Luận án Nghiên cứu chế tạo chất hấp phụ sinh học (bio-Adsorbent) từ vỏ quả cà phê để xử lý kim loại nặng trong nước

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC 
 VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM 
HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ 
----------------------------- 
Đỗ Thủy Tiên 
NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO CHẤT HẤP PHỤ SINH HỌC 
 (BIO-ADSORBENT) TỪ VỎ QUẢ CÀ PHÊ ĐỂ XỬ LÝ KIM 
LOẠI NẶNG TRONG NƢỚC 
LUẬN ÁN TIẾN SĨ: 
 KỸ THUẬT HÓA HỌC, VẬT LIỆU, LUYỆN KIM VÀ MÔI TRƢỜNG 
Hà Nội – 2021 
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC 
 VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM 
HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ 
----------------------------- 
Đỗ Thủy Tiên 
NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO CHẤT HẤP PHỤ SINH HỌC 
 (BIO-ADSORBENT) TỪ VỎ QUẢ CÀ PHÊ ĐỂ XỬ LÝ KIM 
LOẠI NẶNG TRONG NƢỚC 
Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trƣờng 
Mã số: 9 52 03 20 
LUẬN ÁN TIẾN SĨ: 
 KỸ THUẬT HÓA HỌC, VẬT LIỆU, LUYỆN KIM VÀ MÔI TRƢỜNG 
 NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: 
 1. PGS.TS. Ngô Kim Chi 
 2. GS.TS. Trịnh Văn Tuyên 
Hà Nội - 2021 
LỜI CAM ĐOAN 
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi và không trùng 
lặp với bất kỳ công trình khoa học nào khác. Các số liệu, kết quả trong luận án là 
trung thực và chƣa sử dụng để bảo vệ một học vị nào, chƣa từng đƣợc công bố trên 
bất kỳ tạp chí nào ngoài những công trình của tác giả. 
 Hà Nội, ngày tháng năm 2021 
 Tác giả luận án 
 Đỗ Thủy Tiên 
LỜI CẢM ƠN 
Lời đầu tiên với lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc nhất, tôi xin gửi lời cảm 
ơn tới GS.TS. Trịnh Văn Tuyên và PGS.TS. Ngô Kim Chi – những ngƣời đã tận 
tâm hƣớng dẫn khoa học, định hƣớng nghiên cứu, luôn động viên, giúp đỡ và tạo 
mọi điều kiện thuận lợi nhất cho tôi trong suốt quá trình thực hiện luận án. 
Tôi xin chân thành cảm ơn Quý thầy cô Viện Công nghệ Môi trƣờng – Viện 
Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã giảng dạy, chỉ bảo, tạo mọi điều kiện 
thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu. 
Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các thầy cô trong Ban giám hiệu; 
Ban Chủ nhiệm Khoa Hóa học, bạn bè đồng nghiệp trong Khoa Hóa học – Trƣờng 
Đại học Sƣ Phạm Hà Nội 2 đã quan tâm, động viên, tạo mọi điều kiện thuận lợi cho 
tôi về cơ sở vật chất cũng nhƣ thời gian để tôi chuyên tâm nghiên cứu. 
Tôi xin trân trọng cảm ơn Lãnh đạo và cán bộ Khoa Công nghệ Môi trƣờng, 
Học Viện Khoa học và Công nghệ đã giúp đỡ tôi mọi thủ tục cần thiết trong quá 
trình hoàn thành luận án. 
Cuối cùng tôi xin bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc nhất tới gia đình, ngƣời thân và 
bạn bè đã luôn chia sẻ, động viên và tiếp sức cho tôi có thêm nghị lực để tôi vững 
bƣớc và vƣợt qua mọi khó khăn trong cuộc sống để hoàn thành bản luận án này. 
