(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu tổng hợp sét hữu cơ từ Bentonite (Trung Quốc) với Tetrađecyltrimetyl Amoni Bromua và bước đầu khảo sát khả năng hấp phụ xanh metylen

(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu tổng hợp sét hữu cơ từ Bentonite (Trung Quốc) với Tetrađecyltrimetyl Amoni Bromua và bước đầu khảo sát khả năng hấp phụ xanh metylen(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu tổng hợp sét hữu cơ từ Bentonite (Trung Quốc) với Tetrađecyltrimetyl Amoni Bromua và bước đầu khảo sát khả năng hấp phụ xanh metylen(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu tổng hợp sét hữu cơ từ Bentonite (Trung Quốc) với Tetrađecyltrimetyl Amoni Bromua và bước đầu khảo sát khả năng hấp phụ xanh metylen(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu tổng hợp sét hữu cơ từ Bentonite (Trung Quốc) với Tetrađecyltrimetyl Amoni Bromua và bước đầu khảo sát khả năng hấp phụ xanh metylen(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu tổng hợp sét hữu cơ từ Bentonite (Trung Quốc) với Tetrađecyltrimetyl Amoni Bromua và bước đầu khảo sát khả năng hấp phụ xanh metylen(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu tổng hợp sét hữu cơ từ Bentonite (Trung Quốc) với Tetrađecyltrimetyl Amoni Bromua và bước đầu khảo sát khả năng hấp phụ xanh metylen(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu tổng hợp sét hữu cơ từ Bentonite (Trung Quốc) với Tetrađecyltrimetyl Amoni Bromua và bước đầu khảo sát khả năng hấp phụ xanh metylen(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu tổng hợp sét hữu cơ từ Bentonite (Trung Quốc) với Tetrađecyltrimetyl Amoni Bromua và bước đầu khảo sát khả năng hấp phụ xanh metylen(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu tổng hợp sét hữu cơ từ Bentonite (Trung Quốc) với Tetrađecyltrimetyl Amoni Bromua và bước đầu khảo sát khả năng hấp phụ xanh metylen(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu tổng hợp sét hữu cơ từ Bentonite (Trung Quốc) với Tetrađecyltrimetyl Amoni Bromua và bước đầu khảo sát khả năng hấp phụ xanh metylen(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu tổng hợp sét hữu cơ từ Bentonite (Trung Quốc) với Tetrađecyltrimetyl Amoni Bromua và bước đầu khảo sát khả năng hấp phụ xanh metylen(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu tổng hợp sét hữu cơ từ Bentonite (Trung Quốc) với Tetrađecyltrimetyl Amoni Bromua và bước đầu khảo sát khả năng hấp phụ xanh metylen(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu tổng hợp sét hữu cơ từ Bentonite (Trung Quốc) với Tetrađecyltrimetyl Amoni Bromua và bước đầu khảo sát khả năng hấp phụ xanh metylen(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu tổng hợp sét hữu cơ từ Bentonite (Trung Quốc) với Tetrađecyltrimetyl Amoni Bromua và bước đầu khảo sát khả năng hấp phụ xanh metylen(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu tổng hợp sét hữu cơ từ Bentonite (Trung Quốc) với Tetrađecyltrimetyl Amoni Bromua và bước đầu khảo sát khả năng hấp phụ xanh metylen(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu tổng hợp sét hữu cơ từ Bentonite (Trung Quốc) với Tetrađecyltrimetyl Amoni Bromua và bước đầu khảo