i h c bÀ r a-v Àu -...

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA-VŨNG TÀU

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG LÕI NGÔ LÀM CHẤT HẤP PHỤ ĐỂ LỌC AMONI RA KHỎI NƯỚC

Trình độ đào tạo : Đại học chính quy Ngành : Công nghệ kỹ thuật hóa học Chuyên ngành : Hóa dầu

Giảng viên hướng dẫn : ThS. Diệp Khanh Sinh viên thực hiện : Bùi Thị Thùy Dung MSSV: 12030272 Lớp: DH12HD

Bà Rịa-Vũng Tàu, năm 2016

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA-VŨNG TÀU

KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI

ĐỒ ÁN/ KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP (Đính kèm Quy định về việc tổ chức, quản lý các hình thức tốt nghiệp ĐH, CĐ ban hành kèm theo

Quyết định số 585/QĐ-ĐHBRVT ngày 16/7/2013 của Hiệu trưởng Trường Đại học BR-VT)

Họ và tên sinh viên: Bùi Thị Thùy Dung Ngày sinh: 9/10/1994 MSSV : 12030272 Lớp: DH12HD Địa chỉ : 106/1A Hàn Thuyên, phường 11, thành phố Vũng Tàu, tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu E-mail : [email protected]

Trình độ đào tạo : Đại học Hệ đào tạo : Chính quy Ngành : Công nghệ kỹ thuật hóa học Chuyên ngành : Hóa dầu 1. Tên đề tài: Nghiên cứu sử dụng lõi ngô làm chất hấp phụ để lọc amoni ra khỏi nước 2. Giảng viên hướng dẫn: ThS. Diệp Khanh 3. Ngày giao đề tài: 22/2/2016 4. Ngày hoàn thành đồ án/ khoá luận tốt nghiệp: 22/6/2016

Bà Rịa-Vũng Tàu, ngày…….tháng…..năm

..GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN SINH VIÊN THỰC HIỆN (Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên)

TRƯỞNG BỘ MÔN TRƯỞNG KHOA (Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên)

LỜI CAM ĐOAN

Tôi cam đoan đồ án tốt nghiệp này là công trình nghiên cứu của riêng tôi và

được sự hướng dẫn khoa học của ThS. Diệp Khanh. Các nội dung nghiên cứu, kết

quả trong đề tài này là trung thực và chưa công bố dưới bất kì hình thức nào trước

đây. Trong luận văn có sử dụng một số nhận xét, đánh giá cũng như số liệu của các

tác giả, cơ quan tổ chức khác nhau đều có trích dẫn và chú thích rõ ràng về nguồn

gốc.

Nếu phát hiện bất cứ gian lận nào tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về nội

dung luận văn của mình và chịu mọi hình thức kỉ luật theo quy định.

Vũng Tàu, ngày tháng năm 2016

Sinh viên thực hiện

Bùi Thị Thùy Dung

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên tôi xin gửi lời cảm ơn đến trường Đại học Bà Rịa - Vũng Tàu,

khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm đã tạo điều kiện cho tôi mượn dụng cụ và

phòng thí nghiệm để hoàn thành đồ án này.

Đặc biệt, tôi gửi lời cảm ơn chân thành đến ThS. Diệp Khanh đã tận tình

hướng dẫn và giúp đỡ tôi trong suốt thời gian để nghiên cứu đề tài.

Cảm ơn đến quý Thầy, Cô khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm, trường Đại

học Bà Rịa - Vũng Tàu đã dạy dỗ và truyền đạt kiến thức quý báu trong suốt thời

gian học tập tại trường.

Xin chân thành cảm ơn đến quý Thầy, Cô Hội đồng chấm đồ án tốt nghiệp đã

dành thời gian đọc và đưa ra những lời nhận xét giúp tôi hoàn thiện hơn đồ án này.

Cám ơn gia đình và bạn bè đã tiếp thêm niềm tin, nghị lực và giúp đỡ tôi trong

suốt thời gian qua.

Xin gửi đến lời cám ơn chân thành và sâu sắc nhất!

Vũng Tàu, ngày tháng năm 2016

Bùi Thị Thùy Dung

i

MỤC LỤC

MỤC LỤC ............................................................................................................... i

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ........................................................................ iv

DANH MỤC BẢNG ............................................................................................... v

DANH MỤC HÌNH ............................................................................................... vi

LỜI MỞ ĐẦU ......................................................................................................... 1

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN ................................................................................... 4

1.1 Tổng quan về nitơ và sự ô nhiễm amoni ......................................................... 4

1.1.1 Nitơ và tình trạng ô nhiễm các hợp chất có chứa nitơ ............................... 4

1.1.2 Sơ lược về amoni .................................................................................... 8

1.1.3 Hiện trạng ô nhiễm Amoni ở Việt Nam .................................................... 8

1.1.4 Tác hại của của amoni và các hợp chất của nitơ ...................................... 9

1.1.5 Một số phương pháp xử lí Amoni .......................................................... 10

1.2 Giới thiệu về nguyên liệu lõi ngô .................................................................. 14

1.2.1 Tổng quan về cây ngô ............................................................................ 14

1.2.2 Thành phần của lõi ngô .......................................................................... 16

1.2.3 Ứng dụng của lõi ngô ............................................................................. 18

1.3 Than hoạt tính và cách hoạt hóa than ........................................................... 18

1.3.1 Giới thiệu về than hoạt tính .................................................................... 18

1.3.2 Quá trình tạo than hoạt tính .................................................................... 19

1.3.3 Cơ chế làm việc của than hoạt tính ......................................................... 20

1.4 Các lý thuyết về quá trình hấp phụ ............................................................... 20

1.4.1 Hiện tượng hấp phụ ................................................................................ 20

1.4.2 Các phương trình hấp phụ đẳng nhiệt ..................................................... 22

CHƯƠNG 2. THỰC NGHIỆM ............................................................................. 25

ii

2.1 Nguyên liệu và hóa chất ............................................................................... 25

2.2 Thiết bị ......................................................................................................... 25

2.3 Tạo đường chuẩn .......................................................................................... 25

2.3.1 Lý thuyết của quá trình ........................................................................... 25

2.3.2 Pha dung dịch thuốc thử ......................................................................... 25

2.3.3 Dung dich chuẩn .................................................................................... 26

2.4 Tạo vật liệu .................................................................................................. 27

2.4.1 Khảo sát nồng độ axít sunfuric dùng để hoạt hóa lõi ngô ........................ 29

2.4.2 Khảo sát thời gian ngâm axít sunfuric .................................................... 30

2.4.3 Khảo sát nhiệt độ xử lí ........................................................................... 30

2.5 Hấp phụ amoni và các điều kiện tối ưu cho quá trình hấp phụ ...................... 31

2.5.1 Khảo sát quá trình hấp phụ amoni khi thay đổi khối lượng lõi ngô biến

tính ................................................................................................................. 31

2.5.2 Khảo sát quá trình hấp phụ amoni khi thay đổi nồng độ ban đầu của

amoni. ............................................................................................................. 32

2.5.3 Khảo sát quá trình hấp phụ khi thay đổi thời gian hấp phụ ..................... 32

2.5.4 Khảo sát quá trình hấp phụ khi thay đổi pH ............................................ 32

2.6 Khảo sát quá trình tái hấp phụ của lõi ngô đã được hoạt hóa bằng axít ......... 33

2.7 Các phương pháp được dùng trong thí nghiệm ............................................. 33

2.7.1 Phương pháp xác định hàm lượng amoni ................................................ 33

2.7.2 Phương pháp phân tích cấu trúc của vật liệu ........................................... 34

CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.......................................................... 36

3.1 Kết quả phân tích cấu trúc vật liệu ................................................................ 36

3.1.1 Kết quả chụp XRD của mẫu vật liệu....................................................... 36

3.1.2 Kết quả chụp SEM của mẫu vật liệu ....................................................... 37

iii

3.2 Xây dựng đường chuẩn ................................................................................ 38

3.3 Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình biến tính lõi ngô ..................... 39

3.3.1 Khảo sát nồng độ axít dùng hoạt hóa lõi ngô .......................................... 39

3.3.2 Khảo sát thời gian ngâm lõi ngô ............................................................. 41

3.3.3 Khảo sát nhiệt độ xử lí ........................................................................... 42

3.4 Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hấp phụ amoni của vật liệu hấp

phụ ..................................................................................................................... 46

3.4.1 Khảo sát khả năng hấp phụ amoni khi thay đổi khối lượng chất hấp phụ 46

3.4.2 Khảo sát khả năng hấp phụ amoni khi thay đổi nồng độ của chất bị hấp

phụ .................................................................................................................. 48

3.4.3 Khảo sát khả năng hấp phụ amoni khi thay đổi thời gian hấp phụ. .......... 50

3.4.4 Khảo sát khả năng hấp phụ amoni khi thay đổi độ pH. ........................... 52

3.5 Khảo sát quá trình tái hấp phụ của vật liệu. .................................................. 53

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................................... 55

TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................... 57

iv

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

SEM: Scanning Electron Microscope (Kính hiển vi điện tử truyền qua)

XRD: X-ray Diffraction (Nhiễu xạ tia X)

v

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1: Các tiêu chuẩn Việt Nam và quốc tế đối với các hợp chất Nitơ .............. 10

Bảng 1.2: Thành phần hóa học của lõi ngô .......................................................... 16

Bảng 1.3: Các phương trình hấp phụ đẳng nhiệt. .................................................. 23

Bảng 2.1: Các bước thiết lập mẫu chuẩn ............................................................... 26

Bảng 3.1: Các số liệu xây dựng đường chuẩn amoni ............................................. 38

Bảng 3.2: Ảnh hưởng của nồng độ axít H2SO4 dùng để ngâm đến quá trình hấp phụ

amoni của lõi ngô biến tính ................................................................................... 40

Bảng 3.3: Ảnh hưởng của thời gian ngâm lõi ngô với axít H2SO4 đến quá trình hấp

phụ amoni của lõi ngô biến tính............................................................................. 41

Bảng 3.4: Ảnh hưởng của nhiệt độ xử lí lõi ngô đã được hoạt hóa đến quá trình hấp

phụ amoni của lõi ngô biến tính............................................................................. 42

Bảng 3.5: Ảnh hưởng khối lượng chất hấp phụ đến quá trình hấp phụ amoni của lõi

ngô biến tính.......................................................................................................... 46

Bảng 3.6: Ảnh hưởng nồng độ của chất bị hấp phụ đến quá trình hấp phụ amoni

của lõi ngô biến tính .............................................................................................. 48

Bảng 3.7: Ảnh hưởng của thời gian hấp phụ đến quá trình hấp phụ Amoni của lõi

ngô biến tính.......................................................................................................... 51

Bảng 3.8: Ảnh hưởng của độ pH đến quá trình hấp phụ Amoni của lõi ngô biến tính

.............................................................................................................................. 52

Bảng 3.9: Các thông số của quá trình tái hấp phụ ................................................. 53

vi

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1: Chu trình Nitơ trong tự nhiên ................................................................. 4

Hình 1.2: Cây ngô. ................................................................................................ 14

Hình 1.3: Cấu trúc lõi ngô ..................................................................................... 16

Hình 1.4: Thành phần hóa học của vi sợi xenlulozơ (cellulose) ............................. 17

Hình 2.1: Quy trình tạo vật liệu hấp phụ từ lõi ngô ............................................... 27

Hình 2.2: Lõi ngô nguyên liệu ............................................................................... 28

Hình 2.3: Lõi ngô sau khi xử lý với H2SO4 và NaHCO3 ......................................... 28

Hình 2.4: Vật liệu hấp phụ được tạo từ lõi ngô ...................................................... 29

Hình 3.1: Giản đồ XRD của lõi ngô nguyên liệu. ................................................... 36

Hình 3.2: Giản đồ XRD của lõi ngô đã được biến tính .......................................... 36

Hình 3.3: Ảnh SEM của mẫu vật liệu. .................................................................... 37

Hình 3.4: Đường chuẩn của Amoni ....................................................................... 39

Hình 3.5: Ảnh hưởng nồng độ axít H2SO4 dùng để hoạt hóa lõi ngô đến độ hấp phụ


Hình 3.6: Ảnh hưởng của thời gian ngâm lõi ngô với axít H2SO4 đến độ hấp phụ của

lõi ngô biến tính .................................................................................................... 42

Hình 3.7: Ảnh hưởng của nhiệt độ xử lí lõi ngô đã được hoạt hóa đến độ hấp phụ


Hình 3.8: Sơ đồ tạo vật liệu hấp phụ từ lõi ngô ..................................................... 45

Hình 3.9: Ảnh hưởng của khối lượng chất hấp phụ đến độ hấp phụ của lõi ngô biến

tính ........................................................................................................................ 47

Hình 3.10: Ảnh hưởng của nồng độ chất bị hấp phụ đến độ hấp phụ của lõi ngô

biến tính ................................................................................................................ 49

Hình 3.11: Đồ thị thể hiện phương trình Langmuir của lõi ngô biến tính............... 49

Hình 3.12: Đồ thị thể hiện phương trình Freundlich của lõi ngô được biến tính .... 50

Hình 3.13: Ảnh hưởng thời gian hấp phụ đến độ hấp phụ của lõi ngô biến tính ..... 51

Hình 3.14: Ảnh hưởng của độ pH đến độ hấp phụ của lõi ngô biến tính ................ 53

Hình 3.15: Đồ thị thể hiện thông số của quá trình tái hấp phụ ............................... 54

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHÓA 2012 - 2016

Khoa Hóa Học Và Công Nghệ Thực Phẩm 1 Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thùy Dung

LỜI MỞ ĐẦU

1. Tính cấp thiết của đề tài

Nền kinh tế phát triển và dân số tăng nhanh phát sinh rất nhiều hệ lụy liên

quan như tình trạng ô nhiễm môi trường ngày càng trầm trọng. Ô nhiễm xuất hiện ở

nhiều nơi cả trong môi trường đất, nước lẫn không khí. Một trong những hình thức

phổ biến và dễ nhận thấy nhất đó là ô nhiễm nước. Ô nhiễm nước được gây ra bởi

rất nhiều nguyên nhân khác nhau như các ion vô cơ hòa tan (SO42-, Cl-, PO4

3-), các

muối nitơ (NH4+, NO3

-, NO2), các kim loại nặng (Hg, Pb, As, Cr), các vi sinh

vật….chính những chất này gây nguy hại không nhỏ đến người và động vật. Ô

nhiễm nước bởi các hợp chất nitơ nói chung và amoni nói riêng có thể là do quá

trình xuyên thấm từ tầng nước mặt xuống các tầng phía dưới qua các cửa sổ địa chất

thủy văn, nếu như nguồn nước mặt ô nhiễm thì nguồn nước ngầm cũng theo đó mà

ô nhiễm. Theo đánh giá của nhiều báo cáo và hội thảo khoa học thì tình trạng ô

nhiễm amoni trong nước ngầm đã được phát hiện tại nhiều vùng trong cả nước, như

ở phần lớn nước ngầm khu vực đồng bằng Bắc Bộ gồm các tỉnh: Hà Tây, Hà Nam,

Nam Định, Ninh Bình, Hải Dương, Hưng Yên, Thái Bình và phía nam Hà Nội đều

bị nhiễm bẩn amoni rất nặng. Xác suất các nguồn nước ngầm ở các tỉnh này nhiễm

amoni có nồng độ cao hơn tiêu chuẩn nước sinh hoạt (3mg/l) khoảng 70 - 80%, còn

nước ngầm ở trạm Đông Thạch (huyện Hóc Môn, thành phố Hồ Chí Minh) cũng bị

ô nhiễm amoni nặng (68,73 mg/l cao gấp 1,9 lần so với năm 2005) [1]. Hợp chất

của Nitơ ở trong trường nước ngầm có pH từ 6 đến 8 thì nitơ nằm chủ yếu dưới

dạng NH4+ (Amoni) [2]. Nước ô nhiễm amoni nghiêm trọng rất nhiều vì amoni dễ

dàng chuyển hóa thành các chất độc hại khác như nitrit, lại khó xử lý. Chính các sản

phẩm chuyển hóa của amoni là chất ảnh hưởng đến sức khỏe con người, khi vào

trong cơ thể sẽ chiếm mất oxy. Trong khi đó, máu có oxy mới đi đến khắp các tế

bào trong cơ thể. Trẻ em bị nhiễm chất này sẽ xanh xao, ốm yếu, thiếu máu, khó

thở. Đến một giai đoạn nào đó, bị nhiễm amoni nặng sẽ ngộp thở, nếu không cấp

cứu kịp thời sẽ tử vong. Do đó việc xử lí amoni đang là một trong số vấn đề cấp

bách [3].