 Nghiên cứu sinh 
 Đỗ Thủy Tiên 
MỤC LỤC 
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT................................................................................. iii 
DANH MỤC KÝ HIỆU ............................................................................................ iv 
DANH MỤC BẢNG ................................................................................................... v 
DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ ........................................................................... vii 
MỞ ĐẦU ..................................................................................................................... 1 
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ..................................................................... 5 
1.1. Tổng quan về sản xuất chất hấp phụ sinh học từ biomass thải ........................ 5 
1.1.1. Thành phần, tính chất và tiềm năng sản xuất chất hấp phụ sinh học từ vỏ 
quả cà phê ở Việt Nam ......................................................................................... 5 
1.1.2. Các phƣơng pháp sản xuất chất hấp phụ sinh học từ biomass thải ............ 7 
1.2. Tổng quan về ô nhiễm kim loại nặng và phƣơng pháp xử lý ......................... 16 
1.2.1. Nguồn gốc phát sinh và tác hại của kim loại nặng ................................... 16 
1.2.2. Các phƣơng pháp xử lý ô nhiễm kim loại nặng trong môi trƣờng nƣớc .. 20 
1.2.3. Đặc điểm quá trình hấp phụ kim loại nặng trên VLHP ............................ 21 
1.3. Giới thiệu về vật liệu tổ hợp MnFe2O4/C ....................................................... 28 
1.3.1. Vật liệu nano MnFe2O4 ............................................................................ 28 
1.3.2. Vật liệu tổ hợp MnFe2O4/C ...................................................................... 29 
1.4. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng chất hấp phụ sinh học để xử lý ion kim 
loại nặng trong môi trƣờng nƣớc bằng phƣơng pháp hấp phụ .............................. 30 
1.4.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới ........................................................... 30 
1.4.2. Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam ............................................................ 32 
1.4.3. Nghiên cứu xử lý kim loại nặng bằng vật liệu nano tổ hợp ..................... 34 
CHƢƠNG 2. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...................................................... 37 
2.1. Đối tƣợng nghiên cứu ..................................................................................... 37 
2.2. Hóa chất và thiết bị ......................................................................................... 37 
2.3. Phƣơng pháp thực nghiệm ............................................................................. 40 
2.3.1. Xác định thành phần chính của vỏ quả cà phê ......................................... 42 
2.3.2. Chế tạo than sinh học từ vỏ quả cà phê (Biochar) ................................... 43 
2.3.3. Chế tạo than hoạt tính từ vỏ quả cà phê ................................................... 44 
2.3.4. Chế tạo vật liệu tổ hợp MnFe2O4/BC ....................................................... 46 
2.3.5. Đánh giá khả năng hấp phụ kim loại nặng trong điều kiện tĩnh .............. 48 
2.4. Các phƣơng pháp nghiên cứu đặc trƣng cấu trúc vật liệu .............................. 49 
2.5. Thực nghiệm xác định phƣơng trình hồi quy mô tả ảnh hƣởng đồng thời của 
các yếu tố đến hiệu suất hấp phụ Ni(II) của than hoạt hóa bằng HNO3 ................ 51 
2.5.1. Giới thiệu về quy hoạch thực nghiệm ...................................................... 51 
2.5.2. Kế hoạch thực nghiệm bậc hai Box - Behnken ........................................ 52 
2.6. Thử nghiệm đánh giá khả năng hấp phụ ion kim loại nặng trên mô hình hấp 
phụ động ............................................................................................................. 56 
CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................ 58 
3.1. Kết quả xác định thành phần vỏ quả cà phê ................................................... 58 
3.2. Nghiên cứu chế tạo than sinh học từ vỏ quả cà phê ....................................... 59 
3.2.1. Khảo sát quá trình phân hủy nhiệt của vỏ quả cà phê .............................. 59 
3.2.2. Xác định chế độ công nghệ than hóa vỏ quả cà phê ................................ 60 
