Carbon hoạt tính (Activeted carbons – ÁC) được điều chế từ ruột và vỏ táo bằng cách xử lý với tác nhân hoạt hóa phosphoric acid dưới tác động của lò vi sóng.
Tổng quan
Carbon hoạt tính được ứng dụng nhiều trong thực tế vì khả năng hấp phụ các chất khí và lỏng cũng như các ion kim loại. Carbon hoạt tính được sử dụng trong xử lý nước, lọc nước uống và hấp phụ các chất trong dung dịch. Carbon hoạt tính có độ xốp cao, tốc độ hấp phụ nhanh và bền với nhiệt giúp cho nó có khả năng ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực.[1,2]
Rác thải từ quả táo thường được sử dụng làm phân bón hữu cơ, tuy nhiên, nó cũng có thể được sử dụng như vật liệu ban đầu để tạo thành carbon hoạt tính với phương pháp nhiệt. [3] Trong thí nghiệm của Suárez[3], tác nhân hóa học để hoạt hóa carbon là phosphoric. Hesas[4] và các cộng sự mô phỏng và cải tiến thí nghiệm trên với sự hỗ trợ của lò vi sóng, đồng thời nghiên cứu ảnh hướng của thời gian chiếu xạ vi sóng và năng lượng vi sóng lên hiệu suất hấp phụ của carbon hoạt tính chế tạo từ xác quả táo.
Điều chế
Để điều chế carbon hoạt tính, vỏ táo và ruột táo được ép để lấy bã. Bã táo được phơi khô và sấy ở nhiệt độ 35°C trong 6 giờ. Xác táo khô được xay nhỏ với kích thước 1mm. Một lượng phosphoric acid 85% được đưa vào để đạt 3.5 mL phosphoric acid cho 1 gram xác khô. Hỗn hợp được giữ nguyên để chất lỏng ngấm hoàn toàn vào xác khô. Để đạt độ nở tối đa, một lượng phosphric acid đã được đưa thêm vào cho đủ 4.5 mL acid cho 1 gram xác khô. Hỗn hợp này được cho vào trong tủ sấy ở 110°C trong 4 giờ. Mẫu sấu được đặt trong khay thủy tinh và đưa vào lò vi sóng để xử lý. Trong quá trình xử lý mẫu, khí nitrogen được đưa vào với tốc độ 00 ml/phút. Mẫu sau xử lý được rửa với nước đến pH khoảng 6-7 sau đó sấy khô trong tủ sấy chân không ở 110°C trong 12 giờ.
Kết quả
Từ bảng số liệu thu được cho thấy, với mẫu carbon hoạt tính làm từ ruột táo, hoạt tính hấp phụ cao nhất thu được với thí nghiệm hấp phụ Methylene xanh được ghi nhận ở mẫu được xử lý với vi sóng 700W, thời gian xử lý 12.5 phút. Đối với mẫu từ vỏ táo, xử lý vi sóng 700W trong 10 phút là thích hợp nhất.
Hướng mở rộng cho than hoạt tính ở Việt Nam
Từ những kết quả trên, chúng tôi cho rằng, ở Việt Nam, sản xuất than hoạt tính từ vỏ trấu hoặc xơ dừa với phương pháp này cần được nghiên cứu. Việc chế tạo than hoạt tính từ vỏ trấu hoặc xơ dừa có thể là hướng đi mới trong công nghệ chế tạo than hoạt tính chất lượng cao.
Tài liệu tham khảo:
- Daifullah, A. A. M., B. S. Girgis, and H. M. H. Gad. “Utilization of agro-residues (rice husk) in small waste water treatment plans.” 57.11 (2003): 1723-1731.
- Hesas, Roozbeh Hoseinzadeh, et al. “The effects of a microwave heating method on the production of activated carbon from agricultural waste: a review.”100 (2013): 1-11.
- Suárez-Garcıa, F., A. Martınez-Alonso, and J. M. D. Tascon. “Pyrolysis of apple pulp: chemical activation with phosphoric acid.” J63.2 (2002): 283-301.
- Hesas, Roozbeh Hoseinzadeh, et al. “Preparation and characterization of activated carbon from apple waste by microwave-assisted phosphoric acid activation: application in methylene blue adsorption.” B8.2 (2013): 2950-2966.