Bên cạnh đó nước ta là một nước nông nghiệp, những phụ phẩm nông nghiệp

như vỏ trấu, vỏ dừa, bã đậu nành, lỗi ngô…. Với số lượng lớn không được sử dụng

vào mục đích nào được thải ra môi trường mỗi năm, đồng thời những phụ phẩm này

có thành phần chủ yếu là xenluloze, có những đặc tính tốt để có thể sản xuất ra vật

liệu hấp phụ giúp lọc nước. Hướng đi này đã có nhiều người nghiên cứu và đạt

được những thành tựu nhất định. Trong các phụ phẩm đó thì lõi ngô - một nguyên

liệu khá mới với mục đích tạo vật liệu hấp phụ. Tuy lõi ngô trước khi biến tính cũng

đã có khả năng lọc nước (theo Lalita Prasida - người đoạt giải thưởng Google

Science Fair với đề tài “Hấp phụ sinh học với chi phí thấp” năm 2011) nhưng hiệu

suất không cao do đó chúng ta cần biến tính nó làm vật liệu hấp phụ giúp cho quá

trình lọc nước tốt hơn. Có nhiều cách khác nhau để biến tính, một trong số đó là

hoạt hóa bằng axít như H3PO4 [4,23], HNO3,…nhưng hiện tại những nghiên cứu sử

dụng H2SO4 - một chất có hoạt tính axít mạnh để biến tính lõi ngô làm vật liệu hấp

phụ lọc amoni trong nước còn hạn chế đây là hướng nghiên cứu mới đáng mong

đợi.

Dựa trên những cơ sở trên tôi thực hiện đề tài: “Nghiên cứu sử dụng lõi ngô

làm chất hấp phụ để lọc amoni ra khỏi nước”.

2. Mục đích nghiên cứu

Tận dụng nguồn phế phẩm nông nghiệp là lõi ngô làm chất hấp phụ để lọc

amoni ra khỏi nước.

3. Nhiệm vụ

Xây dựng quy trình hoạt hóa lõi ngô nhằm nâng cao khả năng xử lí amoni ở

trong nước của vật liệu hấp phụ.

Khảo sát một số đặc điểm cấu trúc của vật liệu hấp phụ được tạo từ lõi ngô.

Khảo sát khả năng hấp phụ đối với amoni, lựa chọn những điều kiện thuận

lợi cho quá trình hấp phụ.

4. Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp nghiên cứu lý thuyết:

Thu thập, tổng hợp, nghiên cứu và phân tích các tài liệu, tư liệu, sách báo

trong và ngoài nước có liên quan đền đề tài.



Xử lí thông tin lý thuyết và đưa ra các vấn đề cần thực hiện trong quá trình

thực nghiệm.

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm:

Thu gom và xử lý mẫu lõi ngô

Hoạt hóa lõi ngô bằng axít sunfuric

Xác định nồng độ amoni bằng phương pháp phân tích trắc quang.

Phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD): xác định cấu trúc vật liệu.

Phương pháp kính hiển vi điện tử quét (SEM): xác định vi cấu trúc và hình

thái bề mặt của mẫu vật liệu hấp phụ.

5. Bố cục của bài

Trong đồ án này chúng ta sẽ được tìm hiều về các lý thuyết liên quan và quy

trình tạo vật liệu hấp phụ từ lõi ngỗ, khảo sát các yếu tố để tạo được vật liệu hấp

phụ tốt nhất, bên cạnh đó chúng ta cũng khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá

trình hấp phụ amoni được trình bày qua 3 chương chính của bài:

Chương 1. Tổng quan;

Chương 2. Thực nghiệm;

Chương 3. Kết quả và thảo luận.



CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN

1.1 Tổng quan về nitơ và sự ô nhiễm amoni

1.1.1 Nitơ và tình trạng ô nhiễm các hợp chất có chứa nitơ

Nitơ trong môi trường tự nhiên tồn tại ở nhiều dạng hóa học khác nhau bao

gồm nitơ hữu cơ như amoni (NH4+), nitrit (NO2

-), nitrat (NO3-), nitơ oxit (N2O),

nitric oxit (NO), hoặc nitơ vô cơ như khí nitơ (N2). Nitơ hữu cơ có thể tồn tại trong

các sinh vật sống, đất mùn, hoặc các sản phẩm trung gian của quá trình phân hủy

các vật chất hữu cơ. Các quá trình trong chu trình nitơ chuyển đổi nitơ từ dạng này

sang dạng khác. Một số quá trình này được tiến hành bởi các vi khuẩn, qua quá

trình đó hoặc để chúng lấy năng lượng hoặc để tích tụ nitơ thành một dạng cần thiết

cho sự phát triển của chúng. Sơ đồ bên dưới thể hiện các quá trình này tương thích

với nhau để tạo ra chu trình nitơ [1].

Hình 1.1: Chu trình Nitơ trong tự nhiên [1]



Đầu tiên Nitơ trong khí quyển do khá trơ về mặt hóa học nhờ quá trình cố định

nitơ mà nitơ dạng phân tử được phân giải về dạng nguyên tử dưới tác dụng của sấm

sét, quá trình cố định này còn có thể theo con đường sinh học, một số vi khuẩn và

tảo cũng có khả năng cố định nitơ như Azotobacter, vi khuẩn sống cộng sinh trên

nốt sần rễ cây họ đậu, tảo lam…nhờ quá trình cố định đạm mà nitơ trong khí quyển

được chuyển đổi thành amoni, thành phần này trong đất còn được bổ sung bằng

phân bón hóa học. Thực vật lấy nitơ trong đất bằng cách hấp thu chúng quá rễ cây

dưới dạng ion nitrat hoặc amoni, các amoni này sẽ bước vào quá trình khử để tổng

hợp nên amino axít, nucleic axít và diệp lục quá trình này được gọi là quá trình

đồng hóa nitơ. Thực vật sẽ là nguồn thức ăn của động vật, cung cấp cho động vật

một nguồn nitơ dưới dạng chất hữu cơ. Sau khi động vật và thực vật chết đi, thì

dạng ban đầu của nitơ đó là chất hữu cơ, trong một số trường hợp vi khuẩn hoặc

nấm sẽ chuyển đổi nitơ trong xác thực vật và động vật thành amoni, quá trình này

được gọi là quá trình amoni hóa hay khoáng hóa. Sau đó là quá trình chuyển đổi

amoni thành nitrat, quá trình này được tiến hành đầu tiên bởi các vi khuẩn sống

trong đất và các loại vi khuẩn nitrat hóa khác. Trong giai đoạn nitrat hóa đầu tiên,

sự oxy hóa amoni được tiến hành bởi các vi khuẩn Nitrosomonas, quá trình này

chuyển đổi amoniac thành nitrit (NO2-). Các loại vi khuẩn khác như Nitrobacter có

nhiệm vụ oxy hóa nitrit thành nitrat (NO3-). Việc biến đổi nitrit thành nitrat là một

quá trình quan trọng vì sự tích tụ của nitrit sẽ gây ngộ độc cho thực vật. Giai đoạn

cuối cùng trong chu trình nitơ đó là quá trình khử nitrat, quá trình này giúp khử

nitrat thành khí nitơ hoàn thành chu trình nitơ. Quá trình này được thực hiện bởi

một số vi khuẩn [1].

Sự tồn tại của các chất nitơ trong nước

Nitơ tồn tại trong hệ thủy sinh ở nhiều dạng hợp chất vô cơ và hữu cơ. Các

dạng vô cơ cơ bản với tỷ lệ khác nhau tùy thuộc vào môi trường nước. Nitrat là

muối nitơ vô cơ trong môi trường được sục khí đầy đủ và liên tục. Nitrit (NO2-) tồn

tại trong điều kiện đặc biệt, còn amoniac (NH3) tồn tại ở dạng cơ bản trong điều

kiện kỵ khí. Amoni hòa tan trong nước tạo thành dạng hyđrôxit amoni (NH4OH) và

sẽ phân ly thành ion amoni (NH4+) và ion hyđrôxit (OH-). Quá trình oxi hóa có thể



chuyển tất cả các dạng nitơ vô cơ thành ion nitrat, còn quá trình khử sẽ chuyển hóa

chúng thành dạng nitơ [5].

Nguồn ô nhiễm nitơ trong nước mặt có thể từ nhiều nguồn khác nhau nhưng

chủ yếu do hoạt động của con người tạo ra như: Sinh hoạt, đô thị, công nghiệp,

nông nghiệp, giao thông vận tải thủy…[6].

Nước thải sinh hoạt: Là nước thải từ các khu dân cư, các cơ sở hoạt động

thương mại xã hội như công sở, trường học…trong nước thải sinh hoạt thường chứa

nhiều tạp chất dưới dạng protein, cacbon hydrat, lipid, các chất bẩn từ người, động

vật, thực vật, các loại rác, giấy, gỗ, các chất hoạt động bề mặt,… ngoài ra còn có

các loại vi khuẩn như: trứng giun, virut, vi trùng, siêu vi trùng. Hợp chất nitơ trong

nước thải là các hợp chất amoniac, protein, peptit, axít amin cũng như các thành

phần khác trong chất thải rắn và lỏng. Các hợp chất chứa nitơ, đặc biệt là protein và

urin trong nước tiểu phân hủy rất nhanh thành amoniac/amoni. Trong nước thải sinh

hoạt, nitrit và nitrat có hàm lượng thấp do nồng độ oxy hòa tan và mật độ vi sinh vật

tự dưỡng thấp. Thành phần nmoni chiếm 60 - 80% hàm lượng nitơ tổng trong nước

thải [6].

Nước thải đô thị: Là nước thải trong hệ thống thoát nước của một thành phố,

một khu đô thị. Trong nước thải đô thị, ngoài nước thải sinh hoạt còn có thể có

nước thải của một số nước thải của một số cơ sở sản xuất công nghiệp, nước thải

của bệnh viện, trạm y tế [6].

Nước thải công nghiệp: Là nước thải từ các nhà máy, xí nghiệp sản xuất hoặc

từ các cơ sở sản xuất tiểu thủ công nghiệp đang hoạt động. Các tạp chất trong nước

thải công nghiệp rất đa dạng, phức tạp tùy thuộc vào đặc thù của sản xuất như

nguyên liệu sử dụng, các quy trình sản xuất, các biện pháp kỹ thuật được áp dụng…

Thường các tạp chất thường là từ các nguyên liệu sản xuất và từ các chất được hình

thành trong công đoạn sản xuất khi thực hiện các biện pháp kỹ thuật khác nhau. Các

ngành công nghiệp sử dụng nitrat trong sản xuất là nguồn chủ yếu gây ô nhiễm

nguồn nước. Nitrat được thải qua nước thải hay rác thải. Trong hệ thống ống khói

của các nhà máy này còn chứa nhiều oxit nitơ thải vào khí quyển, gặp mưa và một



số quá trình biến đổi hóa học khác, chúng rơi xuống đất dưới dạng HNO3, HNO2.

Do đó hàm lượng của các ion này trong nước tăng lên [6].

Nước thải nông nghiệp: Là loại nước thải trong quá trình sản xuất nông

nghiệp. Tạp chất chủ yếu có trong nước thải nông nghiệp là các loại phân bón vô

cơ, hữu cơ, các hóa chất, thuốc bảo vệ thực vật, các chất kích thích sinh trưởng dư

thừa hoặc bị rửa trôi. Hàm lượng các tạp chất phụ thuộc vào chế độ canh tác, mùa

vụ sản xuất. Nông nghiệp hiện đại là nguồn ô nhiễm lớn cho nước. Việc sử dụng

phân bón hóa học chứa nitơ với số lượng lớn, thành phần không hợp lí, sử dụng bừa

bãi thuốc trừ sâu, diệt cỏ…. thông qua quá trình rửa trôi, thấm lọc lượng nitrat hóa,

amoni trong nước bề mặt và nước ngầm ngày càng cao [6].

Nước thải do giao thông vận tải thủy: Nước trên các dòng sông, hồ, biển có

thể bị ô nhiễm do các phương tiện tàu, thuyền trên sông, biển thải ra, các tàu chở

dầu, hóa chất bị rò rỉ làm ảnh hưởng đến môi trường nước, làm chết các loại động

vật, thực vật sống trong môi trường sông biển [6].

Nước rác: Bãi chôn lấp rác là lò ủ vi sinh vật yếm khí, trong đó có một tập

đoàn vi sinh vật hoạt động phân hủy một phần chất hữu cơ trong chất rắn.

Quá trình phân hủy chất hữu cơ của vi sinh vật yếm khí bao gồm ba giai đoạn

nối tiếp nhau. Thủy phân các phân tử hữu có lớn như polymer, lipit, protein, hydrat

cacbon thành các phân tử nhỏ như monosacarit, amino axít… chúng là nguyên liệu

thích hợp cho việc tổng hợp tế bào. Giai đoạn 2 là giai đoạn chúng chuyển hóa các

sản phẩm thủy phân thành các axít, như axít axetic, crotonic, adipic, puruvic.

Giai đoạn tạo khí metan và CO2 được thực hiện bới chính nhóm vi sinh vật

Methanogens

Trong quá trình phân hủy yếm khí, protein và các hợp chất chứa nitơ bị thủy

phân bởi enzyme và tiếp tục thành amoni và CO2 cùng với các axít dễ bay hơi. Một

lượng lớn amino axít, amoni được vi sinh vật sử dụng để cấu tạo tế bào, lượng dư sẽ

còn lại trong nước rác. Sau một chu kì hoạt động, các vi sinh vật yếm khí chết và bị

phân hủy như xác động vật.

Trong hồ yếm khí, các hợp chất aitơ tồn tại chủ yếu dưới dạng amoni, một

phần nằm trong tế bào của vi sinh vật yếm khí. Do không tách được sinh khối ra



khỏi nước nên khi phân hủy, amoni được trả lại hầu như nguyên vẹn vào môi

trường nước [6].

1.1.2 Sơ lược về amoni [6]

Amoni bao gồm có 2 dạng: trung hòa (NH3) và ion (NH4+). Amoni có mặt

trong môi trường có nguồn gốc từ các quá trình chuyển hóa nông nghiệp, công

nghiệp và từ sự khử trùng nước bằng cloramin.

Tác hại của amoni chỉ xuất hiện khi tiếp xúc với liều lượng khoảng trên

200mg/kg trọng lượng.

1.1.3 Hiện trạng ô nhiễm Amoni ở Việt Nam [1]

Theo đánh giá của nhiều báo cáo và hội thảo khoa học thì tình trạng ô nhiễm

amoni trong nước ngầm đã được phát hiện tại nhiều vùng trong cả nước. Chẳng hạn

như tại thành phố Hồ Chí Minh, kết quả quan trắc nước ngầm gần đây cho thấy

lượng nước ngầm ở khu vực ngoại thành đang diễn biến ngày càng xấu đi. Cụ thể

nước ngầm ở trạm Đông Thạch (huyện Hóc Môn) bị ô nhiễm amoni (68,73 mg/l

cao gấp 1,9 lần so với năm 2005).

