ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
----------------------

Nguyễn Thị Hằng

NGHIÊN CỨU BIẾN TÍNH BỀ MẶT THAN HOẠT TÍNH
GẮN OXIT SẮT TỪ LÀM VẬT LIỆU XỬ LÝ ASEN VÀ KIM
LOẠI NẶNG TRONG NƢỚC SINH HOẠT

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

Hà Nội, 2017

i


TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
----------------------

Nguyễn Thị Hằng

NGHIÊN CỨU BIẾN TÍNH BỀ MẶT THAN HOẠT TÍNH
GẮN OXIT SẮT TỪ LÀM VẬT LIỆU XỬ LÝ ASEN VÀ KIM
LOẠI NẶNG TRONG NƢỚC SINH HOẠT

Chuyên ngành: Hóa môi trƣờng
Mã số: 60440120
LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

MỤC LỤC ...................................................................................................................ii
DANH MỤC HÌNH ................................................................................................... vi
DANH MỤC BẢNG ................................................................................................ viii
MỞ ĐẦU ..................................................................................................................... 1
Chƣơng 1 - TỔNG QUAN .......................................................................................... 2
1.1. Vấn đề ô nhiễm nƣớc ........................................................................................... 2
1.2. Ô nhiễm asen và phƣơng pháp xử lý.................................................................... 2
1.2.1. Nguồn gốc ô nhiễm asen trong nƣớc ............................................................ 2
1.2.2. Tính chất của asen......................................................................................... 3
1.2.3. Độc tính của asen. ......................................................................................... 7
1.2.4. Tình hình ô nhiễm asen hiện nay ................................................................ 10
1.2.5. Các phƣơng pháp xử lý asen ....................................................................... 14
1.2.5.1. Phƣơng pháp tạo kết tủa ...................................................................... 14
1.2.5.2. Phƣơng pháp trao đổi ion .................................................................... 14
1.2.5.3. Phƣơng pháp hấp phụ .......................................................................... 15
1.2.5.4. Phƣơng pháp sinh học ......................................................................... 15
1.3. Mangan và phƣơng pháp xử lý .......................................................................... 17
1.3.1. Nguyên tố mangan và dạng tồn tại của mangan trong tự nhiên ................. 17
1.3.2. Một số tính chất cơ bản của mangan .......................................................... 17
1.3.3. Độc tính của mangan .................................................................................. 19
1.3.4. Phƣơng pháp xử lý ...................................................................................... 19

iv


1.4. Than hoạt tính và cấu trúc bề mặt than hoạt tính ............................................... 20
1.4.1. Than hoạt tính ............................................................................................. 20
1.4.2. Cấu trúc xốp của bề mặt than hoạt tính ...................................................... 23
1.4.3. Cấu trúc hóa học của bề mặt ...................................................................... 25
1.4.4. Tâm hoạt động trên bề mặt than ................................................................. 26

2.7.3.1. Khảo sát thời gian cân bằng hấp phụ ................................................... 43
2.7.3.2. Khảo sát ảnh hƣởng của pH đến khả năng hấp phụ của vật liệu ......... 43
2.7.3.3. Khảo sát tải trọng hấp phụ của vật liệu ............................................... 43
Chƣơng 3 - KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .............................................................. 46
3.1. Các đặc trƣng của than hoạt tính nguyên liệu .................................................... 46
3.1.1. Đặc trƣng cấu trúc của vật liệu ................................................................... 46
3.1.2. Xác định giá trị pHpzc .................................................................................. 47
3.2. Khảo sát khả năng hấp phụ asen của vật liệu ..................................................... 48
3.2.1. Khảo sát sơ bộ khả năng hấp phụ của vật liệu ............................................ 48
3.2.2. Khảo sát thời gian cân bằng hấp phụ asen của vật liệu VL1 3% và VL2 3%49
3.2.3. Khảo sát ảnh hƣởng của pH đến khả năng hấp phụ asen của vật liệu VL1
3% và VL2 3% ...................................................................................................... 51
3.2.4. Khảo sát tải trọng hấp phụ cực đại của asen trên vật liệu VL1 3%, VL2
1%, VL2 3% và VL2 5% ...................................................................................... 52
3.2.5. Khảo sát khả năng hấp phụ động asen của VL2 3%................................... 58
3.3. Khảo sát khả năng hấp phụ mangan của vật liệu ............................................... 59

