Thanh bên bài viết

pdf
Số xuất bản: Tập 15 Số 2 (2026)
Chuyên mục: THÔNG TIN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ
DOI: 10.58334/vrtc.jtst.n2.755
Ngày nhận bài: 16/09/2025
Ngày chấp nhận: 21/11/2025
Lượt xem 0
Lượt tải xuống 0
Trích dẫn bài báo
Nguyễn, T. N., Nguyễn, H. Đ., Dương, Q. B., Đỗ, V. Q., Vũ, T. D., Hà, N. T., & Nguyễn, H. T. Thông tin kết quả nghiên cứu công nghệ chế tạo than hoạt tính tẩm kim loại Cu-Ag-Cr quy mô pilot xử lý khí hydro sunfua và amoniac trong không khí. Tạp chí Khoa học và Công nghệ nhiệt đới, 15(2). https://doi.org/10.58334/vrtc.jtst.n2.755

Thông tin kết quả nghiên cứu công nghệ chế tạo than hoạt tính tẩm kim loại Cu-Ag-Cr quy mô pilot xử lý khí hydro sunfua và amoniac trong không khí

Nguyễn Trọng Nghĩa1, , Nguyễn Hữu Đông1, Dương Quốc Bảo1, Đỗ Văn Quý1, Vũ Trần Dương1, Hà Ngọc Thiện1, Nguyễn Hùng Thái1
1 Viện Độ bền Nhiệt đới, Trung tâm Nhiệt đới Việt-Nga
Tác giả liên hệ:
Thạc sĩ Nguyễn Trọng Nghĩa
Viện Độ bền Nhiệt đới, Trung tâm Nhiệt đới Việt-Nga
63 Nguyễn Văn Huyên, Nghĩa Đô, Hà Nội
Số điện thoại: 0979488332;  Email: nghiamta1117@gmail.com

Nội dung chính của bài viết

Tóm tắt

      Nghiên cứu trình bày quy trình chế tạo than hoạt tính tẩm Cu-Ag-Cr trên hệ thiết bị tẩm sấy chân không quy mô pilot ứng dụng trong xử lý khí NH3 và H2S trong môi trường khép kín trên tàu ngầm. Quy trình tẩm thực hiện ở áp suất -0,09 Mpa trong thời gian 60 phút, sau đó hoạt hóa ở nhiệt độ 175 ± 5oC trong thời gian 120 phút. Kết quả cho thấy, than hoạt tính tẩm Cu-Ag-Cr có chất lượng đồng đều và độ ổn định cao, hiệu suất tẩm kim loại đạt 95,58% (Cu), 93,25% (Cr) và 88,97% (Ag). Dung lượng hấp phụ khí NH3 và H2S của than hoạt tính lần lượt đạt 102 mg/g và 200 mg/g. Than hoạt tính tẩm Cu-Ag-Cr chế tạo theo quy trình đáp ứng đầy đủ các yêu cầu kỹ thuậ   t trong chế tạo phin lọc FK-U2 xử khí NH3 và H2S, góp phần bảo đảm sức khỏe thủy thủ và hiệu suất vận hành thiết bị trên tàu ngầm.

Abstract

Research on the pilot-scale fabrication technology of Cu–Ag–Cr impregnated activated carbon for the removal of hydrogen sulfide and ammonia from air

      This study successfully demonstrates the pilot-scale synthesis of a Cu-Ag-Cr tri-metallic impregnated activated carbon using a vacuum impregnation-drying system, designed for the efficient removal of NH₃ and H₂S in enclosed submarine atmospheres. The optimized protocol comprised impregnation at -0.09 MPa for 60 minutes, followed by thermal activation at 175 ± 5°C for 120 minutes. The resulting adsorbent exhibited excellent uniformity and stability, achieving high metal impregnation efficiencies of 95.58% (Cu), 93.25% (Cr), and 88.97% (Ag). Evaluation of its gas adsorption performance revealed substantial capacities, reaching 102 mg/g for NH₃ and 200 mg/g for H₂S. The developed material meets all technical specifications for the production of FK-U2 filter cartridges, confirming its strong potential for practical application in ensuring crew safety and maintaining the operational integrity of submarine systems.