sát khả năng hấp phụ xanh metylen(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu tổng hợp sét hữu cơ từ Bentonite (Trung Quốc) với Tetrađecyltrimetyl Amoni Bromua và bước đầu khảo sát khả năng hấp phụ xanh metylen(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu tổng hợp sét hữu cơ từ Bentonite (Trung Quốc) với Tetrađecyltrimetyl Amoni Bromua và bước đầu khảo sát khả năng hấp phụ xanh metylen(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu tổng hợp sét hữu cơ từ Bentonite (Trung Quốc) với Tetrađecyltrimetyl Amoni Bromua và bước đầu khảo sát khả năng hấp phụ xanh metylen(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu tổng hợp sét hữu cơ từ Bentonite (Trung Quốc) với Tetrađecyltrimetyl Amoni Bromua và bước đầu khảo sát khả năng hấp phụ xanh metylen

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HOÀNG THỊ THIÊN HƯƠNG NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP SÉT HỮU CƠ TỪ BENTONITE (TRUNG QUỐC) VỚI TETRAĐECYLTRIMETYL AMONI BROMUA VÀ BƯỚC ĐẦU KHẢO SÁT KHẢ NĂNG HẤP PHỤ XANH METYLEN LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC THÁI NGUYÊN - 2021 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HOÀNG THỊ THIÊN HƯƠNG NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP SÉT HỮU CƠ TỪ BENTONITE (TRUNG QUỐC) VỚI TETRAĐECYLTRIMETYL AMONI BROMUA VÀ BƯỚC ĐẦU KHẢO SÁT KHẢ NĂNG HẤP PHỤ XANH METYLEN Ngành: Hóa vô Mã số: 8.44.01.13 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC VẬT CHẤT Hướng dẫn khoa học: TS Phạm Thị Hà Thanh THÁI NGUYÊN - 2021 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: Đề tài: “Nghiên cứu tổng hợp sét hữu từ bentonite (Trung Quốc) với tetrađecyltrimetyl amoni bromua bước đầu khảo sát khả hấp phụ xanh metylen” cơng trình nghiên cứu riêng tơi, số liệu, kết nghiên cứu luận văn hồn tồn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Thái Ngun, tháng 10 năm 2021 Tác giả luận văn Hoàng Thị Thiên Hương Xác nhận Trưởng khoa Xác nhận Giảng viên hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Thị Hiền Lan TS Phạm Thị Hà Thanh ii LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo, cô giáo cán phịng thí nghiệm Khoa Hóa học, Trường Đại học Sư phạm, Đại học Thái Nguyên; Khoa Hóa học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội; Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam anh chị học viên giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi để em hoàn thành luận văn Em xin bày tỏ biết ơn TS Phạm Thị Hà Thanh tận tình hướng dẫn, bảo giúp đỡ em trình nghiên cứu thực nghiệm hồn thành luận văn Vì khả thực nghiệm hạn chế số yếu tố khách quan khác nên kết nghiên cứu cịn thiếu sót Em mong nhận góp ý thầy, giáo để luận văn hoàn thiện Em xin trân trọng cảm ơn! Thái Nguyên, tháng 10 năm 2021 Học viên Hoàng Thị Thiên Hương iii MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa i Lời cam đoan ii Lời cảm ơn iii Mục lục iv Danh mục bảng vi Danh mục hình vii MỞ ĐẦU .1 Chương TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu bentonite 1.1.1 Thành phần cấu trúc bentonite 1.1.2 Tính chất bentonite 1.1.3 Ứng dụng bentonite .7 1.1.4 Nguồn bentonite giới Việt Nam .8 1.2 Sét hữu .9 1.2.1 Giới thiệu sét hữu .9 1.2.2 Cấu trúc sét hữu 10 1.2.3 Biến tính sét hữu 11 1.2.4 Tính chất sét hữu 13 1.2.5 Ứng dụng sét hữu 15 1.2.6 Một số yếu tố ảnh hưởng đến trình điều chế sét hữu phương pháp khuếch tán dung dịch nước .16 1.3 Giới thiệu tetrađecyltrimetyl amoni bromua 18 1.4 Giới thiệu xanh metylen 18 1.5 Giới thiệu phương pháp hấp phụ .19 1.5.1 Hấp phụ vật lý hấp phụ hóa học 20 1.5.2 Cân hấp phụ, dung lượng hấp phụ hiệu suất hấp phụ 21 Chương THỰC NGHIỆM VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 25 2.1 Hóa chất, dụng cụ 25 iv 2.1.1 Hóa chất .25 2.1.2 Dụng cụ 25 2.2 Thực nghiệm 25 2.2.1 Khảo sát trình tổng hợp sét hữu .25 2.2.2 Khảo sát số yếu tố ảnh hưởng đến khả hấp phụ metylen xanh 26 2.3 Các phương pháp nghiên cứu .27 2.3.1 Phương pháp nhiễu xạ Rơnghen (XRD) 27 2.3.2 Phương pháp xác định hàm lượng cation hữu sét hữu 28 2.3.4 Phương pháp hiển vi điện tử quét (SEM) 29 2.3.5 Phương pháp phổ hấp thụ phân tử UV-Vis .29 2.3.6 Phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir 29 Chương KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 31 3.1 Khảo sát số yếu tố ảnh hưởng tới trình điều chế sét hữu 31 3.1.1 Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ phản ứng .31 3.1.2 Khảo sát ảnh hưởng tỉ lệ khối lượng TTAB/bentonit-TQ 33 3.1.3 Khảo sát ảnh hưởng pH huyền phù .34 3.1.4 Khảo sát ảnh hưởng thời gian phản ứng 35 3.2 Đánh giá cấu trúc đặc điểm sét hữu điều chế điều kiện tối ưu 37 3.3 Khảo sát khả hấp phụ xanh metylen bentonit-TQ sét hữu điều chế 41 3.3.1 Xây dựng đường chuẩn metylen xanh 42 3.3.2 Khảo sát ảnh hưởng pH .42 3.3.3 Khảo sát thời gian đạt cân hấp phụ 44 3.3.4 Khảo sát ảnh hưởng khối lượng bentonit-TQ sét hữu điều chế 46 3.3.5 Khảo sát ảnh hưởng nồng độ metylen xanh 47 3.3.6 Khảo sát dung lượng hấp phụ metylen xanh theo mơ hình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir 49 KẾT LUẬN 52 TÀI LIỆU THAM KHẢO 53 PHỤ LỤC v DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Kí hiệu, viết tắt Tên gọi Bentonit-TQ Bentonite Trung Quốc MMT Montmorillonit TTAB Tetrađecyltrimetyl amoni bromua d001 Khoảng cách hai mặt mạng XRD Phương pháp nhiễu xạ Rơnghen SEM Phương pháp hiển vi điện tử quét TGA Phương pháp phân tích nhiệt UV-Vis Phương pháp phổ hấp thụ phân tử v DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 1.1 Thành phần bentonite Trung Quốc [5] Bảng 3.1 Ảnh hưởng nhiệt độ phản ứng đến giá trị d001 hàm lượng (%) cation hữu xâm nhập mẫu sét hữu 32 Bảng 3.2 Ảnh hưởng tỉ lệ khối lượng TTAB/bentonit-TQ đến giá trị d001 33 Bảng 3.3 Ảnh hưởng pH huyền phù đến giá trị d001 34 Bảng 3.4 Ảnh hưởng thời gian phản ứng đến giá trị d001 hàm lượng (%) cation hữu xâm nhập mẫu sét hữu 36 Bảng 3.5 Giá trị d001 góc 2θ bentonit-TQ; bentonite Bangladesh sét hữu biến tính TTAB [20] 38 Bảng 3.6 Kết phân tích nhiệt bentonit-TQ sét hữu điều chế [6] 39 Bảng 3.7 Điều kiện tổng hợp sét hữu từ TTAB số nguồn bentonite 41 Bảng 3.8 Số liệu xây dựng đường chuẩn xanh metylen 42 Bảng 3.9 Sự phụ thuộc dung lượng hiệu suất hấp phụ metylen xanh 43 Bảng 3.10 Sự phụ thuộc dung lượng hiệu suất hấp phụ vào thời gian 45 Bảng 3.11 Ảnh hưởng khối lượng bentonit-TQ , sét hữu đến dung lượng hiệu suất hấp phụ xanh