Ngoài ra còn có một số khu vực khác cũng bi ô nhiễm trong nước ngầm nhưng

khu vực bị ô nhiễm trong nước ngầm nặng nề nhất trong cả nước là khu vực đồng

bằng Bắc Bộ. Theo kết quả khảo sát của trung tâm nghiên cứu thuộc trung tâm khoa

học tự nhiên và công nghệ quốc gia và trường Đại Học Mỏ - Địa Chất thì phần lớn

nước ngầm khu vực đồng bằng Bắc Bộ gồm các tỉnh: Hà Tây, Hà Nam, Nam Định,

Ninh Bình, Hải Dương, Hưng Yên, Thái Bình và phía nam Hà Nội đều bị nhiễm

bẩn amoni rất nặng. Xác suất các nguồn nước ngầm nhiễm amoni có nồng độ cao

hơn tiêu chuẩn nước sinh hoạt (3mg/l) khoảng 70 - 80%. Trong nhiều nguồn nước

ngầm còn nhiều hợp chất hữu cơ, độ oxi hóa có nguồn đạt 30 - 40mg O2/l. Có thể

cho rằng phần lớn các nguồn nước ngầm đang sử dụng không đạt tiêu chuẩn về

amoni và các hợp chất hữu cơ.

Theo kết quả khảo sát của các nhà khoa học Viện Địa Lý thuộc Viện Khoa

Học và Công Nghệ Việt Nam thì hầu như các mẫu nước từ các huyện của tỉnh Hà

Nam đều có tỷ lệ nhiễm amoni ở mức đáng báo động. Chẳng hạn như tại Lý Nhân

có mẫu nước với hàm lượng lên tới 11,8mg/l gấp 74 lần so với tiêu chuẩn Bộ Y Tế ,



còn ở Duy Tiên là 93,8mg/l gấp 63 lần…. Trong khi đó, các kết quả khảo sát của

trường Đại Học Mỏ - Địa Chất Hà Nội cũng cho biết chất lượng nước ngầm ở tầng

mạch nông và mạch sâu tại các địa phương này cũng có hàm lượng Nitơ trung bình

>20mg/l vượt mức tiêu chuẩn Việt Nam cho phép rất nhiều lần.

1.1.4 Tác hại của của amoni và các hợp chất của nitơ [3]

Ở trong nước ngầm, amoni không thể chuyển hóa được do thiếu oxy. Khi khai

thác lên, vi sinh vật trong nước nhờ oxy trong không khí chuyển amoni thành các

nitrat (NO2-), nitrit (NO3

-) tích tụ trong nước ăn. Chính các hợp chất khi vào cơ thể

sẽ vô cùng nguy hiểm nếu ở liều lượng cao. Nitrat tạo ra chứng thiếu vitamin và có

thể kết hợp với các amin để tạo nên những nitrosamine là nguyên nhân gây nên ung

thư cho con người. Trẻ sơ sinh đặc biệt nhạy cảm với nitrat lọt vào sữa mẹ, hoặc

qua nước dùng để pha sữa. Sau khi lọt vào cơ thể, nitrat được chuyển hóa nhanh

thành nitrit nhờ vi khuẩn đường ruột, ion nitrit còn nguy hiểm hơn nitrat đối với sức

khỏe con người. Khi tác dụng với các amin hay alkyl cacbonat trong cơ thể người

chúng có thể tạo thành các hợp chất chứa nitơ gây ung thư. Các nitrit tác động lên

huyết sắc tố Hemoglobin (Hb) có nhiệm vụ vận chuyển oxy, biến nó thành

methamoglobin (Met-Hb) không có khả năng vận chuyển được oxy. Nhờ hệ men

đặc biệt, Met-Hb có thể chuyển thành Oxy-Hemoglobin (Oxy-Hb). Ở trẻ nhỏ, Met-

Hb không thẻ chuyển thành Oxy-Hb vì ở trẻ sơ sinh hệ men cần thiết chưa phát

triển đầy đủ. Ở trẻ sơ sinh, nước dạ dày ít, các vi khuẩn tạo ra nhiều nitrit. Mặt khác

dạ dày trẻ sơ sinh kém axít nên không ngăn cản được nitrat chuyển hóa thành nitrit.

Kết quả là một lượng lớn nitrit chiếm lấy huyết sắc tố và biến thành Met-Hb, mất

khả năng vận chuyển oxy đến mô, làm trẻ xanh xao, bệnh tật (Bệnh Blue Baby).

Nitơ amôn có mặt trong nước ngầm có thể gây ra một số hậu quả như có có

thể làm giảm hiệu quả của khâu khử trùng bằng clo, do nó có thể phản ứng tạo

thành cloramins, có tác dụng sát khuẩn yếu hơn so với clo (khoảng 1.000 lần).

Ngoài ra nó còn làm giảm khả năng xử lý sắt, mangan bằng công nghệ truyền

thống.

Nitơ amôn là nguồn dinh dưỡng, tạo điều kiện cho các vi sinh vật nước, kể cả

tảo, phát triển nhanh, làm ảnh hưởng đến chất lượng nước thương phẩm, đặc biệt là



độ trong, mùi, vị, nhiễm khuẩn, do đó amoni cũng được xem xét trong bảng tiêu

chuẩn đối với các hợp chất chứa Nitơ.

Trước năm 2002, Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN yêu cầu nồng độ amoni trong

nước cấp cho sinh hoạt < 3mg/l. Từ 4/2002, quyết định 1329/2002 của Bộ Y tế quy

định NH4+ < 1,5mg/l, tương đương Hướng dẫn của Tổ chức Y tế thế giới (WHO).

Tiêu chuẩn của các nước Cộng đồng châu Âu (EC) yêu cầu NH4+ < 0,5mg/l.

Bảng 1.1: Các tiêu chuẩn Việt Nam và quốc tế đối với các hợp chất Nitơ

Chỉ tiêu Đơn

vị

Tiêu

chuẩn

EPA

Tiêu chuẩn EC

(80/778/EEC)

Hướng

dẫn

WHO

(1993)

TCVN

MCL GL MAC (1) (2) (3)

Amoni

(NH4+)

mg/l 0,5 1,5 3 3 1,5

Nitrat

(NO3-)

mg/l 44,3 25 50 50 6 22,1 50

Nitrit

(NO2-)

mg/l 4,4 - 0,1 3 0 0 3

Độ oxy

hóa

KMnO4

mg/l - - - - 2 2 2

Ghi chú: (1) 20 TCN 33-85: Tiêu chuẩn ngành Bộ XD; (2) - TCVN 5501-91: Tiêu chuẩn Nhà nước

đối với nước ăn uống; (3) Tiêu chuẩn theo quyết định 1329/2002 - BYT/QĐ ngày 18/4/2002; MCL

- Maximum Contaminant Levels (nồng độ cho phép tối đa); GL - Guidelines; MAC - Macximum

Acceptable Concentration (nồng độ tối đa chấp nhận được); EPA - Environmental Protection

Agency (Tiêu chuẩn bảo vệ môi trường của Mỹ).

1.1.5 Một số phương pháp xử lí Amoni [3,7]

Phương pháp clo hóa

Clo gần như là chất oxi hóa mạnh có khả năng oxi hóa amoni/amoniac ở nhiệt

độ phòng có thể nằm dạng N2. Khi hòa tan clo trong nước tùy theo pH của nước mà

clo có thể nằm dạng HClO hay ion ClO- do có phản ứng theo phương trình:



Cl2 + H2O HCl + HClO (1.1)

HClO H+ + ClO- (1.2)

Khi trong nước có NH4+ sẽ xảy ra các phản ứng sau:

HClO + NH3 H2O + NH2Cl (Monicloramin) (1.3)

HClO + NH2Cl H2O + NHCl2 (Dicloramin) (1.4)

HClO +NH2Cl H2O + NCl3 (Tricloramin) (1.5)

Nếu có clo dư sẽ xảy ra phản ứng phân hủy các cloramin.

Lúc này lượng clo dư trong nước sẽ giảm tới số lượng nhỏ nhất vì xảy ra phản

ứng phân hủy cloramin.

Những nghiên cứu trước đây cho thấy, tốc độ phản ứng của clo với các hợp

chất hữu cơ bằng một nửa so với phản ứng với amoni. Khi amoni phản ứng gần hết,

Clo dư sẽ phản ứng với các hợp chất hữu cơ có trong nước để hình thành nhiều hợp

chất clo có mùi đặc trưng khó chịu. Trong đó khoảng 15% là các hợp chất nhóm

THM-trihalometan và HAA-axít axetic halogen đều là các chất có khả năng gây ung

thư và bị hạn chế nồng độ nghiêm ngặt.

Ngoài ra với lượng clo cần dùng rất lớn, vấn đề an toàn trở nên khó giải quyết

đối với các nhà máy lớn. Đây là những lý do khiến phương pháp clo hóa mặc dù

đơn giản về mặt thiết bị, rẻ về mặt kinh tế và chi phí xây dựng nhưng rất khó áp

dụng.

Phương pháp kiềm hóa và làm thoáng

Amoni trong nước tồn tại dưới dạng cân bằng:

NH4+ NH3 + H+ ; pKa = 9,5 (1.6)

Như vậy, ở pH = 7 chỉ có một lượng rất nhỏ khí NH3 so với ion amoni. Nếu ta

nâng pH thành 9,5 tỷ lệ [NH3]/[NH4+] = 1, và càng tăng pH cân bằng càng chuyển

về phía tạo thành NH3. Khi đó nếu áp dụng các kỹ thuật sục khí hoặc thổi khí thì

NH3 sẽ bay hơi theo định luật Henry, làm chuyển cân bằng về phía phải.

NH4+ + OH- NH3 + H2O (1.7)

Trong thực tế pH phải nâng lên xấp xỉ 11, lượng khí cần để đuổi ở mức

16000m3 không khí/m3 nước và quá trình phụ thuộc vào nhiệt độ của môi trường.



Phương pháp này áp dụng được cho nước thải, khó có thể đưa được nồng độ NH4+

xuống dưới 1,5mg/l nên rất hiếm khi được áp dụng để xử lí nước cấp.

Phương pháp Ozon hóa với xúc tác Bromua (Br-)

Để khắc phục nhược điểm của phương pháp clo hóa điểm đột biến là người ta

có thể thay thế bằng một số tác nhân oxi hóa khác như là ozon với sự có mặt của

xúc tác Br-. Về cơ bản xử lí NH4+ bằng O3 với sự có mặt của Br- cũng diễn ra theo

cơ chế giống nhưng phương pháp xử lí bằng clo. Dưới tác dụng của O3, Br- bị oxi

hóa thành BrO- theo phản ứng sau đây:

Br- + O3 + H+ HBrO + O2 (1.8)

Phản ứng oxi hóa NH4+ được thực hiện bởi ion BrO- giống như của ion ClO-:

NH3 + HBrO NH2Br + H2O (1.9)

NH2Br + HBrO NH2Br2 + H2O (1.10)

NH2Br + NHBr2 N2 + 3Br- + H+ (1.11)

Đây chính là điểm tương đồng của hai phương pháp clo hóa và ozon hóa xúc

tác Br-.

Phương pháp trao đổi ion

Quá trình trao đổi ion là một quá trình hóa lý thuận nghịch trong đó xảy ra

phản ứng trao đổi giữa các ion trong dung dịch điện ly với các ion trên bề mặt hoặc

bên trong của pha rắn tiếp xúc với nó. Quá trình trao đổi ion tuân theo những định

luật bảo toàn điện tích, phương trình trao đổi ion được mô tả một cách tổng quát

như sau:

AX + B- AB + X- (1.12)

CY + D+ CD + Y+ (1.13)

Trong đó AX là chất trao đổi anion, CY là chất trao đổi cation.

Phản ứng trao đổi là một phản ứng thuận nghịch, chiều thuận được gọi là

chiều trao đổi, chiều nghịch được gọi là chiều phản ứng tái sinh.

Ví dụ về phản ứng sử dụng nhựa trao đổi ion:

R-H + NH4+ R-NH4 + H+ (1.14)

Phương pháp sinh học



Ở phương pháp sinh học gồm có hai quá trình nối tiếp nhau là nitrat hóa và

khử nitrat hóa như sau:

- Quá trình nitrat hóa:

Quá trình chuyển hóa về mặt hóa học được viết như sau:

NH4+ + 1,5O2 NO2

- + 2H+ + H2O (1.15)

NO2- + 0,5O2 NO3

- (1.16)

Phương trình tổng:

NH4+ + 2O2 NO3

- + 2H+ + H2O (1.17)

Đầu tiên, amoni được oxy hóa thành các nitrit nhờ vi khuẩn Nitrosomonas,

Nitrosospire, Nitrosococcus, Nitrosolobus. Sau đó các ion nitrit bị oxy hóa thành

nitrat nhờ các vi khuẩn Nitrobacter, Nitrospina, Nitrococcus. Các vi khuẩn nitrat

hóa Nitrosomonas và Nitrobacter thuộc loại vi khuẩn tự dưỡng hóa năng. Năng

lượng sinh ra từ phản ứng nitrat hóa được vi khuẩn sử dụng trong quá trình tổng

hợp tế bào. Nguồn cacbon để sinh tổng hợp ra các tế bào vi khuẩn mới là cacbon vô

cơ. Ngoài ra chúng còn tiêu thụ mạnh O2.

Quá trình trên thường được thực hiện trong bể phản ứng sinh học với lớp bùn

dính trên các vật liệu mang - giá thể vi sinh.

- Quá trình khử nitrat hóa: Để loại bỏ nitrat trong nước, sau công đoạn nitrat

hóa amoni là khâu khử nitrat sinh hóa nhờ các vi sinh vật dị dưỡng trong điều kiện

thiếu không khí. Nitrit và nitrat sẽ chuyển hóa thành dạng khí N2.

Phương pháp hấp phụ

Phương pháp hấp phụ dựa vào lực tương tác giữa chất hấp phụ và chất bị hấp

phụ (amoni) trong đó các chất bị hấp phụ được giữ lại trên bề mặt chất hấp phụ nhờ

đó mà quá trình lọc được thực hiện.

Thường khi sử dụng phương pháp này thì nồng độ của amoni trong nước thấp

sẽ đem lại hiệu quả tốt hơn tuy nhiên nó có thể lọc amoni trong nước xuống nồng

độ dưới 1,5mg/l nên có thể sử dụng phương pháp này để sản xuất nước cấp được.

Để có thể cải thiện khả năng lọc của chất hấp phụ có nồng độ lớn ta có thể sử

dụng phương pháp sử dụng nhiều lớp chất hấp phụ với các kích thước khác nhau

giúp cải thiện khả năng lọc nước.



1.2 Giới thiệu về nguyên liệu lõi ngô

1.2.1 Tổng quan về cây ngô

1.2.1.1 Giới thiệu chung

Ngô là cây nông nghiệp một lá mầm thuộc chi Zea, họ hòa thảo. Các bộ phận

của cây ngô bao gồm: rễ, thân, lá, hoa và hạt…..

Hình 1.2: Cây ngô.

Ngô là cây lương thực quan trọng trên toàn thế giới bên cạnh lúa mì và lúa

gạo. Ở các nước thuộc Trung Mỹ, Nam Á và Châu Phi, người ta sử dụng ngô làm

lương thực chính cho người với phương thức rất đa dạng theo vùng địa lí và tập

quán từng nơi.

Ngô là cây thức ăn chăn nuôi quan trọng nhất hiện nay: 70% chất tinh trong

thức ăn tổng hợp của gia súc là từ lõi ngô, ngô còn là thức ăn ủ xanh và ủ chua lí

tưởng cho đại gia súc đặc biệt là bò sữa. Gần đây cây ngô còn là cây thực phẩm:

Người ta sử dùng bắp ngô bao tử làm rau cao cấp vì nó sạch và có hàm lượng dinh



dưỡng cao; Ngô nếp, ngô đường (ngô ngọt) được dùng làm hoa quả ăn tươi (luộc,

nước) hoặc đóng hộp làm thực phẩm xuất khẩu. Ngô còn là nguyên liệu của ngành

công nghiệp lương thực - thực phẩm và công nghiệp nhẹ để sản xuất rượu, cồn, tinh

bột, dầu, glucozơ, bánh kẹo… [8]

1.2.1.2 Tình hình sản xuất ngô trên thế giới và ở Việt Nam [9]

Trên thế giới, ngô là một trong những cây ngũ cốc quan trọng, diện tích đứng

thứ 3 sau lúa mì và lúa nước, sản lượng thứ hai và năng suất cao nhất trong các cây

ngũ cốc. Năm 1961, diện tích ngô toàn thế giới đạt 105,5 triệu ha, năng suất 19,4

tạ/ha, sản lượng 205 triệu tấn, đến năm 2009, diện tích trồng ngô thế giới đạt

khoảng 159,5 triệu ha, năng suất bình quân 51,3 tạ/ha, sản lượng 817,1 triệu tấn.