Keywords: Air filter cartridge, Cu-Ag-Cr impregnated activated carbon, toxic gas adsorption, vacuum impregnation-drying, pilot scale

Từ khóa

Phin lọc không khí, than hoạt tính tẩm Cu-Ag-Cr, hấp phụ khí độc, tẩm sấy chân không, quy mô pilot

Chi tiết bài viết

Creative Commons License

Bài báo này được cấp phép theo Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Tài liệu tham khảo

  1. Baishali Kanjilal, Arameh Masoumi, Nourouddin Sharifi and Iman Noshadi, Ammonia harms and diseases: ammonia corrosion chazards on human body systems (liver, muscles, kidney, brain) in Progresses in Ammonia: Science, Technology and Membranes, Angelo Basile editor. Elsevier, 2024, pp. 307-324.
  2. A Saeedi, A Najibi and A Mohammadi-Bardbori, Effects of long-term exposure to hydrogen sulfide on human red blood cells, The International Journa of Occupational and Environmental Medicine, Vol. 6, No. 1, pp. 20-25, 2015. DOI: 10.15171/ijoem.2015.482
  3. Yukino Uesugi, Haruki Nagakawa and Morio Nagata, Highly efficient photocatalytic degradation of hydrogen sulfide in the gas phase using Anatase/TiO2(B) Nanotubes, ACS Omega, Vol. 7, No. 14, pp. 11946-11955, 2022. DOI: 10.1021/acsomega.1c07294
  4. Marlon Brancher, Davide Franco and Henrique de Melo Lisboa, Photocatalytic oxidation of H2S in the gas phase over TiO2-coated glass fiber filter, Environmental Technology, Vol. 37, No. 22, pp. 2852-2864, 2016. DOI: 10.1080/09593330.2016.1167250
  5. Yajie Shu, Danni Wang, Jinfeng Wang and Haibao Huang, Adsorption and photocatalytic degradation of ammonia: status and challenges, Chemical Engineering Journal, Vol. 498, p. 154925, 2024. DOI: 10.1016/j.cej.2024.154925
  6. Annika Starke, Christoph Pasel, Christian Bläker, Tobias Eckardt, Jens Zimmermann and Dieter Bathen, Investigation of the adsorption of hydrogen sulfide on faujasite zeolites focusing on the influence of cations, ACS Omega, 7, No. 48, pp. 43665-43677, 2022. DOI: 10.1021/acsomega.2c04606
  7. Ying-Chien Chung, Kuo-Ling Ho and Ching-Ping Tseng, Operational characteristics of effective removal of H2S and NH3 waste gases by activated carbon biofilter, Journal of the Air & Waste Management Association, 54, No.4, pp. 450-458, 2004. DOI: 10.1080/10473289.2004.10470915
  8. Qiuyan Zhu et al, Improving NH3 and H2S removal efficiency with pilot-scale biotrickling filter by co-immobilizing Kosakonia oryzae FB2-3 and Acinetobacter baumannii L5-4, Environmental Science and Pollution Research International, Vol. 30, pp. 33181-33194, 2023. DOI: 10.1007/s11356-022-24426-2
  9. Chen-Chia Huang, Hong-Song Li and Chien-Hung Chen, Effect of surface acidic oxides of activated carbon on adsorption of ammonia, Journal of Hazardous Materials, 159, No. 2-3, pp. 523-527, 2008. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2008.02.051
  10. Rong Yan, Terence Chin, Yuen Ling Ng, Huiqi Duan, David Tee Liang and Joo Hwa Tay, Influence of surface properties on the mechanism of H2S removal by alkaline activated carbons, Environmental Science & Technology, 38, No. 1, pp. 316-323, 2003. DOI: 10.1021/es0303992
