NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VẬT LIỆU TỔ HỢP NANO CHỨA CHITOSAN, HA VÀ GRAPHENE OXID ỨNG DỤNG LÀM CHẤT HẤP PHỤ RHODAMINE B TRONG NƯỚC

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐẠO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VẬT LIỆU TỔ HỢP NANO CHỨA CHITOSAN, HA VÀ GRAPHENE OXID ỨNG DỤNG LÀM CHẤT HẤP PHỤ RHODAMINE B TRONG NƯỚC Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Văn Hịa Sinh viên thực hiện: Nguyễn Phú Tín Mã số sinh viên: 60132291 Khành Hòa, tháng 06 /2022 LỜI CẢM ƠN Trong thời gian làm chuyên đề tốt nghiệp, em nhận nhiều giúp đỡ, đóng góp ý kiến bảo nhiệt tình từ phía thầy cô bạn bè Em muốn gửi lời cảm ơn đến thầy cô bạn bè người giúp em suốt thời gian làm chuyên đề Em xin gửi lời cảm ơn đến Ban Giám hiệu trường Đại Học Nha Trang, Ban chủ nhiệm với thầy cô khoa Công nghệ Thực Phẩm tạo điều kiện tốt cho em học tập trao dồi kiến thức để thực chuyên đề tốt nghiệp Cảm ơn thầy giáo mơn kỹ thuật hóa học ln theo dõi giúp đỡ em suốt trình học tập thực chuyên đề tốt nghiệp Cùng với em xin cảm ơn đến cán phụ trách phịng nghiệm khu cơng nghệ cao (Trung tâm Thí Nghiệm – Thực Hành) tận tình giúp đỡ, tạo điều kiện tốt sở vật chất, trang thiết bị giúp em hồn thành chun đề tốt nghiệp Em xin chân thành gửi lời cảm ơn đến TS Nguyễn Văn Hòa người trực tiếp hướng dẫn, bảo tận tình cho em kiến thức, phương pháp nghiên cứu động viên em suốt thời gian qua để em thực tốt đề tài Cuối em xin gửi lời cảm ơn đến gia đình bạn bè tạo điều kiện, quan tâm giúp đỡ động viên em suốt trình học tập thực chuyên đề tốt nghiệp MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH VÀ BIỂU ĐỒ DANH MỤC BẢNG MỞ ĐẦU Chương 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan thuốc nhuộm .7 1.1.1 Khái niệm thuốc nhuộm 1.1.2 Cấu tạo chung tạo nên màu sắc thuốc nhuộm 1.1.3 Phân loại 1.2 Thuốc nhuộm Rhodamin B 1.2.1 Một vài nét Rhodamin B .9 1.2.2 Cơng thức cấu tạo tính chất hóa lý Rhodamin 1.2.3 Độc tính thuốc nhuộm Rhodamine B 11 1.2.4 Ứng dụng tình hình sử dụng thuốc nhuộm Rhodamine B 11 1.3 Cấu trúc, tính chất ứng dụng Chitosan/HA/Graphene oxide .12 1.3.1 Chitosan 12 1.3.2 Hydroxyapatite (HA) .15 1.3.3 Graphene Oxide (GO) .16 1.4 Lý thuyết hấp phụ .17 1.4.1 Khái niệm hấp phụ 17 1.4.2 Phân loại hấp phụ 19 1.4.3 Các dạng đường hấp phụ đẳng nhiệt: 19 1.4.3.1 Thuyết hấp phụ Langmuir 20 1.4.3.2 Đẳng nhiệt hấp phụ Freundlich 21 1.4.3.3 thuyết hấp phụ Bruanuer – Emmett – Teller (BET) 21 1.4.3.4 Động học hấp phụ .22 Chương 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP 23 2.1 Nguyên liệu, thiết bị hóa chất 23 2.1.1 Nguyên liệu, hóa chất 23 2.1.2 Thiết bị, dụng cụ 23 2.2 Tiến hành thí nghiệm .23 2.2.1 Chế tạo vật liệu chitosan, Chitosan + HA, Chitosan + GO 23 2.2.2 Kết nghiên