Khóa luận tốt nghiệp tên khóa luận nghiên cứu các điều kiện biến tính than hoạt tính từ cây chuối 9587777

i
LỜI CÁM ƠN
Trong suốt quá trình thực hiện khóa luận tốt nghiệp, em đã học hỏi và tích
lũy đƣợc nhiều kinh nghiệm quý báu về mặt kiến thức cũng nhƣ những kinh
nghiệm sống. Đề hoàn thành đề tài nghiên cứu này, ngoài sự nỗ lực của bản
thân, em còn nhận đƣợc nhiều sự hỗ trợ và giúp đỡ rất tận tình của thầy cô, gia
đình và bạn bè. Em xin chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc đến:
Thầy Bùi Văn Năng (Giám đốc trung tâm) đã đồng ý làm giáo viên hƣớng
dẫn Khóa luận Tốt nghiệp, định hƣớng cho em chọn đề tài và thầy đã tạo mọi
điều kiện thuận lợi cho em phát huy tính tự giác trong nghiên cứu, theo sát em
trong quá trình thực hiện đề tài.
Cảm ơn Trung tâm phân tích môi trƣờng đã giúp đỡ em trong quá trình
làm thí nghiệm.
Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn!.
Hà Nội, tháng 5 năm 2018
Chu Thị Hồng Nhung

ii
MỤC LỤC
LỜI CÁM ƠN ..............................................................................................i
MỤC LỤC ..................................................................................................ii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ............................................................v
DANH MỤC BẢNG ..................................................................................vi
DANH MỤC HÌNH ẢNH .........................................................................vii
TÓM TẮT KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP.........................................................viii
ĐẶT VẤN ĐỀ.............................................................................................1
Chƣơng 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ...............................2
1.1. Giới thiệu về cây chuối ........................................................................2
1.1.1.Tên khoa học......................................................................................2
1.1.2. Phân loại các loài chuối ở Việt Nam .................................................2
1.1.3. Đặc điểm hình thái của chuối ............................................................5
1.1.4. Điều kiện gieo trồng chuối ................................................................8
1.1.5. Tình hình trồng chuối ở trên thế giới và Việt Nam ..........................10
1.1.6. Ý nghĩa thực tiễn của cây chuối ......................................................11
1.2. Một số hƣớng nghiên cứu từ sản phẩm nông nghiệp ...........................12
1.2.1. Hấp phụ ion kim loại nặng...............................................................12
1.2.2. Hấp phụ Xanhmetylen và chất hữu cơ..............................................13
1.3. Giới thiệu than hoạt tính điều chế vật liệu từ sinh khối thực vật..........14
1.3.1. Định nghĩa than hoạt tính ................................................................15
1.3.2. Đặc trƣng về tính chất vật lý, hóa học của than hoạt tính .................16
1.3.3. Khả năng hấp phụ của than hoạt tính ..............................................17
1.3.4. Nguyên liệu chế tạo than hoạt tính..................................................18
1.3.5. Phƣơng pháp sản xuất than hoạt tính...............................................18
1.4. Giới thiệu về phƣơng pháp hấp phụ ....................................................20
1.4.1. Các khái niệm..................................................................................20
1.4.2. Các mô hình cơ bản của quá trình hấp phụ.......................................22

iii
Chƣơng 2 MỤC TIÊU, ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG
PHÁPNGHIÊN CỨU ...............................................................................25
2.1. Mục tiêu nghiên cứu...........................................................................25
2.2. Đối tƣợng nghiên cứu.........................................................................25
2.3. Nội dung nghiên cứu ..........................................................................25
2.4. Phƣơng pháp nghiên cứu ....................................................................26
2.4.1. Phƣơng pháp kế thừa số liệu............................................................26
2.4.2. Phƣơng pháp lấy mẫu nghiên cứu ....................................................26
2.4.3. Phƣơng pháp tổng hợp than hoạt tính từ vỏ thân cây Chuối..............27
2.4.4. Phƣơng pháp Scanning Electron Microscope (SEM) ........................28
2.4.5. Phƣơng pháp quang phổ hồng ngoại (IR)................................................. 29
2.4.6. Phƣơng pháp bố trí thí nghiệm đánh giá khả năng hấp phụ của hoạt
tính từ cây Chuối.......................................................................................30
2.4.7. Phƣơng pháp phân tích trong phòng thí nghiệm ...............................30
2.5. Phƣơng pháp xử lý số liệu ..................................................................33
Chƣơng 3 THỰC NGHIỆM.......................................................................34
3.1. Hóa chất, dụng cụ và thiết bị thí nghiệm.............................................34
3.1.1. Hóa chất ..........................................................................................34
3.1.2. Dụng cụ và thiết bị thí nghiệm.........................................................34
3.2. Thực nghiệm ......................................................................................35
3.2.1. Tổng hợp than hoạt tính từ cây Chuối ..............................................35
3.2.2. Xác định khả năng hấp phụ Xanh Metylen trong dung dịch bằng than
hoạt tính....................................................................................................38
3.2.3. Xác định khả năng hấp phụ phẩm màu Ractived Yellow (Reactive
yellow 160) trong dung dịch bằng than hoạt tính .......................................40
3.2.4. Xác định khả năng hỗn hợp hấp phụ Xanh Metylen với phẩm màu
Ractived Yellow trong dung dịch bằng than hoạt tính...............................41
Chƣơng 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ........................................................42
4.1. Kết quả tổng hợp than hoạt tính từ cây Chuối .....................................42

iv
4.1.1. Sản phẩm tổng hợp từ phƣơng pháp 1: Than hóa và biến tính thành
than hoạt tính ............................................................................................42
4.1.2. Sản phẩm tổng hợp từ phƣơng pháp 2: Tổng hợp than hoạt tính từ tác
nhân hoạt hóa ZnCl3 3M............................................................................45
4.2. Kết quả khảo sát khả năng hấp phụ Xanh Metylen trong dung dịch bằng
các mẫu vật hấp phụ từ cây Chuối .............................................................50
4.3. Kết quả phân tích khả năng hấp phụ Ractived Yellow trong dung dịch
bằng các mẫu than hoạt tính. .....................................................................54
4.4. Kết quả phân tích khả năng hấp phụ hỗn hợp Xanh Metylen với phẩm
màu Ractived Yellow.................................................................................58
4.5. Đề xuất hƣớng ứng dụng ....................................................................59
Chƣơng 5 KẾT LUẬN – TỒN TẠI – KHUYẾN NGHỊ .............................60
5.1. Kết luận..............................................................................................60
5.2. Tồn tại................................................................................................61
5.3. Khuyến nghị.......................................................................................61
TÀI LIỆU THAM KHẢO..........................................................................62
PHỤ LỤC .................................................................................................64

v
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
IR: Infrared
SEM: Scanning Electron Microscope

vi
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.3: Đặc điểm ngoại hình của hai loại chuối M. Acuminita và M. Balbisiana
…………………………………………………………………………………...4
Bảng 3.1 : Danh mục các hóa chất cần thiết cho nghiên cứu ............................. 34
Bảng 4.1. Khối lƣợng mẫu trƣớc và sau khi than hóa ........................................ 42
Bảng 4.2. Khối lƣợng mẫu trƣớc và sau khi than hóa ........................................ 46
Bảng 4.3 : Kết quả xây dựng đƣờng chuẩn để định lƣợng đo độ hấp thụ quang
của Xanh Metylen ở các mức nồng độ khác nhau .............................................. 50
Bảng 4.4: Nồng độ của Xanh Methylen sau khi xử lý bằng than hoạt tính....... 51
Bảng 4.5: Kết quả xây dựng đƣờng chuẩn để định lƣợng đo độ hấp thụ quang
của phẩm màu Ractived Yellow ở các mức nồng độ khác nhau ........................ 55
Bảng 4.6: Nồng độ của phẩm màu Ractived Yellow sau khi xử lý bằng than hoạt
tính....................................................................................................................... 55
Bảng 4.7: Khả năng hấp phụ hỗn hợp Xanh Metylen với phẩm màu Ractived
Yellow sau khi xử lý bằng than hoạt tính ........................................................... 58

vii
DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1: Cây Chuối.............................................................................................. 2
Hình 3.1: Bố trí thí nghiệm quá trình hoạt hóa................................................... 37
Hình 4.1: Vật liệu trƣớc và sau khi than hóa ...................................................... 42
Hình 4.2: Ảnh SEM của mẫu M1........................................................................ 43
Hình 4.3: Phổ FTIR của mẫu M1........................................................................ 44
Hình 4.4: Vật liệu trƣớc và sau khi than hóa ...................................................... 45
Hình 4.5: Ảnh SEM của mẫu M2........................................................................ 47
Hình 4.6: Phổ FTIR của mẫu M2........................................................................ 49
Hình 4.7 : Đƣờng chuẩn của dung dịch Xanh Metylen ...................................... 50
Hình 4.8: Biểu đồ kết quả phân tích khả năng hấp phụ...................................... 52
Hình 4.9 : Biểu đồ thể hiện hiệu suất hấp phụ màu Xanh Metylen của các mẫu ở
các nồng độ khác nhau. ....................................................................................... 52
Hình 4.10: Biểu đồ dung lƣợng hấp phụ Xanh Metylen của mẫu M2 và than
thị trƣờng ............................................................................................................ 54
Hình 4.11: Đƣờng chuẩn dung dịch phẩm màu Ractived Yellow...................... 55
Hình 4.12: Dung lƣợng hấp phụ của mẫu M1, M2............................................. 56
Hình 4.13: Biểu đồ thể hiện hiệu suất xử lý của mẫu M1, M2 với các nồng độ .... 57
khác nhau. ............................................................................................................ 57
Hình 4.14: Biểu đồ dung lƣợng hấp phụ hỗn hợp Xanh Metylen với phẩm màu
Ractived Yellow.................................................................................................. 58

viii
TRƢỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP VIỆT NAM
KHOA QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN RỪNG VÀ MÔI TRƢỜNG
TÓM TẮT KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
1. Tên khóa luận
“Nghiên cứu các điều kiện biến tính than hoạt tính từ cây Chuối ”
2. Sinh viên thực hiện: Chu Thị Hồng Nhung
3. Giáo viên hƣớng dẫn: Th.S BÙI VĂN NĂNG
4. Mục tiêu nghiên cứu:
4.1. Mục tiêu chung
- Sử dụng các sản phẩm phụ trong nông nghiệp để xử lý ô nhiễm môi trƣờng.
4.2. Mục tiêu cụ thể
- Nghiên cứu tổng hợp than hoạt tính từ thân cây chuối để xử lý ô nhiễm
môi trƣờng.
- Đánh giá khả năng hấp phụ chất màu hữu cơ của than hoạt tính
5. Đối tƣợng nghiên cứu:
Đối tượng nghiên cứu:
- Cây Chuối lấy tại khu vực Xóm 10, thôn Hạ Tập, xã thụy Bình, huyện
Thái Bình, tỉnh Thái Bình.
- Dung dịch Xanh Metylen, dung dịch phẩm màu Ractived Yellow và
hỗn hợp dung dịch Xanh Metylen với phẩm màu Ractived Yellow đƣợc sử dụng
để đánh giá khả năng hấp phụ của than hoạt tính đƣợc tổng hợp từ cây Chuối.
Phạm vi nghiên cứu: Thực hiện trong phòng thí nghiệm tại trƣờng Đại học
Lâm Nghiệp.
Thời gian nghiên cứu: 25/12 đến 20/4/2018
6. Nội dung nghiên cứu
Để thực hiện các mục tiêu trên, khóa luận lựa chọn một số nội dung
nghiên cứu sau:
- Thực trạng trồng chuối ở Việt Nam.
- Nghiên cứu điều kiện biến tính từ thân cây Chuối để thành than hoạt tính