3.3. Nghiên cứu chế tạo than hoạt tính từ vỏ quả cà phê ....................................... 62 
3.3.1. Khảo sát cấu trúc bề mặt của than hoạt tính từ vỏ quả cà phê ................. 62 
3.3.2. Đánh giá khả năng hấp phụ Cr(VI) và Ni(II) của than hoạt tính với chất 
hoạt hóa H3PO4 ................................................................................................... 66 
3.3.3. Đánh giá khả năng hấp phụ Cr(VI) và Ni(II) của than hoạt tính với chất 
hoạt hóa HNO3 ................................................................................................... 68 
3.4. Nghiên cứu chế tạo vật liệu tổ hợp MnFe2O4/BC (MFO/BC) ........................ 70 
3.4.1. Khảo sát cấu trúc bề mặt và tính chất của vật liệu tổ hợp MFO/BC ........ 70 
3.4.2. Đánh giá khả năng hấp phụ kim loại nặng Cr(VI) và Ni(II) của các vật 
liệu tổ hợp MFO/BC ........................................................................................... 77 
3.5. Xác định chế độ hấp phụ kim loại nặng Cr(VI) và Ni(II) của các chất hấp phụ 
sinh học từ vỏ quả cà phê ở dạng tĩnh ................................................................... 79 
3.5.1. Ảnh hƣởng của pH ................................................................................... 79 
3.5.2. Ảnh hƣởng của thời gian hấp phụ ............................................................ 81 
3.5.3. Ảnh hƣởng của hàm lƣợng chất hấp phụ ................................................. 82 
3.5.4. Ảnh hƣởng của nồng độ dung dịch hấp phụ ban đầu ............................... 84 
3.5. 5. Nghiên cứu mô hình hấp phụ đẳng nhiệt ................................................ 85 
3.5.6. Nghiên cứu mô hình động học hấp phụ của các VLHP ........................... 89 
3.6. Lập ma trận kế hoạch thực nghiệm Box – Behnken ....................................... 93 
3.7. Khảo sát khả năng sử dụng than hoạt tính (ACB-30%) để chế tạo vật liệu tổ 
hợp MFO/AC ......................................................................................................... 96 
3.8. Thử nghiệm đánh giá khả năng hấp phụ ion kim loại nặng trên mô hình hấp 
phụ động .............................................................................................................. 100 
3.8.1. Ảnh hƣởng của lƣu lƣợng dòng chảy ..................................................... 101 
3.8.2. Ảnh hƣởng của khối lƣợng VLHP ......................................................... 102 
3.8.3. Ảnh hƣởng của nồng độ kim loại nặng .................................................. 102 
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ................................................................................. 104 
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC .................................................. 106 
TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................... 107 
PHẦN PHỤ LỤC .................................................................................................... 118 
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT 
Chữ viết tắt Tên tiếng Anh Tên tiếng Việt 
AC Activated cacbon Than hoạt tính 
AAS 
Atomic Absorption 
Spectrophotometric 
Quang phổ hấp thụ nguyên tử 
BNN&PTNT Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn 
BTNMT Bộ Tài nguyên Môi trƣờng 
BC Biochar Than sinh học 
BET Brunauer - Emmett - 
Teller 
Đƣờng đẳng nhiệt hấp phụ - khử hấp phụ 
Nitơ 
CH Coffee husk Vỏ quả cà phê 
EDS 
Energy dispersive X-ray 
spectroscopy 
Phổ tán sắc năng lƣợng tia X 
FTIR 
Fourier Transform Infrared 
Spectroscopy 
Quang phổ hồng ngoại biến đổi 
Fourier 
KLN Kim loại nặng 
PPNN Phụ phẩm nông nghiệp 
QCVN Quy chuẩn kỹ thuật Việt Nam 
SEM Scanning Electron 
Microscope 
Phƣơng pháp kính hiển vi điện tử quét 
TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam 
UV-Vis Ultraviolet-Visible Quang phổ hấp thụ phân tử 
VLHP Vật liệu hấp phụ 
VSM 
Vibrating Sample 
Magnetometer 
Từ kế mẫu rung 
WHO World Health 
Organization 
Tổ chức Y tế thế giới 
XPS 
X-ray Photoelectron 
Spectroscopy 
Phổ huỳnh quang điện tử tia X 
XRD X-ray Diffraction Nhiễu xạ tia X 
cs Cộng sự 
DANH MỤC KÝ HIỆU 
Ký hiệu mẫu Ý nghĩa 
BC300-60 Vỏ quả cà phê than hóa ở nhiệt độ 300◦C trong 30 phút 
BC400-60 Vỏ quả cà phê than hóa ở nhiệt độ 400◦C trong 60 phút 
BC500-60 Vỏ quả cà phê than hóa ở nhiệt độ 500◦C trong 60 phút 
BC600-60 Vỏ quả cà phê than hóa ở nhiệt độ 600◦C trong 60 phút 
BC400-30 Vỏ quả cà phê than hóa ở nhiệt độ 400◦C trong 30 phút 
BC400-90 Vỏ quả cà phê than hóa ở nhiệt độ 400◦C trong 90 phút 
