthesis of FexMnyOz/activated rice husk ash material for arsenic adsorption from groundwater
Lượt xem
90
Downloads
48
Trích dẫn
Thành, N. T. (2015). Tổng hợp vật liệu FexMnyOz/tro trấu với hàm lượng sắt tẩm cao hấp phụ asen trong nước ngầm. Tạp chí Khoa học Đại học cần Thơ, (37), 16-24. Truy vấn từ https://ctujsvn.ctu.edu.vn/index.php/ctujsvn/article/view/1973
Số báo
Số. 37 (2015)
Chuyên mục
Công nghệ

Abstract

It has been well known that the arsenic ions can exist as arsenate (H2AsO4- and H2AsO42-) or arsenite (H3AsO30 and H3AsO3-) species depending on the characteristics of water environment; and the iron oxide materials show very good capacity for arsenic adsorption. In this study, Fe7Mn3Ox/activated rice husk ash (RHA) material is synthesized and characterized. Fe7Mn3Ox/RHA material is introduced as a novel adsorbent with high potential and many advantages, compared to FexOy/RHA material, towards arsenic removal from groundwater by chemical absorption technique. The experimental results showed that 10 wt.% (FeCl3+MnCl2) loading of FexMnyOz on RHA surface had very high arsenic adsorption capacity which is respectively ~1.1, ~1.3 folds higher than those of 10 wt.% (FeCl3) FexOy/RHA and 10 wt.% (MnCl2) MnxOy/RHA adsorbents, for the same amount of adsorbent. The high arsenic absorption capacity of 10 wt.% (FeCl3+MnCl2) Fe7Mn3Ox/RHA adsorbent can be due to the strong interaction of oxide adsorbent and support; and the added manganese oxides into the iron oxide nanostructure for enhancing the positive charge onto nano iron oxide surface.
Keywords: Arsenic adsorption, Iron-manganese oxide nanoparticles, Groundwater, Activated rice husk ash

Tóm tắt

Như đã biết, tùy vào đặc tính của môi trường nước các ion asen có thể tồn tại dưới dạng arsenate (H2AsO4- và H2AsO42-) hoặc arsenite (H3AsO30 và H3AsO3-); và các vật liệu oxit sắt có khả năng hấp phụ tốt asen. Trong nghiên cứu này, vật liệu FexMnyOz/tro trấu (RHA) được giới thiệu như một loại vật liệu hấp phụ mới đầy tiềm năng và có nhiều ưu điểm so với vật liệu FexOy/RHA trong xử lý asen trong nước ngầm bằng kỹ thuật hấp phụ; cụ thể là vật liệu 10 KL.% (FeCl3 + MnCl2) Fe7Mn3Ox/RHA cho hiệu quả hấp phụ asen cao gấp ~1,1 và ~1,3 lần so sánh tương ứng với vật liệu 10 KL.% FexOy/RHA và 10 KL.% (MnCl2) MnOx/RHAtính trên một đơn vị khối lượng chất hấp phụ. Việc nâng cao hiệu quả hấp phụ asen của vật liệu FexMnyOz/tro trấu (RHA) có thể là sự hiện diện đồng thời của mangan oxit và silic oxit (trong chất mang) có thể làm tăng điện tích dương trên bề mặt oxit sắt.
Từ khóa: Hấp phụ asen, Nano oxit sắt-mangan, Nước ngầm, Tro trấu

Article Details

Tài liệu tham khảo

Addo Ntim, S. and S. Mitra, 2011. Removal of Trace Arsenic To Meet Drinking Water Standards Using Iron Oxide Coated Multiwall Carbon Nanotubes. Journal of Chemical & Engineering Data, 56 (5): 2077-2083.

Anjali Gupta, M. Y., and Nalini Sankararamakrishnan, 2013. Chitosan- and Iron-Chitosan-Coated Sand Filters: A Cost-Effective Approach for Enhanced Arsenic Removal. Industrial & Engineering Chemistry Research, 52: 2066-2072.

Cao, C.-Y., J. Qu, et al., 2012. Low-Cost Synthesis of Flowerlike α-Fe2O3 Nanostructures for Heavy Metal Ion Removal: Adsorption Property and Mechanism. Langmuir, 28 (9): 4573-4579.

Chanéac, C., E. Tronc, et al., 1995. Thermal behavior of spinel iron oxide-silica composites. Nanostructured Materials, 6 (5–8): 715-718.

Chatterjee, A. D., B. K. Mandal, T. R. Chowdhury, G. Samanta and D. Chakraborty, 1995. Arsenic in ground water in six districts of West Bengal, India: the biggest arsenic calamity in the world. Part I. Arsenic species in drinking water and urine of the affected people. Analyst, 120: 643-656.