metylen 46 Bảng 3.12 Ảnh hưởng nồng độ xanh metylen ban đầu đến dung lượng hiệu suất hấp phụ sét hữu 48 Bảng 3.13 Giá trị dung lượng hấp phụ cực đại số Langmuir b bentonitTQ sét hữu điều chế 51 vi DANH MỤC CÁC HÌNH Trang Hình 1.1 Sơ đồ mạng chiều SiO4 MeO6 Hình 1.2 Cấu trúc mạng đơn vị cấu trúc MMT Hình 1.3 Sơ đồ kiến trúc mạng tinh thể MMT, nhìn từ mặt [7] Hình 1.4 Mơ tả cấu trúc sét sau biến tính hữu (organoclay) 11 Hình 1.5 Trạng thái phân ly khoáng sét dung dịch 11 Hình 2.1 Quy trình điều chế sét hữu 25 Hình 3.1 Giản đồ XRD bentonit-TQ .31 Hình 3.2 Giản đồ XRD bentonit-TQ mẫu sét hữu khảo sát nhiệt độ 20 oC, 30 oC, 40 oC, 50 oC, 60 oC, 70 oC 31 Hình 3.3 Đồ thị biểu diễn phụ thuộc giá trị d001 vào nhiệt độ phản ứng mẫu sét hữu điều chế 32 Hình 3.4 Đồ thị biểu diễn phụ thuộc giá trị d001 vào tỉ lệ khối lượng TTAB/bentonit-TQ mẫu sét hữu điều chế 33 Hình 3.5 Đồ thị biểu diễn phụ thuộc giá trị d001 vào pH huyền phù 35 Hình 3.6 Đồ thị biểu diễn phụ thuộc giá trị d001 vào thời gian phản ứng .36 Hình 3.7 Giản đồ XRD sét hữu điều chế điều kiện tối ưu 37 Hình 3.8 Giản đồ phân tích nhiệt bentonit-TQ .38 Hình 3.9 Giản đồ phân tích nhiệt sét hữu 39 Hình 3.10 Ảnh SEM bentonit-TQ (a); sét hữu điều chế (b) .40 Hình 3.11 Đường chuẩn xanh metylen 42 vào pH bentonit-TQ sét hữu .43 Hình 3.12 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng pH dung dịch đến dung lượng hấp phụ xanh metylen bentonit-TQ sét hữu .44 Hình 3.13 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng thời gian đến dung lượng hấp phụ xanh metylen bentonit-TQ sét hữu 45 Hình 3.14 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng khối lượng bentonit-TQ, sét hữu điều chế đến dung lượng hấp phụ xanh metylen 47 vii Hình 3.15 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng nồng độ xanh metylen ban đầu đến khả hấp phụ xanh metylen bentonit-TQ sét hữu điều chế 49 Hình 3.16 Đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir bentonit-TQ xanh metylen 49 Hình 3.17 Sự phụ thuộc Cf /q vào Cf hấp phụ xanh metylen bentonit-TQ .50 Hình 3.18 Đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir sét hữu điều chế xanh metylen 50 Hình 3.19 Sự phụ thuộc Cf/q vào Cf hấp phụ xanh metylen sét hữu điều chế 50 viii KẾT LUẬN Sau thời gian nghiên cứu, thu số kết sau: Đã khảo sát ảnh hưởng số yếu tố đến trình điều chế sét hữu từ nguồn bentonit-TQ với TTAB (TTAB hòa tan dung dịch ancol propylic : nước = 1:1 trước phản ứng) Kết cho thấy điều kiện tối ưu để điều chế sét hữu là: - Nhiệt độ phản ứng 40oC - Tỉ lệ khối lượng TTAB/bentonit-TQ 0,5 - pH huyền phù - Thời gian phản ứng Đã nghiên cứu cấu trúc sét hữu điều chế phương pháp: Phương pháp nhiễu xạ tia X, phương pháp phân tích nhiệt, phương pháp hiển vi điện tử quét Kết thu sau: - Sét hữu điều chế có giá trị d001 26,493Å, góc 2θ cực đại khoảng 3,3o - Hàm hượng (%) cation hữu xâm nhập sét hữu 43,20% - Sét hữu điều chế có tách lớp rõ độ xốp cao Đã nghiên cứu số yếu tố ảnh hưởng đến khả hấp phụ xanh metylen sét hữu điều chế điều kiện tối ưu so với bentonit-TQ Kết điều kiện khảo sát cho thấy: - pH hấp phụ tối ưu (bentonit-TQ ) 10 (sét hữu cơ) - Thời gian đạt cân hấp phụ bentonit-TQ sét hữu 75 phút - Khối