Nghiên cứu khả năng hấp phụ phenol trong nước bằng than hoạt tính điều chế từ mùn cưa gỗ thông

NGHIÊN CỨU KHOA HỌC

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG HẤP PHỤ PHENOL TRONG
NƯỚC BẰNG THAN HOẠT TÍNH ĐIỀU CHẾ
TỪ MÙN CƯA GỖ THÔNG
INVESTIGATING THE ADSORPTION ABILITY OF PHENOL
BY ACTIVE CARBON WHICH PRODUCE FROM
THE SAWDUST OF PINE TREE
Lê Văn Thủy, Vũ Hoàng Phương
Email:
Trường Đại học Sao Đỏ
Ngày nhận bài: 25/12/2017
Ngày nhận bài sửa sau phản biện: 26/3/2018
Ngày chấp nhận đăng: 28/3/2018
Tóm tắt
Trong báo cáo này, chúng tôi nghiên cứu khả năng hấp phụ phenol trong nước bằng than hoạt tính
được điều chế từ phế phẩm mùn cưa gỗ thông. Than hoạt tính được hoạt hóa bằng phương pháp hóa
học theo các giai đoạn than hóa bởi axit sunfuric 98% tại nhiệt độ 150oC, sau đó kích hoạt bởi nhiệt độ
500oC và 700oC lần lượt trong 60 phút và 30 phút. Hình thái và diện tích bề mặt vật liệu được nghiên
cứu bằng phương pháp vật lý hiện đại như SEM, BET. Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ
phenol của than hoạt tính được khảo sát gồm: pH, nồng độ phenol và thời gian hấp phụ, động học
hấp phụ được nghiên cứu bởi các mô hình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir, Freundlich và mô hình động
học hấp phụ bậc 1, bậc 2. Kết quả cho thấy vật liệu than hoạt tính có diện tích bề mặt đạt 338,1 m2/g,
tại các điều kiện thích hợp như: nhiệt độ 25oC, pH = 7, hàm lượng chất hấp phụ 3 g/l, nồng độ phenol
30 mg/l; hiệu suất hấp phụ đạt 81,1%. Động học hấp phụ cho thấy quá trình hấp phụ phenol phù hợp
với mô hình đẳng nhiệt Langmuir và tuân theo phương trình động học bậc 2.
Từ khóa: Hấp phụ; phenol; động học.
Abstract
For this report, we investigate the adsorption ability of phenol in water by active carbon which created
from the sawdust if pine tree. The active carbon is activated by chemical method following steps: Firstly,
sulfuric acids 98% at 150oC after that at 500oC and 700oC and keeping in 60 minutes and 30 minutes,

respectively. The morphology and cross area is determined by SEM and BET. The factors which effect
on the adsorption ability are pH, the phenol concentration and adsorption time. The adsorption process
is investigated obeying the Langmuir-Freundlich equation and the dynamic quadratic equation; the linear
equation. Finally, the optimum adsorption condition is at 25oC, pH =7, the adsorption concentration about
3 g/l and phenol concentration about 30 mg/l. For this condition, the yield is 81,1%. In addition, the dynamic
adsorption equation of this process follows the Langmuir theory and dynamic quadratic equation.
Keywords: Adsorption; phenol; kinetics.
1. MỞ ĐẦU
Ô nhiễm nước tác động rất nghiêm trọng đến
môi trường và ngày càng tăng cùng với sự gia
tăng các ngành công nghiệp. Phenol là một trong
những thành phần chính gây ô nhiễm nguồn nước
thải phát sinh từ các ngành công nghiệp hóa chất
như dầu mỏ và hóa dầu, khí đốt và sản xuất than
cốc, sản xuất nhựa và các ngành công nghiệp liên

quan. Phenol có độc tính cao ngay cả khi nồng
độ thấp và rất khó phân hủy bởi vi khuẩn, vì thế
loại bỏ phenol trong nước thải trước khi đưa ra
môi trường là thực sự cần thiết [1]. Nhiều phương
pháp xử lý phenol khác nhau đã được nghiên cứu
và đưa vào ứng dụng như oxy hóa, điện hóa, sinh
học, quang xúc tác, hấp phụ… đã được báo cáo.
Trong đó phương pháp hấp phụ được đặc trưng

