Thông tin chung:

Ngày nhận bài: 07/01/2020
Ngày nhận bài sửa: 27/02/2020

Ngày duyệt đăng: 29/06/2020

Title:

Adsorption behavior of Cr(VI) ion on Fe₃O₄@SiO₂ with SiO₂ originated from rice husk ash

Từ khóa:

Cr(VI), Fe₃O₄,  hấp phụ, SiO₂, tro trấu

Keywords:

Cr(VI), Fe₃O₄, adsorption, SiO₂, rice husk ash

ABSTRACT

This study is aimed to evaluate adsorption behavior of Cr(VI) ion in aqueous solution by using  Fe₃O₄@SiO₂ with SiO₂ derived from rice husk ash. The magnetic synthesized absorbent is generated at simple, inexpensive and environmentally friendly conditions. Scanning electron microscope (SEM) analysis illustrated that SiO₂ nanoparticles, Fe₃O₄ N nanoparticles and Fe₃O₄@SiO₂ particles were in fairly spherical shape with diameter in a range of 5 nm to 10 nm, 30 nm to 50 nm and 100 nm to 500 nm, respectively. The experimental results showed that Fe₃O₄@SiO₂ particles could remove 92.49% of Cr(VI) at conditions of pH 2.5, contact time of 30 min, Fe₃O₄@SiO₂ mass of 0.1 g, and Cr(VI) initial concentration of 100 mg/L. The adsorption of Cr(VI) ion onto the absorbent can be considered as monolayer physisorption onto heterogeneous surface with maximum adsorption capacity of 166.67 mg/g. The bonding energy of adsorbent and adsorbate is 7.1795 kJ/mol, and Cr_xFe_1-x(OH)₃ precipitates is adsorbed into pores of SiO₂ shell can be examined as the main mechanism of the adsorption.

TÓM TẮT

Nghiên cứu này nhằm đánh giá khả năng hấp phụ ion kim loại nặng Cr(VI) trong nước bằng hạt nano Fe₃O₄@SiO₂ với SiO₂ có nguồn góc từ tro trấu. Vật liệu hấp phụ từ tính được tổng hợp ở các điều kiện đơn giản, kinh tế và thân thiện với môi trường. Phân tích kính hiển vi điện tử quét (SEM) cho thấy hạt nano SiO₂, hạt nano Fe₃O₄ và vật liệu hấp phụ Fe₃O₄@SiO₂ có hình dạng gần hình cầu với đường kính lần lượt là 5 nm đến 10 nm, 30 nm đến 50 nm và 100 nm đến 500 nm. Kết quả hấp phụ cho thấy Fe₃O₄@SiO₂ có thể loại bỏ 92,49% Cr(VI) tại pH 2,5, thời gian hấp phụ 30 phút, khối lượng Fe₃O₄@SiO₂ 0,1 g và nồng độ Cr(VI) ban đầu 100 mg/L. Đây là quá trình hấp phụ vật lý đơn lớp trên bề mặt không đồng nhất với dung lượng hấp phụ cực đại là 166,67 mg/g. Năng lượng liên kết giữa vật liệu hấp phụ và chất bị hấp phụ là E = 7,1795 kJ/mol và kết tủa Cr_xFe_1-x(OH)₃ bị hấp phụ trực tiếp trên bề mặt lỗ xốp của SiO₂được xem là cơ chế chính của quá trình hấp phụ.  

Trích dẫn: Lương Huỳnh Vủ Thanh, Hà Quốc Nam, Lê Phước Bảo Thơ, Trần Nguyễn Phương Lan và Trần Thị Bích Quyên, 2020. Khả năng hấp phụ ion Cr(VI) của vật liệu Fe₃O4@SiO₂ với SiO₂ từ tro trấu. Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ. 56(3A): 9-19.