ix
+ Nghiên cứu điều kiện than hóa và biến tính thành than hoạt tính.
+ Nghiên cứu điều kiện tổng hợp than hoạt tính từ tác nhân hoạt hóa
ZnCl2 3M
- Khảo sát khả năng hấp phụ của than hoạt tính
+ Khảo sát khả năng hấp phụ Xanh Metylen của than hoạt tính.
+ Khảo sát khả năng hấp phụ phẩm màu Ractived Yellow của than hoạt
tính.
+ Khảo sát khả năng hấp phụ dung dịch hỗn hợp X (Xanh Metylen và
Phẩm màu Ractived Yellow).
7. Phƣơng pháp nghiên cứu
- Phƣơng pháp kế thừa tài liệu;
- Phƣơng pháp lấy mẫu cây Chuối;
- Phƣơng pháp tổng hợp than hoạt tính từ vỏ thân cây Chuối;
- Phƣơng pháp Scanning Electron Microscope (SEM);
- Phƣơng pháp phổ hồng ngoại;
- Phƣơng pháp bố trí thí nghiệm;
- Phƣơng pháp phân tích các chất nghiên cứu;
- Phƣơng pháp xử lý số liệu.
8. Những kết quả đạt đƣợc
Từ quá trình nghiên cứu, khóa luận đã đạt đƣợc những kết quả sau:
- Đã tổng hợp đƣợc than hoạt tính từ cây Chuối bằng hai phƣơng pháp
khác nhau là phƣơng pháp than hóa, biến tính thành than hoạt tính và phƣơng
pháp tẩm chất hoạt hóa ZnCl2 3M. Chất lƣợng than đo đƣợc thông qua ảnh SEM
và phổ IR kết quả cho thấy tƣơng đối tốt.
- Kết quả thu đƣợc từ hai phƣơng pháp tổng hợp cho thấy, tổng hợp than
hoạt tính từ cây Chuối bằng phƣơng pháp tẩm chất hoạt hóa ZnCl2 3M cho chất
lƣợng sản phẩm than hoạt tính cũng nhƣ hiệu quả hấp phụ cao hơn so với
phƣơng pháp than hóa và biến tính thành than hoạt tính.

x
- Mẫu than hoạt tính M2 – Mẫu than đƣợc tẩm ZnCl2 3M luôn cho hiệu
suất hấp phụ cao hơn mẫu than M1, và hiệu suất luôn đạt cao hơn hoặc tƣơng
đƣơng với hiệu suất của mẫu than thị trƣờng ở các chỉ tiêu hấp phụ màu Xanh
Metylen, hấp phụ phẩm màu Ractived Yellow, hấp phụ hỗn hợp Xanh Metylen
với phẩm màu Ractived Yellow.
- Mẫu than hoạt tính M2 có cấu trúc xốp và lỗ rỗng phát triển hơn so với
mẫu than M1. Với lƣợng than xử lý 0,1g mẫu than M2 cho hiệu suất hấp phụ
màu Xanh Metylen đạt 99,91%. Mẫu than M1 cho hiệu suất cao nhất 91,26% và
thấp nhất là 29,3%. Dựa vào kết quả phân tích của mẫu than M1, M2 có hiệu
suất hấp phụ tƣơng đƣơng với với mẫu than hoạt tính thị trƣờng.
- Từ việc tổng hợp đƣợc than hoạt tính từ cây Chuối, sẽ tạo sản phẩm là vật
liệu hấp phụ ứng dụng vào xử lý ô nhiễm môi trƣờng. Khuyến khích ngƣời dân
không nên lãng phí bỏ cây Chuối, góp phần nâng cao hiệu quả xử lý môi trƣờng.
- Cây chuối là loài cây đƣợc trồng phổ biến, sản phẩm phụ là vỏ thân cây
chuối có khả năng xử lý chất màu hữu cơ, kim loại nặng và đạt hiệu suất hấp
phụ tốt khi biến tính vật liệu. Ứng dụng vỏ thân chuối vào các công nghệ xử lý
nƣớc thải từ nhiều nguồn khác nhau. Chƣa biến tính và biến tính đều có khả
năng hấp phụ chất ô nhiễm trong nƣớc.
Hà Nội, ngày 9 tháng 5 năm 2018
Sinh viên
Chu Thị Hồng Nhung

1
ĐẶT VẤN ĐỀ
Hiện nay quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa tăng nhanh đã trở
thành nhân tố tích cực đối với phát triển kinh tế xã hội của đất nƣớc. Tuy nhiên,
bên cạnh những lợi ích mà nó mang lại, sự gia tăng các hoạt động công nghiệp
còn sản sinh rất nhiều các chất ô nhiễm đã gây lên sức ép môi trƣờng rất nặng
bởi lƣợng chất thải lớn chứa nhiều kim loại nặng, chất hữu cơ khó và dễ phân
hủy, các chất thải có độc tính cao, tác động tiêu cực đến sức khỏe con ngƣời và
hệ sinh thái.
Kim loại nặng và những hợp chất của chúng đƣợc biết đến nhƣ các
chất độc tồn tại lâu dài trong môi trƣờng và có khả năng tích lũy trong cơ thể
sinh vật. Ở dạng vết, chúng có thể là các nguyên tố vi lƣợng rất cần thiết cho cơ
thể con ngƣời. Tuy nhiên, khi ở nồng độ cao, các ion kim loại nặng lại có tính
độc, có thể gây rủi ro lâu dài đến con ngƣời và hệ sinh thái. Những tác động cấp
tính do kim loại nặng thƣờng biểu hiện nhanh khi tiếp xúc và thƣờng gây tổn
thƣơng đến hệ hô hấp, tim đập nhanh, suy thận và thậm chí gây tử vong. Khi
nhiễm vào cơ thể, kim loại nặng tích tụ trong các mô và gây ra những biến đổi.
Nhiều nghiên cứu gần đây chứng minh rằng lõi ngô, sợi dừa, bã mía,
vỏ lạc và một số loại phụ phẩm có nguồn gốc từ thực vật có thể loại bỏ những
ion kim loại nặng và độc hại nhƣ niken, chì, đồng... trong nƣớc nhờ cấu trúc
nhiều lỗ xốp và thành phần gồm các polime nhƣ axit cacboxylic, phenolic,
xenlulozơ, hemixenlulozơ, lignin, protein. Hơn nữa, các chất hấp phụ này là
những nguyên liệu rẻ tiền, quy trình đơn giản và không đƣa thêm vào môi
trƣờng những tác nhân độc hại.
Để đóng góp vào hƣớng nghiên cứu tiềm năng này, đề tài đã đƣợc lựa
chọn để thực hiện: “Nghiên cứu các điều kiện biến tính than hoạt tính từ cây
Chuối”. Ngày nay, nhiều khoa học đã nghiên cứu sử dụng vỏ quả chuối, mủ chuối
để xử lý ô nhiễm môi trƣờng, để phát triển tiềm năng này khóa luận đã lựa chọn vỏ
thân Chuối để xử lý chất ô nhiễm trong nƣớc và vỏ thân Chuối là vật liệu rẻ tiền và
sẵn có ở hầu hết các vùng trong nƣớc và thế giới, nên đây có thể coi là hƣớng phát
triển công nghệ thân thiện với môi trƣờng.

2
Chƣơng 1
TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Giới thiệu về cây chuối [21]
1.1.1. Tên khoa học
Họ chuối: Musa troglodytarum
Giới: Plantae
Ngành: Magnoliophyta
Lớp: Liliopsida
Phân lớp: Zingiberiadae
Bộ: Zingiberales
Họ: Musaceae
Chi: Musa
Hình 1.1: Cây Chuối Sứ
1.1.2. Phân loại các loài chuối ở Việt Nam [6]
1.1.2.1. Phân loại theo tên gọi thường
Chuối tiêu: Chuối tiêu đƣợc trồng nhiều ở các vùng đồng bằng sông
Hồng, sông Cửu Long. Có ba giống chuối tiêu phân loại theo độ cao của thân.
Chuối tiêu lùn: thân cao 1,5÷2cm. Lá mọc sít nhau, cuống ngắn lá màu
xanh đậm. Trái hơi cong, dài 14÷16cm, đƣờng kính trái 2,5÷3cm. Mỗi buồng
chuối tiêu lùn nặng trung bình 14÷18cm, có buồng nặng trên 20kg. Thịt chắc,
thơm ngọt. Cây sinh trƣởng khỏe, chịu gió khá tốt.
Chuối tiêu nhỡ: thân cao 2÷3cm. Lá dài hơn giống trên. Trái ít cong hơn
chuối tiêu lùn, dài 15÷18cm, đƣờng kính trái 2,5÷3cm. Buồng chuối tiêu nhỡ
nặng trung bình 15÷20kg, có buồng nặng 25÷30kg. Thịt có màu nhạt hơn mềm
hơn chuối tiêu lùn. Mùi vị cũng không thơm ngon bằng chuối tiêu lùn. Cây sinh
trƣởng khỏe, năng suất cao.
Chuối tiêu cao: Thân cao 3,5÷4m. Lá dài, to, mọc thƣa. Trái to, hơi thẳng,
dài 16÷20cm, đƣờng kính 3,5÷4cm. Buồng chuối tiêu cao nặng trung bình
20÷25kg, có buồng nặng 35÷40kg. Thịt hơi nhão, mùi vị kém nhất trong ba