ACH-30% Vỏ quả cà phê hoạt hóa bằng H3PO4 nồng độ 30% 
ACH-40% Vỏ quả cà phê hoạt hóa bằng H3PO4 nồng độ 40% 
ACH-50% Vỏ quả cà phê hoạt hóa bằng H3PO4 nồng độ 50% 
ACB-30% Than sinh học hoạt hóa bằng H3PO4 nồng độ 30% 
ACB-40% Than sinh học hoạt hóa bằng H3PO4 nồng độ 40% 
ACB-50% Than sinh học hoạt hóa bằng H3PO4 nồng độ 50% 
ACH-1M Vỏ quả cà phê hoạt hóa bằng HNO3 nồng độ 1M 
ACH-3M Vỏ quả cà phê hoạt hóa bằng HNO3 nồng độ 3M 
ACH-5M Vỏ quả cà phê hoạt hóa bằng HNO3 nồng độ 5M 
ACB-1M Than sinh học hoạt hóa bằng HNO3 nồng độ 1M 
ACB-3M Than sinh học hoạt hóa bằng HNO3 nồng độ 3M 
ACB-5M Than sinh học hoạt hóa bằng HNO3 nồng độ 5M 
MFO MnFe2O4 
MFO/BC Vật liệu tổ hợp giữa MnFe2O4 và than sinh học 
MFO/AC Vật liệu tổ hợp giữa MnFe2O4 và than hoạt tính 
MFO/BC-1,25 Vật liệu tổ hợp với tỷ lệ khối lƣợng MFO:BC là 1:1,25 (g:g) 
MFO/BC-2,5 Vật liệu tổ hợp với tỷ lệ khối lƣợng MFO:BC là 1:2,5 (g:g) 
MFO/BC-5 Vật liệu tổ hợp với tỷ lệ khối lƣợng MFO:BC là 1:5 (g:g) 
MFO/BC-10 Vật liệu tổ hợp với tỷ lệ khối lƣợng MFO:BC là 1:10 (g:g) 
MFO/AC-1,25 Vật liệu tổ hợp với tỷ lệ khối lƣợng MFO:AC là 1:1,25 (g:g) 
MFO/AC-2,5 Vật liệu tổ hợp với tỷ lệ khối lƣợng MFO:AC là 1:2,5 (g:g) 
MFO/AC-5 Vật liệu tổ hợp với tỷ lệ khối lƣợng MFO:AC là 1:5 (g:g) 
MFO/AC-10 Vật liệu tổ hợp với tỷ lệ khối lƣợng MFO:AC là 1:10 (g:g) 
DANH MỤC BẢNG 
Bảng 1.1. Diện tích trồng và sản lƣợng cà phê của tỉnh Đắc Lắc ............................... 5 
Bảng 1.2. Thành phần nguyên tố hóa học của vỏ quả cà phê trồng tại tỉnh Đắc Lắc. 6 
Bảng 1.3. Quá trình nhiệt phân và các tính chất của biochar ...................................... 7 
Bảng 1.4. Ƣu điểm và nhƣợc điểm của các phƣơng pháp hoạt hóa than ................. 11 
Bảng 1.5. Phân loại lỗ rỗng theo chiều rộng của chúng (IUPAC, 1972) .................. 12 
Bảng 1.6. Điều kiện tổng hợp của than hoạt tính thu đƣợc từ tiền chất 
lignoxenluloza để loại bỏ kim loại nặng .................................................. 15 
Bảng 1.7. Giá trị giới hạn nồng độ của ion kim loại Cr(VI) và Ni(II) trong nƣớc thải 
công nghiệp .............................................................................................. 19 
Bảng 1.8. Ƣu điểm và hạn chế của một số phƣơng pháp xử lý nƣớc thải ............... 20 
Bảng 1.9. Mối tƣơng quan của RL và dạng mô hình ................................................. 25 
Bảng 1.10. Kết quả nghiên cứu khả năng hấp phụ ion kim loại Cr(VI) và Ni(II) 
trong môi trƣờng nƣớc của các chất hấp phụ .......................................... 35 
Bảng 2.1. Ký hiệu các mẫu than sinh học từ vỏ quả cà phê trong nghiên cứu ảnh 
hƣởng của nhiệt độ và thời gian tạo than ................................................. 44 
Bảng 2.2. Ký hiệu tên mẫu than hoạt tính với chất hoạt hóa H3PO4 ........................ 45 
Bảng 2.3. Ký hiệu tên mẫu than hoạt tính với chất hoạt hóa HNO3 ......................... 46 
Bảng 2.4. Số thí nghiệm của kế hoạch bậc hai Box – Behnken ............................... 53 
Bảng 2.5. Giá trị của các hằng số trong các công thức tính hệ số hồi quy ............... 53 
Bảng 2.6. Khoảng biến thiên của các yếu tố ảnh hƣởng ........................................... 54 
Bảng 2.7. Ma trận kế hoạch hóa thực nghiệm Box – Behnken ................................. 55 
Bảng 2.8. Một số chỉ tiêu trong nƣớc thải mạ điện của Công ty Thiện Mĩ Vĩnh Phúc
 ................................................................................................................. 56 
Bảng 2.9. Bảng tổng hợp các điều kiện của cột hấp phụ .......................................... 57 ...  J. Chem. Technol. Biotechnol., 2005, vol. 80, no. 1, pp. 20–27. 
[49] S. Zhang, H. Niu, Y. Cai, X. Zhao, and Y. Shi, Arsenite and arsenate 
adsorption on coprecipitated bimetal oxide magnetic nanomaterials: 
MnFe2O4 and CoFe2O4, Chem. Eng. J., 2010, vol. 158, no. 3, pp. 599–607. 
[50] X. J. Zhang et al., Enhanced microwave absorption property of reduced 
graphene oxide (RGO)-MnFe2O4 nanocomposites and polyvinylidene 
fluoride, ACS Appl. Mater. Interfaces, 2014, vol. 6, no. 10, pp. 7471–7478. 
[51] Nguyễn Thị Tố Loan, Nguyễn Thị Thúy Hằng, Tổng hợp, nghiên cứu đặc 
trưng cấu trúc và hoạt tính xúc tác của oxit nano MnFe2O4, Tạp Chí Phân 
Tích Hóa, Lý Và Sinh Học, 2017, vol. 22, pp. 88–93. 
[52] J. Wan, H. P. Deng, J. Shi, L. Zhou, and T. Su, Synthesized magnetic 
manganese ferrite nanoparticles on activated carbon for sulfamethoxazole 
removal, Clean - Soil, Air, Water, 2014, vol. 42, no. 9, pp. 1199–1207. 
