Phản ứng giữa C2H5OH (ethanol) và NaOH (natri hydroxit) tạo ra etylat natri (C2H5ONa) và nước. Etylat natri là một bazơ mạnh được sử dụng rộng rãi trong hóa học hữu cơ. Tuy nhiên, trong bối cảnh xử lý nước thải, đặc biệt là xử lý các ion kim loại nặng như Ni(II), vai trò của C2H5OH và NaOH phức tạp hơn và thường liên quan đến việc điều chỉnh các đặc tính của vật liệu hấp phụ.
Nghiên cứu sử dụng vỏ khoai tây thải (PPs) và vỏ khoai tây biến tính bằng NaOH/CaCl2/C2H5OH (MPPs) làm giải pháp loại bỏ hiệu quả các ion Ni(II) từ dung dịch nước. Điều này cho thấy sự kết hợp của các chất này không trực tiếp phản ứng với Ni(II) mà thay vào đó, chúng cải thiện khả năng hấp phụ của vật liệu.
Điều kiện làm việc tối ưu để loại bỏ ion Ni(II) từ dung dịch nước bằng PP là nồng độ ban đầu 500 mg/L, liều lượng chất hấp phụ 0,3 g, thời gian tiếp xúc 100 phút và pH dung dịch là 6,21. Đối với MPP, điều kiện tối ưu là nồng độ ban đầu 500 mg/L, liều lượng chất hấp phụ 0,15 g, thời gian tiếp xúc 100 phút và pH dung dịch là 6,21. Thí nghiệm được thực hiện với 25 mL dung dịch Ni(II) để xác định các điều kiện vận hành tối ưu cho cả PP và MPP.
Nghiên cứu được tiến hành ở các nhiệt độ khác nhau để hiểu rõ hơn về khả năng loại bỏ của các hợp chất hấp phụ. Khả năng loại bỏ ion Ni(II) của PP được xác định là 25,12, 29,32 và 33,11 mg/g ở các nhiệt độ khác nhau (25, 35 và 45 °C). Trong cùng điều kiện, khả năng loại bỏ của MPP được xác định là 68,96, 78,12 và 85,47 mg/g. Điều này cho thấy việc biến tính bằng NaOH/CaCl2/C2H5OH làm tăng đáng kể khả năng hấp phụ của vỏ khoai tây.
Phân tích động học hấp phụ cho thấy kết quả thực nghiệm phù hợp với mô hình giả bậc hai cho cả chất hấp phụ PP và MPP. Điều này ngụ ý rằng quá trình hấp phụ bị chi phối bởi các tương tác hóa học giữa Ni(II) và bề mặt của vật liệu hấp phụ.
Các phân tích nhiệt động lực học chứng minh rằng quá trình thu nhiệt của quá trình hấp phụ ion kim loại Ni(II) lên các chất hấp phụ diễn ra một cách tự nhiên. Điều này cho thấy rằng việc tăng nhiệt độ sẽ có lợi cho quá trình hấp phụ.
Nghiên cứu kết luận rằng cả PP và MPP đều là chất hấp phụ rất hiệu quả và thân thiện với môi trường để loại bỏ ion Ni(II) khỏi dung dịch nước. Hiệu suất đã chứng minh của chúng làm nổi bật giá trị tiềm năng của chúng trong các ứng dụng xử lý nước thải bền vững, phù hợp với các hành vi có ý thức về môi trường. Khả năng loại bỏ ion kim loại cao, dễ sử dụng, chi phí thấp và nguồn gốc từ rác thải nông nghiệp khiến chúng trở thành chất hấp phụ tiềm năng cho các ứng dụng lâu dài trong cả lọc nước và làm sạch môi trường. Sự kết hợp của C2H5OH và NaOH (cùng với CaCl2) trong quá trình biến tính đóng vai trò quan trọng trong việc cải thiện các đặc tính của vật liệu hấp phụ, từ đó nâng cao hiệu quả xử lý nước thải.