Trong đó Mỹ, Trung Quốc, Braxin là những nước đứng đầu về diện tích và sản

lượng.

Ở Việt Nam, ngô là cây lương thực quan trọng thứ hai sau cây lúa và cây hoa

màu quan trọng nhất được trồng ở nhiều vùng sinh thái khác nhau, đa dạng về mùa

vụ gieo trồng và hệ thống canh tác. Cây ngô không chỉ cung cấp lương thực cho

người, vật nuôi mà còn là cây trồng xóa đói giảm nghèo tại các tỉnh có điều kiện

kinh tế khó khăn. Sản xuất ngô cả nước qua các năm không ngừng tăng về diện tích,

năng suất, sản lượng: năm 2001 tổng diện tích ngô là 730.000 ha, đến năm 2005 đã

tăng trên 1 triệu ha; năm 2010, diện tích ngô cả nước 1126,9 nghìn ha, năng suất

40,9 tạ/ha, sản lượng trên 4,6 triệu tấn. Tuy vậy, cho đến nay sản xuất ngô ở nước ta

phát triển chưa tương xứng với tiềm năng, chưa đáp ứng được nhu cầu tiêu dùng

trong nước, hàng năm nước ta vẫn phải nhập khẩu treehn dưới 1 triệu tấn ngô hạt.

Chính vì lượng sản xuất của ngô lớn như vậy nên lượng lõi ngô sau khi đã tuốt

hạt ngô là rất lớn. Lõi ngô sau khi loại ra một phần là làm chất đốt, một phần nhỏ là

làm bột sản xuất nấm còn phần lớn là thải ra ngoài môi trường gây ô nhiễm, mất mĩ

quan sinh thái. Đây chính là một nguyên liệu tốt cho ta nghiên cứu và ứng dụng nó

cho đời sống.



1.2.2 Thành phần của lõi ngô

Hình 1.3: Cấu trúc lõi ngô [29]

Lõi ngô về mặt hình thái thì ở phía ngoài được bao bọc bởi một lớp trấu ngô

(chaff), phần lõi (pith) ở trung tâm xốp mềm và vòng gỗ (woody ring) cứng được

hình thành ở giữa [28]

Thành phần chủ yếu của lõi ngô là xenlulozơ, hemixenlulozơ và lignin, nên rất

khó bị vi sinh vật phân hủy. Lõi ngô được nghiên cứu cho thấy có khả năng tách các

amoni hòa tan trong nước nhờ vào cấu trúc nhiều lỗ xốp và thành phần gồm các

polyme nhờ xenluloza, hemixenluloza, pectin, lignin và protein [10,24,25].

Bảng 1.2: Thành phần hóa học của lõi ngô [10]

Thành phần Khối lượng (%)

Xenlulozơ 32,3 - 45,6

Hemixenlulozơ 39,8

Lignin 6,7 - 13,9

Xenlulozơ: Xenlulozơ là polisacarit các mắt xíc -glucozơ [C6H7O2(OH)3]n

nối với nhau bằng liên kết 1,4-glicozit tạo nên các vi sợi xenlulozơ. Phân tử khối

của xenlulozơ rất lớn, khoảng từ 10.000 đến 150.000u vi sợi xenlulozơ có một lớp



hemixenlulozơ áo quanh gắn nó gắn kết với các vi sợi khác [12]. Các mạch

xenlulozơ được liên kết với nhau nhờ liên kết hydro và liên kết Van Der Waals. Do

thiếu chuỗi bên hoặc chuỗi nhánh, xenlulozơ là một polyme bán tinh thể, chứa cả

pha tinh thể và pha vô định hình. Liên kết hydro giữa các chuỗi xenlulozơ và lực

Van Der Waals giữa các phân tử glucozơ dẫn đến sự hình thành vùng tinh thể liên

kết chặt chẽ với nhau. Ngược lại, trong vùng vô định hình, xenlulozơ liên kết không

chặt chẽ với nhau nên dễ bị tấn công [19].

Hemixenlulozơ: Về cơ bản, hemicenlulozơ là polisacarit giống xenlulozơ,

nhưng số lượng mắt xích nhỏ hơn. Hemicenlulozơ thường bao gồm nhiều loại mắt

xích và có chứa các nhóm thế axetyl và metyl [11].

Lignin: Lignin là loại polymer được tạo bởi các mắt xích phenylpropan.

Lignin giữ vai trò là chất kết nối giữa hemixenlulozơ và xenlulozơ [11].

Hình 1.4: Thành phần hóa học của vi sợi xenlulozơ (cellulose) [28]



1.2.3 Ứng dụng của lõi ngô

Ngày nay, người ta đã phát hiện ra rất nhiều công dụng của lõi ngô: có thể

được chế tạo làm thức ăn cho gia xúc, có thể lên men lõi ngô để thu được ancol

etylic hoặc axít lactic [10], người ta còn phối trộn lõi ngô với bê tông để trở thành

bê tông lõi ngô có đặc tính rất nhẹ. Đặc biệt, đã có nhiều công trình nghiên cứu chế

tạo than hoạt tính từ lõi ngô. Lõi ngô cũng được ứng dụng hiệu quả trong việc chế

tạo vật liệu hấp phụ trong xử lý môi trường với giá thành rẻ, quy trình chế tạo vật

liệu đơn giản, không đưa thêm vào nước thải tác nhân độc hại nên việc nghiên cứu

và đưa ra quy trình hoàn chỉnh nhằm tận dụng những nguồn nguyên liệu sẵn có ở

Việt Nam trong việc xử lý môi trường là rất có ý nghĩa.

1.3 Than hoạt tính và cách hoạt hóa than [12,13]

1.3.1 Giới thiệu về than hoạt tính

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. Than hoạt tính ở dạng than gỗ đã hoạt hóa

được sử dụng từ nhiều thế kỷ trước. Người Ai cập sử dụng than gỗ từ khoảng 1500

trước công nguyên làm chất hấp phụ cho mục đích chữa bệnh. Người Hinđu cổ ở

Ấn Độ làm sạch nước uống của họ bằng cách lọc qua than gỗ. Việc sản xuất than

hoạt tính trong công nghiệp bắt đầu từ khoảng năm 1900 và được sử dụng làm vật

liệu tinh chế đường. Than hoạt tính này được sản xuất bằng cách than hóa hỗn hợp

các nguyên liệu có nguồn gốc từ thực vật trong sự có mặt của hơi nước hoặc CO2.

Than hoạt tính được sử dụng suốt chiến tranh thế giới thứ nhất trong các mặt nạ

phòng độc bảo vệ binh lính khỏi các khí độc nguy hiểm.

Than hoạt tính là chất hấp phụ quý và linh hoạt, được sử dụng rộng rãi cho

nhiều mục đích 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, trong kiểm soát ô nhiễm không khí từ khí thải công nghiệp và khí thải động cơ,

trong làm sạch nhiều hóa chất, dược phẩm, sản phẩm thực phẩm và nhiều ứng dụng

trong pha khí. Chúng được sử dụng ngày càng nhiều trong lĩnh vực luyện kim để

thu hồi vàng, bạc, và các kim loại khác, làm chất mang xúc tác. Chúng cũng được



biết đến trong nhiều ứng dụng trong y học, được sử dụng để loại bỏ các độc tố và vi

khuẩn của một số bệnh nhất định.

1.3.2 Quá trình tạo than hoạt tính

Quá trình làm điều chế than hoạt tính thường có 2 bước là than hóa và hoạt

hóa. Chúng ta có thể than hóa trước sau đó đem than đó đem đi hoạt hóa hoặc cũng

có thể tiến hành quá trình hoạt hóa than trước sau đó đem đi than hóa.

Quá trình than hóa là quá trình dùng nhiệt để phân hủy nguyên liệu, đưa nó về

dạng cacbon, đồng thời làm bay hơi một số chất hữu cơ nhẹ tạo lỗ xốp ban đầu cho

than.

Hoạt hóa là quá trình nâng cao hoạt tính của than dưới tác dụng của nhiệt và

tác nhân hoạt hóa, tạo độ xốp cho than bằng một hệ thống lỗ có kích thước khác

nhau, ngoài ra còn tạo các tâm hoạt động trên bề mặt. Có hai cơ chế hoạt hóa đó là:

hoạt hóa vật lý và hoạt hóa hóa học.

Hoạt hóa vật lý: Sử dụng hơi nước hoặc khí CO2 làm tác nhân hoạt hóa, ở

nhiệt độ cao khoảng (800÷850)oC những tác nhân hoạt hóa này thực hiện các phản

ứng với nguyên tử cacbon trong than như sau:

C + CO2 → 2CO (1.18)

C + H2O → CO + H2 (1.19)

Cứ mỗi nguyên tử C bị lấy đi lại tạo thành một lỗ xốp trong cấu trúc của than

hoặc phá vỡ những thành liên kết tạo ra hệ thống mạch mao quản làm tăng diện tích

bề mặt của than.

Hoạt hóa bằng phương pháp vật lý mặc dù có thể thu được than hoạt tính có

diện tích bề mặt riêng lớn nhưng hiệu suất thu hồi lại không cao do lượng mất mát

than lớn trong quá trình hoạt hóa.

Hoạt hóa hóa học: Được sử dụng cho tất cả những loại than có nguồn gốc từ

than đá, than bùn, sọ dừa, vỏ lạc, gỗ… Nếu than đá được dùng làm nguyên liệu chế

tạo than thì khi hoạt hóa hơi nước quá nhiệt (ở khoảng 130oC) được thổi vào lò hoạt

hóa ở nhiệt độ khoảng 1000oC. Ngoài cơ chế tạo thành lỗ xốp do lấy đi các nguyên

tử cacbon còn có sự tham gia của các túi khí có sẵn trong than. Ở nhiệt độ cao,

các túi khí này bị phá vỡ thoát ra ngoài để lại những lỗ xốp trong cấu trúc của than.



Ban đầu những lỗ xốp này còn nhỏ, nhưng theo thời gian hoạt hóa, các túi khí xung

quanh cũng thoát ra ngoài để lại các lỗ xốp mới. Nhiều lỗ xốp kết hợp với nhau tạo

thành những lỗ xốp lớn hơn. Khi quá trình hoạt hóa diễn ra quá lâu thì tạo thành

những lỗ xốp rất lớn làm giảm hoạt tính của than. Do đó thời gian hoạt hóa là một

trong những thông số rất quan trọng quyết định đến chất lượng của than thu được.

Hoạt hóa hóa học: Nhân tố hoạt hóa thường dùng là các hợp chất hóa học như

ZnCl2, Na2CO3, K2CO3, H3PO4, H2SO4, HNO3 … Hoạt hóa hóa học thường được

dùng để nâng cao hoạt tính cho than có nguồn gốc thực vật. Quá trình than hóa và

hoạt hóa cũng có thể diễn ra đồng thời.

Hoạt hóa bằng phương pháp hóa học có ưu điểm là hiệu suất thu hồi than cao

hơn, năng suất thấp hơn, việc cơ khí hóa và tự động hóa khó khăn hơn.

1.3.3 Cơ chế làm việc của than hoạt tính

Cơ chế làm việc của than hoạt tính bao gồm 2 giai đoạn là lọc thô và hấp phụ.

Ở giai đoạn đầu, các tạp chất, các chất hữu cơ kích thước lớn được giữ lại trên bề

mặt than do chúng lớn hơn đường kính của lỗ xốp. Giai đoạn tiếp theo là giai đoạn

hấp phụ, các phân tử hữu cơ nhỏ được hấp phụ vào bề mặt hệ thống lỗ xốp của than.

Những lỗ xốp có kích thước macro (>50nm) có nhiệm vụ vận chuyển chất hấp phụ

tới những lỗ xốp meso và micro. Ở những lỗ xốp micro cơ chế hấp thụ là lấp đầy,

lực hấp phụ ở đây rất lớn do hiệu ứng nhân đôi của 2 thành ống. Còn ở những lỗ

xốp meso (2<d<50nm) thì cơ chế hấp phụ là ngưng tụ mao quản.

1.4 Các lý thuyết về quá trình hấp phụ

1.4.1 Hiện tượng hấp phụ [13,14]

Hấp phụ là sự tích lũy chất trên bề mặt phân cách các pha (khí - rắn, lỏng -

rắn, khí - lỏng, lỏng - lỏng). Chất có bề mặt mà trên đó xảy ra sự hấp phụ được gọi

là chất hấp phụ, còn chất được tích lũy trên bề mặt chất hấp phụ gọi là chất bị hấp

phụ.

Ngược với quá trình hấp phụ là quá trình giải hấp phụ. Đó là quá trình đi ra

của chất bị hấp phụ khỏi lớp bề mặt chất hấp phụ.



Hiện tượng hấp phụ xảy ra do lực tương tác giữa chất hấp phụ và chất bị hấp

phụ. Tùy theo bản chất lực tương tác mà người ta phân biệt hai loại là hấp phụ vật

lý và hấp phụ hóa học.

Hấp phụ vật lý

Các phân tử chất bị hấp phụ liên kết với những tiểu phân (nguyên tử, phân tử,

các ion…) ở bề mặt phân chia pha bởi lực liên kết Van Der Walls yếu. Đó là tổng

hợp của nhiều loại lực hút khác nhau: tĩnh điện, tán xạ, cảm ứng và lực định hướng.

Trong hấp phụ vật lý, các phân tử của chất bị hấp phụ và chất hấp phụ không tạo

thành hợp chất hóa học (không hình thành các liên kết hóa học) mà chất bị hấp phụ

chỉ bị ngưng tụ trên bề mặt phân chia pha và bị giữ lại trên bề mặt chất hấp phụ. Ở

hấp phụ vật lý, nhiệt hấp phụ không lớn.

Hấp phụ hóa học

Hấp phụ hóa học xảy ra khi các phân tử chất hấp phụ tạo hợp chất hóa học với

các phân tử chất bị hấp phụ. Lực hấp phụ hóa học khi đó là lực liên kết hóa học

thông thường (liên kết ion, liên kết cộng hóa trị, liên kết phối trí…). Nhiệt hấp phụ

hóa học lớn, có thể đạt tới giá trị 800kJ/mol.

Trong thực tế sự phân biệt hấp phụ vật lí và hấp phụ hóa học chỉ là tương đối,

vì ranh giới giữa chúng không rõ rệt. Trong một số quá trình hấp phụ xảy ra đồng

thời cả hấp phụ vật lý và hấp phụ hóa học.

Hấp phụ trong môi trường nước

Trong nước, tương tác giữa một chất hấp phụ và chất bị hấp phụ phức tạp hơn

rất nhiều vì trong hệ có ít nhất là ba thành phần gây tưong tác: nước, chất hấp phụ

và chất bị hấp phụ. Do sự có mặt của dung môi nên trong hệ sẽ xảy ra quá trình hấp

phụ cạnh tranh giữa chất bị hấp phụ và dung môi trên bề mặt chất hấp phụ. Cặp nào

có tương tác mạnh thì hấp phụ xảy ra cho cặp đó. Tính chọn lọc của cặp tương tác

phụ thuộc vào yếu tố: Độ tan của chất bị hấp phụ trong nước, tính ưa hoặc tính kỵ

nước của chất bị hấp phụ, mức độ kỵ nước của các chất bị hấp phụ trong môi trường

nước.



1.4.2 Các phương trình hấp phụ đẳng nhiệt [13]

Quá trình hấp phụ là một quá trình thuận nghịch. Các phần tử chất bị hấp phụ

khi đã hấp phụ trên bề mặt chất hấp phụ vẫn có thể di chuyển ngược lại pha mang.