[53] L. Shao, Z. Ren, G. Zhang, and L. Chen, Facile synthesis, characterization of 
a MnFe2O4/activated carbon magnetic composite and its effectiveness in 
tetracycline removal, Mater. Chem. Phys., 2012, vol. 135, no. 1, pp. 16–24. 
[54] B. B. Zhang et al., Magnetic properties and adsorptive performance of 
manganese-zinc ferrites/activated carbon nanocomposites, J. Solid State 
Chem., 2015, vol. 221, pp. 302–305. 
[55] H. Shi, W. Li, L. Zhong, and C. Xu, Methylene blue adsorption from aqueous 
solution by magnetic cellulose/graphene oxide composite: Equilibrium, 
kinetics, and thermodynamics, Ind. Eng. Chem. Res., 2014, vol. 53, no. 3, pp. 
1108–1118. 
[56] P. T. L. Huong et al., Magnetic iron oxide-carbon nanocomposites: Impacts 
112 
of carbon coating on the As(V) adsorption and inductive heating responses,” 
J. Alloys Compd., 2018, vol. 739, no. 1, pp. 139–148. 
 [57] P. T. Lan Huong et al., Functional manganese ferrite/graphene oxide 
nanocomposites: Effects of graphene oxide on the adsorption mechanisms of 
organic MB dye and inorganic As(v) ions from aqueous solution, RSC Adv., 
2018, vol. 8, no. 22, pp. 12376–12389. 
[58] S. Kumar et al, Graphene oxide-MnFe2O4 magnetic nanohybrids for efficient 
removal of lead and arsenic from water, ACS Appl. Mater. Interfaces, 2014, 
vol. 6, no. 20, pp. 17426–17436. 
[59] T. A. Johnson, N. Jain, H. C. Joshi, and S. Prasad, Agricultural and agro-
processing wastes as low cost adsorbents for metal removal from wastewater: 
A review, J. Sci. Ind. Res. (India)., 2008, vol. 67, no. 9, pp. 647–658. 
[60] P. K. Shrivastava and S. K. Gupta, Removal of Chromium from Waste Water 
by Adsorption Method Using Agricultural Waste Materials, Int. J. Chem. Sci., 
2015, vol. 6, pp. 2278–6015. 
[61] O. A. Ekpete, F. Kpee, J. C. Amadi, and R. B. Rotimi, Adsorption of 
Chromium(VI) and Zinc(II) Ions on the Skin of Orange Peels (Citrus 
sinensis), J. Nepal Chem. Soc., 1970, vol. 26, no. VI, pp. 31–39. 
[62] M. El-Sadaawy and O. Abdelwahab, Adsorptive removal of nickel from 
aqueous solutions by activated carbons from doum seed (Hyphaenethebaica) 
coat, Alexandria Eng. J., 2014, vol. 53, no. 2, pp. 399–408. 
[63] N. Ahalya, R. D. Kanamadi, and T. V. Ramachandra, Removal of hexavalent 
chromium using coffee husk, Int. J. Environ. Pollut., 2010, vol. 43, no. 1–3, 
pp. 106–116. 
[64] L. S. Oliveira, A. S. Franca, T. M. Alves, and S. D. F. Rocha, Evaluation of 
untreated coffee husks as potential biosorbents for treatment of dye 
contaminated waters, J. Hazard. Mater., 2008, vol. 155, no. 3, pp. 507–512. 
[65] F. Length, Adsorption of Heavy Metal Ions from Wastewater, Glob. J. 
Environ. Sci. Technol., 2014, vol. 2, no. 3, pp. 20–28. 
[66] S. Berhe, D. Ayele, A. Tadesse, and A. Mulu, Adsorption Efficiency of Coffee 
Husk for Removal of Lead ( II ) from Industrial Effluents : Equilibrium and 
kinetic study, Int. J. Sci. Res. Publ., 2015, vol. 5, no. 9, pp. 1–8. 
113 
[67] B. G. Alhogbi and Z. F. Al-Enazi, Retention Profile of Zn
2+
 and Ni
2+
 Ions 
from Wastewater onto Coffee Husk: Kinetics and Thermodynamic Study, J. 
Encapsulation Adsorpt. Sci., 2018, vol. 08, no. 01, pp. 1–17. 
[68] Trần Lệ Minh, Nghiên cứu xử lý kim loại nặng trong nước bằng vật liệu 
nguồn gốc thực vật, Luận án tiến sĩ Công nghệ Môi trƣờng, ĐH Bách khoa 
Hà Nội, 2012, Hà Nội. 
[69] Nguyễn Thị Thanh Hải, Nghiên cứu chế tạo vật liệu hấp phụ mới trên cơ sở 
biến tính than hoạt tính và ứng dụng xử lý thủy ngân trong môi trường nước, 
không khí, Luận án tiến sĩ kỹ thuật Môi trƣờng, viện Công nghệ Môi tƣờng – 
Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, 2016, Hà Nội. 