  11. Shuang Wang, Hoseok Nam, Doyeon Lee and Hyungseok Nam, H2S gas adsorption study using copper impregnated on KOH activated carbon from coffee residue for indoor air purification, Journal of Environmental Chemical Engineering, 10, No. 6, p. 108797, 2022. DOI: 10.1016/j.jece.2022.108797
  12. M. Le Leuch, A. Subrenat and P. Le Cloirec, Hydrogen sulfide and ammonia removal on activated carbon fiber cloth - Supported metal oxides, Environmental Technology, Vol. 26, No.11, pp. 1243-1254, 2005. DOI: 10.1080/09593332608618594
  13. Jia Guo et al, Adsorption of hydrogen sulphide (H2S) by activated carbons derived from oil-palm shell, Carbon, 45, No. 2, pp. 330-336, 2007. DOI: 10.1016/j.carbon.2006.09.016
  14. Li-Chun Wu, Ying-Chien Chung, Replacement of hazardous chromium impregnating agent from silver/copper/chromium-impregnated active carbon using triethylenediamine to remove hydrogen sulfide, trichloromethane, ammonia, and sulfur dioxide, Journal of the Air & Waste Management Association, 59, No. 3, pp. 258-265, 2009. DOI: 10.3155/1047-3289.59.3.258
  15. W.H. Smith et al, The investigation of copper-based impregnated activated carbons prepared from water-soluble materials for broad spectrum respirator applications, Journal of Hazardous Materials, Vol. 180, No. 1-3, pp. 419-428, 2010. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2010.04.047
  16. Guozhi Zeng, Siyi Guo and Xiaoqiang Zhai, Experimental study on adsorption of SO2 and NH3 by activated carbon with monometallic active sites at low concentration under room temperature, ACS Omega, 9, No. 5, pp. 5523-5533, 2024. DOI: 10.1021/acsomega.3c07430
  17. Hà Ngọc Thiện, Vương Văn Trường, Bùi Khánh Hòa, Đào Thị Thanh Diệp và Lê Trần Uyên Tú, Nghiên cứu chế tạo vật liệu xử lý khí nhà vệ sinh trên cơ sở than hoạt tính tẩm xúc tác kim loại, Tạp chí khoa học và công nghệ, số 22, tr. 71-80, 2023.
  18. Vũ Trần Dương, Nghiên cứu chế tạo bộ các phin lọc làm sạch không khí sử dụng trên tàu ngầm kilo 636, Báo cáo tổng hợp kết quả nghiên cứu đề tài cấp Trung tâm Nhiệt đới Việt-Nga, 2024, 15-20.
  19. Ju Wang, Jie Xu, Xianli Wu, Bin Liang and Chunhua Du, Kinetic study on high-temperature H2S removal over Mn-Based regenerable sorbent using deactivation model, ACS Omega, 7, No. 3, pp. 2718-2724, 2022. DOI: 10.1021/acsomega.1c05243
  20. Maria Baikousi et al, Hydrogen sulfide removal via sorption process on activated carbon-metal oxide composites derived from different biomass sources, Molecules, 28, No.21, p. 7418, 2023. DOI: 10.3390/molecules28217418
  21. Balsamo, S. Cimino, G. de Falco, A. Erto, and L. Lisi, ZnO-CuO supported on activated carbon for H2S removal at room temperature, Chemical Engineering Journal, Vol. 304, pp. 399-407, 2016. DOI: 10.1016/j.cej.2016.06.085
  22. Dahao Jiang et al, Cu-Zn-Al mixed metal oxides derived from hydroxycarbonate precursors for H2S removal at low temperature, Applied Surface Science, 256, No. 10, pp. 3216-3223, 2010. DOI: 10.1016/j.apsusc.2009.12.008