3
giống chuối tiêu. Cây sinh trƣởng khỏe, năng suất cao nhƣng chống gió bão
kém. Buồng trái nặng dễ gẫy đổ.
Chuối sứ (chuối tây, chuối xiêm): Chuối sứ đƣợc trồng phổ biến ở nhiều
nơi, cây mọc khỏe, cao to, lá dài rộng, cuống lá có phấn trắng. Trái to, ngắn,
mập, vỏ mỏng, khi chín vàng tƣơi, vị ngọt, kém thơm. Buồng nặng 15÷20kg.
Chuối sứ không kén đất, không chịu đƣợc hạn, úng, đất xấu và chịu rét khá hơn
chuối tiêu. Do đó, chuối sứ thƣờng đƣợc trồng ở các vùng trung du, miền núi.
Khả năng bảo quản, vận chuyển kém.
Chuối ngự: Dọc bờ sông Châu Hà Nam, nhiều nơi nổi tiếng về trồng
chuối ngự. Nhƣng ngon nhất vẫn là chuối ngự làng chiêm trũng Đại Hoàng
(huyện Lý Nhân, tỉnh Hà Nam). Cây chuối ngự cao khoảng 2,5÷3m, lá xanh
mát. Khác với chuối ngự trâu, quả to, ăn nhạt, chuối ngự thóc (hay còn gọi là
chuối ngự mít) là loại đƣợc tiến vua. Cây chuối ngự mít thấp, trái nhỏ, cuống
thanh, vỏ mỏng màu vàng óng, thịt trái mịn, bên ngoài màu vàng nhạt, trong
ruột màu vàng sậm, mùi vị thơm và ngọt hơn cả chuối tiêu lùn.
Chuối mật (chuối lá): Chuối mật đƣợc trồng rải rác khắp nơi, cây cao lớn
3,5÷4m. Trái lớn có ba cạnh, vỏ dày hơi khó bóc. Thịt trái khi chín màu vàng
nhạt, nhão, không thơm, hàm lƣợng đƣờng thấp, vị ngọt pha chua. Cây sinh
trƣởng khỏe, năng suất thấp thƣờng đƣợc dùng để sản xuất chuối khô.
Chuối cau (chuối cơm): Thân cây chuối cau nhỏ, trái ngắn, buồng nhỏ
không sai, vỏ dày. Trái chín ăn không ngọt lắm hơi chua.
Chuối hột: Cây chuối hột cao lớn 4÷5m, mọc khỏe. Trái có cạnh rõ rệt, vỏ
dày nhiều hột. Khi chín vỏ không vàng nhƣ các loại chuối khác. Cây sinh trƣởng
khỏe, chịu đƣợc hạn, rét, ít sâu bệnh. Vì có nhiều hột nên chuối hột thƣờng chỉ
đƣợc dùng để làm rau trong các món ăn hay dùng làm thuốc chữa bệnh.
1.1.3.2. Phân loại dựa theo gen:
Trƣớc đây theo Linne chuối đƣợc chia thành các nhóm:
Musa sapentum L: trái chín ngọt, ăn tƣơi.
Musa paradiaca L: khi chín phải nấu mới ăn đƣợc.
Musacavendish, Musa nana: chuối già lùn.

4
Từ năm 1948, Cheesman đã phân biệt 2 nguồn gốc chính của chuối trồng trọt
là: M. Acuminita colla và M. Balbisiana colla. Trong họ phụ Musoidae có 2 giống
Enset và Musa.
Từ năm 1995, Simmonds và Shepherd đã dựa vào số điểm đánh giá 15 đặc
điểm ngoại hình của chuối để quy định mức độ lai của các giống chuối trồng trọt đối
với 2 dòng Acuminita và Balbisiana, trong gen đều có gen A và gen B
Bảng 1.3: Đặc điểm ngoại hình của hai loại chuối M. Acuminita và
M. Balbisiana
Đặc điểm M. Acuminita M. Balbisiana
Màu thân giả Nhiều màu nâu hay đốm đen Có đốm ít hoặc không có
Rãnh cuống lá
Mép thẳng hoặc bè ra với
những cánh phía dƣới,
không om siết thân già
Bờ mép khép xung quanh,
không có cánh phía dƣới, ôm
siết thân già
Cùi buồng Thƣờng có lông tơ Nhẵn
Cuống trái Ngắn Dài
Noãn sào
Hai hàng đều nhau ở mỗi
ngăn
Bốn hàng bất thƣờng
Bờ vai lá mo Có tỷ số < 0,28 Thƣờng có tỉ lệ > 0,3
Sự cuốn lá mo Lá mo cuốn tròn
Lá mo nâng lên nhƣng không
cuốn tròn
Hình dạng lá mo Nhọn Tù
Màu sắc lá mo
Bên ngoài có màu đỏ, bên
trong có màu vàng
Bên ngoài đỏ tía, bên trong đỏ
thẫm
Phai nhạt màu
trong lá mo
Phai nhạt đến màu vàng Bên trong màu đỏ liên tục
Vết thẹo lá mo Lồi lên Ít lồi lên
Phía hoa tự do
của hoa đực
Gợn sóng bên dƣới đỉnh Ít khi gợn sóng
Màu của hoa đực
Màu đỏ bừng, thay đổi đến màu
hồng
Màu nuốm nhụy Cam, vàng Hồng nhạt, vàng nhạt

5
1.1.3. Đặc điểm hình thái của chuối [19]
1.1.3.1. Rễ cây Chuối
Khác với các loại cây ăn quả khác, chuối không có rễ cọc. Rễ chuối là
dạng rễ chùm, 2 – 5 rễ một chùm. Rễ có hệ thống rễ con phân bố gần phủ kín bề
mặt rễ kể từ phần thân giáp thân chính. Rễ đƣợc hình thành và sinh trƣởng, phát
triển ở phần thân ngầm.
Rễ con rất nhỏ và ngắn so với rễ chính (rễ cấp một) do đó sự hình thành rễ
con này có ảnh hƣởng đến khả năng hút nƣớc và dinh dƣỡng liên quan đến cách
bón phân thúc cho chuối trong quá trình chăm sóc sau khi trồng nhƣ thế nào là
hợp lí. Rễ có chức năng hút dinh dƣỡng, nƣớc và khoáng.
Đƣờng kính khoảng 5 – 10 mm. Rễ chuối mềm, dễ thối khi điều kiện môi
trƣờng bất lợi nhƣ úng nƣớc, sát thƣơng cơ giới, sâu bệnh hại rễ,..
Rễ bất định mọc từ bề mặt trung tâm của củ chuối (thân ngầm) thành từng
nhóm 2 hoặc 5 rễ.
Các rễ nằm ở đáy củ thƣờng ăn sâu xuống đất 60 – 70 cm, các rễ nằm
xung quanh củ có khuynh hƣớng ăn lan rộng, nếu đất tơi xốp và thoáng khí,
nhiều mùn thì rễ chuối có thể ăn lan rộng 4 – 4,5 m tùy theo giống.
Một cây chuối trƣởng thành có khoảng 500 – 600 rễ.
Lông hút nằm ở xa thân ngầm, gần với chóp rễ. Vì thế cần chú ý khi bón
phân bón cách xa gốc khoảng 50 – 60 cm nơi tập trung nhiều lông hút.
Rễ chuối hút nƣớc yếu khoảng 40% lƣợng nƣớc có ích trong đất, cho nên
tốt nhất cần duy trì độ ẩm trong đất luôn luôn tiếp cận độ ẩm tối đa. Đặc biệt đối
với chuối tiêu là giống chịu hạn kém nhất. Trƣờng hợp hạn hán kết hợp với rét
sẽ làm cho cây chuối trƣởng thành “ nghẹn buồng” (hoa không trổ thoát). Khi
hoa đã trổ thoát, nếu bị hạn buồng chuối sẽ ngắn lại, quả chuối nhỏ hàm lƣợng
đƣờng thấp, hàm lƣợng acid cao, mất giá trị thƣơng phẩm.
1.1.3.2. Thân cây chuối
Thân cây chuối còn đƣợc gọi là: thân thật, thân ngầm hay củ chuối, là bộ
phận quan trọng của cây chuối.

6
Thân ngầm chủ yếu nằm dƣới đất, là bộ phận phát sinh rễ, bẹ lá (thân giả)
và phát hoa, có bản chất là căn hành - thân ngầm (củ chuối). Phát triển theo kiểu
cọng trụ (theo bề đứng). Thân ngầm của chuối mỗi ngày một trồi dần lên mặt đất
trong quá trình sinh trƣởng và phát triển do đó trong thời kỳ chăm sóc cần vun
gốc chuối thƣờng xuyên. Cấu tạo thân ngầm có 2 phần: phần vỏ màu sẫm và
phần trung tâm củ màu nhạt hơn.
Ngoài mặt củ chuối có vết của bẹ lá tạo thành vòng xoay quanh củ chuối.
Bề mặt của chuối có nhiều mầm, trong đó một số mầm phát triển thành chồi, các
chồi này về sau có thể hình thành cây con.
Khi cây chuối trƣởng thành, từ đỉnh sinh trƣởng của thân ngầm hình thành
bộ phận nằm ở trung tâm của thân giả, có hình trụ tròn (còn đƣợc gọi là thân
thật), bộ phận này là cơ quan hình thành phát hoa.
1.1.3.3. Thân giả và lá
 Thân giả chính là các bẹ lá, đƣợc phát triển từ phần trên của thân ngầm.
 Lá chuối gồm 3 phần: Bẹ lá, cuống lá, phiến lá.
Bẹ lá đƣợc phát triển từ phần trên của thân ngầm. Các bẹ lá hình lòng máng
bó lấy nhau hợp thành thân giả của cây chuối. Mặt ngoài của bẹ lá có màu đặc trƣng
cho mỗi giống chuối. Khi bẹ lá già dần thì mặt trong của bẹ lá có màu không đồng
nhất giữa các vùng của bẹ do ảnh hƣởng bởi màu sắc mặt ngoài của bẹ phía trong.
Khi bẹ lá còn non phần lớn mặt trong có màu trắng ngà. Phần lớn diện tích mặt trong
của bẹ lá là nơi phát triển hình thành cuống lá. Tùy vào giai đoạn sinh trƣởng khác
nhau của cây, kích thƣớc và hình dạng đầu trên bẹ lá khác nhau:
+ Khi cây chuối còn non thì đầu trên bẹ lá thon nhỏ
+ Khi cây chuối trƣởng thành thì đầu trên bẹ lá lớn hơn.
Đầu trên mỗi bẹ lá là phần ngừng sinh trƣởng, héo dần và khô (cùng với
lá trên bẹ) trƣớc phần dƣới của bẹ đó.
Cuống lá hình lòng máng. Cuống lá dài hay ngắn tùy vào giống chuối.
Phiến lá lúc non khi mới ra khỏi thân giả hai nửa phiến lá cuộn vào nhau
thành hình ống. Phiến lá chuối rộng và mỏng, dễ bị gió thổi rách. Phiến lá gồm 1