cứu: 24 2.2.2.1 Nghiên cứu khả hấp phụ vật liệu thu phẩm nhuộm (Rhodamin B) 24 2.2.2.2 Xây dựng đường chuẩn .24 2.2.2.3 Khảo sát ảnh hưởng thời gian hấp phụ tới trình hấp phụ 24 2.2.2.4 Khảo sát ảnh hưởng pH tới trình hấp phụ 25 2.2.2.5 Khảo sát ảnh hưởng nồng độ dung dịch Rhodamin B tới trình hấp phụ 25 2.2.2.6 Nghiên cứu khả giải hấp tái sử dụng vật liệu .26 Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 27 3.1 Chế tạo vật liệu chitosan, chitosan + HA, chitosan + GO 27 3.2 Khả hấp phụ vật liệu phẩm nhuộm (Rhodamin B) .27 3.2.1 Đường chuẩn Rhodamin B 27 3.2.2 Khảo sát ảnh hưởng thời gian tới trình hấp phụ vật liệu thu 28 3.2.3 Khảo sát ảnh hưởng nồng độ tới trình hấp phụ vật liệu 30 3.2.4 Khảo sát ảnh hưởng pH tới trình hấp phụ vật liệu 31 3.2.5 Khả hấp phụ Rhodamin B điều kiện tối ưu vật liệu, giải hấp tái sử dụng vật liệu 32 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 34 Kết luận 34 Kiến nghị .34 DANH MỤC HÌNH ẢNH VÀ BIỂU ĐỒ Hình 1.1: cơng thức cấu tạo Rhodamin B Hình 1.2: Tinh thể Rhodamine B Hình 1.3 : Cơng thức cấu tạo chitosan Hình 1.4: Cấu trúc Hydroxyapatite Hình 1.5: Cơng thức cấu tạo phân tử HA Hình 1.6: Các loại đường hấp phụ theo Brunauer Hình 3.1 : Ảnh chụp vật liệu thu sau sấy khơ Hình 3.2: Đồ thị xây dựng đường chuẩn Rhodamin B Hình 3.4 : Ảnh hưởng nồng độ tới khả hấp phụ vật liệu Hình 3.5: Ảnh hưởng pH tới khả hấp phụ vật liệu Hình 3.6: Kết hấp phụ vật liệu tái sinh DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1: Khảo sát ảnh hưởng thời gian hấp phụ tới trình hấp phụ Bảng 2.2: Khảo sát ảnh hưởng pH tới trình hấp phụ: Bảng 2.3: Khảo sát ảnh hưởng nồng độ dung dịch Rhodamin B tới trình hấp phụ Bảng 3.1 : Giá trị mật độ quang Rhodamin B Bảng 3.2: Ảnh hưởng thời gian tới trình hấp phụ vật liệu Bảng 3.3 Ảnh hưởng nồng độ tới trình hấp phụ vật liệu Bảng 3.4: Ảnh hưởng pH đến độ hấp phụ vật liệu Bảng 3.5: Kết hấp phụ vật liệu tái sinh MỞ ĐẦU Hiện kinh tế nước giới không ngừng phát triển nói chung Việt Nam nói riêng với phát triển ngày rộng lớn mặt, đặc biệt lĩnh vực công nghiệp tạo nhiều sản phẩm để đáp ứng nhu cầu người tiêu dùng Chính việc xí nghiệp, công ty ngày thành lập nhiều xuất vấn đề nghiêm trọng chất thải liên tục thải môi trường mà chưa qua việc xử lý đe dọa sức khỏe người gần việc nhiễm mơi trường Vì vậy, việc cấp bách phải tìm phương pháp xử lý chất thải nhiều người quan tâm Trong loại chất thải nước thải dệt nhuộm thường bị ô nhiễm màu, có mặt hàm lượng lớn chất nhuộm, màu nước thải dệt nhuộm thường có tính tan cao, cường độ lớn Do thải ngồi mơi trường ảnh hưởng xấu đến mỹ quan mơi trường, nhiễm đất, nước….Vì xử lý nước thải chứa thuốc nhuộm trước thải ngồi mơi trường u cầu cấp thiết để bảo vệ sinh vật sống nước tránh phá hủy cảnh quan môi trường tự