vi


3.3.1 Khảo sát thời gian cân bằng hấp phụ mangan (Mn2+)của vật liệu VL1 3%
và VL2 3% ............................................................................................................ 59
3.3.2. Khảo sát ảnh hƣởng của pH đến khả năng hấp phụ Mn2+ của vật liệu VL1
3% và VL2 3% ...................................................................................................... 62
3.3.3. Khảo sát tải trọng hấp phụ cực đại Mn2+ của vật liệu VL1 3% và VL2 3%63
KẾT LUẬN ............................................................................................................... 67
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... 68

vii



viii


Hình 3.10 Đƣờng cong hấp phụ động .......................................................................59
Hình 3.11 Khảo sát thời gian cân bằng hấp phụ mangan của VL1 3% ....................61
Hình 3.12 Khảo sát thời gian cân bằng hấp phụ mangan của VL2 3% ....................61
Hình 3.13 Khả năng hấp phụ mangan của VL1 3% và VL2 3% ở các giá trị pH ....63
Hình 3. 14 Đƣờng đẳng nhiệt Langmuir hấp phụ Mn2+ của VL1 3% ......................64
Hình 3. 15 Đƣờng đẳng nhiệt Langmuir hấp phụ Mn2+ của VL2 3% ......................66

ix


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1 Sự phân bố các monen từ spin của các ion Fe2+ và Fe3+ ...........................29
Bảng 2.1 Đƣờng chuẩn mangan ...............................................................................36
Bảng 3.1 Giá trị pH trƣớc và sau hấp phụ .................................................................47
Bảng 3.2 Kết quả khảo sát sơ bộ khả năng hấp phụ của VL1 ..................................48
Bảng 3.3 Kết quả khảo sát sơ bộ khả năng hấp phụ của VL2 ..................................48
Bảng 3.4 Kết quả khảo sát thời gian cân bằng hấp phụ asen của VL1 3% và VL2
3%..............................................................................................................................49
Bảng 3.5 Ảnh hƣởng pH đến khả năng hấp phụ asen của VL1 3% và VL2 3% ......51
Bảng 3.6 Khảo sát tải trọng hấp phụ cực đại asen của VL1 3% ...............................53
Bảng 3.7 Khảo sát tải trọng hấp phụ cực đại asen của VL2 1% ...............................54
Bảng 3.8 Khảo sát tải trọng hấp phụ cực đại asen của VL2 3% ...............................55
Bảng 3.9 Khảo sát tải trọng hấp phụ cực đại asen của VL2 5% ...............................56
Bảng 3.10 Kết quả khảo sát quá trình hấp phụ động ................................................58
Bảng 3.11 Kết quả khảo sát thời gian cân bằng hấp phụ Mn2+ của VL1 3% và VL2
3%..............................................................................................................................60

trƣờng. Nhằm mục tiêu kết hợp các đặc tính ƣu việt của hai loại vật liệu này, tôi đã
lựa chọn đề tài “Nghiên cứu biến tính bề mặt than hoạt tính gắn oxit sắt từ làm
vật liệu xử lý asen và kim loại nặng trong nước sinh hoạt”

1


Chƣơng 1 - TỔNG QUAN
1.1. Vấn đề ô nhiễm nƣớc
Nƣớc là nguồn tài nguyên rất cần thiết cho sự sống trên Trái Đất. Nƣớc
luôn luôn tuần hoàn trong thế giới tự nhiên, dƣới hình thức của những chu trình
nƣớc. Nƣớc sạch không chứa các chất nhiễm bẩn, vi khuẩn gây bệnh và các chất
hóa học ảnh hƣởng đến sức khỏe con ngƣời. Ngoài ra, nƣớc sạch còn đƣợc quy định
về thành phần giới hạn của một số ion kim loại nặng, một số chất thải dƣới mức cho
phép của Tổ chức y tế Thế giới.
Vấn đề ô nhiễm nƣớc mặt, nƣớc ngầm ngày càng trở nên nghiêm trọng, có
những nơi đến mức báo động. Nguyên nhân là do: rác tồn đọng nhiều trong khu dân
cƣ và chƣa đƣợc xử lý, điều kiện vệ sinh môi trƣờng khu vực dân cƣ vừa thiếu, vừa
không đảm bảo vệ sinh; hệ thống thoát nƣớc và nƣớc thải thƣờng xuyên bị ứ đọng,
tắc; nƣớc thải công nghiệp, các xí nghiệp, bệnh viện… hầu hết không đƣợc xử lý
hay làm sạch trƣớc khi thải vào hệ thống thoát nƣớc chung; nhiều vùng, nguồn nƣớc
ngầm bị ô nhiễm, do gần các cơ sở có ô nhiễm nặng và nguy hiểm. Nhiều nơi chất
lƣợng nƣớc suy giảm mạnh, nhiều chỉ tiêu về các chất độc hại trong nƣớc cao hơn
tiêu chuẩn cho phép nhiều lần [6], [9].
1.2. Ô nhiễm asen và phƣơng pháp xử lý
1.2.1. Nguồn gốc ô nhiễm asen trong nước
Chúng ta biết rằng, giải quyết tốt vấn đề nguồn gốc ô nhiễm asen giúp
nhận diện đƣợc nguồn sinh ra asen, dạng tồn tại và cơ chế di chuyển của nó
trong nƣớc ngầm, từ đó có những biện pháp phòng tránh, xử lý và dự báo ảnh
hƣởng của ô nhiễm asen. Tuy nhiên, nguồn gốc của asen trong nƣớc là một vấn đề