Theo thời gian, lượng chất bị hấp phụ tích tụ trên bề mặt chất rắn càng nhiều thì tốc

độ di chuyển ngược trở lại pha mang càng lớn. Đến một thời điểm nào đó, tốc độ

hấp phụ bằng tốc độ giải hấp thì quá trình hấp phụ đạt cân bằng. Một hệ hấp phụ khi

đạt đến trạng thái cân bằng, lượng chất bị hấp phụ là một hàm của nhiệt độ, áp suất

hoặc nồng độ của chất bị hấp phụ:

q = f (T, P hoặc C) (1.20)

Ở nhiệt độ không đổi (T = const), đường biểu diễn sự phụ thuộc của q vào P

hoặc C (q= f(T, P hoặc C)) được gọi là đường đẳng nhiệt hấp phụ. Đường đẳng

nhiệt hấp phụ có thể được xây dựng trên cơ sở lý thuyết, kinh nghiệm hoặc bằng

kinh nghiệm tùy thuộc vào tiền đề, giả thiết, bản chất và kinh nghiệm xử lý số liệu

thực nghiệm.

Dung lượng hấp phụ cân bằng

Dung lượng hấp phụ cân bằng là khối lượng chất bị hấp phụ trên một đơn vị

khối lượng chất hấp phụ ở trạng thái cân bằng trong điều kiện xác định về nồng độ

và nhiệt độ.

G = ( ). (1.21)

Trong đó:

G: Dung lượng hấp phụ cân bằng (mg/g)

V: Thể tích dung dịch chất bị hấp phụ (l)

m: Khối lượng chất bị hấp phụ (g)

Co: Nồng độ của chất bị hấp phụ tại thời điểm ban đầu (mg/l)

Ccb: Nồng độ của chất hấp phụ tại thời điểm cân bằng (mg/l)

Các phương trình hấp phụ đẳng nhiệt.



Bảng 1.3: Các phương trình hấp phụ đẳng nhiệt.

Đường đẳng nhiệt hấp

phụ Phương trình

Bản chất sự hấp

phụ

Langmuir

푉푉

=푏.푝

1 + 푏. 푝 Vật lí và hóa học

Henry

푉 = 푘. 푝 Vật lí và hóa học

Freundlich

푉 = 푘. 푝. ,(n>1) Vật lí và hóa học

Shlygin - Frumkin -

Temkin

푉푉

=1푎푙푛퐶 . 푝 Hóa học

Brunauer - Emmett -

Teller

푝푉(푝 − 푝)

=1

푉 .퐶+

(퐶 − 1)푉 .퐶

.푝푝

Vật lí và nhiều lớp.

Trong các phương trình trên, V là thể tích chất bị hấp phụ, Vm là thể tích hấp

phụ cực đại, p là áp suất chất bị hấp phụ ở pha khí, po là áp suất hơi bão hòa của

chất bị hấp phụ ở trạng thái lỏng tinh khiết ở cùng nhiệt độ. Các kí hiệu a, b, k, n là

các hằng số.

Mô hình tính toán cho quá trình hấp phụ thường sử dụng phương trình

Langmuir và phương trình Freundlich.

Phương trình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir được xây dựng dựa trên các giả

thuyết:



1) Tiểu phân bị hấp phụ liên kết với bề mặt tại những trung tâm xác định.

2) Mỗi trung tâm chỉ hấp phụ một tiểu phân

3) Bề mặt chất hấp phụ là đồng nhất, nghĩa là năng lượng hấp phụ trên các tiểu

phân là như nhau và không phụ thuộc vào sự có mặt của các tiểu phân hấp phụ trên

các trung tâm bên cạnh.

Phương trình này cũng có thể áp dụng được cho quá trình hấp phụ trong môi

trường nước. Khi đó có thể biểu diễn phương trình Langmuir như sau:

G = G ..

(1.22)

Trong đó:

- Ccb là nồng độ chất bị hấp phụ ở trạng thái cân bằng.

- G, Gmax lần lượt là dung lượng hấp phụ và dung lượng hấp phụ cực đại.

- K là hằng số Langmuir.

Với phương pháp đồ thị, phương trình (1.22) được viết thành:

=.

+ C (1.23)

Phương trình Freundlich:

퐺 = 퐾. 퐶 (1.24)

Trong đó:

- Gc: độ hấp phụ bằng lượng chất tan bị hấp phụ bởi một đơn vị khối lượng

than hoạt tính ở trạng thái cân bằng.

- Cc: nồng độ của chất tan trong pha lỏng ở trạng thái cân bằng

- K và n: các hằng số Freundlich.

Phương trình (1.24) còn viết dưới dạng tuyến tính như sau:

lnG = lnK + . lnC (1.25)



CHƯƠNG 2. THỰC NGHIỆM

2.1 Nguyên liệu và hóa chất

Lõi ngô (Giống ngô lai đơn F1 NK67 của hãng Syngenta được trồng ở Lâm

Đồng)

Nước cất (Phòng thí nghiệm trường Đại học Bà Rịa - Vũng Tàu)

Nước đề ion (Nước cất không đạm) (Hóa chất - thiết bị Hóa Nam)

H2SO4 97% (National High - Technology Corporation)

NH4Cl 99,5% (Shantou Xilong Chemical Factory)

NaHCO3 99,5% (Xilong Chemical Industry Incorparated. Co.,Ltd)

NaClO 8% (Xilong Chemical Industry Incorparated. Co.,Ltd)

Na2[Fe(CN)5NO].2H2O 98% (HiMedia Labotaries Pvt.Ltd.)

C6H5Na3O7.2H2O 99% (Xilong Chemical Industry Incorparated. Co.,Ltd)

C2H5OH 99,7% (VN-Chemsol Co.,Ltd)

C6H5OH 98,5% (National High - Technology Corporation)

2.2 Thiết bị

Máy lắc ngang (IKA HS 260 Basic)

Tủ sấy (Ecocel)

Lò nung (Carbolite)

Máy đo quang phổ UV-VIS (GENESYS 10uv)

Máy lọc chân không (Rocker 300)

Cân phân tích (Sartorius)

2.3 Tạo đường chuẩn

2.3.1 Lý thuyết của quá trình

Lý thuyết của quá trình xác đinh amoni bằng phương pháp phenat: Ammonia

phản ứng với hypochloride và phenol với chất xúc tác sodium nitroprusside sẽ tạo

thành phức indophenols có màu xanh, phức này hấp thụ ánh sáng tối đa ở 640nm.

2.3.2 Pha dung dịch thuốc thử

Dung dịch PRE 1: Nước cất không đạm

Dung dịch PRE 2: Phenol stock solution: hòa tan 58ml phenol trong ethanol

thành 100ml.



Dung dịch PRE 3: Sodium hypochloride (NaClO) 5%.

Dung dịch PRE 4: Dung dịch NaOH 67,5% (hòa tan 67,5g NaOH thành 100ml

với nước cất không đạm).

Dung dịch A: Hòa tan 15g C6H5Na3O7.2H2O trong 100ml nước cất không

đạm.

Dung dịch B: Hòa tan 75ml PRE 2 với 0,1g Na2[Fe(CN)5NO].2H2O trong

100ml nước cất không đạm.

Dung dịch C: Hòa tan 75ml PRE 3 với PRE 4 thành 100ml.

2.3.3 Dung dich chuẩn

Dung dịch NH4Cl 1g/l: Hòa tan 3,822g NH4Cl trong 1000ml nước cất. Thiết

lập mẫu chuẩn: Pha dung dịch mẫu chuẩn theo bảng sau:

Bảng 2.1: Các bước thiết lập mẫu chuẩn

STT

Nồng độ mẫu

chuẩn C0

(mg/l)

Thể tích dung dịch

NH4Cl 1g/l

(ml)

Thể tích nước cất

không đạm

(ml)

1 1 1 999

2 10 10 990

3 30 30 970

4 50 50 950

5 100 100 900

6 150 150 850

7 200 200 800

Tiến hành:

Lần lượt lấy 1ml từng nồng độ mẫu chuẩn pha thành 100ml dung dịch cho vào

bình tam giác 100ml. Sau đó, cho vào từng bình các dung dịch sau:

1ml thuốc thử A

1ml thuốc thử B

1 ml thuốc thử C



Chờ 15-20 phút, dung dịch xuất hiện màu xanh, đem đo độ hấp phụ quang ở

bước sóng 640nm. Sau khi ghi kết quả từ máy ta xử lý với hệ số pha loãng sẽ cho

kết quả nồng độ của mẫu mà ta cần đo.

2.4 Tạo vật liệu

Hình 2.1: Quy trình tạo vật liệu hấp phụ từ lõi ngô

Lõi ngô ban đầu

Cắt nhỏ, ngâm với nước, phơi khô

H2SO4

Sấy ở 90oC

Lõi ngô nguyên liệu

Hoạt hóa lõi ngô

Trung hòa axít còn lại NaHCO3 2%

Nước lọc chứa H2SO4 Lọc, rửa lõi ngô Nước cất

Nước lọc chứa NaHCO3 Lọc, rửa lõi ngô Nước cất

Xử lí nhiệt (2 giờ)

Nghiền nhỏ (0,25 -2 mm)

Vật liệu hấp phụ



Các bước tiến hành tạo vật liệu hấp phụ từ lõi ngô:

Lõi ngô ban đầu được cắt ra với kích thước nhỏ hơn sau đó cho ngâm với

nước cất trong 24 giờ để loại bỏ một số chất bẩn từ lõi ngô ra rồi mang đem phơi tự

nhiên đến khi lõi ngô khô.

Đem mẫu lõi ngô trên đi sấy ở nhiệt độ 90oC trong thời gian 6 giờ để độ ẩm

trong ngô dưới 5% đây chính là lõi ngô nguyên liệu.

Lõi ngô nguyên liệu này tiếp theo sẽ được ngâm trong H2SO4 trong một

khoảng thời gian, sản phẩm sau khi ngâm H2SO4 được rửa nhiều lần với nước cất

rồi đem đi ngâm với NaHCO3 để loại bỏ lượng axít còn lại, sau đó lọc lấy vật liệu

và rửa bằng nước cất đến môi trường trung tính, cuối cùng là đem đi xử lí nhiệt.

Quy trình xử lí trên đây đã có một số nghiên cứu sử dụng cho vật liệu có thành phần

xenlulozơ, hemixenlulozơ, ligin tương tự lõi ngô như bã mía [18], xơ dừa [21], vỏ

trấu [22]…để tạo than hoạt tính. Để tạo được vật liệu hấp phụ tốt nhất sau đây

chúng ta sẽ đi khảo sát một số yếu tố liên quan đến quá trình tạo vật liệu.

Hình 2.2: Lõi ngô nguyên liệu

Hình 2.3: Lõi ngô sau khi xử lý với H2SO4 và NaHCO3



Hình 2.4: Vật liệu hấp phụ được tạo từ lõi ngô

2.4.1 Khảo sát nồng độ axít sunfuric dùng để hoạt hóa lõi ngô

Ở các nghiên cứu sử dụng axít sunfuric để biến tính vật liệu có các thành phần

tương tự lõi ngô như vỏ trấu [22], xơ dừa [21]…làm vật liệu hấp phụ thường đều sử

dụng axít sunfuric đậm đặc do axít với nồng độ cao có tính oxi hóa mạnh làm bứt

các liên kết nội phân tử và liên kết giữa các mạch xenlulozơ, hemixenlulozơ dễ

dàng hơn so với axít có nồng độ thấp [20], để lựa chọn được nồng độ axít sunfuric

phù hợp để hoạt hóa lõi ngô ta sẽ khảo sát ở nồng độ: 40%, 60%, 80%, 90% và 97%

xem ở các nồng độ thấp hơn thì có thể tạo được vật liệu hấp phụ có khả năng hấp

phụ tốt hơn hoặc bằng so với sử dụng axít đậm đặc (97%) hay không, nếu tạo được

vật liệu hấp phụ có khả năng hấp phụ tốt ở nồng độ thấp hơn thì ta có thể tiết kiệm

được hóa chất, giảm tác hại của axít thải ra môi trường. Dưới đây là các bước khảo

sát:

Cho lần lượt axít sunfuric (H2SO4) với các nồng độ: 40%, 60%, 80%, 90% và

97% vào lần lượt từng lọ chứa 10g lõi ngô nguyên liệu theo tỉ lệ 1:1 về khối lượng

ngâm trong 48 giờ, sản phẩm sau khi ngâm với axít được rửa sạch nhiều lần với

nước cất rồi ngâm trong dung dịch NaHCO3 2% trong 24 giờ, sau đó lọc lấy vật liệu

rửa sạch bằng nước đến môi trường trung tính, đem vật liệu đi xử lí nhiệt ở 200oC

trong vòng 2 giờ, rồi nghiền nhỏ vật liệu đến 0,25 đến 2 mm, ta được các vật liệu

hấp phụ tương ứng với các nồng độ axít khác nhau.



Cân 1g vật liệu hấp phụ - lõi ngô biến tính có các nồng độ khác nhau với

100ml dung dịch NH4Cl nồng độ 100mg/l lần lượt vào các bình tam giác. Sau đó

đem lắc bằng máy lắc với tốc độ 120 vòng/phút, trong vòng 60 phút. Sau đó lọc lấy

dung dịch, pha loãng 100 lần. Tiếp theo cho các dung dịch thuốc thử, để ổn định

màu trong vòng 20 phút và đem đi đo quang.

2.4.2 Khảo sát thời gian ngâm axít sunfuric

Các nghiên cứu sử dụng axít sunfuric để biến tính vỏ trấu [22], xơ dừa [21] thì

thời gian hoạt hóa được sử dụng là 24 giờ nhưng một số nghiên cứu khác như biến

tính bã mía [18] thì lại lựa chọn thời gian hoạt hóa là 48 giờ nên với thí nghiệm này

ta sẽ chọn những khoảng thời gian dưới 48 giờ để khảo sát xem thời gian hoạt hóa

nào là phụ hợp nhất nếu tạo được vật liệu hấp phụ có khả năng hấp phụ tốt ở

khoảng thời gian hoạt hóa thấp hơn điều kiện khảo sát của các nghiên cứu khác điều

đó rất ý nghĩa do nó tiết kiệm được thời gian, rút ngắn được thời gian tạo vật liệu.

Ta chọn khảo sát ở các khoảng thời gian: 6 giờ, 12 giờ, 18 giờ, 24 giờ, 30 giờ, 36

giờ, 42 giờ, 48 giờ. Dưới đây là quy trình khảo sát thời gian ngâm với axít sunfuric:

Cân 20g lõi ngô nguyên liệu với H2SO4 97% theo tỉ lệ 1:1 về khối lượng,

ngâm trong thời gian lần lượt là: 6 giờ, 12 giờ, 18 giờ, 24 giờ, 30 giờ, 36 giờ, 42

giờ, 48 giờ. Sản phẩm sau khi ngâm với axít ở trong khoảng thời gian khác nhau

được rửa sạch nhiều lần với nước cất rồi ngâm trong dung dịch NaHCO3 2% trong

24 giờ, sau đó lọc lấy vật liệu rửa sạch bằng nước đến môi trường trung tính, đem

vật liệu đi xử lí nhiệt ở 200oC trong vòng 2 giờ, rồi nghiền nhỏ vật liệu đến 0,25 đến

2 mm, ta được các vật liệu hấp phụ tương ứng với các thời gian ngâm khác nhau.

Cân 3g lõi ngô biến tính có các thời gian ngâm khác nhau với 50ml dung dịch

NH4Cl nồng độ 100mg/l lần lượt vào các bình tam giác. Sau đó đem lắc bằng máy

lắc với tốc độ 120 vòng/phú, trong vòng 60 phút. Sau đó lọc lấy dung dịch, pha

loãng 100 lần. Tiếp theo cho các dung dịch thuốc thử, để ổn định màu trong vòng

20 phút và đem đi đo quang.