78 Tạp chí Nghiên cứu khoa học - Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190 Số 1(60).2018


LIÊN NGÀNH HÓA HỌC - CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
bởi hiệu quả cao, chi phí thấp, các nguyên liệu

đầu vào dồi dào, tận dụng tốt các nguyên liệu thải
của các quá trình sản xuất khác. Than hoạt tính
là loại vật liệu được nghiên cứu sử dụng cho hấp
phụ nói chung và hấp phụ phenol nói riêng bởi
các đặc tính như diện tích bề mặt riêng lớn, các
nhóm chức đa dạng phân bố trên hệ thống mao
quản và bề mặt, khả năng hấp phụ các chất hữu
cơ ô nhiễm cao. Nhằm giảm chi phí tối thiểu, rất
nhiều hướng nghiên cứu cố gắng tìm kiếm nguồn
nguyên liệu điều chế than hoạt tính giá rẻ từ sản
phẩm phụ nông nghiệp như vỏ lạc, vỏ hành tây,
trấu, sợi đay, bã mía, mùn cưa… [2]. Sử dụng
hóa chất để kích hoạt than hoạt tính thường có
ưu điểm hơn so với các phương pháp vật lý do
nhiệt độ kích hoạt thấp hơn và thời gian ngắn hơn
[3]. Kích hoạt hóa chất có sự hỗ trợ của nhiệt độ
sẽ nâng cao độ xốp và phát triển cấu trúc mao
quản. Các hóa chất có thể dùng thường là các
dung dịch axit (H2SO4, HNO3, H3PO4), các dung
dịch kiềm (NaOH, KOH) hoặc các dung dịch muối
(ZnCl2, K2CO3), trong đó sử dụng axit kích hoạt sẽ
thu được than hoạt tính có diện tích bề mặt riêng
lớn hơn so với kiềm hoặc dung dịch muối khác [3].
Với hàm lượng cacbon cao (thành phần mùn
cưa chỉ gồm cellulose, lignin và hemicelllulose),
thường ít lẫn các tạp chất vô cơ, vì vậy mùn cưa
được đánh giá là nguồn nguyên liệu sạch, giá rẻ,
đặc biệt các nghiên cứu về khả năng hấp phụ của
than hoạt tính điều chế từ mùn cưa đối với các ion
kim loại cũng như các chất hữu cơ ô nhiễm là rất

hiệu quả [6].
Tại Chí Linh, Hải Dương, trữ lượng gỗ thông
lớn, nhiều cơ sở doanh nghiệp sản xuất đồ thủ
công mỹ nghệ từ gỗ thông, do đó lượng chất thải
mùn cưa lớn, chủ yếu dùng để đun nấu và cung
cấp cho hộ gia đình trồng nấm hoặc hoa lan. Vì
vậy, chúng tôi tiến hành nghiên cứu điều chế
than hoạt tính từ mùn cưa gỗ thông bằng cách
kích hoạt H2SO4 và ứng dụng vào xử lý nước ô
nhiễm phenol.
2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
(THỰC NGHIỆM)
2.1. Vật liệu nghiên cứu
Mùn cưa gỗ thông được thu thập từ các cơ sở sản
xuất đồ gỗ trên địa bàn phường Sao Đỏ, Chí Linh,
Hải Dương.
Các hóa chất phenol (99%), H2SO4 98%,
4-aminoantipyrine, KNO3, HCl, NaOH loại AR,
Trung Quốc và các dụng cụ sử dụng trong nghiên

cứu được lấy từ khoa Thực phẩm và Hóa học,
Trường Đại học Sao Đỏ.
2.2. Phương pháp nghiên cứu
2.2.1. Điều chế than hoạt tính từ mùn cưa
Mùn cưa được rửa sạch liên tục trong nước cất
nhằm loại bỏ các tạp chất có thể hòa tan được,
sau đó phơi khô và sàng qua rây kích thước cỡ
0,5 mm. Cân chính xác 5 g mùn cưa, ngâm tẩm
trong 50 ml dung dịch H2SO4 98%, gia nhiệt 150oC
trong 60 phút. Chất rắn màu đen thu được sau