[As(V)], asenit [As(III)]. As(V) là dạng tồn tại chủ yếu của asen trong nƣớc bề mặt
và As(III) là dạng chủ yếu của asen trong nƣớc ngầm. Dạng As(V) hay các asenat
gồm AsO43-, HAsO42-, H2AsO4-, H3AsO4; còn dạng As(III) hay các asenit gồm
H3AsO3, H2AsO3-, HAsO32- và AsO33- [24].
Trong nƣớc ngầm asen tồn tại ở trạng thái yếm khí dƣới dạng As(III) và
dạng trung tính. Khi tiếp xúc với không khí (nƣớc mặt) một phần lớn As(III) bị
chuyển thành As(V). Các hợp chất của As(III) có tính độc cao hơn. Asen ở dạng
đơn chất và dạng hợp chất đều có tính chất vừa kim loại vừa không kim loại nên

3


đƣợc gọi là nguyên tố nửa kim loại. Asen tồn tại chủ yếu dƣới dạng khoáng vật
sunfua nhƣ Reanga (As4S4), oripenent (As2S3) ngoài ra chúng còn lẫn trong khoáng
vật của các kim loại khác. Nếu không có oxi hay nguồn nƣớc, các quặng này không
tan trong nƣớc. Khi con ngƣời khai thác các khoáng sản chứa asenua, đƣa khoáng
tiếp xúc với không khí và nƣớc hay khoan khai thác nƣớc ngầm đã đƣa oxi lọt
xuống tầng sâu, theo thời gian, do kết quả hoạt động của các phản ứng hoá học, các
khoáng chứa asen tan ra [26], [27].
Trong nƣớc ngầm, asen tồn tại cả dƣới vô cơ (asenit, asenat) và hữu cơ (metyl
asen, đimetyl asen). Asen không gây mùi khó chịu trong nƣớc (cả khi ở hàm lƣợng
có thể gây chết ngƣời), không phân hủy. Là nguyên tố phổ biến thứ 20 trong các
nguyên tố có trên bề mặt trái đất. Độc tính của asen rất khác nhau, độc tính của
As(III) độc gấp 50 lần As(V), asen ở dạng vô cơ độc hơn asen ở dạng hữu cơ...
Asen bền trong không khí khô, nhƣng bề mặt bị oxi hóa dần trong không khí
ẩm thành lớp xỉn màu đồng, cuối cùng thành lớp vỏ màu đen bao quanh nguyên tố.
Khi đun nóng asen cũng tƣơng tác với brom, iot, lƣu huỳnh. Asen không tác dụng
với axit không có tính oxi hóa, nhƣng dễ dàng phản ứng với các axit HNO3, H2SO4
đặc:
3As + 5HNO3 + 2H2O → 3H3AsO4 + 5NO

As2O3 ở thể rắn có màu trắng rất độc, liều lƣợng chết ngƣời là 0,1g. Ở trạng
thái khí nó tồn tại dƣới dạng phân tử kép As4O4, khi nhiệt độ trên 1800C nó phân li
thành phân tử đơn As2O3.
As2O3 tan ít trong nƣớc (1,7g trong 100g H2O) cho dung dịch axit yếu asenơ
As2O3 + 3H2O → 2H3AsO3
Axit asenơ có tính chất lƣỡng tính nhƣng theo các hằng số phân ly dạng axit
và dạng bazơ thì tính chất axit của nó ƣu thế hơn (Ka = 6.10-10; Kb = 1.10-14)
Mặc dù khó tan trong nƣớc nhƣng As2O3 lại tan tốt trong kiềm:
As2O3 + 6NaOH → 2Na3AsO3 + 3H2O
As2O3 thể hiện tính khử khi tác dụng với O3, H2O2, FeCl3, K2Cr2O7, KMnO4,
HNO3… khi đó nó bị oxi hóa đến AsO43-.
Sunfua của As(III) (As2S3):
Sunfua của As(III) thu đƣợc khi cho H2S tác dụng với các hợp chất tan As(III)
trong môi trƣờng axit:

5


2Na3[As(OH)6] + 3H2S + 6HCl → As2S3 + 6NaCl + 12H2O
As2S3 không tan trong HCl đặc. Tính chất này đƣợc ứng dụng để tách As ra
khỏi hỗn hợp Sb và Sn trong quá trình phân tích. As2S3 dễ tan trong kiềm hay khi có
mặt bazơ sunfua:
As2S3 + 6NaOH → Na3AsS3 + Na3AsO3 + 3H2O
As2S3 + 3(NH4)2CO3 → 2(NH4)3AsS3 + 3CO2
Phản ứng thứ 2 có thể đƣợc dùng để tách loại asen trong quá trình phân tích.
As2S3 chuyển thành AsO43- khi đun nóng với kiềm hoặc (NH4)2CO3 và H2O2:
As2S3 + 6(NH4)2CO3 + 14H2O2 → 2(NH4)3AsO4 + 3(NH4)2SO4 + 6CO2 + 14H2O
Asen clorua (AsCl3)
AsCl3 là chất lỏng dạng dầu, không màu, tan trong nƣớc và bị thuỷ phân
mạnh:


𝑡0

3H3AsO4 +5NO

Sunfua của asen (As2S5) không tan trong axit clohiđric đặc nhƣng tan đƣợc
trong axit nitric đặc:
As2S5 + 40HNO3 + 4H2O → 6H3AsO4 + 15H2SO4 + 40NO
Asen halogenua (AsX5):
Tính chất hoá học đặc trƣng của AsX5 là dễ kết hợp với một số hợp chất
tạo nên sản phẩm có dạng AsF5.IF7, kết hợp với halogenua kim loại kiềm MX tạo
thành phức có công thức chung M(EX6).
Tác dụng với nƣớc tạo thành axit asenic:
AsX5 + 4H2O → H3AsO4 + 5HX
1.2.3. Độc tính của asen
Asen đƣợc tổ chức Y tế thế giới (WHO) xếp vào nhóm độc loại A. Việc sử
dụng nguồn nƣớc nhiễm asen sẽ gây ra rất nhiều bệnh cấp tính, mãn tính, biến đổi
nhiễm sắc thể chậm phát triển thể chất và trí tuệ ở trẻ em... đặc biệt nhiễm độc asen
là một trong những nguyên nhân hàng đầu gây nên ung thƣ da, ung thƣ phổi, ung
thƣ bàng quang [Wu và cs., 1998, WHO, 2001]. Hiện nay trên thế giới có hàng
triệu ngƣời đang bị phơi nhiễm asen. Asen là nguy cơ đứng thứ hai nằm trong nƣớc
uống có mức độ ảnh hƣởng lớn đến sức khỏe con ngƣời, nó có thể gây ra nguy cơ
ung thƣ từ 0,1-0,3%.

7


Hình 1.1(a)- Người dân Đông Lỗ đang sử dụng nước chứa asen
(b)- Triệu chứng bị sừng hóa và vết sám tay khi nhiễm asen lâu ngày
Asen và hợp chất của asen có mặt ở khắp mọi nơi nhƣ trong không khí,

R – As - S – CH

+ 2Pr – SH

HO – CH2
Phức hợp đimercaprol và hợp chất asen
tan trong nƣớc, thải theo nƣớc tiểu