2.4.3 Khảo sát nhiệt độ xử lí

Quá trình hoạt hóa bằng axít đã dẫn làm phá vỡ các liên kết giữa các mạch

xenlulozơ, hemixenlulozơ, tách nước với liên kết hóa học lẫn liên kết vật lí trong lõi



ngô ra, tạo ra các tâm axít ở bề mặt than, gây biến đổi cấu trúc lõi ngô làm cho cấu

trúc lõi ngô biến tính khác với lõi ngô nguyên liệu [20] nên đến với quá trình xử lí

bằng nhiệt nhiệm vụ chủ yếu là tách nước với liên kết vật lí với CO2 còn trong lõi

ngô sau khi đã hoạt hóa bằng axít. Tùy vào các vật liệu khác nhau mà CO2 có thể

tách ra ở các nhiệt độ khác nó phụ thuộc vào bản chất của vật liệu do đó chúng ta sẽ

khảo sát nhiệt độ xử lí ở một khoảng khá rộng, bên cạnh đó quá trình xứ lí nhiệt tạo

vật liệu hấp phụ (than hoạt tính) có thể xử lí ở các nhiệt độ cao có thể lên đến

800oC, 900oC có lúc lên đến 1000oC [12]. Nên ta chọn khảo sát ở các nhiệt độ

100oC, 200oC, 300oC, 400oC, 500oC, 600oC, 700oC, 800oC. Dưới đây là các bước

tiến hành khảo sát:

Cân 20g lõi ngô nguyên liệu với H2SO4 97% theo tỉ lệ 1:1 về khối lượng,

ngâm trong 36 giờ, sản phẩm sau khi ngâm với axít được rửa sạch nhiều lần với

nước cất rồi ngâm trong dung dịch NaHCO3 2% trong 24 giờ, sau đó lọc lấy vật liệu

rửa sạch bằng nước đến môi trường trung tính, đem vật liệu xử lí ở các nhiệt độ:

100oC, 200oC, 300oC, 400oC, 500oC, 600oC, 700oC, 800oC trong vòng 2 giờ, rồi

nghiền nhỏ vật liệu đến 0,25 đến 2mm, ta được các vật liệu hấp phụ tương ứng với

các nhiệt độ nung khác nhau.

Cân 1g vật liệu hấp phụ trên với 100ml dung dịch NH4Cl nồng độ 100mg/l lần

lượt vào các bình tam giác. Sau đó đem lắc bằng máy lắc với tốc độ 120 vòng/phút,

trong vòng 60 phút. Sau đó lọc lấy dung dịch, pha loãng 100 lần. Tiếp theo cho các

dung dịch thuốc thử, để ổn định màu trong vòng 20 phút và đem đi đo quang.

2.5 Hấp phụ amoni và các điều kiện tối ưu cho quá trình hấp phụ

2.5.1 Khảo sát quá trình hấp phụ amoni khi thay đổi khối lượng lõi ngô biến

tính

Để quá trình khảo sát chính xác và tiết kiệm được lượng chất hấp phụ ở các

nghiên cứu khác khi khảo sát sự tác động của khối lượng chất hấp phụ đến quá trình

hấp phụ thì lựa chọn khảo sát ở khối lượng chất hấp phụ thấp (khoảng dưới 2g)

[12,21,22] do đó đối với quá trình khảo sát yếu tố này ta sẽ chọn các thông số về

khối lượng như sau: 0,05g; 0,1g; 0,2g; 0,4g; 0,6g; 0,8g; 1,0g; 1,2g; 1,6g; 1,80g.

Dưới đây là quá trình khảo sát:



Cân một loạt các mẫu lõi ngô biến tính với khối lượng như sau: 0,05g; 0,1g;

0,2g; 0,4g; 0,6g; 0,8g; 1,0g; 1,2g; 1,6g; 1,80g lần lượt cho vào trong 100ml NH4Cl

nồng độ 100mg/l trong bình tam giác. Sau đó đem lắc bằng máy lắc với tốc độ 120

vòng/phút, trong vòng 60 phút. Sau đó lọc lấy dung dịch, pha loãng 100 lần. Tiếp

theo cho các dung dịch thuốc thử, để ổn định màu trong vòng 20 phút và đem đi đo

quang.

2.5.2 Khảo sát quá trình hấp phụ amoni khi thay đổi nồng độ ban đầu của

amoni.

Do đường chuẩn của amoni được xây dựng với các nồng độ dưới 200mg/l nên

ta chọn các thông số nông độ dưới 200mg/l để khảo sát cho yếu tố này, để thuận

tiện ta sẽ lựa chon các nồng độ amoni ban đầu tương tự nồng độ của xây đường

chuẩn amoni để khảo sát. Dưới đây là quy trình khảo sát:

Pha các mẫu dung dịch NH4Cl với các nồng độ: 1mg/l; 10mg/l; 30mg/l;

50mg/l; 100mg/l; 150mg/l; 200mg/l cho vào mỗi bình tam giác, mỗi bình 100ml

dung dịch. Cân 0,1g lõi ngô biến tính vào lần lượt mỗi bình có các nồng độ trên.

Đem các bình đi lắc trên máy lắc với tốc dộ 120 vòng/phút trong thời gian 60 phút.

Sau đó lọc lấy dung dịch, pha loãng 100 lần. Tiếp theo cho các dung dịch thuốc thử,

để ổn định màu trong vòng 20 phút và đem đi đo quang.

2.5.3 Khảo sát quá trình hấp phụ khi thay đổi thời gian hấp phụ

Cân 0,1g lõi ngô biến tính cho vào trong 100ml dung dịch NH4Cl nồng độ

100mg/l trong bình tam giác. Sau đó đem lắc bằng máy lắc trong thời gian lần lượt

là: 30 phút, 60 phút, 90 phút, 120 phút, 150 phút, 180 phút, 210 phút với tốc độ 120

vòng/phút. Sau đó lọc lấy dung dịch, pha loãng 100 lần. Tiếp theo cho các dung

dịch thuốc thử, để ổn định màu trong vòng 20 phút và đem đi đo quang.

2.5.4 Khảo sát quá trình hấp phụ khi thay đổi pH

Cân 0,1g lõi bắp biến tính cho vào trong 100ml dung dịch NH4Cl nồng độ

100mg/l trong bình tam giác. Sử dụng dung dịch NaOH 1M và HCl 1M để điều

chỉnh pH lần lượt như sau: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8. Sau đó đó đem lắc bằng máy lắc với

tốc độ 120 vòng/phút , trong 150 phút. Sau đó, lọc lấy dung dich, pha loãng 100 lần.



Tiếp theo cho các dung dịch thuốc thử, để ổn định màu trong vòng 20 phút và đem

đi đo quang.

2.6 Khảo sát quá trình tái hấp phụ của lõi ngô đã được hoạt hóa bằng axít

Cân 1g lõi ngô biến tính cho vào dung dịch NH4Cl nồng độ 1000mg/l trong

bình tam giác. Điều chỉnh độ pH là 7. Sau đó đem lắc bằng máy lắc ở 120

vòng/phút, trong thời gian 150 phút. Sau đó, lọc lấy dung dich, pha loãng 1000 lần.

Tiếp theo cho các dung dịch thuốc thử, để ổn định màu trong vòng 20 phút và đem

đi đo quang.

Phần chất rắn ở phía trên chúng ta đem rửa sạch lại bằng nước cất rồi mang

đem đi xử lí ở nhiệt độ 300oC, sau đó ta đem mẫu này tiếp tục với quá trình như

trên. So sánh hiệu suất hấp phụ của lõi ngô biến tính sau quá trình giải hấp.

2.7 Các phương pháp được dùng trong thí nghiệm

2.7.1 Phương pháp xác định hàm lượng amoni

2.7.1.1 Phương pháp phấn tích trắc quang [15]

Phương pháp này dùng để xây dựng được đường chuẩn của amoni và qua đó

khảo sát được khả năng hấp phụ amoni của các mẫu vật liệu hấp phụ ở các điều

kiện khác nhau.

Phân tích trắc quang là tên gọi chung của các phương pháp phân tích quang

học dựa trên sự tương tác chọn lọc giữa chất cần xác định với năng lượng bức xạ

thuộc vùng tử ngoại, khả kiến hoặc hồng ngoại.

Nguyên tắc của phương pháp trắc quang là dựa vào lượng ánh sáng đã bị hấp

thu bởi chất hấp thu để tính hàm lượng của chất hấp thu.

Trong phương pháp trắc quang - phương pháp hấp thu chúng ta thường sử

dụng phổ UV - VIS. Các máy đo quang loại này làm việc trong vùng tử ngoại (UV)

và khả kiến (VIS) từ khoảng 190nm đến khoảng 900nm.

Lý thuyết cơ sở của phương pháp: Là nhờ vào sự hấp thụ ánh sáng của dung

dịch màu. Dung dịch màu là do bản thân dung dịch đã hấp thụ một phần quang phổ

(một vùng phổ) của ánh sáng, phần còn lại ló ra cho ta màu của dung dịch, chính là

màu phụ của phần ánh sáng đã bị hấp phụ (vùng quang phổ còn lại).

Định luật hấp thu ánh sáng Lambert - Beer:



Chiếu bức xạ đơn sắc có bước sóng 휆 có cường độ Io qua dung dịch chứa cấu

tử khảo sát có nồng độ C. Bề dày dung dịch là 1. Tại bề mặt cuvet đo, một phần bức

xạ bị phản xạ có cường độ IR, một phần bức xạ bị hấp thu có cường độ IA. Bức xạ ra

khỏi dung dịch có cường độ I.

Io = I + IR + IA (2.1)

Chọn cuvet đo có bề mặt nhẵn, truyền suốt để IR = 0 để phương trình 2.1 trở

thành:

Io = IA + I (2.2)

Ta có :

log = A = ε. l. C (2.3)

Trong đó: 휀 là một hằng số tỉ lệ có tên độ hấp thu phân tử biểu thị độ hấp thu

của dung dịch có nồng độ chất tan là 1M được đựng trong bình dày 1cm.

2.7.2 Phương pháp phân tích cấu trúc của vật liệu

2.7.2.1 Phương pháp kính hiển vi điện tử quét SEM [16]

Vi cấu trúc và hình thái bề mặt của mẫu vật liệu hấp phụ được xác định bằng

phương pháp hiển vi điện tử quét SEM ở các mức độ khác nhau.

Kính hiển vi điện tử quét ( Scanning Electron Microscope, thường viết tắt

là SEM), 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 điện tử (chùm các electron) hẹp quét

trên bề mặt mẫu. Việc tạo ảnh của mẫu vật được thực hiện thông qua việc ghi nhận

và phân tích các bức xạ phát ra từ tương tác của chùm điện tử với bề mặt mẫu vật.

Nguyên lí hoạt động: Một chùm tia điện tử đi qua các thấu kính (điện tử) để

tiêu tụ thành một điểm rất nhỏ chiếu lên bề mặt của mẫu nghiên cứu. Nhiều hiệu

ứng xảy ra khi các hạt điện tử của chùm tia va chạm với các nguyên tử bề mặt vật

rắn. Từ điểm ở bề mặt mẫu mà chạm các điện tử chiếu đến có nhiều loại hạt, nhiều

loại tia phát ra, gọi chung là các loại tín hiệu. Mỗi loại tín hiệu phản ánh một đặc

điểm của mẫu tại điểm được điện tử chiếu đến. Thí dụ số điện tử thứ cấp phát ra phụ

thuộc độ lồi lõm ở bề mặt mẫu, số điện tử tán xạ ngược phát ra phụ thuộc số nguyên

tử Z, bước sóng tia X phát ra phụ thuộc nguyên tử ở mẫu là nguyên tử nào… Cho



chùm tia điện tử quét trên quét trên mẫu và quét một cách đồng độ một tia điện tử

trên màn hình của đèn hình, thu và khuếch đại một loại tín hiệu nào đó từ mẫu phát

ra làm thay đổi cường độ sáng của tia điện tử quét trên màn hình, ta có được hình

ảnh.

2.7.2.2 Phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD) [17]

Phương pháp nhiễu xạ tia có thể giúp ta tìm hiểu được cấu trúc vật liệu.

Nhiễu xạ tia X là hiện tượng các chùm tia X nhiễu xạ trên các mặt tinh thể của

chất rắn do tính tuần hoàn của cấu trúc tinh thể tạo nên các cực đại và cực tiểu nhiễu

xạ. Kỹ thuật nhiễu xạ tia X được sử dụng để phân tích cấu trúc rắn, vật liệu..

Tia X hay tia Rơntgen là một dạng của sóng điện từ mà mắt không nhìn thấy

được, nó có những tính chất tương tự như ánh sáng thường, truyền qua được vật

không trong suốt. Được phát ra khi các electron đang chuyển động nhanh bị hãm

bởi một vật chắn và trong quá trình tương tác giữa bức xạ với vật chất khi đó ta thu

được phổ vạch. Tia X có bước sóng khoảng từ 10-11 đến 10-9m tương ứng với dãy

tần số từ 30PHz đến 30EHz và năng lượng từ 120eV đến 120keV.

Cơ chế phát xạ của tia X: Các electron ở trong lớp vỏ ngoài cùng của nguyên

tử rất dễ bị kích thích, thậm chí để đánh bật một electron khỏi nguyên tử cũng chỉ

cần năng lượng vài eV. Khi electron ở lớp vỏ ngoài bị kích thích trở về trạng thái

bình thường, nó sẽ phát ra bức xạ có năng lượng cùng bậc, tức là có bước sóng

trong vùng ánh sáng nhìn thấy.



CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.

3.1 Kết quả phân tích cấu trúc vật liệu

3.1.1 Kết quả chụp XRD của mẫu vật liệu

Điều kiện đo: Mẫu phân tích X-ray được cho vào máy D8-ADVANCE, với

điện áp gia tốc 40KV, cường độ dòng 40mA, bức xạ Cu - K훼 (dùng tấm lọc Ni), tốc

độ quét 0,01o2θ/2s. Sử dụng khoảng 1g mẫu để phân tích toàn bộ sau khi nghiền

thành mẫu bột, sau đó cho vào khay mẫu và cho vào máy phân tích. Một đường

nhiễu xạ X-Ray được chạy cho vào mỗi mẫu với góc quét 2θ thay đổi từ 5o đến 70o.

Hình 3.1: Giản đồ XRD của lõi ngô nguyên liệu.

Hình 3.2: Giản đồ XRD của lõi ngô đã được biến tính



Nhận xét: Ta thấy được các peak đặc trưng của xenlulozơ tinh thể ở vị trí 2θ =

14,3o ; 2θ = 16o và 2θ = 22,2o và peak đặc trưng của xenlulozơ vô định hình ở vị trí

2θ = 18,3o [27] ở trên giản đồ XRD của cả lõi ngô biến tính và lõi ngô nguyên liệu.

Tuy nhiên khác với nhận định axít sẽ làm giảm hàm lượng xenlulozơ tinh thể, tăng

hàm lượng xenlulozơ dạng vô định hình do liên kết hydro giữa các mắt xích của

xenlulozơ ở dạng tinh thể bị phá vỡ [20] làm cường độ trước và sau khi xử lí thay

đổi thì giản đồ XRD của chúng ta có cường độ của các peak này trước và sau không

có thay đổi như ở vị trí 2θ = 16o thì trước và sau khi biến tính peak đều có cường độ

5,5314; còn ở vị trí 2θ = 18,3o thì cường độ peak trước và sau khi biến tính đều là

4,8388, có thể do trong điều kiện của thí nghiệm chưa đủ để axít làm biến đổi

xenlulozơ cấu trúc tinh thể thành xenlulozơ có cấu trúc vô định hình. Tuy axít

không làm biến đổi xenlulozơ tinh thể nhưng nó hòa tan hemixenlulozơ, làm biến

đổi cấu trúc ligin [20] và loại nước trong lõi ngô [26] nên giản đồ XRD của lõi ngô

trước và sau khi biến tính có sự khác nhau.

3.1.2 Kết quả chụp SEM của mẫu vật liệu

Hình 3.3: Ảnh SEM của mẫu vật liệu.

A: Mẫu lõi ngô nguyên liệu ban đầu. B: Mẫu lõi ngô sau khi biến tính

A B



Nhận xét: Từ hình ảnh SEM của mẫu ở hình 3.3 ta nhận thấy rằng có sự khác

biệt về hệ thống lỗ xốp của lõi ngô trước và sau khi biến tính. Trước khi biến tính

hệ thống lỗ xốp chưa đồng đều, sắp xếp lộn xộn và số lượng ít.