7
sóng giữa lớn, 2 nửa phiến lá có các gân bên. Phiến lá dài hay ngắn, rộng hay
hẹp tùy giống chuối.
Đặc điểm
Trong điều kiện thuận lợi cứ 7 – 10 ngày cây chuối ra một lá. Theo quy
luật cứ một lá mới hình thành thì có một lá cũ khô đi. Thông thƣờng trên cây
luôn tồn tại 10 – 15 lá tƣơi gọi là lá hoạt động. Khi một phần hai số lá đã phát
triển trên cây thì cây bắt đầu phân hóa mầm hoa, trong thời gian này số lá còn lại
tiếp tục phát triển. Trong giai đoạn này cần tìm mọi biện pháp duy trì số lá xanh
trên cây, tối thiểu là 10 lá xanh vào lúc chuối trổ buồng. Gặp điều kiện khắc
nghiệt, cây sinh trƣởng không bình thƣờng, thân giả ngắn, cây bị chùn đọt.
1.1.3.4. Hoa và quả
Khi cây chuối đến giai đoạn trƣởng thành, từ đỉnh sinh trƣởng của thân
ngầm hình thành thân thật. Chóp thân thật phát triển dần về phía trên hình thành
trụ hoa và hoa. Trụ hoa nằm ở trung tâm của thân giả. Trong giai đoạn đầu trụ
hoa còn bị thân giả bao kín. Khi trụ hoa phát triển, hoa chuối (bắp chuối) đƣợc
hình thành, di chuyển trong thân giả rồi trổ ra ngoài thành buồng chuối. Các hoa
mọc xung quanh trụ hoa, tạo thành cụm hoa. Mỗi bắp chuối là một chùm hoa,
gồm các bộ phận. Mỗi cụm hoa đƣợc bao bởi lá mo màu nâu đỏ.
+ Khi cụm hoa nở lá mo uốn cong và lật ngƣợc lên, để lộ rõ cụm hoa
+ Chùm hoa nở dần từ cụm hoa gần cuống đến các cụm phía dƣới
Hoa chuối thuộc loại hoa có đầy đủ các bộ phận đế hoa, đài hoa, tràng
hoa, nhị và nhụy hoa. Trên chùm hoa (hoa tự) có 3 loại: hoa cát, hoa lƣỡng tính
và hoa đực
+ Hoa cái: có đế hoa rất phát triển, chiếm 2/3 chiều dài hoa. Chỉ có hoa
cái là có thể hình thành quả. Hoa cái tập trung ở phần gốc của chùm hoa. Mỗi
cụm hoa cái phát triển hình thành một nải chuối (nhánh chuối).
+ Hoa trung tính: có đế hoa kém phát triển, chiều dài bằng 1/2 chiều dài
hoa. Nhị đực khá phát triển. Loại hoa này có số lƣợng ít, mọc ở giữa chùm hoa
cái và hoa đực. Các hoa này không hình thành quả

8
+ Hoa đực: có nhị đực rất phát triển, dài hơn cả đầu nhụy. Đế hoa kém
phát triển, bằng 1/3 chiều dài hoa. Loại hoa này không hình thành quả, mọc tập
trung ở ngọn của chùm hoa. Phần bắp chuối mà nhân dân ta thƣờng cắt để làm
rau ăn gồm một số ít hoa trung tính và phần chủ yếu là hoa đực
Cắt phần bắp chuối này có tác dụng tập trung dinh dƣỡng vào hoa cái trên
chùm hoa để trái chuối to hơn. Mặt khác tận dụng làm rau ăn rất tốt. Cắt bắp
chuối cách nải cuối buồng khoảng 10 – 20 cm. Một buồng chuối có khoảng 5 –
15 nải (nhánh), mỗi nải có khoảng 12 – 20 trái tùy từng giống chuối.
1.1.3.5. Chồi mầm
Chồi chuối là chồi (chuối con) đƣợc hình thành từ phần trên của thân
ngầm (củ chuối). Có hai loại chồi: loại chồi đuôi chiên và loại chồi đuôi lá rộng
Loại chồi đuôi chiên: đƣợc sinh ra từ khoảng tháng 4, tháng 5 trở đi. Nếu
điều kiện ánh sáng và nhiệt độ thích hợp, loại chồi này sinh ra rất nhanh và sinh
trƣởng rất mạnh. Mầm ngủ phát triển hình thành dạng chồi mụt, chồi mụt tiếp
tục phát triển hình thành giai đoạn chồi búp măng. Chồi búp măng phát triển
hình thành chồi đuôi chiên. Đƣờng kính gốc to, tỷ lệ giữa đƣờng kính gốc với
đƣờng kính ngọn lớn. Cây có dạng nhƣ đuôi cá chiên (chồi đuôi chiên).
Loại chồi con lá rộng: loại chồi đƣợc sinh ra từ một mảnh thân ngầm sót
lại của cây mẹ (chồi con mồ côi) hoặc ở những cây mẹ yếu ớt. Do không có cây
mẹ hỗ trợ nên khi mọc lên sớm phát triển bộ lá để có thể sống độc lập. Dinh
dƣỡng rễ cây lấy đƣợc chủ yếu nuôi lá nên phát triển đƣờng kính thân giả chậm,
thân giả có dạng ống nứa.
1.1.4. Điều kiện gieo trồng chuối [6]
1.1.4.1. Nhiệt độ:
Chuối sinh trƣởng bình thƣờng ở nhiệt độ 15,5÷35°C. Dƣới 15°C và trên
35°C hoạt động sinh trƣởng của cây bị giảm nhanh. Nhiệt độ bình quân thích
hợp của chuối là 24÷25°C. Chuối sợ lạnh, nhiệt độ xuống dƣới 10°C kéo dài,
cây ngừng sinh trƣởng, năng suất và phẩm chất trái kém, đặc biệt mả quả xấu. Ở
5°C lá bắt đầu bị ảnh hƣởng, nếu kéo dài lá bị khô héo, nhiệt độ xuống đến 0°C

9
thì vƣờn chuối sẽ bị hại nhiều, nhất là chuối tiêu. Ở Việt Nam không có hoặc rất
ít những nơi có nhiệt độ thấp có thể làm chuối chết. Tuy nhiên ở miền Bắc vào
mùa rét, khi có sƣơng giá có thể làm cho chuối vàng lá hoặc chết nếu là chuối
mới trồng. Ở những nơi có nhiệt độ quá cao trên 40°C thì một số giống chuối
nhƣ chuối tiêu sẽ khó chín vàng, chóng nhão. Hơn nữa, nhiệt và ẩm cao thì trái
to, vỏ dày, không có mùi thơm.
1.1.4.2. Ánh sáng:
Trong thời gian sinh trƣởng nếu có trên 60% số ngày nắng thì cây chuối
sinh trƣởng bình thƣờng. Thiếu ánh sáng thì lá phát triển chậm, quang hợp kém.
Ánh sáng quá mạnh làm giảm tuổi thọ của lá, rám cuống buồng làm cho chất
lƣợng chuối kém. Chuối tây chịu nắng hơn chuối tiêu. Trong vƣờn chuối tiêu,
các tàu lá che phủ lên nhau thì sinh trƣởng mới tốt.
1.1.4.3. Nước:
Chuối cần nhiều nƣớc. Vùng trồng chuối thích hợp phải có lƣợng mƣa
bình quân hằng năm từ 1500 – 2000 mm. Phân bố đều các tháng trong năm. Độ
ẩm không khí thích hợp 75% trở lên, hạn hay úng nƣớc đều làm cho chuối sinh
trƣởng không bình thƣờng, năng suất và phẩm chất kém. Cây chuối chịu hạn yếu
do rễ ăn nông và do sức hút của rễ thấp, chỉ có thể hút khoảng 60% lƣợng nƣớc
có ích trong đất. Cho nên tốt nhất là giữ cho độ ẩm của đất luôn luôn tiếp cận độ
ẩm tối đa, đặc biệt đối với chuối tiêu là một trong những giống chịu hạn yếu
nhất. Hạn có thể phối hợp với rét làm cho hoa không trổ bông đƣợc. Khi cây
chuối ra hoa trổ buồng, nếu bị hạn thì buồng chuối ngắn lại, bị vặn lại. mất giá
trị thƣơng phẩm.
1.4.4.4. Đất:
Cây chuối thích hợp với đất đồi, đất ruộng, đất phù sa, đất bãi, có độ pH từ
4,5÷7,5. Rễ chuối thuộc loại rễ chùm, mềm gặp đá sỏi chùn lại, rễ không đâm
thẳng mà ngoằn nghèo, tốn sức, cho nên đất trồng chuối phải có kết cấu đất thuần
không có sỏi đá, tầng đất sét gần mặt đất. Mặt khác chuối tiết hơi nƣớc mạnh, yêu
cầu phải sinh nhiều mùn xốp, chƣa đƣợc nhiều nƣớc. Cây chuối lại sinh trƣởng

10
mạnh, lƣợng sinh khối cao cho nên đất trồng chuối phải là loại đất tốt, thoát nƣớc
tốt, độ pH từ 4,5÷8, (pHopt = 6÷7,5), mực nƣớc ngầm nên sâu hơn 0,8÷1,0 m.
1.1.4.5. Phân bón:
Rễ chuối sinh trƣởng liên tục, do đó cần phải chú ý bón phân cho chuối.
Ngoài nguồn phân hữu cơ nhƣ phân chuồng, ủ thêm rơm rạ cần phải bón thêm
phân hóa học. Các loại hóa chất trong phân bón có ảnh hƣởng rất lớn đến sự
phát triển của cây chuối. Ví dụ, nitơ giúp cây sinh trƣởng nhanh, trổ buồng sớm
hơn, diện tích lá tăng làm tăng khả năng quang hợp, khối lƣợng trung bình của
buồng tăng và trái lớn. Thiếu nitơ cây chuối sẽ mọc yếu, cây nhỏ, thân màu lục
nhạt, lá có màu vàng nhạt, đẻ chồi ít, ít trổ buồng, năng suất kém. Thừa ni tơ sẽ
làm cây mẫn cảm hơn đối với các loại bệnh do nấm và có thể làm ảnh hƣởng
xấu đến phẩm chất trái. Các loại khoáng khác ảnh hƣởng đến sự phát triển của
chuối là P, K, Mg, Ca, Cu, Zn, Mn, Fe, S…
1.1.5. Tình hình trồng chuối ở trên thế giới và Việt Nam [19]
1.1.5.1. Tình hình trồng chuối trên thế giới
Chuối là cây ăn quả bản địa ở Châu Á, là một trong những loại cây ăn quả
dễ trồng và có nhiều công dụng, rất phổ biến và quen thuộc với nhiều quốc gia
vùng nhiệt đới, là nguồn cung cấp chất đƣờng bột quan trọng ở các nƣớc đang
phát triển.
Hiện nay trên thế giới có ít nhất 107 quốc gia trồng chuối với nhiều mục
đích khác nhau: chủ yếu dùng làm trái cây, kế đến là dùng để lấy sợi , sản xuất
rƣợu chuối và làm cây cảnh.
Vào năm 2013 chuối đứng hàng thứ tƣ về giá trị tài chính trong các cây
lƣơng thực chính trên thế giới (sau gạo, lúa mì và ngô).
1.1.5.2. Tình hình trồng chuối ở Việt Nam
Ở nƣớc ta chuối là loại trái cây có diện tích và sản lƣợng cao. Tuy nhiên,
diện tích trồng chuối lại không tập trung. Do đặc điểm là loại cây ngắn ngày,
nhiều công dụng và ít tốn diện tích nên chuối đƣợc trồng ở rất nhiều nơi trong
các vƣờn cây ăn trái và hộ gia đình. Một số tỉnh miền Trung và miền Nam có