khi sấy rửa sạch bằng nước cất đến trung tính,
sau đó đưa vào lò nung và gia nhiệt tại các nhiệt
độ 500oC (trong 60 phút), 700oC (trong 30 phút).
Than được lấy ra và để nguội đến nhiệt độ phòng,
bảo quản trong túi hút ẩm, ký hiệu là CGT.
2.2.2. Nghiên cứu các đặc trưng của vật liệu
- Điểm đẳng điện của vật liệu (CGT): sử dụng 09
bình tam giác, mỗi bình chứa 250 ml dung dịch
KNO3 0,1 M, pH0 của dung dịch được điều chỉnh
bởi dung dịch HCl 1 M và NaOH 1 M tương ứng
đạt các giá trị: 2; 4; 6; 7; 8; 9; 10; 11; 12. Cho vào
mỗi bình 5,0 g vật liệu CGT lắc đều trong 2 giờ, lọc
và đo pH của dịch lọc xác định được giá trị pHi,
xây dựng đồ thị sự phụ thuộc ∆pH = pH0– pHi vào
pH0, giao điểm của đồ thị với trục hoành xác định
điểm đẳng điện của vật liệu CGT.
- Hình thái bề mặt vật liệu: Hình thái bề mặt than
hoạt tính trước (CGT) và sau khi hấp phụ phenol
(CGTP) được xác định bằng kính hiển vi điện tử
quét (Scanning Electron Microscope - SEM) trên
máy NanoSEM-450, tại Viện Kỹ thuật nhiệt đới,
Viện Hàn lâm Khoa học Việt Nam.
- Diện tích bề mặt riêng và kích thước lỗ xốp:
được phân tích bằng phương pháp BrunauerEmmet-Teller (BET). Mẫu được đo trên thiết bị
Micromeritics TriStar II 3020 Version 3.02 tại
Viện Kỹ thuật nhiệt đới, Viện Hàn lâm Khoa học
Việt Nam.
2.3. Nghiên cứu khả năng hấp phụ phenol của
vật liệu
Cân chính xác 1,00 g phenol hòa tan trong

1000 ml nước cất mới đun sôi để nguội. Lấy
10 ml dung dịch trên định mức thành 1000 ml
bằng nước cất, ta thu được dung dịch phenol
10 mg/l. Nồng độ phenol sau khi bị hấp phụ
được xác định bằng phương pháp trắc quang
trên máy UV-Vis 722N (khoa Thực phẩm và
Hóa học, Trường Đại học Sao Đỏ) với thuốc thử
4-aminoantipyrine tại bước sóng 500 nm.

Tạp chí Nghiên cứu khoa học - Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190 Số 1(60).2018 79


NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
- Nghiên cứu ảnh hưởng của pH đến quá trình
hấp phụ: cố định thể tích dung dịch 100 ml, nồng
độ phenol 30 mg/l, liều lượng chất hấp phụ 3 g/l,
nhiệt độ 25oC, tốc độ khuấy 200 vòng/phút, thời
gian hấp phụ 180 phút. pH trong mỗi thí nghiệm
được điều chỉnh từ 2 đến 12 bằng dung dịch HCl
1 M và NaOH 1 M. Đo hiệu suất hấp phụ, từ đó
xác định pH thích hợp nhất.

Xây dựng đồ thị sự phụ thuộc của Ccb/q với Ccb
sẽ xác định được các giá trị qmax và KL. Giá trị KL
cao nghĩa là khả năng hấp phụ của vật liệu cao tại
nồng độ dung dịch loãng. Tham số cân bằng RL
được xác định bởi công thức:

- Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ phenol đến
quá trình hấp phụ: cố định liều lượng chất hấp phụ

3 g/l, nhiệt độ 25oC, môi trường pH = 7, thời gian
180 phút. Nồng độ phenol trong mỗi thí nghiệm
được thay đổi từ 10; 30; 50 cho đến 150 mg/l. Đo
hiệu suất và dung lượng hấp phụ, từ đó xác định
pH thích hợp nhất.

Mức độ phù hợp của mô hình Langmuir được
đánh giá dựa vào tham số RL [5] như bảng 1.

- Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian đến quá
trình hấp phụ: thay đổi thời gian hấp phụ từ 30
phút cho đến 300 phút, cố định pH = 7, thể tích
dung dịch 100 ml, nồng độ phenol 30 mg/l, hàm
lượng chất hấp phụ 3 g/l. Đo hiệu suất hấp phụ, từ
đó xác định thời gian thích hợp nhất.

(5)

Bảng 1. Mức độ phù hợp của mô hình Langmuir
dựa trên giá trị tham số RL
Giá trị RL

Mức độ phù hợp

R L> 1

Không phù hợp

0 < RL < 1

Phù hợp

R L= 1

Tuyến tính

R L= 0

Không thuận nghịch

Phương trình Freundlich và dạng tuyến tính của
nó thể hiện qua công thức (6) và (7):

Hiệu suất hấp phụ H (%) và dung lượng hấp phụ
q (mg/g) của than hoạt tính trong các thí nghiệm
trên được xác định theo công thức (1) và (2):
(1)
(2)

trong đó: Co và Ccb(mg/l): nồng độ phenol ban đầu
và còn lại sau hấp phụ tại thời điểm cân bằng; V(l):
thể tích dung dịch chất bị hấp phụ; m(g) là khối
lượng than hoạt tính.
2.4. Nghiên cứu động học hấp phụ

(6)
(7)
trong đó: KF(l/g): hằng số Freundich; n: hằng số.
Xây dựng đồ thị sự phụ thuộc của lgq với lgCcb sẽ
xác định được các giá trị n và KF, giá trị n đo mức

độ tương tác trên chất hấp phụ khi có sự thay đổi
nồng độ dung dịch từ sự đồng nhất, chỉ ra mức độ
tuyến tính [5] như bảng 2.
Bảng 2. Mức độ phù hợp của mô hình Freundlich
dựa trên giá trị tham số n
Giá trị n

Mức độ tuyến tính

a. Đường đẳng nhiệt hấp phụ

n=1

Tuyến tính

Mô hình đẳng nhiệt hấp phụ Freundlich và
Langmuir được sử dụng trong nghiên cứu.
Phương trình Langmuir và dạng tuyến tính của nó
được thể hiện qua công thức (3) và (4).

n<1

Hấp phụ hóa học

n>1

Hấp phụ vật lý

(3)
(4)

b. Động học hấp phụ
Động học hấp phụ được nghiên cứu dựa trên các
dữ liệu khi khảo sát quá trình hấp phụ phụ thuộc
vào thời gian, hai phương trình động học bậc 1
và bậc 2 dưới dạng tuyến tính được thể hiện qua
biểu thức (8) và (9):

trong đó: qmax: dung lượng hấp phụ cực đại của
vật liệu, KL (l/g): hằng số Langmuir, đặc trưng cho
ái lực của tâm hấp phụ.
80 Tạp chí Nghiên cứu khoa học - Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190 Số 1(60).2018

(8)
(9)


LIÊN NGÀNH HÓA HỌC - CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
trong đó: qcb và qt: dung lượng hấp phụ khi cân bằng
và tại thời điểm t (mg/g); k1: hằng số hấp phụ biểu
kiến bậc 1; k2: hằng số hấp phụ biểu kiến bậc 2.
Hồi quy tuyến tính các giá trị lg (qcb– qt) với t theo
phương trình (8) với mô hình biểu kiến bậc 1, hồi
quy các giá trị t/qt với t theo phương trình (9) với mô
hình biểu kiến bậc 2. Mức độ tuyến tính các giá trị
thực nghiệm được xác định bằng hệ số R2.

3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. Đặc trưng vật liệu
3.1.1. Điểm đẳng điện của vật liệu CGT

Giao điểm của đồ thị sự phụ thuộc ∆pH = pH0–pHi
vào pH0 với trục hoành xác định điểm đẳng điện
của vật liệu CGT như hình 1.