Sau khi biến tính ta thấy cấu trúc bề mặt có nhiều lỗ xốp, hệ thống lỗ xốp theo

những gì ta thấy là khá đồng đều, cấu trúc vật liệu hấp phụ như tổ ong. Cho thấy

khả năng hấp phụ của vật liệu khá tốt.

3.2 Xây dựng đường chuẩn

Để có thể tính toán được nồng độ còn lại của amoni trong dung dịch sau khi

được hấp phụ ta phải xây dựng đường chuẩn của amoni, các kết quả dùng để xây

dựng đường chuẩn của amoni thể hiện ở bảng 3.1.

Bảng 3.1: Các số liệu xây dựng đường chuẩn amoni

STT Nồng độ NH4

+ ban

đầu C0 (mg/l)

Độ hấp thụ quang

(A)

1 1 14,7

2 10 29,9

3 30 45,9

4 50 71,2

5 100 126,3

6 150 201,1

7 200 246,2

Từ số liệu này ta xây dựng được đường chuẩn của amoni A = f(C) có dạng

như sau:



Hình 3.4: Đường chuẩn của Amoni

Nhận xét: Đường chuẩn của Amoni có dạng đường thẳng tuyến tính có

phương trình: y = 1,183x + 13,58 với R = 0,998.

3.3 Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình biến tính lõi ngô

3.3.1 Khảo sát nồng độ axít dùng hoạt hóa lõi ngô

Dựa vào kết quả của nồng độ NH4+ còn lại sau quá trình hấp phụ được xác

đinh dựa vào phường trình đường chuẩn của amoni đã tạo được ban đầu ta xác định

được độ hấp phụ của vật liệu dựa vào công thức:

G = ( ). (3.1)

Trong đó:

V: thể tích dung dịch (l)

m: khối lượng chất hấp phụ (g)

Co: nồng độ NH4+ trước khi hấp phụ (mg/l)

C: nồng độ NH4+ sau khi hấp phụ (mg/l)

Kết quả của việc nghiên cứu sự ảnh hưởng của nồng độ axít H2SO4 dùng để

biến tính lõi ngô đến quá trình hấp phụ được trình bày ở bảng 3.2.

y = 1,183x + 13,58R² = 0,996

0

50

100

150

200

250

300

0 50 100 150 200 250

Độ

hấp

thụ

quan

g (A

)

Nồng độ NH4 + (mg/l)



Bảng 3.2: Ảnh hưởng của nồng độ axít H2SO4 dùng để ngâm đến quá trình hấp phụ

amoni của lõi ngô biến tính

Nồng độ

NH4+ ban

đầu C0

(mg/l)

Khối lượng

than sử

dụng

(g)

Nồng độ

axít dùng để

xử lí lõi ngô

(%)

Độ đo

quang

(A)

Nồng độ

NH4+ sau khi

hấp phụ C

(mg/l)

Độ hấp

phụ G

(mg/g)

100 1,00 40 121,6 91,31 0,87

100 1,00 60 122,1 91,73 0,83

100 1,00 80 119,4 89,45 1,05

100 1,00 90 113,2 84,21 1,58

100 1,00 97 105,1 77,36 2,26

Hình 3.5: Ảnh hưởng nồng độ axít H2SO4 dùng để hoạt hóa lõi ngô đến độ hấp phụ

của lõi ngô biến tính

.500

1.000

1.500

2.000

2.500

30 50 70 90 110

Độ

hấp

phụ

G (m

g/g)

Nồng độ axit H2SO4 (%)



Nhận xét: Dựa vào kết quả ở bảng 3.2 và hình 3.2 ta thấy rằng khi nồng độ

axít càng lớn thì độ hấp phụ càng lớn do tăng nồng độ axít thì sẽ làm tăng các phân

tử axít, chính các phân tử này sẽ thấm vào trong lõi ngô, hình thành nên các tâm

hoạt động của vật liệu hấp phụ giúp cho quá trình hấp phụ được tốt hơn, nâng cao

khả năng hấp phụ của vật liệu. Bên cạnh đó, khi nồng độ của axít tăng làm cho khả

năng oxi hóa ligin và hemixenlulozơ, vật liệu hấp phụ được tạo ra có khả năng loại

amoni ra khỏi nước tốt hơn. Ta lựa chọn axít sunfuric đậm đặc 97% để hoạt hóa lõi

ngô cho những quá trình khảo sát tiếp theo.

3.3.2 Khảo sát thời gian ngâm lõi ngô

Kết quả khảo sát thời gian ngâm của lõi ngô với axít H2SO4 được thể hiện ở

bảng 3.3 và hình 3.6.

Bảng 3.3: Ảnh hưởng của thời gian ngâm lõi ngô với axít H2SO4 đến quá trình hấp

phụ amoni của lõi ngô biến tính

Nồng độ

NH4+ ban

đầu C0

(mg/l)

Khối lượng

than sử dụng

(g)

Thời gian

ngâm

(h)

Độ đo

quang

(A)

Nồng độ NH4+

sau khi hấp

phụ C (mg/l)

Độ hấp

phụ G

(mg/g)

100 3,00 6 38,6 21,15 1,31

100 3,00 12 37,8 20,47 1,33

100 3,00 18 37,1 19,88 1,34

100 3,00 24 36,0 18,95 1,35

100 3,00 30 34,6 17,77 1,37

100 3,00 36 33,5 16,84 1,39

100 3,00 42 33,3 16,67 1,39

100 3,00 48 33,2 16,58 1,39

Nhận xét: Khi tăng thời gian ngâm ban đầu độ hấp phụ amoni của vật liệu hấp

phụ tăng lên nhưng khi ngâm quá 36 giờ thì độ hấp phụ không còn thay đổi nhiều

nữa. Sự thay đổi lúc ban đầu là do khi tăng thời gian thì axít thẩm thấu vào trong lõi



ngô nguyên liệu tốt hơn, thời gian oxi hóa tăng làm tăng nhóm chức axít trên bề mặt

làm độ hấp phụ tăng đến một mức độ thời gian nào đó thì mức độ oxi hóa đạt cực

đại vật liệu đạt trạng thái cân bằng nên độ hấp phụ không thay đổi nhiều, theo kết

quả ở bảng 3.3 ta chọn thời gian ngâm của vật liệu với axít là 36 tiếng là phù hợp

nhất cho quá trình tạo vật liệu hấp phụ.

Hình 3.6: Ảnh hưởng của thời gian ngâm lõi ngô với axít H2SO4 đến độ hấp phụ của

lõi ngô biến tính

3.3.3 Khảo sát nhiệt độ xử lí

Yếu tố khảo sát cuối cùng được chọn để tạo vật liệu hấp phụ là nhiệt độ xử lí,

kết quả được trình bày ở bảng 3.4 và hình 3.7.

Bảng 3.4: Ảnh hưởng của nhiệt độ xử lí lõi ngô đã được hoạt hóa đến quá trình hấp

phụ amoni của lõi ngô biến tính

1.310

1.320

1.330

1.340

1.350

1.360

1.370

1.380

1.390

1.400

0 10 20 30 40 50 60

Độ

hấp

phụ

G (m

g/g)

Thời gian ngâm (h)



Nồng độ

NH4+ ban

đầu C0

(mg/l)

Khối lượng

than sử

dụng

(g)

Nhiệt độ

nung

(oC)

Độ đo

quang

(A)

Nồng độ

NH4+ sau

khi hấp phụ

C

(mg/l)

Độ hấp

phụ G

(mg/g)

100 1,00 100 114,4 85,22 1,48

100 1,00 200 113,8 84,72 1,53

100 1,00 300 110,7 82,10 1,79

100 1,00 400 112,8 83,87 1,61

100 1,00 500 115,2 85,90 1,41

100 1,00 600 119,1 89,20 1,08

100 1,00 700 121,1 90,89 0,91

100 1,00 800 122,1 91,73 0,83

Hình 3.7: Ảnh hưởng của nhiệt độ xử lí lõi ngô đã được hoạt hóa đến độ hấp phụ


.800

1.000

1.200

1.400

1.600

1.800

2.000

0 200 400 600 800 1000

Độ

hấp

phụ

G (m

g/g)

Nhiệt độ xử lí (oC)



Nhận xét: Theo kết quả thí nghiệm được thể hiện trong bảng 3.4 và hình 3.7 ta

thấy rằng ở nhiệt độ 300oC thì ta thu được độ hấp phụ là cao nhất, ta chọn nhiệt độ

này để xử lí nhiệt lõi ngô tạo vật liệu hấp phụ. Ban đầu ở nhiệt độ thấp thì chỉ có

nước với liên kết vật lí được loại ra khỏi lõi ngô nhưng đến 300oC thì CO2 mới

được loại bỏ để lại những lỗ xốp, nhưng khi tăng nhiệt độ lên quá 300oC cấu trúc lõi

ngô biến tính đang ổn định bị phá vỡ làm cho khả năng lọc amoni của vật liệu hấp

phụ giảm nên độ hấp phụ giảm.

Qua 3 yếu tố khảo sát trên ta có được quy trình tối ưu để tạo vật liệu được

trình bày dưới đây ở hình 3.8.



Hình 3.8: Sơ đồ tạo vật liệu hấp phụ từ lõi ngô

Lõi ngô ban đầu

Cắt nhỏ, ngâm với nước, phơi khô

H2SO4 97%

Sấy ở 90oC

Lõi ngô nguyên liệu

Hoạt hóa lõi ngô (36 giờ)

Trung hòa axít còn lại (24 giờ) NaHCO3 2%

Nước lọc chứa H2SO4 Lọc, rửa lõi ngô Nước cất

Nước lọc chứa NaHCO3 Lọc, rửa lõi ngô Nước cất

Xử lí nhiệt ở 300oC

giờ)

Vật liệu hấp phụ

Nghiền nhỏ (0,25-2mm)



3.4 Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hấp phụ amoni của vật liệu

hấp phụ

3.4.1 Khảo sát khả năng hấp phụ amoni khi thay đổi khối lượng chất hấp

phụ

Kết quả khảo sát khả năng hấp phụ amoni khi thay đổi khối lượng chất hấp

phụ được thể hiện ở bảng 3.5 và hình 3.9.

Bảng 3.5: Ảnh hưởng khối lượng chất hấp phụ đến quá trình hấp phụ amoni của lõi

ngô biến tính

Nồng độ

NH4+ ban

đầu C0

(mg/l)

Khối lượng

chất hấp

phụ

(g)

Độ đo

quang

(A)

Nồng độ

NH4+ sau

khi hấp phụ

C

(mg/l)

Nồng độ

NH4+ được

hấp phụ C1

(mg/l)

Độ hấp

phụ G

(mg/g)

100 0,05 124,1 93,42 6,58 13,15

100 0,10 116,2 86,75 13,25 13,25

100 0,20 109,2 80,83 19,17 9,59

100 0,40 97,6 71,02 28,98 7,24

100 0,60 93,3 67,39 32,61 5,44

100 0,80 92,0 66,29 33,71 4,21

100 1,00 87,0 62,06 37,94 3,79

100 1,20 78,9 55,22 44,78 3,73

100 1,40 78,2 54,62 45,38 3,24

100 1,60 77,2 53,78 46,22 2,89

100 1,80 74,2 51,24 48,76 2,71

Nhận xét: Khi khối lượng chất hấp phụ tăng thì nồng độ NH4+ được hấp phụ

cũng tăng theo do diện tích bề mặt hấp phụ tăng, nhưng lượng tăng không đáng kể

do đó độ hấp phụ ban đầu tăng lên theo khối lượng than sử dụng từ 0,05g (G =

13,15mg/g) lên 0,1g (G = 13,25mg/g) nhưng sau đó độ hấp phụ giảm dần khi khối



lượng chất hấp phụ tăng dần như thấy ở kết quả khảo sát với khối lượng chất hấp

phụ là 1,8g (G = 2,71mg/g) vì độ hấp phụ được định nghĩa là khối lượng chất bị hấp

phụ trên một đơn vị khối lượng chất hấp phụ ở điều kiện xác định về nồng độ và

nhiệt độ nên khi khối lượng chất hấp phụ tăng lên nhiều mà lượng chất hấp phụ tăng

không đáng kể sẽ dẫn đến độ hấp phụ giảm. Do đó chúng ta lựa chọn khối lượng

chất hấp phụ là 0,1g giúp đạt hiệu quả kinh tế cao nhất sử dụng cho các khảo sát

tiếp theo.

Hình 3.9: Ảnh hưởng của khối lượng chất hấp phụ đến độ hấp phụ của lõi ngô biến

tính

0

2

4

6

8

10

12

14

16

00 01 01 02 02

Độ

hấp

phụ

G (m

g/g)

Khối lượng chất hấp phụ (g)



3.4.2 Khảo sát khả năng hấp phụ amoni khi thay đổi nồng độ của chất bị

hấp phụ

Kết quả khảo sát khả năng hấp phụ amoni khi thay đổi nồng độ của chất bị hấp

phụ được thể hiện ở bảng 3.6 và hình 3.10.

Đồ thị thể hiện phương trình hấp phụ đẳng nhiệt của lõi ngô được hoạt hóa

theo phương trình Langmuir được trình bày ở hình 3.11, theo phương trình

Freundlich ở hình 3.12.

Phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Freundlich:

G = K.퐶 hay lgG = lgK + lgC (3.2)

Phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir:

G = G . ..

hay = .퐶 +.

(3.3)

Bảng 3.6: Ảnh hưởng nồng độ của chất bị hấp phụ đến quá trình hấp phụ amoni


Nồng độ NH4+

ban đầu C0

(mg/l)

Khối lượng

chất hấp phụ

(g)

Độ đo

quang

(A)

Nồng độ NH4+

sau khi hấp phụ

C

(mg/l)

Độ hấp

phụ G

(mg/g)

1 0,10 14,1 0,44 0,56

10 0,10 22,5 7,54 2,46

30 0,10 42,1 24,11 5,89

50 0,10 61,7 40,68 9,32

100 0,10 101,2 74,07 25,93

150 0,10 152,6 117,51 32,49

200 0,10 210,1 166,12 33,88



Hình 3.10: Ảnh hưởng của nồng độ chất bị hấp phụ đến độ hấp phụ của lõi ngô

biến tính

Hình 3.11: Đồ thị thể hiện phương trình Langmuir của lõi ngô biến tính

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 50 100 150 200

Độ

hấp

phụ

G(m

g/g)

Nồng độ amoni ban đầu Co (mg/l)

y = 0,013x + 2,585R² = 0,348

1

2

3

4

5

6

0 50 100 150 200

C/G

C (mg/l)



Hình 3.12: Đồ thị thể hiện phương trình Freundlich của lõi ngô được biến tính

Nhận xét: Dựa vào đồ thị ở hình 3.10 ta nhận thấy rằng khi tăng nồng độ chất

bị hấp phụ thì độ hấp phụ tăng vì khi nồng độ chất bị hấp phụ cao nên khả năng tiếp

xúc giữa chất bị hấp phụ và bề mặt chất hấp phụ tăng làm cho độ hấp phụ tăng.

Nhưng về sau càng tăng nồng độ chất bị hấp phụ thì lượng tăng độ hấp phụ giảm do

chất hấp phụ gần trạng thái bão hòa và không thể hấp phụ được nữa, bên cạnh đó

nồng độ amoni quá lớn sẽ gây ra sự cạnh tranh giữa các ion của amoni để hấp phụ

lên bề mặt vì vậy khả năng hấp phụ sẽ giảm nếu nồng độ amoni quá lớn. Vì vậy

chúng ta sẽ chọn nồng độ chất bị hấp phụ là 100mg/l cho thí nghiệm tiếp theo do ở

đây ta nhận thấy là lượng tăng độ hấp phụ là cao nhất.

Theo đồ thị ở hình 3.11, 3.12 ta nhận thấy rằng phương trình hấp phụ đẳng

nhiệt thích hợp cho quá trình hấp phụ amoni bằng lõi ngô được hoạt hóa trong thí

nghiệm đó là phương trình Freundlich: y = 0,732x - 0,106 do hệ số tương quan là R

= 0,981 khá cao. Từ phương trình này ta tính được hệ số đặc trưng của phương trình

Freundlich: n = 1,366; K = 0,783.