11
diện tích trồng chuối khá lớn (Thanh Hóa, Nghệ An, Khánh Hòa, Đồng Nai, Sóc
Trăng, Cà Mau có diện tích từ 3.000 ha đến gần 8.000 ha). Trong khi đó các tỉnh
miền Bắc có diện tích trồng chuối lớn nhất nhƣ: Hải Phòng, Nam Định, Phú
Thọ,.. chƣa đạt đến 3.000 ha. Theo thông tin mới đây, một số tỉnh miền Bắc nhƣ
Hƣng Yên, Nam Định đang rất quan tâm vấn đề khôi phục lại các giống chuối
quý của địa phƣơng là chuối tiêu hồng, chuối ngự,…
1.1.6. Ý nghĩa thực tiễn của cây chuối [19]
Chuối có rất nhiều ý nghĩa thực tiễn đối với cả đời sống của con ngƣời và
môi trƣờng
Quả chuối chín đƣợc dùng để ăn tƣơi: công dụng chính của cây chuối là
dùng quả chín để ăn tƣơi. Đây là loại trái cây nhiệt đới đƣợc trồng phổ biến ở
Châu Á, Châu Phi, Châu Mỹ Latin và Châu Úc. Các nƣớc vùng ôn đới không
trồng đƣợc chuối nhƣng là vùng nhập khẩu nhiều chuối nhất.
Thân, bắp chuối và quả chuối đƣợc dùng làm rau: thân cây, bắp chuối và
quả xanh của các loài chuối hột, chuối xiêm và chuối sứ cũng đƣợc dùng làm
rau rất phổ biến ở Việt Nam và nhiều nƣớc Châu Á. Các bộ phận nêu trên của
cây đƣợc xắt mỏng theo chiều ngang để làm rau ăn sống, các món nộm, gỏi hoặc
nấu canh chua, lẩu chua.
Chuối đƣợc dùng làm cây cảnh: nhiều loại chuối hoang dại và chuối trồng
có hình dạng và màu sắc đẹp đƣợc trồng làm cây cảnh ở nhiều nƣớc trên thế
giới. Bộ sƣu tập chuối cảnh rất phong phú và chính những loài này còn nhiều rắc
rối trong phân loại chuối.
Các bộ phận đƣợc dùng làm thuốc: ở Việt Nam và Trung Quốc cây chuối,
đặc biệt là chuối rừng, chuối hột, chuối xiêm, chuối sứ còn là nguồn dƣợc liệu
trong Đông y để trị nhiều loại bệnh nhƣ đau nhức xƣơng, bệnh thận, tiểu đƣờng…
Các công cụ khác của cây chuối: một số loài chuối cứng đƣợc lấy nhựa từ
chồi non để làm keo dán trong dân dụng. Một số loài chuối chuyên lấy sợi dùng
nhƣ sợi đay hoặc dùng để làm giấy. Nƣớc tro bẹ chuối xiêm, chuối sứ đƣợc
ngâm để tạo chất kết tủa trong ngành sản xuất đậu hũ, mì căn…
Đối với môi trƣờng: dùng vỏ quả chuối để xử lý kim loại nặng trong nƣớc.

12
1.2. Một số hƣớng nghiên cứu từ sản phẩm nông nghiệp
Trong những năm gần đấy, việc sử dụng phế phẩm nông nghiệp đƣợc đặc
biệt quan tâm, nhiều nghiên cứu đã tìm ra phƣơng pháp biến đổi các phế phẩm
này thành vật liệu có ích. Trong đó các nghiên cứu sử dụng vỏ trấu, vỏ lạc, cây
đay, bã mía, vỏ quả chuối… nhằm hƣớng tới xử lý ô nhiễm trong môi trƣờng.
1.2.1. Hấp phụ ion kim loại nặng
Vỏ quả chuối: Đƣợc sử dụng tạo vật liệu hấp phụ với khả năng Cu (II),
Pb (II), với dung lƣợng hấp phụ dung lƣợng cực đại lần lƣợt là 7,704 mg/g,
24,272 mg/g [11].
Vỏ lạc: Đƣợc sử dụng để chế tạo than hoạt tính với khả năng tách loại ion
Cd (II) rất cao. Chỉ cần hàm lƣợng than hoạt tính là 0,7 g/L có thể hấp phụ dung
dịch chứa Cd (II) nồng độ 20 mg/mL. Nếu so sánh với các loại than viên có trên
thị trƣờng thì khả năng hấp phụ của nó cao gấp 31 lần. Một nghiên cứu cứu mới
đây các nhà khoa học công nghệ môi trƣờng, trƣờng đại học Mersin, Thổ Nhĩ
Kỳ cho thấy, vỏ lạc một trong những phế phẩm lớn nhất, rẻ mạt của ngành công
nghiệp thực phẩm, có thể sử dụng để cải tạo ruộng, lọc các nguồn nƣớc bị ô
nhiễm kim loại độc do các nhà mày thải ra, đặc biệt ở các vùng đất, nguồn nƣớc
bị nhiễm ion kim loại và cỏ củ lạc có thể loại bỏ 95% ion đồng khỏi nƣớc thải
công nghiệp trong khi mùn cƣa của cây thông chỉ loại bỏ đƣợc 44%.
Vỏ đậu tƣơng: có khả năng hấp phụ tốt đối với nhiều ion kim loại nặng
nhƣ Cu (II), Zn (II) và các hợp chất hữu cơ. Trong sự so sánh với một số vật liệu
khác, vỏ đậu tƣơng thể hiện hấp phụ cao hơn, đặc biệt đối với kim loại nặng. Vỏ
đậu tƣơng sau khi đƣợc xử lý với NaOH và axit xitric thì dung lƣợng hấp phụ
cực đại đối với đồng là 1,7 mmol/g (ứng với 108 mg/g).
Bã mía: đƣợc đánh giá nhƣ phƣơng tiện lọc chất bẩn từ dung dịch nƣớc và
đƣợc ví nhƣ than hoạt tính trong việc loại bỏ các ion kim loại nặng nhƣ: Cr (II),
Ni (II), Cu (II)… Bên cạnh khả năng tách loại kim loại nặng, bã mía còn thể
hiện khả năng hấp phụ tốt đối với dầu.

13
Lõi ngô: nhóm nghiên cứu ở trƣờng đại học North Carolina (Hoa Kì) đã
tiến hành nghiên cứu và đề xuất quy trình xử lý lõi ngô bằng dung dịch NaOH
và H3PO4, để chế tạo vật liệu hấp phụ kim loại nặng. Hiệu quả xử lý của vật liệu
hấp phụ tƣơng đối cao. Dung lƣợng hấp phụ cực đại của hai kim loại nặng Cu và
Cd lần lƣợt là 0,39 mmol/g và 0,62 mmol/g vật liệu.
1.2.2. Hấp phụ Xanhmetylen và chất hữu cơ
Kumar và các cộng sự (K.V. Kumar, V. Ramamurthi, S. Sivanesan, 2005)
đã nghiên cứu các cơ chế hấp phụ Xanh Metylen của tro bay và chứng minh
rằng tro bay có thể đƣợc sử dụng nhƣ một vật liệu hấp phụ để loại bỏ Xanh
Metylen từ dung dịch nƣớc của nó.
Vadilvelan và các cộng sự (V. Vadivelan, K.V. Kumar, 2005) đã nghiên
cứu trạng thái cân bằng, động lực học hấp phụ, cơ chế hấp phụ Xanh Metylen
lên trấu và thấy rằng động học hấp phụ của quá trình hấp phụ này tuân theo
phƣơng trình động học bậc 2.
Nhóm nghiên cứu của Ghosh (D. Ghosh, K.G. Bhattacharyya, 2002) đã
tiến hành chế tạo vật liệu hấp phụ từ cao lanh. Nghiên cứu này cho thấy cao lanh
có thể có hiệu quả trong việc loại bỏ Xanh Metylen ở nồng độ tƣơng đối thấp từ
môi trƣờng nƣớc.
Trong khi đó Senthikumaar và các cộng sự (S. Senthilkumar, P. R.
Varadarajan, K. Porkodi, C.V. Subbhuraam, 2005) tiến hành nghiên cứu sự hấp
phụ Xanh Metylen lên sợi cacbon và sợi đây và nó đƣợc mô tả khá tốt theo mô
hình đẳng nhiệt Langmuir.
Gurses và các cộng sự (A. Gurses, S. Karaca. C. Dogar, R. Bayrak,
Acikyildiz, M. Yalcin, 2004) nghiên cứu việc loại bỏ Xanh Metylen bằng đất và
quan sát thấy rằng khả năng hấp phụ Xanh Metylen của đất sét giảm khi nhiệt độ
tăng. Sự hấp phụ này có thể đạt cân bằng hấp phụ sau 1 giờ
Battacharyya và cộng sự (K.G. Bhattacharyya, A. Sharma, 2005) dựa trên
lƣợng bã thải chè lớn phát sinh từ các hộ gia đình ở Bangladesh đã nghiên cứu
và tiến hành đề xuất quy trình xử lí bã thải chè thành vật liệu hấp phụ. Kết quả

14
thu đƣợc dung lƣợng hấp phụ cực đại là 85,16 mg/g cao hơn so với khả năng
hấp phụ của một số vật liệu đƣợc nghiên cứu gần đây. Cân bằng hấp phụ đạt
đƣợc trong vòng 5 giờ cho nồng độ Xanh Metylen là 20 – 50 mg/L.
Một số tác giả cũng tiến hành nghiên cứu khả năng hấp phụ Xanh
Metylen trên các loại vật liệu hấp phụ khác nhau nhƣ: sợi thủy tinh, đá bọt, bề
mặt thép không gỉ, đá trân châu, vỏ tỏi,… Kết quả thu đƣợc cho thấy khả năng
hấp phụ của các vật liệu hấp phụ đối với Xanh Metylen cho hiệu suất khá cao.
Mủ cây chuối có khả năng xử lý triệt để nguồn nƣớc ô nhiễm sau lũ, đây là kết
quả một nghiên cứu của một nhóm các em học sinh trƣờng THPT Đặng Trần Côn,
TP. Huế. Theo thông tin từ Phòng quản lí chất lƣợng nƣớc tỉnh Thừa Thiên Huế,
nguồn nƣớc ô nhiễm đƣợc các em đƣa vào xử lý có nồng độ ô nhiễm rất cao,
coliform > 24.000 vi khuẩn/ 100ml; N-NH4
+
= 3,75 mg/L (tiêu chuẩn cho phép: 3
g/mL); sắt = 16,52 mg/L (gấp 33,04 lần tiêu chuẩn cho phép); pH = 6,65. Sau khi xử
lý với mủ chuối sứ và một số phụ gia khác (phèn chua, than củi), kết quả đã cho ra
nguồn nƣớc đáp ứng mọi tiêu chuẩn về chất lƣợng của một nguồn nƣớc an toàn: N-
NH4
+
= 3; pH = 6,0 – 8,5; sắt = 0,5; coliform = 50 [20].
1.3. Giới thiệu than hoạt tính điều chế vật liệu từ sinh khối thực vật
Sinh khối thực vật cũng nhƣ cellulose chƣa biến tính có khả năng hấp phụ
kim loại nặng thấp và tính chất vật lý không ổn định. Để khắc phục những điểm
hạn chế của sinh khối thô, các phƣơng pháp biến tính đƣợc áp dụng để nâng cao
hiệu quả xử lý kim loại nặng và chất hữu cơ. Một số nhóm đƣợc sử dụng nhiều
nhất đƣợc phân loại nhƣ sau: phƣơng pháp vật lý (xay và nghiền, nhiệt); phƣơng
pháp hóa học (biến tính bằng kiềm, acid, tác nhân oxi hóa, dung môi hữu cơ);
phƣơng pháp sinh học; tổ hợp phƣơng pháp vật lý, hóa học (quá trình tự thủy
phân, oxi hóa ƣớt).
Phƣơng pháp sinh học để phân hủy một phần vật liệu lignocellulose bằng
cách sử dụng các vi sinh vật phân hủy lignin và hemicellulose bằng cách sử
dụng vi nấm vi khuẩn. Ƣu điểm của phƣơng pháp là tiến hành dễ dàng và tốn ít
năng lƣợng. Tuy nhiên, quá trình phân hủy sinh học diễn ra chậm và cần áp