nhiên Trong số nhiều phương pháp xử lý nguồn nước bị nhiễm thuốc nhuộm, phương pháp hấp phụ sử dụng vật liệu hấp phụ chế tạo từ chitosan nghiên cứu cho thấy hiệu cao Chitosan polysaccharide sinh học không độc, dẫn xuất từ khử acetylate chitin Chitosan ứng dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực như: công nghiệp, y học, sản xuất mỹ phẩm, bảo quản nông sản, xử lý môi trường Nguồn thu nhận chitin chủ yếu từ vỏ tôm, vỏ cua, vỏ ghẹ, côn trùng số loại nấm, nguồn ngun liệu dễ tìm chi phí thấp Từ lý trên, chuyên đề tốt nghiệp em chọn “ Nghiên cứu chế tạo vật liệu tổ hợp nano chứa chitosan, HA Graphene oxide ứng dụng làm chất hấp phụ Rhodamin B nước” Chương 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan thuốc nhuộm 1.1.1 Khái niệm thuốc nhuộm Thuốc nhuộm chất hữu có màu, hấp thụ mạnh phần định quang phổ ánh sáng nhìn thấy có khả gắn kết vào vật liệu dệt điều kiện quy định (tính gắn màu) 1.1.2 Cấu tạo chung tạo nên màu sắc thuốc nhuộm Thuốc nhuộm có nguồn gốc thiên nhiên tổng hợp Hiện nay, người sử dụng thuốc nhuộm tổng hợp Đặc điểm bật loại thuốc nhuộm độ bền màu- tính chất không bị phân hủy điều kiện, tác động khác môi trường, vừa yêu cầu với thuốc nhuộm lại vừa vấn đề với xử lý nước thải dệt nhuộm Màu sắc thuốc nhuộm có cấu trúc hóa học nó: cách chung nhất, cấu trúc thuốc nhuộm bao gồm nhóm mang màu nhóm trợ màu Nhóm mang màu nhóm chứa nối đôi liên hợp với hệ điện tử π khơng cố định như: >C=CC=N-, >C=O, -N=N-, -NO2 … Nhóm trợ màu nhóm cho nhận điện tử, như: -NH2, -COOH, - SO3H, OH đóng vai trị tăng cường màu nhóm mang màu cách dịch chuyển lượng hệ điện tử Vật liệu dệt thường xơ thiên nhiên (tơ tằm, len, gai ), xơ nhân tạo (tơ visco, tơ acetat, ), xơ tổng hợp (tơ polyamit, polyeste, ) 1.1.3 Phân loại Thuốc nhuộm tổng hợp đa dạng thành phần hóa học, màu sắc, phạm vi sử dụng Tùy thuộc cấu tạo, tính chất phạm vi sử dụng, thuốc nhuộm phân chia thành họ, loại khác Trong phân loại theo cấu trúc hóa học thuốc nhuộm phổ biến - Phân loại theo cấu trúc hóa học cách phân loại dựa cấu tạo nhóm mang màu, theo thuốc nhuộm phân thành 20-30 họ thuốc nhuộm khác Các họ chính là: + Thuốc nhuộm azo: nhóm mang màu nhóm azo (-N=N-), phân tử thuốc nhuộm có (monoazo) hay nhiều nhóm azo (diazo, triazo, polyazo) Đây họ thuốc nhuộm quan trọng có số lượng lớn nhất, chiếm khoảng 60-70% số lượng thuốc nhuộm tổng hợp + Thuốc nhuộm Antraquinon: phân tử thuốc nhuộm chứa hay nhiều nhóm antraquinon dẫn xuất Họ thuốc nhuộm chiếm đến 15% số lượng thuốc nhuộm tổng hợp + Thuốc nhuộm Triaryl metan: triaryl metan dẫn xuất metan mà nguyên tử C trung tâm tham gia liên kết vào mạch liên kết hệ mang màu Họ thuốc nhuộm phổ biến thứ 3, chiếm 3% tổng số lượng thuốc nhuộm + Thuốc nhuộm phtaloxianin: hệ mang màu phân tử chúng