Hình 1. Điểm đẳng điện của vật liệu
Quan sát hình 1 ta thấy điểm đẳng điện của than
hoạt tính được chế tạo từ mùn cưa gỗ thông đạt
giá trị 8,6, nghĩa là trong môi trường pH < 8,6,
bề mặt vật liệu tích điện dương, các liên kết với
điện tích âm sẽ được ưu tiên. Ngược lại, trong môi
trường pH > 8,6 thì bề mặt vật liệu ưu tiên tạo liên
kết với các điện tích dương. Kết quả này cũng phù
hợp với một số nghiên cứu về than hoạt tính được
điều chế từ các nguyên liệu phế phẩm khác [3].

3.1.2. Kết quả phân tích diện tích bề mặt riêng
(BET) và hình thái bề mặt (SEM)
Sau khi phân tích bằng phương pháp BET, diện
tích bề mặt của vật liệu đạt 338,1 m2/g, thể tích
mao quản đạt 0,0306 cm3/g và đường kính mao
quản đạt 2,06 nm.
Hình thái bề mặt vật liệu được trình bày trên
hình 2.

Hình 2. Kết quả phân tích SEM của vật liệu CGT và CGTP
Quan sát kết quả SEM trên hình 2 ta thấy vật liệu
than hoạt tính trước khi hấp phụ phenol có cấu
trúc nhiều lớp, nhiều góc cạnh, tạo ra nhiều đỉnh
hấp phụ và các mao quản. Hình dạng vật liệu thay

đổi đáng kể sau khi hấp phụ phenol, hầu như các
đỉnh và các mao quản bị chiếm lấp tạo thành khối
có dạng trương nở, điều này chứng tỏ các phân tử
phenol đã bị hấp phụ lên bề mặt CGT.

Tạp chí Nghiên cứu khoa học - Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190 Số 1(60).2018 81


NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
3.2. Khả năng hấp phụ của than hoạt tính hoạt hóa từ mùn cưa gỗ thông với phenol
3.2.1. Ảnh hưởng của pH
Kết quả sự ảnh hưởng của pH đến khả năng hấp phụ được thể hiện trên hình 3.

Hình 3. Sự ảnh hưởng của pH đến hiệu suất hấp phụ
Quan sát hình 3 ta thấy khả năng hấp phụ phenol
của than hoạt tính từ mùn cưa gỗ thông hầu như
thay đổi không đáng kể trong khoảng pH từ 2 đến
8,0 và giảm mạnh khi pH > 8,0. Điều này có thể
giải thích rằng với hằng số pKa 9,89 thì trong môi
trường pH >8,0 phenol sẽ có xu hướng phân ly
theo phương trình:
C6 H 5OH

→ C6 H 5O − + H +

Trong khi đó tại pH > 8,0, bề mặt than hoạt tính
đang tích điện âm do điểm đẳng điện pHZLC có giá
trị 8,6 tạo nên lực đẩy tĩnh điện giữa ion phenolat
và bề mặt vật liệu, cường độ phụ thuộc vào mức

độ phân ly của phenol và diện tích bề mặt vật
liệu, thậm chí không những ngăn cản quá trình
hấp phụ phenol lên bề mặt mà còn đẩy các ion
phenolat trong mao quản ra, hiệu ứng này tăng
khi kích thước các mao quản thấp, nơi các anion
gần nhau hơn [4]. Vì vậy, môi trường pH = 7 được
chọn là tối ưu cho các thí nghiệm khảo sát kế tiếp.
3.2.2. Ảnh hưởng của nồng độ phenol
Kết quả sự ảnh hưởng của nồng độ phenol đến
khả năng hấp phụ của vật liệu được thể hiện trên
hình 4.

Hình 4. Sự ảnh hưởng của nồng độ phenol đến hiệu suất và dung lượng hấp phụ
82 Tạp chí Nghiên cứu khoa học - Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190 Số 1(60).2018


LIÊN NGÀNH HÓA HỌC - CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
Hình 4 cho thấy đối với dung dịch có nồng độ phenol
dưới 50 mg/l thì hiệu suất hấp phụ cao và dung lượng
hấp phụ tăng nhanh. Điều này có thể giải thích là do
ban đầu bề mặt và các mao quản đang còn trống,
diện tích bề mặt bị chiếm rất nhỏ, phân tử phenol dễ
dàng xâm nhập và hình thành các liên kết. Điều này
phù hợp với thuyết hấp phụ Langmuir khi tốc độ hấp
phụ (vhp) liên hệ với nồng độ (C) và diện tích bề mặt bị
chiếm ( θ ) như sau:

(10)
Khi diện tích bề mặt bị chiếm đủ lớn thì quá trình hấp
phụ diễn ra chậm và tương đối ổn định, thể hiện trên

hình 4 khi nồng độ phenol trên 50 mg/l, hiệu suất hấp
phụ giảm dần và dung lượng hấp phụ tăng không
đáng kể.
Phân tích hồi quy Ccb/q và Ccb đối với mô hình
Langmuir và hồi quy lgqcb và lgCcb đối với mô hình
Freundlich ta được các kết như trên hình 5.

Hình 5. Đồ thị đẳng nhiệt hấp phụ phenol theo mô hình Langmuir và Freundlich
Dựa vào mô hình Langmuir và Freundlich trên hình 5, ta xác định được các thông số động học
hấp phụ, trình bày trên bảng 3.
Bảng 3. Thông số động học than hoạt tính hấp phụ phenol theo Langmuir và Freundlich

Ccb
q
KL

0,199

Langmuir

=

1

qmax
qmax

13,9

⋅ Ccb +

Freundlich

1

lg q lg K F +
=

qmax .K L
R2

1/n

0,9927

0,3401

Kết quả hình 5 và bảng 3 cho ta thấy quá trình
hấp phụ phenol của than hoạt tính được điều
chế từ mùn cưa gỗ thông phù hợp với phương
trình đẳng nhiệt Langmuir khi mức độ tuyến tính
đạt giá trị R2 = 0,9927 và giá trị RL = 0,14 nằm
trong khoảng 0÷1 [5], quá trình hấp phụ đơn lớp
và dung lượng hấp phụ cực đại đạt 13,9 mg/g.
Trong khi đó, mức độ tuyến tính theo mô hình

1
lg Ccb
n

KF

7,4

R2
0,8706

Freundlich chỉ đạt giá trị R2 = 0,8706 và được coi là
không phù hợp.
3.2.3. Ảnh hưởng của thời gian
Kết quả sự phụ thuộc hiệu suất hấp phụ theo thời
gian được trình bày trên hình 6. Hình 6 cho thấy
hiệu suất hấp phụ càng cao khi thời gian càng tăng,
tuy nhiên sau 180 phút hiệu suất hấp phụ thay đổi
không đáng kể.

Hình 6. Sự ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất hấp phụ
Tạp chí Nghiên cứu khoa học - Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190 Số 1(60).2018 83


NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
Áp dụng thuyết hấp phụ Langmuir có thể giải
thích rằng, với thời ban đầu, diện tích bề mặt quá
nhỏ, tốc độ hấp phụ tỉ lệ thuận với nồng độ chất
hấp phụ. Sau thời gian đủ lớn (trên 180 phút), các
mao quản bị lấp đầy, diện tích bề mặt bị chiếm đủ
lớn nên tốc độ hấp phụ tăng không đáng kể. Để

nghiên cứu động học hấp phụ, thời gian hấp phụ
được khảo sát đến 300 phút.

Hồi quy tuyến tính giá trị lg (qcb– qt) với t theo mô
hình biểu kiến bậc 1 và hồi quy các giá trị t/qt với t
theo mô hình biểu kiến bậc 2 ta được kết quả như
hình 7.

Hình 7. Đồ thị đẳng nhiệt hấp phụ phenol theo mô hình động học bậc 1 và 2
Dựa vào phương trình động học bậc 1 và bậc 2 như hình 7, ta xác định được các thông số động học
hấp phụ, trình bày trên bảng 4.
Bảng 4. Thông số động học than hoạt tính hấp phụ phenol theo phương trình động học bậc 1 và 2
Bậc 1 :

lg ( qcb – qt ) = lg ( qcb ) – k1t

t

1

qt

2
k 2 qcb

Bậc 2 =
=

+

t
qcb

k1 (phút-1)

qcb (mg/g)

R2

qcb (mg/g)

K2 (g.mg-1.phút-1)