[70] Nguyễn Trung Dũng, Nguyễn Công Hào, Đánh giá khả năng hấp phụ kim 
loại nặng Cr6+ và màu trong nước thải dệt nhuộm của bã cà phê, Luận văn 
Thạc sỹ, Đại học kỹ thuật Công nghệ TP Hồ Chí Minh, 2014, TP HCM. 
[71] L. T. T. Thuy and L. V. Khu, Adsorption behavior of Pb ( II ) in aqueous 
solution using coffee husk-based activated carbon modified by nitric acid, 
American Journal of Engineering Research ( AJER ), 2016, no. 4, pp. 120–
129. 
[72] Lê Văn Khu, Lƣơng Thị Thu Thủy, Nghiên cứu khả năng hấp phụ Ni(II) 
trong dung dịch nước của than hoạt tính chế tạo từ vỏ hạt cà phê, Tạp Chí 
Khoa học trƣờng ĐHSP Hà Nội, 2016, Vol. 61, No. 4, pp. 50-57. 
[73] H. Rui, R. Xing, Z. Xu, Y. Hou, S. Goo, and S. Sun, Synthesis, 
functionalization, and biomedical applications of multifunctional magnetic 
nanoparticles, Adv. Mater., 2010, vol. 22, no. 25, pp. 2729–2742. 
[74] J. Hu, I. M. C. Lo, and G. Chen, Fast removal and recovery of Cr(VI) using 
surface-modified jacobsite (MnFe2O4) nanoparticles, Langmuir, 2005, vol. 
21, no. 24, pp. 11173–11179. 
[75] Y. C. Sharma and V. Srivastava, Comparative studies of removal of Cr(VI) 
and Ni(II) from aqueous solutions by magnetic nanoparticles, J. Chem. Eng. 
Data, 2011, vol. 56, no. 4, pp. 819–825. 
[76] N. N. Thinh et al., Magnetic chitosan nanoparticles for removal of Cr(VI) 
from aqueous solution, Mater. Sci. Eng. C, 2013, vol. 33, no. 3, pp. 1214–
1218. 
114 
[77] N. D. Phu, P. C. Phong, N. Chau, N. H. Luong, L. H. Hoang, and N. H. Hai, 
Arsenic removal from water by magnetic Fe1-xCox Fe2O4 and Fe1-yNiy Fe2O4 
nanoparticles, J. Exp. Nanosci., 2009, vol. 4, no. 3, pp. 253–258. 
[78] S. P. Dubey and K. Gopal, Adsorption of chromium(VI) on low cost 
adsorbents derived from agricultural waste material: A comparative study, J. 
Hazard. Mater., 2007, vol. 145, no. 3, pp. 465–470. 
[79] M. Osińska, Removal of lead(II), copper(II), cobalt(II) and nickel(II) ions 
from aqueous solutions using carbon gels, Journal of Sol-Gel Science and 
Technology, 2017, vol. 81, no. 3. pp. 678–692. 
[80] A. Sluiter et al., NREL/TP-510-42618 analytical procedure - Determination 
of structural carbohydrates and lignin in Biomass, Lab. Anal. Proced., 2012, 
pp. 1-18. 
[81] Vũ Thị Mai, Nghiên cứu chế tạo than biến tính từ lõi ngô định hướng ứng 
dụng xử lý amoni trong nước sinh hoạt, Luận án tiến sĩ Kỹ thuật môi trƣờng, 
Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, 2018, Hà Nội. 
[82] Phạm Thị Lan Hƣơng, Nghiên cứu chế tạo vật liệu nano tổ hợp trên cơ sở 
oxít sắt và các bon, định hướng ứng dụng trong xử lý ion As(V) và xanh 
methylen trong nước, Luận án tiến sĩ khoa học vật liệu, ĐH Bách khoa Hà 
Nội, 2017, Hà Nội. 
[83] N. Fiol and I. Villaescusa, Determination of sorbent point zero charge: 
Usefulness in sorption studies, Environ. Chem. Lett., 2009, vol. 7, no. 1, pp. 
79–84. 
[84] M. Kosmulski, The pH dependent surface charging and points of zero charge. 
VII. Update, Adv. Colloid Interface Sci., 2018, vol. 251, pp. 115–138. 
[85] Nguyễn Minh Tuyển, Quy hoạch thực nghiệm, NXB Khoa học và Kỹ thuật 
Hà Nội, 2005, Hà Nội. 
[86] Phạm Hồng Hải, Ngô Kim Chi, Xử lý số liệu và quy hoạch thực nghiệm trong 
nghiên cứu hóa học, NXB Khoa học Tự nhiên và Công nghệ Hà Nội, 2007, 
Hà Nội. 