15
dụng thêm các phƣơng pháp vật lý, hóa học khác nhƣ phƣơng pháp nghiền cơ
học. Các phƣơng pháp vật lý nhƣ nghiền, chiếu xạ, nhiệt cũng đƣợc áp dụng để
biến đổi tính chất của sinh khối thực vật. Phƣơng pháp nghiền làm tăng diện tích
bề mặt và giảm độ tinh thể của cellulose. Phƣơng pháp chiếu xạ nhằm phá vỡ
các liên kết hidro trong cấu trúc tinh thể của cellulose bằng năng lƣợng bức xạ.
Tuy nhiên phƣơng pháp này cần năng lƣợng lớn. Các phƣơng pháp hóa học sử
dụng các chất hóa học để biến tính vật liệu. Mục đích của phƣơng pháp này làm
thủy phân hemicellulose, lignin đồng thời tăng hàm lƣợng cellulose trong sinh
khối thực vật. Phƣơng pháp biến tính kết hợp với phƣơng pháp vật lý hóa học
thƣờng đƣợc áp dụng và đƣợc coi là phƣơng pháp tốt nhất.
Hai phƣơng pháp biến tính sinh khối thực vật thành vật liệu thƣờng đƣợc
áp dụng và nghiên cứu đó là phƣơng pháp chế tạo than hoạt tính và phƣơng pháp
biến tính bề mặt.
1.3.1. Định nghĩa 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 cacbon đã đƣợc xử lý để mang lại một cấu trúc rất
xốp, do đó có diện tích bề mặt rất lớn.
Theo Wikipedia Than hoạt tính (Activated Carbon) là một chất gồm chủ
yếu là nguyên tố cacbon ở dạng vô định hình (bột), một phần nữa có dạng tính
thể vụn grafit. Than hoạt tính có diện tích bề mặt ngoài rất lớn nên đƣợc ứng
dụng nhƣ một chất lý tƣởng để lọc hút nhiều loại hóa chất [18].
Than hoạt tính có thành phần chủ yếu là cacbon, chiếm từ 85 đến 95%
khối lƣợng. Phần còn lại là các nguyên tố khác nhƣ hydro, nito, lƣu huỳnh,
oxi,… có sẵn trong nguyên liệu ban đầu hoặc mới liên kết với cacbon trong quá
trình hoạt hóa, thông thƣờng là: 88%C; 0,5%H; 1%S và 6 – 7% O. Tuy nhiên,
có thể thay đổi thành phần phụ thuộc vào nguồn nguyên liệu ban đầu và cách
điều chế.
Than hoạt tính là chất không độc (kể cả một khi đã ăn phải nó), sau khi sử
dụng có thể tái ính (làm sạch hoặc giải hấp phụ) và có thể sử dụng hằng trăm,
thậm chí hàng ngàn lần [10].

16
1.3.2. Đặc trưng về tính chất vật lý, hóa học của than hoạt tính
1.3.2.1. Đặc trưng về tính chất vật lý
a,Kích thước hạt và bề mặt riêng của than hoạt tính
Các phƣơng pháp sản xuất than hoạt tính khác nhau sẽ tạo ra các loại than
có tính chất, hình dạng, kích thƣớc khác nhau.
Ví dụ: than máng có đƣờng kính hạt trung bình là 100 – 300Ao
. Lò lỏng là
180 – 600Ao
. Lò khí 400 – 800Ao
. Phƣơng pháp nhiệt phân, đƣờng kính hạt
trung bình lớn nhất là 1400 – 4000Ao
.
Than hoạt tính thƣờng có diện tích bề mặt nằm trong khoảng 800 đến
1500 m2
/g và thể tích lỗ xốp từ 0,2 đến 0,6 cm3
/g.
Phƣơng pháp để xác định kích thƣớc, diện tích bề mặt riêng hạt than là
phƣơng pháp kính hiển vi điện tử và hấp phụ lên bề mặt [16].
b,Cấu trúc vật lý của than hoạt tính
Cấu trúc của than hoạt tính đƣợc đánh giá bằng mức độ phát triển cấu trúc
bậc nhất của nó. Mức độ phát triển cấu trúc chuỗi phụ thuộc vào phƣơng pháp
sản xuất và phụ thuộc vào nguyên liệu đầu đƣa vào sản xuất than.
Cấu trúc bậc nhất triển mạnh nhất trong than sản xuất bằng phƣơng pháp
lò. Liên kết hóa học C – C đảm bảo cho cấu trúc có độ bền cao. Số lƣợng các hạt
than sơ khai có cấu trúc dao động từ vài hạt đối với than có cấu trúc thấp đến
600 hạt đối với than có cấu trúc cao.
Cấu trúc của than hoạt tính có thể xác định trực tiếp bằng kính hiển vi
điện tử.
c,Khối lượng riêng
Khối lƣợng riêng than hoạt tính là đại lƣợng phụ thuộc vào phƣơng pháp
xác định nó.
Khi xác định khối lƣợng riêng của than hoạt tính trong Heli lỏng nhận
đƣợc giá trị từ 1900 – 2000 kg/m3
. Khối lƣợng riêng của than hoạt tính đƣợc
tính toán theo hằng số mạng tinh thể nhận giá trị từ 2180 – 2160 kg/m3
.

17
Than hoạt tính dạng bột là các hạt nằm sát bên nhau và ở các góc cạnh,
các cung là không khí vì thế khối lƣợng riêng của nó nhỏ hơn nhiều và dao động
từ 80 – 300 kg/m3
phụ thuộc vào mức độ phát triển cấu trúc của than. Than có
cấu trúc càng lớn khoảng trống giữa các cấu trúc nhiều và giá trị khối lƣợng
riêng càng nhỏ.
1.3.2.2. Đặc trưng về mặt hóa học
Trong tinh thể khối của hạt than hoạt tính các nguyên tử cacbon nằm ở
mặt ngoài (nguyên tử cacbon cạnh hoặc mép) có mức độ hoạt động hóa học lớn
vì vậy nó là trung tâm của các quá trình oxy hóa tạo cho bề mặt than hàng loạt
các nhóm hoạt động hóa học khác nhau nhƣ nhóm hydroxyl, cacbonyl, xeton…
Ngoài cacbon trong thành phần hóa học của than hoạt tính còn có hydro, lƣu
huỳnh, oxy và các khoáng chất khác. Các nguyên tử này đƣợc đƣa vào than hoạt
tính cùng với nguyên liệu đầu và trong quá trình oxy hóa. Sự cố mặt của các hợp
chất chứa oxy trên bề mặt than hoạt tính đƣợc chứng minh bằng phản ứng axit
huyền phù trong nƣớc của than hoạt tính. Sự có mặt của các chất khoáng trong
than hoạt tính cho phản ứng kiềm yếu.
Sự có mặt các nhóm phân cực trên bề mặt than hoạt tính là yếu tố quan
trọng quyết định khả năng tác dụng hoá học, lý học của than hoạt tính với các
nhóm phân cực, lien kết đôi có trong mạch đại phân tử.
1.3.3. Khả năng hấp phụ của than hoạt tính
Hấp phụ là một quá trình mà một chất rắn đƣợc sử dụng để loại bỏ các
chất hòa tan ra khỏi nƣớc.
Mô tả hấp phụ
Các phân tử từ khí hoặc chất lỏng sẽ đƣợc găn một cách vật lý để bám vào
bề mặt chất rắn, trong trƣờng hợp này là bề mặt của than hoạt tính.
Quá trình hấp phụ diễn ra trong ba bƣớc sau:
 Vĩ mô vận chuyển: Sự chuyển động của vật liệu hữu cơ thông qua hệ
thống vĩ mô, lỗ chân lông của than hoạt tính (vĩ mô, lỗ chân lông >50 nm);

18
 Vi vận chuyển: Sự chuyển động của vật liệu hữu cơ thông qua hệ thống
trung – lỗ chân lông và vi lỗ chân lông của than hoạt tính (vi lỗ chân lông <2
nm; trung lỗ chân lông 2 – 50 nm);
 Hấp phụ: Các tập tin đính kèm vật lý của vật liệu hữu cơ trên bề mặt của
than hoạt tính trong các trung – lỗ chân lông và vi lỗ chân lông của than hoạt tính.
Mức độ hoạt động hấp phụ dựa vào nồng độ của chất trong nƣớc, nhiệt độ
và phân cực của chất cháy này. Một chất phân cực (chất hòa tan tốt trong nƣớc)
không có hoặc có thể là bị loại bỏ bằng than hoạt tính, một chất không phân cực
có thể loại bỏ hoàn toàn bằng than hoạt tính.
1.3.4. Nguyên liệu chế tạo than hoạt tính
Hầu hết các nguyên liệu chứa Cacbon đều có thể dùng tạo than hoạt tính.
Nhƣng nguồn nguyên liệu cho sản xuất than hoạt tính chủ yếu là những nguyên
liệu có hàm lƣợng cacbon nhƣng lại chứa ít các thành phần vô cơ khác nhƣ gỗ,
than non, than đá… Bên cạnh đó, rất nhiều loại chất thải nông nghiệp nhƣ vỏ
trấu, lõi ngô, vỏ lạc,gáo dừa… bởi nguyên liệu này có sẵn, rẻ tiền, hàm lƣợng
cacbon cao và các thành phần vô cơ thấp.
Cây Chuối là một loài thực vật phổ biến rất nhiều nơi trong nƣớc và thế
giới, những khu vực chúng sống. Là một cây thực vật, có hàm lƣợng cacbon
trong thân khá cao, việc sử dụng thân cây Chuối vào sản xuất than hoạt tính
không chỉ lãng phí mọi ngƣời vứt đi mà còn có thể ứng dụng than hoạt tính tổng
hợp từ cây Chuối vào xử lý môi trƣờng, bảo vệ môi trƣờng.
1.3.5. Phương pháp sản xuất than hoạt tính
Than hoạt tính chủ yếu đƣợc sản xuất bằng cách nhiệt phân nguyên liệu
thô có chứa cacbon ở nhiệt độ dƣới 1000o
C. Quá trình sản xuất gồm hai bƣớc:
a,Quá trình than hóa
Quá trình than hóa là quá trình phân hủy nhiệt nguyên liệu để đƣa nguyên
liệu ban đầu về dạng cacbon, đồng thời làm bay hơi một số chất hữu cơ nhẹ và
tạo mao quản ban đầu.