hệ liên hợp khép kín Họ thuốc nhuộm có độ bền màu với ánh sáng cao, chiếm khoảng 2% tổng số lượng thuốc nhuộm + Ngồi cịn họ thuốc nhuộm khác ít phổ biến, ít có quan trọng như: thuốc nhuộm nitrozo, nitro, polymetyl, arylamin, azometyn, thuốc nhuộm lưu huỳnh… 1.2 Thuốc nhuộm Rhodamin B 1.2.1 Một vài nét Rhodamin B Rhodamin thuốc nhuộm, sử dụng chủ yếu để nhuộm len, lụa làm laser cơng suất màu Ngồi ra, Rhodamin cịn dùng để nhuộm tế bào cơng nghệ sinh học Nhìn chung, thuốc nhuộm Rhodamin độc, tan nhiều nước, methanol, ethanol Các thuốc nhuộm Rhodamin có màu sắc tưới sáng hấp dẫn nên người ta dùng để nhuộm màu thực phẩm, nhuộm vải sợi… điều khơng đảm bảo an tồn cho người sử dụng 1.2.2 Cơng thức cấu tạo tính chất hóa lý Rhodamin Rhodamin hợp chất hóa học, thành phần phẩm màu cơng nghiệp Hình 3.4 Phổ XRD GO, CTS tổ hợp GO/CTS (GO chiếm 2wt.%) Tính chất kết tinh vật liệu tổ hợp GO/CTS khảo sát so sánh với cấu trúc GO CTS Hình 3.21 Phổ XRD tổ hợp GO/CTS có xuất peak đặc trưng cho GO vị trí 2 11° CTS vị trí 2 22° Tuy nhiên, cường độ hình dạng peak phổ vật liệu tổ hợp có chút khác biệt so với phổ XRD thành phần Điều giải thích tổ hợp chứa hàm lượng nhỏ GO (2wwt.%) có tương tác mạnh bao phủ CTS bề mặt GO, dẫn đến peak đặc trưng GO giảm cường độ rộng Hình 3.28 trình bày ảnh chụp vật liệu tổ hợp HA/CTS với tỷ lệ thành phân CTS HA khác Tất mẫu thu cho thấy hạt hình cầu đồng có màu trắng Các hạt chitosan tinh khiết, khơng chứa HA (Hình 3.28a) suốt hạt cịn lại có màu trắng đục (Hình 3.28c 3.28d) Điều giải thích diện hạt nano HA trắng (như thấy phần tính chất bột HA Phần 3.2) Việc chế tạo vật liệu hấp phụ dạng hạt composite nhằm mục đích tách dễ dàng ứng dụng thực tế Hình 3.5 Hình ảnh vật liệu HA/CTS với tỷ lệ thành phần khác nhau: (a) HA/CTS (0:1), (b) HA/CTS (1:1), (c) HA/CTS (1:1,5), (d) HA/CTS (1:2) (e) HA/CTS (1:2,5) Hình 3.29 cho thấy hình ảnh SEM mẫu chứa HA tinh khiết vật liệu tổng hợp HA/CTS khác Các hạt HA có đường kính từ 50 đến 200 nm với bề mặt thơ ráp (Hình 3.29a), mẫu chitosan nguyên chất có bề mặt nhẵn với cấu trúc dạng khối (Hình 3.29b) Tuy nhiên, tất ảnh SEM mẫu vật liệu tổ hợp HA/CTS có xốp cao (Hình 3.29c-f), hạt nano HA phân bố đồng polyme CTS Hơn nữa, hàm lượng HA tổ hợp cao sản phẩm tổ hợp HA/CTS có cấu trúc xốp tốt (Hình 3.29e 3.29f) Điều giải thích chất hạt HA có độ xốp cao (chi tiết phần tính chất HA) Cấu trúc xốp cao sản phẩm HA/CTS cung cấp nhiều vị trí hoạt động hơn, dẫn đến cải thiện hiệu suất hấp phụ vật liệu thu Hình 3.6 Ảnh SEM vật liệu HA/CTS với tỷ lệ thành phần khác nhau: (a) HA/CTS (0:1), (b) HA/CTS (1:1), (c) HA/CTS (1:1,5), (d) HA/CTS (1:2) (e) HA/CTS (1:2,5) Đặc điểm cấu trúc hóa học HA, CTS tổ hợp HA/CTS biểu thị phổ FTIR (Hình 3.30) Hình 3.30a phổ HA với dải đặc trưng cho hấp