3.4.3 Khảo sát khả năng hấp phụ amoni khi thay đổi thời gian hấp phụ.

Kết quả khảo sát khả năng hấp phụ amoni khi thay đổi thời gian hấp phụ được

trình bày trình bày ở bảng 3.7 và hình 3.13.

y = 0,732x - 0,106R² = 0,963

-.500

.00

.500

1.00

1.500

2.00

-.500 .00 .500 1.00 1.500 2.00 2.500

lg G

lg C



Bảng 3.7: Ảnh hưởng của thời gian hấp phụ đến quá trình hấp phụ Amoni của lõi

ngô biến tính

Nồng độ

NH4+ ban

đầu C0

(mg/l)

Khối lượng

chất hấp phụ

(g)

Thời gian

hấp phụ

(phút)

Độ đo

quang

(A)

Nồng độ

NH4+ sau

khi hấp phụ

C

(mg/l)

Độ hấp

phụ G

(mg/g)

100 0,10 30 102,3 75,00 25,00

100 0,10 60 99,1 72,29 27,71

100 0,10 90 95,5 69,25 30,75

100 0,10 120 92,2 66,46 33,54

100 0,10 150 78,2 54,62 45,38

100 0,10 180 78,5 54,88 45,12

100 0,10 210 78,3 54,71 45,29

Hình 3.13: Ảnh hưởng thời gian hấp phụ đến độ hấp phụ của lõi ngô biến tính

20

25

30

35

40

45

50

0 50 100 150 200 250

Độ

hấp

phụ

G (m

g/g)

Thời gian hấp phụ (phút)



Nhận xét: Khi tăng thời gian hấp phụ thì độ hấp phụ tăng dần đễn khi chất hấp

phụ đạt trạng thái bão hòa không hấp phụ được nữa thì độ hấp phụ không còn tăng,

theo kết quả thí nghiệm chúng ta chọn thời gian là 150 phút là thời gian hấp phụ tốt

nhất.

3.4.4 Khảo sát khả năng hấp phụ amoni khi thay đổi độ pH.

Kết quả khảo sát khả năng hấp phụ amoni khi thay đổi độ pH được thể hiện ở

bảng 3.8 và hình 3.14.

Bảng 3.8: Ảnh hưởng của độ pH đến quá trình hấp phụ Amoni của lõi ngô biến tính

Nồng độ

NH4+ ban

đầu C0

(mg/l)

Khối lượng

chất hấp phụ

(g)

Độ pH

Độ đo

quang

(A)

Nồng độ

NH4+ sau

khi hấp phụ

C

(mg/l)

Độ hấp

phụ G

(mg/g)

100 0,10 1 121,3 91,06 8,94

100 0,10 2 110,9 82,27 17,73

100 0,10 3 104,8 77,11 22,89

100 0,10 4 98,2 71,53 28,47

100 0,10 5 88,9 63,67 36,33

100 0,10 6 85,6 60,88 39,12

100 0,10 7 73,2 50,40 49,60

100 0,10 8 73,3 50,48 49,52

Nhận xét: Khi độ pH tăng thì độ hấp phụ amoni của lõi ngô được hoạt hóa

tăng do trong môi trường axít mạnh các phần tử của chất hấp phụ và chất bị hấp phụ

đều tích điện dương bởi vậy lực tương tác là lực đẩy tĩnh điện, bên cạnh đó nồng độ

H+ cao sẽ xảy ra sự cạnh tranh với amoni trong quá trình hấp phụ nên làm giảm hiệu

suất, ta nhận thấy rằng độ pH = 7 thì độ hấp phụ là cao nhất nên ta chọn nó là điều

kiện tối ưu cho quá trình. Chúng ta không khảo sát ở pH lớn hơn 8 vì khi đó amoni

(NH4+) ở trong nước sẽ chuyển hóa một phần về dạng ammoniac (NH3) và bay đi



mà trong thí nghiệm này cần khả năng kiểm tra khả năng hấp phụ của vật liệu nên

nếu để môi trường pH lớn hơn 8 sẽ ảnh hưởng đến kết quả hấp phụ nên ta chọn pH

nhỏ hơn hoặc bằng 8 để khảo sát quá trình [19].

Hình 3.14: Ảnh hưởng của độ pH đến độ hấp phụ của lõi ngô biến tính

3.5 Khảo sát quá trình tái hấp phụ của vật liệu.

Kết quả khảo sát quá trình tái hấp phụ vật liệu được thể hiện ở bảng 3.9 và

hình 3.16.

Bảng 3.9: Các thông số của quá trình tái hấp phụ

Lần

Nồng độ

NH4+ ban đầu

C0 (mg/l)

Khối lượng

chất hấp phụ

(g)

Độ đo

quang

(A)

Nồng độ

NH4+ sau khi

hấp phụ C

(mg/l)

Độ hấp

phụ G

(mg/g)

1 1000 1,00 821,1 682,60 317,40

2 1000 1,00 888,1 739,24 260,76

3 1000 1,00 1129 942,87 57,13

0

10

20

30

40

50

60

0 2 4 6 8 10

Độ

hấp

phụ

G (m

g/g)

Độ pH



Hình 3.15: Đồ thị thể hiện thông số của quá trình tái hấp phụ

Nhận xét: Độ hấp phụ của của lõi ngô được hoạt hóa lần đầu tiên là cao nhất,

giảm dần ở lần 2 và lần 3. Tuy nhiên giữa lần 1 và lần 2 độ hấp phụ chênh lệch

không quá nhiều, ta có thể sử dụng vật liệu đã được tái hấp phụ lần 2 được.

0

50

100

150

200

250

300

350

1 2 3

Độ

hấp

phụ

(mg/

g)

Lần hấp phụ



KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

Kết luận:

Sau một thời gian nghiên cứu đề tài tôi đã thu được một số kết quả sau:

1. Quá trình tạo vật liệu hấp phụ

Khảo sát được một số đặc điểm cấu trúc và bề mặt của vật liệu hấp phụ.

Khảo sát cấu trúc vật liệu qua nhiễu xạ tia X (XRD) của vật liệu hấp phụ

thấy cấu trúc của lõi ngô trước và sau khi biến tính đã có sự thay đổi.

Khảo sát đặc điểm của bề mặt vật liệu hấp phụ qua ảnh SEM cho thấy trước

khi biến tính hệ thống lỗ xốp chưa đồng đều, sắp xếp lộn xộn và ít lỗ xốp. Sau khi

biến tính ta thấy có nhiều lỗ xốp hơn, hệ thống lỗ xốp theo những gì ta thấy là khá

đồng đều, cấu trúc vật liệu hấp phụ như tổ ong. Cho thấy khả năng hấp phụ khả

năng hấp phụ tốt.

Khảo sát các yếu tố giúp tạo được vật liệu tốt nhất.

Lõi ngô được xử lý với axít đậm đặc H2SO4 97%;

Thời gian xử lí với H2SO4 là 36 tiếng;

Nhiệt độ nung lõi ngô sau khi được xử lí với H2SO4 và NaHCO3 là 300oC.

2. Quá trình hấp phụ

Xây dựng được đường chuẩn của Amoni có phương trình: y = 1,183x +

13,58 với R = 0,998.

Xác định được điều kiện tốt nhất cho quá trình hấp phụ với lượng dung dịch

amoni dùng là 100ml:

Khối lượng chất hấp phụ là 0,1g;

Nồng độ chất bị hấp phụ là 100mg/l

Thời gian hấp phụ là 150 phút;

Độ pH phù hợp bằng 7.

Khả năng hấp phụ của Amoni của lõi ngô đã được hoạt hóa tuân theo

phương trình Freundlich: y = 0,732x - 0,106 với R = 0 ,981 với các hệ số n = 1,366;

K = 0,783.

Khả năng tái hấp phụ của lõi ngô biến tính chưa được tốt.



Kiến nghị:

1. Có thể tăng hiệu suất hấp phụ của lõi ngô biến tính bằng cách là làm nhiều lớp lõi

ngô để lọc nếu có thời gian sẽ tiếp tục khảo sát các yếu tố này.

2. Có thể biến tính lõi ngô bằng các axít khác để xử lí amoni như axít citric, axít

nitric hay axít clohydric.

3. Để tăng hiệu quả kinh tế của lõi ngô quá trình làm than hoạt tính này chúng ta sẽ

kết hợp với quá trình tạo axít lactic hoặc etanol từ lõi ngô, các quá trình này đều sử

dụng H2SO4.

4. Sử dụng một số phương pháp định tính vật liệu giúp chúng ta có thêm các thông

số về vật liệu hấp phụ như phương pháp phân tích quang phổ hồng ngoại (FTIR -

Fourier Transformation Infrared), phân tích nhiệt vi sai (DTA - Differential

scanning calorimetry), kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM - Transmission

Electron Microscopy).



TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tài liệu tiếng Việt

[1]. Phạm Xuân Quý (2008), Nguồn gốc và sự phân bố amoni và asenic trong các

tầng nước chứa nước đồng bằng Sông Hồng, Báo cáo kết quả đề tài Khoa Học

Công Nghệ năm 2007 - 2008, Đại Học Mỏ - Địa Chất, Hà Nội.

[2]. Nguyễn Việt Anh (2005), Nghiên cứu xử lý amoni trong nước ngầm bằng

phương pháp sinh học, NXB Giáo Dục, Hà Nội.

[3]. Nguyễn Việt Anh, Phạm Thúy Nga, Nguyễn Hữu Thắng, Nguyễn Văn Tín,

Trần Đức Hà (2005), Nghiên cứu xử lí nước ngầm nhiễm amoni bằng phương pháp

sinh học kết hợp nitrat hóa và khử nitrat với giá thể vi sinh là sợi acrylic, Tuyển tập

các báo cáo khoa học hội nghị môi trường toàn quốc 2005.

[4]. Nguyễn Văn Long (2015), Nghiên cứu biến tính than làm từ lõi ngô bằng

H3PO4 để xứ lí amoni trong nước ngầm trên địa bàn Hà Nội, Đồ án tốt nghiệp, Đại

học tài nguyên và môi trường Hà Nội, Hà Nội.

[5]. Đào Chánh Thuận, Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trao đổi

amoni trên nhựa cation, Đồ án tốt nghiệp, Đại học khoa học tự nhiên Hà Nội, Hà

Nội.

[6]. Nguyễn Thành Hưng (2014), Đánh giá sự ô nhiễm amoni trong nước thải bãi

rác và thử nghiệm phương pháp xử lí kết tủa Magie Amoni Photphat (MAP) làm

phân bón, Luận văn thạc sĩ khoa học môi trường, Đại học Thái Nguyên, Thái

Nguyên.

[7]. Bùi Thì Lan Anh (2016), Nghiên cứu chế tạo vật liệu hấp phụ từ xơ để xử lý

amoni trong nước thải bệnh viện, Luận văn thạc sĩ khoa học, Đại học quốc gia Hà

Nội - Trường đại học Khoa Học Tự Nhiên, Hà Nội.

[8]. Ngô Hữu Tính (2003), Cây ngô, Viện nghiên cứu và phổ biến kiến thức bách

khoa - Nhà xuất bản Nghệ An.

[9]. Cục trồng trọt - Bộ nông nghiệp và phát triển nông thôn (2011), Định hướng và

phát triển cây ngô vụ đông và vụ xuân các tỉnh phía Bắc, Báo cáo, Sơn La.

[10]. Nguyễn Thị Thanh Hà (2012), Nghiên cứu quá trình lên men axít lactic từ lõi

ngô, Luận văn thạc sĩ kỹ thuật, Đại học Đà Nẵng, Đà Nẵng.



[11]. Hồ Sĩ Tráng (2005), Cơ sở hóa học gỗ và xenluloza, tập 1, Nhà xuất bản khoa

học và kỹ thuật, Hà Nội.

[12]. Trịnh Xuân Đại (2009), Nghiên cứu biến tính than hoạt tính làm vật liệu hấp

phụ xử lý amoni và kim loại nặng trong nước, Luận văn thạc sĩ , Trường đại học

khoa học tự nhiên, Hồ Chí Minh.

[13]. Nguyễn Bin (2008), Các quá trình thiết bị trong công nghệ hóa chất và thực

phẩm - tập 4 truyền khối, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật, Hà Nội.

[14]. Nguyễn Hữu Phú (2006), Hóa Lý và Hóa Keo, Nhà xuất bản khoa học kỹ

thuật, Hà Nội.

[15]. Trần Chí Hiếu (2003), Phân tích trắc quang phổ hấp thu UV-VIs, Nhà xuất

bản đại học quốc gia, Hà Nội.

[16]. Vũ Thị Dịu (2009), “Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến bột hydroxyapatite

kích thước nano điều chế từ canxi hydroxit”, Luận văn thạc sĩ khoa học, Viện Hóa

học - Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam.

[17]. Trần Thu Thủy (2014), Nhiễu xạ tia X của Mo, Khóa luận tốt nghiệp đại học,

Đại học Tây Bắc, Sơn La.

[18]. Nguyễn Thị Thanh Tú (2010), Nghiên cứu khả năng hấp phụ metyl đỏ trong

dung dịch dịch nước của các vật liệu hấp phụ chế tạo từ bã mía và thử nghiệm xử lí

môi trường, Luận văn thạc sĩ khoa học, Đại học sư phạm, Thái Nguyên.

[19]. Huỳnh Thị Ngọc Trinh, Nguyễn Thị Yến Nhi, Nghiên cứu cấu trúc và tính

hấp phụ ammoniac trong nước của than trà bắc, Khoa học công nghệ, Số 06 tháng

9 năm 2012.

[20]. Phạm Thị Dinh (2015), Nghiên cứu biến tính từ cây đay làm vật liệu xử lý một

số kim loại nặng trong nước, Luận văn thạc sĩ khoa học, Trường đại học khoa học

tự nhiên, Hà Nội.

[21]. Trần Quang Huy (2012), Nghiên cứu chế tạo than hoạt tính từ xơ dừa bằng

phương pháp oxy hóa và ứng dụng làm chất hấp phụ xử lí nước thải, Khóa luận tốt

nghiệp, Đại học dân lập Hải Phòng, Hải Phòng.



[22]. Đồng Thị Huệ (2009), Nghiên cứu chế tạo than hoạt tính từ vỏ trấu bằng

phương pháp oxi hóa và ứng dụng làm chất hấp phụ trong xử lí nước thải, Khóa

luận tốt nghiệp, Đại học dân lập Hải Phòng, Hải Phòng.

Tài liệu tiếng Anh

[23]. Gamal O. El-Sayed, Mohamed M. Yehia, Amany A. Asaad, Assessment of

activated carbon prepared from corncob by chemical activation with phosphoric

acid, Sciencedirect, Volumes 7–8, September 2014.

[24]. Barl, B.; Biliaderis, C.; Murray, E.; Macgregor, A. Combined chemical and

enzymatic treatments of corn husks lignocellulosics. J. Sci. Food Agric, 1991, 56,

195–214.

[25]. M. Pointner*, P. Kuttner, T. Obrlik, A. Jäger and H. Kahr, Composition of

corncobs as a substrate for fermentation of biofuels, Agronomy Research 12(2),

391–396, 2014.

[26]. Wan Nor Roslam Wan Isahak, Mohamed Wahab Mahamed Hisham, and

Mohd Ambar Yarmo, High porous carbon materials from biomass by chemical and

carbonization method, Journal of Chemistry, Volume 2013, Article ID 620346,

2013.

[27]. Matheus Poletto, Vinícios Pistor and Ademir J. Zattera, Structural

Characteristics and Thermal Properties of Native Cellulose, 2013, Poletto et al.,

licensee InTech.

Website

[28].http://sieuthidungmoi.com.vn/Tin-tuc/So-che-sinh-khoi-bang-muoi-long-Ion-

liquids.aspx

[29].http://www.atntlabs.com/CornCob.pdf

i h c bÀ r a-v Àu -...

Documents