19
Nguyên tắc của quá trình sản xuất than nguyên liệu thực vật là dung nhiệt
phân hủy nguyên liệu trong điều kiện không có không khí. Dƣới tác dụng của
nhiệt từ nhiệt độ thƣờng tới 170o
C, vật liệu bị khô đều, từ 170 – 180o
C, vật liệu
phân hủy theo những quá trình thu nhiệt, ở đây các hợp phần của nguyên liệu bị
biến tính, giải phóng oxit cacbon, khí cacbonic, axit axetic… tiếp theo từ 280 –
380o
C xảy ra sự phân hủy phát nhiệt giải phóng methanol, hắc – ín… Quá trình
cacbon hóa xem nhƣ kết thúc ở khoảng 400 – 600o
C.
b,Quá trình hoạt hóa
Quá trình hoạt hóa trong sản xuất than có ý nghĩa rất lớn đến việc quyết
định đến tính chất của than sau hoạt hóa.
Mục đích của quá trình hoạt hóa là giải phóng độ xốp sơ cấp đã có sẵn
trong than, đồng thời tạo nên độ xốp thứ cấp làm than có hoạt tính cao.
Hoạt hóa có thể phân chia một cách có điều kiện thành hai phƣơng pháp:
+Phương pháp hoạt hóa hóa lý:dung các chất oxi hóa nhƣ hơi nƣớc,
dioxit cacbon… làm tác nhân tác dụng với than nguyên liệu.
+Phương pháp hoạt hóa hóa học:chủ yếu dùng cho than gỗ. Nguyên liệu
thƣờng đƣợc sử dụng là gỗ trộn với chất hoạt hóa và chất hút nƣớc (thƣờng là
H3PO4 hoặc ZnCl2), thƣờng ở nhiệt độ 500o
C, có khi lên tới 800o
C. Trong các
muối vô cơ thì chất có tác dụng hoạt hóa mạnh là ZnCl2 vì là chất khử hydrat
hóa mạnh, đồng thời là chất bảo vệ cho than không bị cháy.
*Một số kết quả về việc nghiên cứu sử dụng ZnCl2 làm tác nhân hoạt hóa
để chế tạo than hoạt tính:
Du-bin-nin và Sê-meeno-va đã nghiên cứu tác dụng hoạt hóa các muối
ZnCl2, CaCl2 và hỗn hợp hai muối này đối với nguyên liệu gỗ thông mộc.
Những sản phẩm chế tạo đƣợc đều có hoạt tính cao đối với hấp phụ hơi bezene
và tẩy màu Xanh Metylen. Khả năng hoạt hóa CaCl2 trong chế tạo than khí cũng
nhƣ than tẩy màu đều thấp hơn của ZnCl2. Tác nhân quan trọng nhất của tác
nhân hóa học là khử hydrat tạo điều kiện cho các hợp chất hữu cơ dễ phân hủy
dƣới tác dụng của nhiệt, đồng thời ngắn cách quá trình nhiệt nhân tạo ra sản
phẩm không bị cacbon hóa nhƣ hắc-ín.

20
Với đề tài “Nghiên cứu tổng hợp than hoạt tính từ cây Chuối”, tác nhân hoạt
hóa đƣợc dùng là ZnCl2 nồng độ 3M, dung dịch ZnCl2 3M đƣợc tẩm theo tỷ lệ: 3ml
dung dịch ZnCl2 /1g nguyên liệu, sau đó, nung nguyên liệu đã tẩm bằng lò nung
trong điều kiện không có không khí. Nhiệt độ tối ƣu là 500 – 700o
C.
1.4. Giới thiệu về phƣơng pháp hấp phụ
1.4.1. Các khái niệm
1.4.1.1. Sự hấp phụ
Hấp phụ là sự tích lũy chất trên bề mặt phân cách các pha (khí – rắn, lỏng
– rắn, lỏng – lỏng, khí – lỏng).
Chất hấp phụ là chất mà các phần tử ở lớp bề mặt có khả năng hút các
phần tử của pha khác nhằm tiếp xúc với nó.
Chất bị hấp phụ là chất bị hút ra khỏi pha thể tích đến tập trung trên bề
mặt chấ hấp phụ.
Thông thƣờng quá trình hấp phụ là quá trình tỏa nhiệt.
Tùy theo bản chất của lực tƣơng tác giữa chất hấp phụ và chất bị hấp phụ,
ngƣời ta phân biệt hấp phụ vật lý và hấp phụ hóa học.
Hấp phụ vật lí là gây ra bởi lực Vander Waals giữa các phần tử chất bị
hấp phụ và bề mặt chất hấp phụ, lực liên kết yếu, dễ bị phá vỡ.
Hấp phụ hóa học gây ra bởi lực liên kết hóa học giữa bề mặt chất hấp phụ
và phân tử chất bị hấp phụ., liên kết này bền, khó bị phá vỡ.
Trong thực tế, sự phân biệt giữa chất hấp phụ vật lý và hấp phụ hóa học
chỉ là tƣơng đối vì ranh giới giữa chúng không rõ rệt. Một số trƣờng hợp tồn tại
cả hai quá trình hấp phụ vật lý và hóa học. Ở cùng nhiệt độ thƣờng xảy ra quá
trình hấp phụ vật lý, khi tăng nhiệt độ khả năng hấp phụ vật lý giảm và khả năng
hấp phụ hóa học tăng.
1.4.1.2. Giải hấp phụ
Giải hấp phụ là quá trình chất bị hấp phụ ra khỏi lớp bề mặt chất hấp phụ.
Giải hấp phụ dựa trên nguyên tắc sử dụng các yếu tố bất lợi đối với quá trình
hấp phụ. Giải hấp phụ là phƣơng pháp tái sinh vật liệu hấp phụ để có thể tiếp tục
sử dụng lại nó nên nó mang đặc trƣng về hiệu quảkinh tế.

21
Một số phƣơng pháp tái sinh vật liệu hấp phụ:
- Phƣơng pháp nhiệt: đƣợc sử dụng cho các trƣờng hợp chất bị hấp phụ
bay hơi hoặc sản phẩm phân hủy nhiệt của chúng có khả năng bay hơi.
-Phƣơng pháp hóa lý: có thể thực hiện tại chỗ, ngay trong cột hấp phụ nên
tiết kiệm đƣợc thời gian, công tháo dỡ, vận chuyển, không vỡ vụn chất hấp phụ và
có thể thu hồi chất bị hấp phụ ở trạng thái nguyên vẹn. Phƣơng pháp hóa lý có thể
thực hiện theo cách: chiết với dung môi, sử dụng phản ứng oxi hóa khử, áp đặt
các điều kiện làm dịch chuyển cân bằng không có lợi cho quá trình hấp phụ.
-Phƣơng pháp vi sinh: là phƣơng pháp tái tạo khả năng hấp phụ của chất
hấp phụ nhờ vi sinh vật.
1.4.1.3. Cân bằng hấp phụ
Hấp phụ vật lý 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 ngƣợc lại pha
mang (hỗn hợp tiếp xúc với chất hấp phụ). Theo thời gian, lƣợng chất bị hấp phụ
tích tụ trên bề mặt chất hấp phụ càng nhiều thì tốc độ di chuyển ngƣợc trở lại
pha mang càng lớn. Đến một thời điểm nào đó, tốc độ hấp phụ bằng tốc độ phản
hấp phụ thì quá trình hấp phụ đạt cân bằng.
1.4.1.4. Dung lượng hấp phụ cân bằng
Dung lƣợng hấp phụ cân bằng là khối lƣợng chất bị hấp phụ trên một đơn
vị khối lƣợng chất hấp phụ ở trạng thái cân bằng và ở điều kiện xác định về
nồng độ và nhiệt độ. Dung lƣợng hấp phụ đƣợc tính theo công thức:
q =
( )
(mg/L)
Trong đó:
q: dung lƣợng hấp phụ cân bằng (mg/g)
Co: nồng độ dung dịch đầu (mg/L)
Ccb: nồng độ dung dịch khi đạt cân bằng hấp phụ (mg/L)
V: thể tích dung dịch chất bị hấp phụ (l)
m : khối lƣợng chất hấp phụ (g)

22
1.4.1.5. Hiệu suất hấp phụ
Hiệu suất hấp phụ là tỷ số giữa nồng độ dung dịch bị hấp phụ và nồng độ
dung dịch ban đầu
H =
( )
Trong đó:
H: hiệu suất hấp phụ (%)
Co: nồng độ dung dịch đầu (mg/L)
Ccb: nồng độ dung dịch khi đạt cân bằng hấp phụ (mg/L)
1.4.2. Các mô hình cơ bản của quá trình hấp phụ
1.4.2.1. Mô hình động học hấp phụ
Trong môi trƣờng nƣớc, quá trình hấp phụ xảy ra chủ yếu trên bề mặt của
chất hấp phụ, vì vậy quá trình động học hấp phụ xảy ra theo một loạt các giai
đoạn kế tiếp nhau:
Giai đoạn khuếch tán trong dung dịch: các chất bị hấp phụ chuyển động
đến bề mặt chất hấp phụ.
Giai đoạn khuếch tán màng: phân tử chất bị hấp phụ chuyển động đến bề
mặt ngoài của chất hấp phụ chứa các hệ mao quản.
Giai đoạn khuếch tán vào trong mao quản: chất bị hấp phụ khuếch tán vào
bên trong hệ mao quản cúa chất hấp phụ.
Giai đoạn hấp phụ thực sự: các phân tử chất bị hấp phụ đƣợc gắn vào bề
mặt chất hấp phụ.
Quá trình hấp phụ có thể đƣợc coi là một phản ứng nối tiếp, trong đó mỗi
phản ứng nhỏ là một giai đoạn của quá trình. Khi đó, giai đoạn có tốc độ chậm
nhất đóng vai trò quyết định đến tốc độ của cả quá trình. Trong các quá trình
động học hấp phụ, ngƣời ta thừa nhận: giai đoạn khuếch tán trong và ngoài có
tốc độ chậm nhất. Do đó các giai đoạn này đóng vai trò quyết định đến toàn bộ
quá trình động học hấp phụ. Dung lƣợng hấp phụ phụ thuộc vào các giai đoạn
này và sẽ thay đổi theo thời gian cho đến khi quá trình đạt trạng thái cân bằng.