[87] Trần Kim Liên, Phạm Hồng Hải, Đỗ Quang Kháng, Áp dụng phương pháp 
quy hoạch thực nghiệm trong nghiên cứu chế tạo vật liệu Blend ba cấu tử trên 
cơ sở NBR – PVC – CR, Tạp chí Khoa học và Công nghệ, 2011, vol. 49, no. 
115 
6, pp. 39–45. 
[88] Trần Thị Bé Lan và cs, Tối ưu hóa điều kiện transester hóa dầu dừa bằng 
Ethanol xúc tác enzyme lipase từ candida rugosa và porcine pancreas, Tạp 
chí Khoa học, 2012, pp. 79–88. 
[89] Lý Huỳnh Liên Hƣơng, Nguyễn Thúy Hƣơng, Sử dụng ma trận Plackett - 
Burman và phương pháp đáp ứng bề mặt - phương án cấu trúc có tâm để tối 
ưu hóa một số yếu tố ảnh hưởng đến sinh khối vi khuẩn Lactobacillus 
Acidophilus, Tạp chí Khoa học và Phát triển Công nghệ, 2017, vol. 17, 
no.K4-2014, pp. 60-72. 
[90] Bùi Văn Hoài, Đào An Quang, Ngô Đại Nghiệp, Tối ưu hóa quá trình thủy 
phân Chitosan bằng Enzyme Cellulase để tạo Chitooligosaccharide, Tạp chí 
Khoa học và Phát triển Công nghệ, 2017, vol. 20, no. K3-2017, pp. 74–82. 
[91] B. L. C. Pereira, A. D. C. O. Carneiro, A. M. M. L. Carvalho, J. L. Colodette, 
A. C. Oliveira, and M. P. F. Fontes, Influence of Chemical Composition of 
Eucalyptus Wood on Gravimetric Yield and Charcoal Properties, 
BioResources, 2013, vol. 8, no. 3, pp. 4574–4592. 
[92] Hồ Sĩ Tráng, Cơ sở hóa học gỗ và xenluloza, NXB Khoa học và kỹ thuật, 
2006, Hà Nội. 
[93] W. M. A. W. Daud and W. S. W. Ali, Comparison on pore development of 
activated carbon produced from palm shell and coconut shell, Bioresour. 
Technol., 2004, vol. 93, no. 1, pp. 63–69. 
[94] A. Gani and I. Naruse, Effect of cellulose and lignin content on pyrolysis and 
combustion characteristics for several types of biomass, Renew. Energy, 
2007, vol. 32, no. 4, pp. 649–661. 
[95] M. Asadieraghi and W. M. A. Wan Daud, Characterization of lignocellulosic 
biomass thermal degradation and physiochemical structure: Effects of 
demineralization by diverse acid solutions, Energy Convers. Manag., 2014, 
vol. 82, pp. 71–82. 
[96] L. L. Díaz-Muñoz, A. Bonilla-Petriciolet, H. E. Reynel-Ávila, and D. I. 
Mendoza-Castillo, Sorption of heavy metal ions from aqueous solution using 
acid-treated avocado kernel seeds and its FTIR spectroscopy 
characterization, J. Mol. Liq., 2016, vol. 215, pp. 555–564. 
116 
[97] S. M. Yakout and G. Sharaf El-Deen, Characterization of activated carbon 
prepared by phosphoric acid activation of olive stones, Arab. J. Chem., 2016, 
vol. 9, pp. S1155–S1162. 
[98] X. Lu, J. Jiang, K. Sun, X. Xie, and Y. Hu, Surface modification, 
characterization and adsorptive properties of a coconut activated carbon, 
Appl. Surf. Sci., 2012, vol. 258, no. 20, pp. 8247–8252. 
[99] D. Borah, S. Satokawa, S. Kato, and T. Kojima, Surface-modified carbon 
black for As(V) removal, J. Colloid Interface Sci., 2008, vol. 319, no. 1, pp. 
53–62. 
[100] X. Gai et al., Effects of feedstock and pyrolysis temperature on biochar 
adsorption of ammonium and nitrate, PLoS One, 2014, vol. 9, no. 12, pp. 1–
19. 
[101] Y. Nagakawa et al, Modification of the porous structure along the 
preparation of activated carbon monoliths with H3PO4 and ZnCl2, 2015, vol. 
3, pp. 1–20. 
[102] S. Joshi, M. Kumar, S. Chhoker, G. Srivastava, M. Jewariya, and V. N. Singh, 
Structural, magnetic, dielectric and optical properties of nickel ferrite 
nanoparticles synthesized by co-precipitation method, J. Mol. Struct., 2014, 
vol. 1076, pp. 55–62. 
[103] A. Mary Jacintha, V. Umapathy, P. Neeraja, and S. Rex Jeya Rajkumar, 
Synthesis and comparative studies of MnFe2O4 nanoparticles with different 
natural polymers by sol–gel method: structural, morphological, optical, 
magnetic, catalytic and biological activities, J. Nanostructure Chem., 2017, 
vol. 7, no. 4, pp. 375–387. 