phụ nước 3433 cm1 nhóm PO43 1091 1048 cm1 (tương tác PO không đối xứng), 983 cm1 (tương tác giãn P-O đối xứng), 601 566 cm 1 (tương tác O-P-O) (Hình 3.30a) Phổ CTS thể dải 3438 3273 cm 1 (tương tác O – H N – H), 2885 cm 1 (tương tác C-H), 1653 cm1 (tương tác NH), 1555 1381 cm1 (tương tác C = O C-O), 1073 cm 1 (tương tác C – H) (Hình 3.30b) Hình 3.30c cho thấy phổ FT-IR tổ hợp HA/CTS với diện tất dải hấp phụ HA CTS Tuy nhiên, số đỉnh đặc trưng dịch chuyển từ 3438 đến 3289 cm1 (giãn O-H), từ 2885 đến 2925 cm1 (tương tác C-H), 983 đến 1016 cm1 (tương tác P-O đối xứng), từ 566 đến 557 cm1 (tương tác O-P-O) Những thay đổi tương tác ion Ca 2+ nhóm –NH2 –OH Điều chứng tỏ có phân bố tốt HA phần CTS Hình 3.7 Phổ FTIR (a) chiosan hydroxyapatit (b) HA/CTS composite với tỷ lệ thành phần HA/CTS (1:1) Phổ nhiễu xạ tia X HA, CTS tổ hợp HA/CTS trình bày Hình 3.31 Phổ CTS có đỉnh nhiễu xạ tinh thể bật 11,2° 20,5° (Hình 3.31a) Các đỉnh đặc trưng nHA quan sát thấy bề mặt tinh thể (002), (211), (222) (213) (Hình 3.31b) tương thích với đỉnh phổ chuẩn HA (Tiêu chuẩn nhiễu xạ (JCPDS) No-09-0432) Phổ XRD tổ hợp HA/CTS có xuất đỉnh rộng CTS 2θ 21,8° với đỉnh đặc trưng HA Điều chứng tỏ tổ hợp HA/CTS điều chế thành công Lưu ý, sau tạo thành tổ hợp, đỉnh HA trở nên ngắn rộng Điều giải thích phần chitosan bao phủ phần hạt nano HA dẫn đến cường độ đỉnh bị giảm Hình 3.8 Phổ XRD (a) chiosan, (b) hydroxyapatit (c) HA/CTS composite với tỷ lệ thành phần HA/CTS (1:1) Bảng 3.7 trình bày tính chất bề mặt, thể tích lỗ kích thước lỗ trung bình vật liệu tổng hợp HA/CTS với tỷ lệ khác Dữ liệu xác định phương pháp BET với trình hấp phụ giải hấp phụ N đẳng nhiệt Các mẫu vật liệu tổ hợp có diện tích bề mặt riêng từ 7,86 đến 8,96 m 2/g với kích thước lỗ trung bình từ 7,2 đến 13,2 nm Kết cho thấy mẫu điều chế có độ xốp cao Chính cấu trúc cung cấp diện tích bề mặt lớn, hiệu suất hấp phụ thu cao Bên cạnh đó, hàm lượng HA tổ hợp HA/CTS cao diện tích bề mặt riêng cao Sự gia tăng diện tích bề mặt riêng tổ hợp HA/CTS diện tích bề mặt cao hạt nano HA Bảng 3.2 Diện tích bề mặt riêng tính chất lỗ xốp vật liệu tổ hợp HA/CTS Diện tích bề mặt riêng Thể tích lỗ xốp Kích thước lỗ xốp (m2 g−1) (cm3 g−1) (nm) nHCB-0 1,32 0,056 1,3 nHCB-1 8,41 0,034 13,2 nHCB-2 8,96 0,050 11,1 nHCB-3 8,56 0,031 8,6 nHCB-4 7,86 0,035 7,2 Mẫu 3.2 Khả hấp phụ vật liệu phẩm nhuộm (Rhodamin B) 3.2.1 Đường chuẩn Rhodamin B Bảng 3.1 : Giá trị mật độ quang Rhodamin B STT C (ppm) 10 A 0,112 0,129 0,144 0,162 0,182 Từ nồng độ mật độ quang A Bảng 3.1 ta xây dựng đuợc đường chuẩn tương ứng Hình 3.2 Hình 3.2: Đồ thị xây dựng đường chuẩn Rhodamin B Phương trình đường chuẩn: y = 0.0181x+0.001; R2 = 0.9993 Dựa vào phương trình đường chuẩn tìm nồng độ dung dịch Rhodamin B sau hấp phụ, từ tính