23
Tốc độ hấp phụ v là biến thiên nồng độ chất bị hấp phụ theo thời gian:
Tốc độ hấp phụ phụ thuộc bậc nhất vào sự biến thiên nồng độ theo thời gian:
( ) ( )
Trong đó:
- : Hệ số chuyển khối
- Co : Chất bị hấp phụ trong pha thể tích tại thời điểm ban đầu (mg/L)
- Ccb: nồng độ chất bị hấp phụ trong pha thể tích tại thời điểm t (mg/L)
- k: hằng số tốc độ hấp phụ
- q: dung lƣợng hấp phụ tại thời điểm t (mg/g)
- qmax: dung lƣợng hấp phụ cực đại (mg/g)
1.4.2.2. Các mô hình đẳng nhiệt
Có thể mô tả quá trình hấp phụ dựa vào đƣờng đẳng nhiệt hấp phụ.
Đƣờng đẳng nhiệt hấp phụ biểu diễn sự phụ thuộc của dung lƣợng hấp phụ tại
một thời điểm vào nồng độ cân bằng của chất bị hấp phụ trong dung dịch tại thời
điểm đó ở một nhiệt độ xác định. Đƣờng đẳng nhiệt hấp phụ đƣợc thiết lập bằng
cách cho một lƣợng xác định chất hấp phụ vào một lƣợng cho trƣớc dung dịch
có nồng độ đã của chất bị hấp phụ.
Với chất hấp phụ là chất rắn, chất bị hấp phụ là chất lỏng thì đƣờng đẳng
nhiệt hấp phụ đƣợc mô tả qua các phƣơng trình đẳng nhiệt: phƣơng trình đẳng
nhiệt hấp phụ Henry, phƣơng trình đẳng nhiệt hấp phụ Frenundrich, và phƣơng
trình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir...
a, Mô hình đẳng nhiệt hấp phụ Henry
Phƣơng trình đẳng nhiệt hấp phụ Henry: là phƣơng trình đẳng nhiệt đơn
giản mô tả sự tƣơng quan tuyến tính giữa lƣợng chất bị hấp phụ trên bề mặt pha
rắn và nồng độ (áp suất) của chất bị hấp phụ ở trạng thái cân bằng:
a = K.P
Trong đó:
K là hằng số hấp phụ Henry
P: áp suất (mmHg)
a: lƣợng chất bị hấp phụ (mol/g)
b, Mô hình đẳng nhiệt hấp phụ Frenundrich
Phƣơng trình đẳng nhiệt hấp phụ Frenundrich là phƣơng trình thực
nghiệm mô tả sự hấp phụ xảy ra trong phạm vi một lớp.

24
Phƣơng trình này đƣợc biểu diễn bằng một hàm số mũ:
q = k. C1/n
Hoặc dạng phƣơng trình đƣờng thẳng
k: hằng số phụ thuộc vào nhiệt độ, diện tích bề mặt và các yếu tố khác
n: hằng số chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ và luôn lớn hơn 1
Phƣơng trình Frenundrich phản ánh khá tốt số liệu thực nghiệm cho vùng
ban đầu và vùng giữa của đƣờng đẳng nhiệt hấp phụ, tức là ở vùng nồng độ thấp
của chất bị hấp phụ
c. Mô hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir
Phƣơng trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir có dạng:
q, qmax: dung lƣợng hấp phụ cân bằng, dung lƣợng hấp phụ cực đại (mg/g)
: độ che phủ
b: hằng số Langmuir
Ccb: nồng độ chất bị hấp phụ khi đạt cân bằng hấp phụ (mg/L)
Phƣơng trình Langmuir chỉ ra hai tính chất đặc trƣng của hệ:
Trong vùng nồng độ nhỏ: b. Ccb << 1 thì q = qmax.b.Ccb mô tả vùng hấp
phụ tuyến tính
Trong vùng nồng độ cao: b. Ccb >> 1 thì q = qmax.b.Ccb mô tả vùng hấp phụ
bão hòa
Để xác định các hằng số trong phƣơng trình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir
có thể sử dụng phƣơng pháp đồ thị bằng cách chuyển phƣơng trình trên thành
phƣơng trình đƣờng thẳng có dạng:

25
Chƣơng 2
MỤC TIÊU, ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU
2.1. Mục tiêu nghiên cứu
Mục tiêu chung :
- Sử dụng các sản phẩm phụ trong nông nghiệp để xử lý ô nhiễm môi trƣờng.
Mục tiêu cụ thể:
- Nghiên cứu tổng hợp than hoạt tính từ thân cây chuối để xử lý ô nhiễm
môi trƣờng.
- Đánh giá khả năng hấp phụ chất màu hữu cơ của than hoạt tính.
2.2. Đối tƣợng nghiên cứu
- Cây Chuối, một loài thực vật có rất nhiều ở vùng nhiệt đới.
- Dung dịch Xanh Metylen, dung dịch phẩm màu Ractived Yellow và hỗn
hợp dung dịch Xanh Metylen với phẩm màu Ractived Yellow đƣợc sử dụng để
đánh giá khả năng hấp phụ của than hoạt tính đƣợc tổng hợp từ cây Chuối.
2.3. Nội dung nghiên cứu
Để thực hiện các mục tiêu trên, khóa luận lựa chọn một số nội dung
nghiên cứu sau:
- Thực trạng trồng chuối ở Việt Nam.
- Nghiên cứu điều kiện biến tính từ thân cây Chuối để thành than hoạt tính
+ Nghiên cứu điều kiện than hóa và biến tính thành than hoạt tính.
+ Nghiên cứu điều kiện tổng hợp than hoạt tính từ tác nhân hoạt hóa
ZnCl2 3M.
- Khảo sát khả năng hấp phụ của than hoạt tính
+ Khảo sát khả năng hấp phụ Xanh Metylen của than hoạt tính.
+ Khảo sát khả năng hấp phụ phẩm màu Ractived Yellow của than hoạt
tính.
+ Khảo sát khả năng hấp phụ dung dịch hỗn hợp X (Xanh Metylen và
Ractived Yellow).
Tải bản FULL (75 trang): https://bit.ly/3fQM1u2
Dự phòng: fb.com/KhoTaiLieuAZ

26
2.4. Phƣơng pháp nghiên cứu
2.4.1. Phương pháp kế thừa số liệu
Phƣơng pháp kế thừa tài liệu giúp cung cấp những thông tin ban đầu về
vấn đề nghiên cứu. Dựa trên cơ sở kế thừa có chọn lọc các nguồn tài liệu ở dạng
văn bản, thông tin trực tiếp mang tính khách quan, những chuyên đề khoa học,
luận án có liên quan đến vấn đề nghiên cứu.
Những tài liệu đã đƣợc kế thừa phục vụ cho quá trình làm khóa luận bao gồm:
+ Tài liệu liên quan về cây Chuối.
+ Tài liệu liên quan về than hoạt tính và điều chế than hoạt tính.
+ Tài liệu liên quan đến ô nhiễm môi trƣờng nƣớc.
+ Các tài liệu trên mạng internet, sách báo, tạp trí có liên quan đến cây
Chuối, than hoạt tính, điều chế than hoạt tính từ các vật liệu khác nhau.
2.4.2. Phương pháp lấy mẫu nghiên cứu
Cây Chuối đƣợc lấy tại khu vực Xóm 10, thôn Hạ Tập, xã Thụy Bình,
huyện Thái Thụy, tỉnh Thái Bình. Là khu vực có vùng đất phù sa thuận lợi
cho cây Chuối sinh sôi và phát
Chuối đƣợc chọn mang tính đại diện cho khu vực lấy mẫu. Lựa chọn những
cây Chuối sau thu hoạch có độ tuổi từ 3 đến 5 năm, đƣờng kính thân cây khoảng
15 – 20 cm. Hình ảnh cây Chuối tại địa điểm lấy mẫu:
Tải bản FULL (75 trang): https://bit.ly/3fQM1u2
Dự phòng: fb.com/KhoTaiLieuAZ

27
2.4.3. Phương pháp tổng hợp than hoạt tính từ vỏ thân cây Chuối
Khóa luận tiến hành 2 phƣơng pháp để tổng hợp than hoạt tính từ cây Chuối:
- Phƣơng pháp 1: Quá trình than hóa và biến tính thành than hoạt tính.
- Phƣơng pháp 2: Quá trình than hóa và hoạt hóa diễn ra đồng thời với
chất hoạt hóa là ZnCl2 3M.
a, Phƣơng pháp 1: Than hóa và biến tính thành than hoạt tính
 Quá trình than hóa:
Nguyên liệu mẫu sau khi thu thập đƣợc sấy khô và bắt đầu quá trình than
hóa. Thông thƣờng quá trình than hóa đƣợc thực hiện ở nhiệt độ cao 400 –
5000
C, trong môi trƣờng kị khí, các vật liệu giàu cacbon sẽ bị đề-hydrat hóa tạo
than có diện tích bề mặt riêng phát triển. Để tạo môi trƣờng trơ trong giai đoạn
than hóa, thông thƣờng sử dụng khí nitơ. Thiết bị dùng để than hóa đƣợc thổi
liên tục dòng khí nitơ vào bình.
 Quá trình biến tính than:
Đặc điểm quan trọng và thú vị nhất của than là bề mặt có thể biến tính
thích hợp để thay đổi đặc điểm hấp phụ và tăng khả năng hấp phụ và làm cho
than trở nên thích hợp hơn trong các ứng dụng đặc biệt.
Sản phẩm sau quá trình than hóa đƣợc nghiền nhỏ. Sau đó, mẫu than đƣợc
biến tính bằng HNO3 đậm đặc trong hệ thống chƣng cất ở nhiệt độ 1000
C trong 4
giờ. Mẫu than sau khi biến tính, để trung hòa lƣợng axit có trong than sẽ đƣợc
đem rửa bằng nƣớc cất đến khi pH = 7, sau đó sấy khô và thu đƣợc mẫu than
biến tính.
Nguyên liệu Sấy khô
Than hóa ở
nhiệt độ 5000
C
Sản phẩm
than hóa
Sản
phẩm
than
hóa
Sản phẩm
đƣợc
nghiền
nhỏ
Oxi
hóa =
HNO3
Rửa
mẫu
bằng
nƣớc
Sấy và
thu
sản
phẩm
9587777

Khóa luận tốt nghiệp tên khóa luận nghiên cứu các điều kiện biến tính than hoạt tính từ cây chuối 9587777

More Related Content

What's hot (20)

Similar to Khóa luận tốt nghiệp tên khóa luận nghiên cứu các điều kiện biến tính than hoạt tính từ cây chuối 9587777 (20)

More from jackjohn45 (20)

Recently uploaded (20)

Khóa luận tốt nghiệp tên khóa luận nghiên cứu các điều kiện biến tính than hoạt tính từ cây chuối 9587777