8


Khi bị nhiễm As(III) ở nồng độ cao, nó sẽ làm đông tụ protein có thể là do
As(III) tấn công vào các liên kết có nhóm sunfua trong protein.
- Cơ chế gây độc của As(V) (AsO4-): có tính chất tương tự như PO43- (Asenat
dễ kết tủa với các kim loại), nó sẽ thế chỗ của PO43- gây ức chế enzym ngăn cản tạo
ra chất ATP (Adenozin triphotphat) là chất sản sinh ra năng lượng cho cơ thể, do đó
ATP sẽ không đƣợc hình thành [30].
Nhƣ vậy, asen có ba tác dụng sinh hóa là: làm đông tụ protein, tạo phức với
enzim và phá hủy quá trình photpho hóa.
Nhiễm độc asen cấp tính xảy ra do ăn uống phải asen với liều lƣợng lớn
(1-2g). Các nghiên cứu cho thấy triệu chứng nhiễm độc rất đa dạng, phụ thuộc vào
hợp chất asen đã ăn phải. Có thể gặp các biểu hiện: tổn thƣơng thận, rối loạn chức
năng tim mạch, đôi khi xuất hiện phù phổi cấp, suy hô hấp, gan to... Nếu đƣợc cứu
chữa kịp thời, bệnh nhân có thể sống sót, nhƣng để lại các di chứng nặng nề về não,
suy tủy, suy thận, thiếu máu, giảm bạch cầu, tan huyết, xạm da và tổn thƣơng đa
dây thần kinh ngoại biên.
Bệnh nhiễm độc asen mãn tính do sử dụng nguồn nƣớc bị ô nhiễm asen
xảy ra ở nhiều nƣớc trên thế giới. Nguyên nhân gây bệnh là do dân cƣ sử dụng
nguồn nƣớc bị nhiễm asen cao (0,35-1,10mg/l) từ các giếng khoan để sinh hoạt.
Asen còn gây hàng loạt các bệnh nội khoa nhƣ: gây tăng huyết áp, gây tắc ngoại vi,

Mặc dù có tính độc nhƣ trên, song không phải tất cả các dạng asen đều độc và
kể cả những dạng asen có tính độc thì ở hàm lƣợng nhỏ asen lại có khả năng kích
thích sự phát triển của sinh vật. Theo các công trình nghiên cứu, thì asen vô cơ độc
hơn asen hữu cơ. Vì vậy nhận biết các dạng asen là thách thức lớn đối với các nhà
khoa học nghiên cứu về môi trƣờng và sức khỏe.
1.2.4. Tình hình ô nhiễm asen hiện nay
Trên thế giới
Ô nhiễm As trong nƣớc ngầm đã đƣợc phát hiện từ những năm đầu của thập
niên 80 của thế kỷ 20 khi hàm lƣợng asen trong nƣớc khai thác >50 µg/L. Hiện nay,
trên thế giới có hàng chục triệu ngƣời đã bị bệnh đen và rụng móng chân, sừng hoá
da, ung thƣ da… do sử dụng nguồn nƣớc sinh hoạt có nồng độ asen cao. Nhiều
nƣớc và vùng lãnh thổ đã phát hiện hàm lƣợng asen rất cao trong nguồn nƣớc

10


sinh hoạt nhƣ Canada, Chile, Arhentina, Trung Quốc, Ấn Độ, Thái Lan,
Bangladesh…
Sự có mặt của asen ở các vùng khác nhau trên thế giới đƣợc thể hiện trên bản
đồ phân bố Hình 1.2

Hình 1.2. Bản đồ phân bố khu vực ô nhiễm asen trên thế giới
Khu vực nhiễm asen nghiêm trọng nhất là vùng đồng bằng châu thổ sông
Ganges nằm giữa Tây Bengal của Ấn Độ và Bangladesh [29]. Ở Tây Bengal, trên
40 triệu ngƣời có nguy cơ nhiễm độc asen do sống trong các khu vực có nồng độ
asen cao.
Tới nay đã có 0,2 triệu ngƣời bị nhiễm và nồng độ asen tối đa trong nƣớc cao
gấp 370 lần nồng độ cho phép của WHO. Bangladesh là nơi nhiễm asen nghiêm
trọng nhất đƣợc phát hiện, có đến 95% dân số sử dụng nƣớc ngầm làm nguồn nƣớc
chính để ăn uống và sinh hoạt. Phần lớn các giếng nƣớc ngầm tại Bangladesh đƣợc