R2

0,001

9,57

0,7142

9,16

0,044

0,9982

Quan sát bảng 4 ta thấy mức độ tuyến tính
(R2 = 0,9982) cho thấy quá trình hấp phụ tuân
theo phương trình động học bậc 2, bên cạnh
đó giá trị dung lượng hấp phụ cân bằng (qcb)
theo lý thuyết (9,16 mg/g) và theo thực nghiệm
(8,65 mg/g) cũng phản ánh mức độ gần đúng

của mô hình động học bậc 2. Trong khi đó mức
độ tuyến tính của mô hình động học bậc 1 đạt
R2 = 0,7142 chỉ ra mức độ tuyến tính quá thấp.
4. KẾT LUẬN
- Đã chế tạo được than hoạt tính CGT từ mùn cưa
gỗ thông bằng cách axit hóa bởi H2SO498% sau
đó hoạt hóa bởi nhiệt tại 500 và 700oC.
- Các đặc trưng của vật liệu đã được nghiên cứu
bởi các phương pháp hóa lý như SEM, BET, kết
quả cho thấy bề mặt vật liệu có cấu trúc lớp và
xuất hiện nhiều tâm hấp phụ, diện tích bề mặt
của vật liệu đạt 338,1 m2/g, thể tích mao quản đạt
0,0306 cm3/g và đường kính mao quản đạt 2,06 nm .

- Điều kiện thích hợp để vật liệu CGT hấp phụ phenol
là: nhiệt độ 25oC, pH = 7, hàm lượng chất hấp phụ
3 g/l và nồng độ phenol ban đầu 30 mg/l. Khi đó
hiệu suất hấp phụ đạt 81,1%.
- Quá trình hấp phụ phenol bởi CGT tuân theo mô
hình hấp phụ Langmuir với hệ số R2 = 0,9927, dung
lượng hấp phụ cực đại đạt 13,9 mg/g và mô hình
động học biểu kiến bậc 2 với hệ số R2 = 0,9982,
dung lượng hấp phụ cân bằng đạt 9,16 mg/g.
Kết quả nghiên cứu này cho thấy than hoạt tính
điều chế từ mùn cưa gỗ thông thích hợp cho việc
loại bỏ phenol khỏi nguồn nước bị ô nhiễm.

TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Cheng, W.P.; Gao, W.; Cui, X.; Ma, J.H.; Li, R.F.
(2016). Phenol adsorption equilibrium and kinetics

on zeolite X/activated carbon composite. J. Taiwan
Inst. Chem. Eng. 62, 192-198.

84 Tạp chí Nghiên cứu khoa học - Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190 Số 1(60).2018


LIÊN NGÀNH HÓA HỌC - CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
[2]. Johari, K.; Saman, N.; Song, S.T.; Chin, C.S.; Kong,

studies of some substituted phenols on activated
carbon fibers. Chem Eng J; 157:348-56.

H.; Mat, H (2016). Adsorption enhancement of
elemental mercury by various surface modified

[5].

Mulu

Berhe

Desta

(2013).

Batch

Sorption

coconut husk as eco-friendly low-cost adsorbents.

Experiments: Langmuir and Freundlich Isotherm

Int. Biodeterior. Biodegrad. 109, 45-52.

Studies for the Adsorption of Textile Metal Ions

[3]. M. Manoochehri, A. Khorsand, E. Hashemi (2012).
Role of modified activated carbon by H3PO4 or
K2CO3 from natural adsorbent for removal of Pb(II)
from aqueous solutions, Carbon Lett. 13, 115-120.
[4]. Liu QS, Zheng T, Wang P, Jang JP, Li N (2010).
Adsorption isotherm, kinetic and mech-anism

onto Teff Straw (Eragrostis tef) Agricultural Waste.
Journal of Thermodynamics; 231:375-383.
[6]. W.S. Wan Ngah, M.A.K.M. Hanafiah (2008).
Removal of heavy metal ions from wastewater by
chemically modified plant wastes as adsorbents: A
review. Bioresource Technology Volume 99, Issue
10, July, pp. 3935-3948.

Tạp chí Nghiên cứu khoa học - Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190 Số 1(60).2018 85