lượng vật liệu hấp phụ 0,05 gam dung lượng hấp phụ hiệu suất hấp phụ ổn định Đã mơ tả q trình hấp phụ xanh metylen bentonit-TQ sét hữu điều chế theo mô hình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir, xác định dung lượng hấp phụ cực đại bentonit-TQ sét hữu điều chế xanh metylen 58,45 mg/g 322,58 mg/g số Langmuir tương ứng là: b = 0,004 b = 0,016 Như sét hữu điều chế có khả hấp phụ xanh metylen tốt nhiều so với bentonit-TQ 52 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Phan Thị Anh (2017), Khảo sát trình điều chế sét hữu từ bentonit Bình Thuận (Việt Nam) với etyltriphenylphotphonibromua bước đầu nghiên cứu khả hấp phụ metylen xanh, Khóa luận tốt nghiệp, Đại học Sư phạm, Đại học Thái nguyên Trần Thị Quỳnh Anh (2019), Nghiên cứu điều chế sét hữu từ bentonit Ấn Độ với tetrađecyltrimetyl amoni bromua khảo sát khả hấp phụ phenol đỏ, Luận văn Thạc sĩ Khoa học, Đại học Sư phạm, Đại học Thái Nguyên Trương Quốc Anh (2019), Nghiên cứu biến tính bentonit tự nhiên ứng dụng làm vật liệu hấp phụ xử lý NH 4 PO43 môi trường nước, Luận văn thạc sĩ khoa học môi trường, Đại học tài nguyên môi trường Hà Nội Lã Mạnh Cường (2015), Nghiên cứu điều chế sét hữu từ bentonit Thanh Hóa với tetrađecyltrimetyl amoni bromua bước đầu thăm dò ứng dụng Luận văn Thạc sĩ Khoa học, Đại học Sư phạm, Đại học Thái Nguyên Nguyễn Thị Hà (2017), Nghiên cứu điều chế sét hữu từ bentonit Ấn Độ với propyltriphenylphotphoni bromua bước đầu thăm dò ứng dụng, Luận văn Thạc sĩ, Đại học Sư phạm, Đại học Thái Nguyên Nguyễn Thị Minh Hảo (2019), Nghiên cứu điều chế sét hữu từ bentonit Trung Quốc với cetyltrimetyl amoni bromua khảo sát khả hấp phụ phenol đỏ, Luận văn Thạc sĩ, Đại học Sư phạm, Đại học Thái Nguyên Hà Thị Hồng Hoa (2012), Nghiên cứu sử dụng bentonit Tuy Phong-Bình Định làm chất hấp phụ xử lý kim loại nặng môi trường nước, Luận văn tiến sĩ công nghệ môi trường, Đại học Bách khoa Hà Nội Trần Thị Việt Hoa, Trần Hữu Hải, Phan Thanh Sơn Nam (2000), “Nghiên cứu phản ứng alkyl hóa toluen xúc tác bentonit Bình Thuận biến tính”, Tạp chí phát triển Khoa học & Cơng nghệ, T 6, tr 64 – 71 Nguyễn Lê Mỹ Linh, Nguyễn Thị Thanh Lai, Dương Tuấn Quang, Đinh QuangKhiếu, Nguyễn Hữu Phú (2015), “Nghiên cứu hấp phụ As(V) dung dịch nước vật liệu Fe-Bentonit”, Tạp chí hóa học (Viện Khoa học Cơng nghệ VN), 53(03): 367 – 373 10 Nguyễn Trọng Nghĩa (2008), “Điều chế nanoclay từ khoáng bentonit Việt Nam khảo sát ứng dụng sản xuất sơn”, Báo cáo tổng kết kết đề tài khoa học công nghệ cấp Bộ, Trường Đại học Sư phạm Kĩ thuật Hưng Yên 53 ... HƯƠNG NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP SÉT HỮU CƠ TỪ BENTONITE (TRUNG QUỐC) VỚI TETRAĐECYLTRIMETYL AMONI BROMUA VÀ BƯỚC ĐẦU KHẢO SÁT KHẢ NĂNG HẤP PHỤ XANH METYLEN Ngành: Hóa vơ Mã số: 8.44.01.13 LUẬN VĂN THẠC... tài: ? ?Nghiên cứu tổng hợp sét hữu từ bentonite (Trung Quốc) với tetrađecyltrimetyl amoni bromua bước đầu khảo sát khả hấp phụ xanh metylen? ?? cơng trình nghiên cứu riêng tôi, số liệu, kết nghiên cứu. .. có khả hấp phụ tốt, đáp ứng yêu cầu xử lý chất thải hữu môi trường nước chọn đề tài: ? ?Nghiên cứu tổng hợp sét hữu từ bentonite (Trung Quốc) với tetrađecyltrimetyl amoni bromua bước đầu khảo sát