Tận dụng bùn đỏ thải công nghiệp làm chất hấp phụ geopolymer để loại bỏ florua ô nhiễm khỏi dung dịch nước
DOI:
https://doi.org/10.54939/1859-1043.j.mst.111.2026.79-87Từ khóa:
Geopolymer; Bùn đỏ; Florua; Hấp phụ.Tóm tắt
Bùn đỏ, một phụ phẩm thải của nhà máy alumina Tân Rai, đã được sử dụng làm tiền chất để chế tạo geopolymer và được đánh giá khả năng loại bỏ florua khỏi dung dịch nước. Geopolymer được điều chế bằng cách hoạt hóa kiềm với NaOH (1%, 5% và 10%) và sau đó nung ở nhiệt độ 200 - 800 °C. Cấu trúc của vật liệu geopolymer được đặc trưng bằng XRD và FT-IR. Trong điều kiện thử nghiệm, mẫu được hoạt hóa với 1% NaOH và nung ở 200 °C cho thấy hiệu quả tốt nhất, đạt khả năng hấp phụ fluoride tối đa là 48,31 mg/g với thời gian cân bằng là 4 giờ, và có hiệu quả ở pH ≤ 8,4. Kết quả hấp phụ phù hợp nhất với mô hình đẳng nhiệt Freundlich so với các mô hình Langmuir và Dubinin–Radushkevich, cho thấy sự hấp phụ đa lớp trên bề mặt không đồng nhất. Kết quả từ nghiên cứu này cho thấy geopolymer chế tạo từ bùn đỏ có tiềm năng sử dụng như là một chất hấp phụ tiết kiệm chi phí để loại bỏ fluoride hiệu quả khỏi nước bị ô nhiễm.
Tài liệu tham khảo
[1]. Ahmad S. et al., “Fluoride Contamination, Consequences and Removal Techniques in Water: A Review”, Environmental Science Advances, vol. 1, no. 5, pp. 620–661, (2022).
[2]. Tuyen T. N. et al., “Treatment of Fluoride in Well-Water in Khanhhoa, Vietnam by Aluminum Hydroxide Coated Rice Husk Ash”, vol. 5, no. 5, pp. 479–489, (2016).
[3]. Chauhan V., Mukherjee K., Das A., “Fluoride Adsorption on Wet-Chemically Synthesized α-Fe2O3 and γ-Al2O3 Powders: Insights from Composition and Structural Features”, Materials Chemistry and Physics, vol. 346, p. 131334, (2025).
[4]. Luo Y. et al., “Mechanism of Enhanced Fluoride Adsorption Using Amino-Functionalized Aluminum-Based Metal–Organic Frameworks”, Water, vol. 16, p. 2889, (2024). DOI: https://doi.org/10.3390/w16202889
[5]. Tan T. L. et al., “Adsorptive, Kinetics and Regeneration Studies of Fluoride Removal from Water Using Zirconium-Based Metal Organic Frameworks”, RSC Advances, vol. 10, no. 32, pp. 18740–18752, (2020).
[6]. Hettithanthri O. et al., “Temperature Influence on Layered Double Hydroxide Tailored Corncob Biochar and Its Application for Fluoride Removal in Aqueous Media”, Environmental Pollution, vol. 320, p. 121054, (2023).
[7]. Guo S. et al., “Enhanced Fluoride Removal from Drinking Water by Activated Carbon Supported Ce–Al Oxides: Performance and Mechanism”, RSC Advances, vol. 15, no. 18, pp. 14363–14374, (2025).
[8]. Li X. et al., “Kinetic Study of the Fluoride Removal by Gypsum Using Revised Pseudo-Second-Order Model: Insights on the Surface Adsorption and Precipitation”, Surfaces and Interfaces, vol. 62, p. 106304, (2025).
[9]. Gao Y. et al., “Reuse of Waste Alum-Sludge for Fluoride Removal with Nano ZrO2 Modification: Compressive Strength Optimization, Mechanism and Fixed Bed Column Adsorption”, Journal of Water Process Engineering, vol. 70, p. 106912, (2025).
[10]. Genç H. et al., “Adsorption of Arsenate from Water Using Neutralized Red Mud”, Journal of Colloid and Interface Science, vol. 264, no. 2, pp. 327–334, (2003).
[11]. P. Thao et al., “Preparation of Adsorbents from Red Mud for Removal of Fluoride in Industrial Wastewater”, Vietnamese Journal of Chemistry, vol. 51, no. 2, pp. 195–200, (2012).
[12]. Siyal A. A. et al., “A Review on Geopolymers as Emerging Materials for the Adsorption of Heavy Metals and Dyes”, Journal of Environmental Management, vol. 224, pp. 327–339, (2018).
[13]. Liu J. et al., “Investigation on Red Mud and Fly Ash-Based Geopolymer: Quantification of Reactive Aluminosilicate and Derivation of Effective Si/Al Molar Ratio”, Journal of Building Engineering, vol. 71, p. 106559, (2023).
[14]. Sun Z. et al., “Mechanical and Environmental Characteristics of Red Mud Geopolymers”, Construction and Building Materials, vol. 321, p. 125564, (2022).
[15]. Qaidi S. M. A. et al., “Sustainable Utilization of Red Mud Waste (Bauxite Residue) and Slag for the Production of Geopolymer Composites: A Review”, Case Studies in Construction Materials, vol. 16, p. e00994, (2022).
[16]. Cong T. D. et al., “Effect of Calcium Hydroxide on Compressive Strength and Microstructure of Geopolymer Containing Admixture of Kaolin, Fly Ash, and Red Mud”, Applied Sciences, vol. 13, no. 8, p. 5034, (2023).
[17]. Ayawei N., Ebelegi A. N., Wankasi D., “Modelling and Interpretation of Adsorption Isotherms”, Journal of Chemistry, vol. 2017, no. 1, p. 3039817, (2017).
[18]. “4500-F- Fluoride”, in Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, American Public Health Association, (2017).
[19]. Razeghi Tehrani P. et al., “Compatibility Studies of N-A-S-H and C-A-S-H Gels in Alkali-Activated Geopolymer Mortar”, Iranian Journal of Chemistry and Chemical Engineering, vol. 43, no. 10, pp. 3737–3747, (2024).
[20]. Li C. J. et al., “Development of Porous and Reusable Geopolymer Adsorbents for Dye Wastewater Treatment”, Journal of Cleaner Production, vol. 348, p. 131278, (2022).