nhiều giếng có nồng độ asen cao hơn từ 20-50 lần nồng độ cho phép (0,01mg/l), ảnh
hƣởng xấu đến sức khoẻ, tính mạng của cộng đồng.
Theo thông báo của bộ tài nguyên Môi trƣờng: các tỉnh đồng bằng Bắc Bộ
nhƣ Hà Nội, Hà Nam, Hƣng Yên, Hà Tây, Vĩnh phúc, Nam Định, Ninh Bình... đều
có hiện tƣợng ô nhiễm asen. Không chỉ đồng bằng bắc sông Cửu Long: mức độ ô
nhiễm tƣơng đối nặng nề. Tại 4 tỉnh Long An, Đồng Tháp, Kiên Giang, An Giang
đều nhiễm asen trong nƣớc ngầm. Theo một số khảo sát địa điểm xung quanh Hà
Nội của nhóm nghiên cứu kim loại nặng thuộc Trung tâm nghiên cứu Công nghệ
môi trƣờng và phát triển bền vững, trƣờng Đại học Khoa học Tự Nhiên từ năm 2003
đến 2005 cho thấy: xã Hoàng Liệt, hàm lƣợng asen trong nƣớc ngầm từ 50÷130µg/l
(trung bình 56µg/l), Sơn Đồng từ 30÷450µg/l (trung bình 251µg/l), các mẫu nƣớc
ngầm dọc sông Hồng nồng độ As từ 1÷500µg/l (trung bình 82µg/l). Kết quả điều tra
của Viện Y Học Lao Động và Vệ Sinh Môi Trƣờng tại 3 xã Hòa Hậu, Vĩnh Trụ, Bồ
Đề của tỉnh Hà Nam: trong số 1932 mẫu nƣớc giếng khoan có 57,3% mẫu có nồng
độ As từ 100 đến 500 µg/l.

Hình 1. 6. Bản đồ ô nhiễm asen tại khu vực Đồng bằng sông Hồng

13


1.2.5. Các phương pháp xử lý asen
1.2.5.1. Phương pháp tạo kết tủa
Nguyên lý hoạt động: Asenat AsO43- có khả năng tạo thành một số hợp chất
kết tủa ít tan nhƣ sắt (III) asenat FeAsO4, canxi asenat Ca3(AsO4)2, hay mangan (II)
asenat Mn3(AsO4)2. Ion sắt, canxi, mangan thƣờng gặp trong nƣớc ngầm và cũng
cần đƣợc xử lý: loại bỏ sắt, mangan hay khử cứng trong nƣớc ngầm bằng phƣơng
pháp vôi, soda. Trong quá trình xử lý đó có thể loại bỏ đƣợc một phần asen hoặc bổ
sung trực tiếp các yếu tố gây kết tủa từ ngoài vào.
Điều kiện pH tối ƣu cho kết tủa asen là 7. Trong môi trƣờng kiềm, song

dụng là một số oxit kim loại nhƣ nhôm, sắt, mangan hay hỗn hợp các oxit kể trên.
Asen (dạng asenat) hấp phụ trên các vật liệu oxit trên theo cơ chế tạo ra phức chất
bề mặt trên chất rắn. Theo đó trƣớc khi tạo ra liên kết hóa học chúng đƣợc hấp phụ
và nó thƣờng là giai đoạn chậm nhất của quá trình. Nhôm oxit dạng (γ-Al2O3) là
chất hấp phụ asen đƣợc sử dụng rộng rãi nhất, vật liệu này thƣờng là dạng hạt có
kích thƣớc không lớn (0,3 - 0,6mm)
Nhôm oxit đƣợc dùng làm vật liệu hấp phụ asen là do độ chọn lọc cao của nó
đối với hợp chất asen. Vì là quá trình tạo phức trên bề mặt nên nhôm oxit có diện
tích bề mặt cao sẽ thuận lợi cho quá trình hấp phụ. pH thích hợp cho quá trình hấp
phụ asen trên oxit nằm trong khoảng 5,5-6, tại pH cao hơn nhƣ pH=8 dung dịch hấp
phụ chỉ còn non một nửa so với nó tại pH=6. Dung lƣợng hấp phụ của nhôm oxit
với asen giảm rất mạnh khi có mặt sunfat nhƣng hầu nhƣ không thay đổi khi có tác
động của ion clorua. Tạp chất hữu cơ, chất keo có mặt trong nƣớc cũng ảnh hƣởng
xấu đến quá trình hấp phụ của asen trên nhôm oxit.
Asen tạo phức trên bề mặt nhôm oxit khá bền vững nên khi tái sinh phải dùng
dung dịch xút 4% sau đó trung hòa với axit sunfuric 2%. Tuy vậy dù có tăng nồng
độ axit thì cũng chỉ tách đƣợc 50-70% lƣợng asen trong chất hấp phụ, do vậy dung
lƣợng hoạt động của chu kỳ sau giảm 10-15% và nhôm oxit sẽ mất tác dụng sau vài
chu kỳ hoạt động. Do khó khăn trong việc tái sinh và xử lý dung dịch tái sinh chứa
nồng độ asen cao nên một số nhà công nghệ chỉ có ý định sử dụng cột một lần sau
đó loại bỏ chất hấp phụ đã bão hòa asen.

15