Comotti, M., W.-C. Li, et al., 2005. Support Effect in High Activity Gold Catalysts for CO Oxidation. Journal of the American Chemical Society, 128 (3): 917-924.

Dang Ngoc Chanh, V. T. T., Dang Minh Ngoc, Nguyen Qui Hoa, 2010. Investigating arsenicosis cases in An Giang Province. Journal of Medicine-Ho Chi Minh City, 14 (2): 140-146.

Dhar, R. K. B., B. K.; Samanta, G.; Madal. B. K.; Chakraborti, D.; Roy, S., 1997. Groundwater arsenic calamity in Bangladesh. Curr. Sci., 1 (73): 48-59.

Durnesic, C. R. F. L. a. J. A., 1981. Strong Oxide-Oxide Interactions in Silica-Supported Magnetite Catalysts. 1. X-ray Diffraction and Miissbauer Spectroscopy Evidence for Interaction. The Journal of Physical Chemistty, 85 (21): 3175-3180.

Francesco Arenaa, G. G., Gianmario Martrab, Salvatore Colucciab, Lorenzo Stievanoc, Lorenzo Spadarod, Pio Famularia, Adolfo Parmalianaa, 2005. Structure and reactivity in the selective oxidation of methane to formaldehyde of low-loaded FeOx/SiO2 catalysts. Journal of Catalysis, 231: 365-380.

Gupta, A., M. Yunus, et al., 2013. Chitosan- and Iron–Chitosan-Coated Sand Filters: A Cost-Effective Approach for Enhanced Arsenic Removal. Industrial & Engineering Chemistry Research, 52 (5): 2066-2072.

Ibrahim, D. M., S. A. El-Hemaly, et al., 1980. Study of rice-husk ash silica by infrared spectroscopy. Thermochimica Acta, 37 (3): 307-314.

Jiao, F., J.-C. Jumas, et al., 2006. Synthesis of Ordered Mesoporous Fe3O4 and γ-Fe2O3 with Crystalline Walls Using Post-Template Reduction/Oxidation. Journal of the American Chemical Society, 128 (39): 12905-12909.

Lê Hoàng Việt, N. H. C., Huỳnh Long Toản và Phan Thanh Thuận, 2013. Xử lý nước dưới đất ô nhiễm arsenic qui mô hộ gia đình. Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, 25 (Phần A: Khoa học Tự nhiên, Công nghệ và Môi trường): 36-43.

Mondal, P. M., C. B.; Mohanty, B., 2006. Laboratory based approaches for arsenic remediation from contaminated water: Recent developments. j. Hazard. Mater., 1 (137): 464-479.

Navas Acien, A. S., E. K.; Pastor-Barriuso, R.; Guallar, E., 2008. Arsenic exposure and prevalence of type 2 diabetes in US adults. j. Am. Med. Assoc., 7 (300): 814-822.

Nguyễn Trung Thành, N. T. T., Lâm Thành Trí, Hồ Nguyễn Thy Thy và Lê Ngọc Hăng, 2010. Nghiên cứu ứng dụng tro trấu từ lò đốt gạch thủ công làm chất hấp phụ metyl da cam. Hội thảo quốc tế Giáo dục và Môi trường.

Nguyễn Trung Thành, Võ Đan Thanh và Phan Phước Toàn, 2014. Giải pháp thích hợp để loại bỏ asen trong nước ngầm tại các vùng nông thôn Việt Nam. Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, 33 (Phần A: Khoa học tự nhiên, công nghệ và môi trường): 101-108.

Richardson, S. D., 2006. Environmental mass spectrometry: Emerging contaminants and current issues. Anal. Chem., 12 (78): 4021-4045.

Sharma, G. and P. Jeevanandam, 2013. Synthesis of self-assembled prismatic iron oxide nanoparticles by a novel thermal decomposition route. RSC Advances, 3 (1): 189-200.

Shen, M., H. Cai, et al., 2012. Facile one-pot preparation, surface functionalization, and toxicity assay of APTS-coated iron oxide nanoparticles. Nanotechnology, 23 (10): 105601.

Smedley, P. L. K., D. G., 2002. A review of the source, distribution and behaviour of arsenic in natural waters. Appl. Geochem., 17: 517-568.

Wu, Z., W. Li, et al., 2012. General and Controllable Synthesis of Novel Mesoporous Magnetic Iron Oxide@Carbon Encapsulates for Efficient Arsenic Removal. Advanced Materials, 24 (4): 485-491.

Zhang, M. H., R. Lastra, et al., 1996. Rice-husk ash paste and concrete: Some aspects of hydration and the microstructure of the interfacial zone between the aggregate and paste. Cement and Concrete Research, 26 (6): 963-977.