[104] J. Dui, G. Zhu, and S. Zhou, Facile and economical synthesis of large hollow 
ferrites and their applications in adsorption for as(V) and Cr(VI), ACS Appl. 
Mater. Interfaces, 2013, vol. 5, no. 20, pp. 10081–10089. 
[105] Y. Liu, N. Zhang, C. Yu, L. Jiao, and J. Chen, MnFe2O4@C Nanofibers as 
High-Performance Anode for Sodium-Ion Batteries, Nano Lett., 2016, vol. 16, 
no. 5, pp. 3321–3328. 
[106] X. Liu, Y. Ma, Q. Zhang, Z. Zheng, L. Sen Wang, and D. L. Peng, Facile 
synthesis of Fe3O4/C composites for broadband microwave absorption 
117 
properties, Appl. Surf. Sci., 2018, vol. 445, pp. 82–88. 
[107] Anh Tuan Vo, Van Phuong Nguyen, Abdelkader Ouakouak, Aileen Nieva, 
Bonifacio T. Doma Jr., Hai Nguyen Tran and Huan-Ping Chao, Efficient 
Removal of Cr(VI) from Water by Biochar and Activated Carbon Prepared 
through Hydrothermal Carbonization and Pyrolysis: Adsorption-Coupled 
Reduction Mechanism, Water, 2019, 11, 1164; doi:10.3390/w11061164. 
[108] M. S. Mansour, M. E. Ossman, and H. A. Farag, Removal of Cd (II) ion from 
waste water by adsorption onto polyaniline coated on sawdust, Desalination, 
2011, vol. 272, no. 1–3, pp. 301–305. 
[109] K. Kadirvelu, P. Senthilkumar, K. Thamaraiselvi, and V. Subburam, 
Activated carbon prepared from biomass as adsorbent: Elimination of Ni(II) 
from aqueous solution, Bioresour. Technol., 2002, vol. 81, no. 1, pp. 87–90. 
[110] Y. Xiao, H. Liang, and Z. Wang, MnFe2O4/chitosan nanocomposites as a 
recyclable adsorbent for the removal of hexavalent chromium, Mater. Res. 
Bull., 2013, vol. 48, no. 10, pp. 3910–3915. 
[111] N. Li, F. Fu, J. Lu, Z. Ding, B. Tang, and J. Pang, Facile preparation of 
magnetic mesoporous MnFe2O4@SiO2−CTAB composites for Cr(VI) 
adsorption and reduction, Environ. Pollut., 2017, vol. 220, pp. 1376–1385. 
[112] M. Taghizadeh and S. Hassanpour, Selective adsorption of Cr(VI) ions from 
aqueous solutions using a Cr(VI)-imprinted polymer supported by magnetic 
multiwall carbon nanotubes, Polymer (Guildf)., 2017, vol. 132, pp. 1–11. 
[113] K. L. Bhowmik, A. Debnath, R. K. Nath, and B. Saha, Synthesis of MnFe2O4 
and Mn3O4 magnetic nano-composites with enhanced properties for 
adsorption of Cr(VI): Artificial neural network modeling, Water Sci. 
Technol., 2017, vol. 76, no. 12, pp. 3368–3378. 
[114] T. Altun and H. Ecevit, Cr ( VI ) removal using Fe2O3 -chitosan-cherry kernel 
shell pyrolytic charcoal composite beads, Korean Soc. Environ. Eng., 2019, 
vol. 112, pp. 1–36. 
[115] A. Ahmadi, R. Foroutan, H. Esmaeili, and S. Tamjidi, The role of bentonite 
clay and bentonite clay@MnFe2O4 composite and their physico-chemical 
properties on the removal of Cr(III) and Cr(VI) from aqueous media, 
Environ. Sci. Pollut. Res., 2020, vol. 27, no. 12, pp. 14044–14057. 
118 
PHẦN PHỤ LỤC 
119 
KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH pH TẠI ĐIỂM ĐẲNG ĐIỆN 
TÍCH (pHpzc) CỦA CÁC VLHP 
-5
-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
0 2 4 6 8 10 12 14∆
p
H
pHi
BC
-1
0
1
2
3
4
5
6
0 2 4 6 8 10 12 14
∆
p
H
pHi
ACB-30%
-1
0
1
2
3
4
5
6
7
0 2 4 6 8 10 12 14
∆
p
H
pHi
ACB-1M
120 
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
0 2 4 6 8 10 12 14
∆
p
H
pHi
MFO
-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
0 2 4 6 8 10 12 14
∆
p
H
pHi
MFO/BC-2.5
121 
KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH DIỆN TÍCH BỀ MẶT RIÊNG 
 CỦA CÁC VLHP