hiệu suất hấp phụ 3.2.2 Khảo sát ảnh hưởng thời gian tới trình hấp phụ vật liệu thu Kết thu trình bày Bảng 3.2 Hình 3.3 Theo đó, khoảng thời gian hấp phụ khảo sát từ 30 – 240 phút nồng độ Rhodamin B 10ppm hiệu suất hấp phụ vật liệu hấp phụ tăng khoảng từ 30 – 120 phút đầu điển hình VL1 tăng từ 50 – 60%, VL2 tăng từ 19 – 27%, VL3 tăng từ 10 – 21% Trong khoảng 120 phút đầu khả hấp phụ tăng mạnh phân tử thuốc nhuộm hấp phụ nhanh lên bề mặt vật liệu hấp phụ khoảng thời gian sau vị trí hấp phụ vật liệu hấp phụ lắp đầy dẫn đến hiệu suất hấp phụ không thay đổi nhiều Như thời gian tối ưu 120 phút ta chọn mốc thời gian 120 phút cho thí nghiệm Bảng 3.2: Ảnh hưởng thời gian tới trình hấp phụ vật liệu Vật liệu hấp phụ VL1 VL2 VL3 Thời gian (phút) Khối lượng (g) C0 (ppm) A Ccb (ppm) H (%) 30 0,503 10 0,092 5,028 50 60 0,502 10 0,088 4,807 52 90 0,502 10 0,079 4,309 57 120 0,500 10 0,073 3,978 60 240 0,505 10 0,075 4.641 59 30 0,501 10 0,146 8,011 19 60 0,503 10 0,143 7,845 22 90 0,501 10 0,135 7,403 26 120’ 0,502 10 0,133 7,293 27 24h 0,501 10 0,138 7,569 24 30’ 0,509 10 0,161 8,939 10 60’ 0,502 10 0,155 8,508 15 90’ 0,501 10 0,152 8,342 17 120’ 0,500 10 0,142 7,901 21 24h 0,500 10 0,149 8,176 18 Hình 3.3: Ảnh hưởng thời gian tới khả hấp phụ vật liệu 3.2.3 Khảo sát ảnh hưởng nồng độ tới trình hấp phụ vật liệu Từ kết thực nghiệm Bảng 3.3 Hình 3.4 cho thấy vật liệu hấp phụ khác nồng độ Rhodamin B ban đầu tăng hiệu suất hấp phụ giảm Khi tăng nồng độ Rhodamin B từ – 10ppm hiệu suất hấp phụ VL1 giảm từ 50 – 33%, VL2 giảm từ 25 – 15%, VL3 giảm từ 13 – 4% Điều giải thích chiếm vị trí hấp phụ Rhodamin B Khi vị trí hấp phụ bị đầy diễn trình giải hấp, trình hấp phụ trình cân động nên lượng Rhodamin B không tiếp tục hấp phụ mà phần Rhodamin B bị giải hấp dẫn đến hiệu suất giảm tăng nồng độ lên Bảng 3.3 Ảnh hưởng nồng độ tới trình hấp phụ vật liệu Vật liệu Thời gian hấp phụ (phút) VL1 VL2 VL3 60 60 60 Khối lượng A Ccb (ppm) 0,055 2,983 50 0,068 3,701 47 0,093 5,082 36 0,115 5,967 34 10 0,121 6,629 33 0,083 4,531 25 0,097 5,303 24 0,119 6,519 19 0,138 7,569 16 10 0,155 8,508 15 0,095 5,194 13 0.098 5,359 10 0,116 6,353 9 0,151 8,287 10 0,174 9,558 (g) 0,2 0,2 0,2 H C0 (ppm) (%) Hình 3.4 : Ảnh hưởng nồng độ tới khả hấp phụ vật liệu 3.2.4 Khảo sát ảnh hưởng pH tới trình hấp phụ vật liệu Bảng 3.4: Ảnh hưởng pH đến độ hấp phụ vật liệu Vật liệu Thời hấp phụ gian VL1 VL2 VL3 60’ 60’ 60’ Khối lượng (g) 0,2 0,2 0,2 C0 (ppm) 10 10 10 Ccb pH A 0,125 6,851 31 0,107 5,856 40 0,094 5,138 49 0,133 7,293 27 0,118 6,464 35 0,112 6,132 39 0,173 9,503 0,161 8,839 11 0,157 8,618 14 (ppm) H(%) Hình 3.5: Ảnh hưởng pH tới khả hấp phụ Rhodamin B vật liệu Mơi trường pH có ảnh hưởng đến cấu trúc bề mặt vật liệu hấp phụ nên ảnh hưởng đến khả hấp phụ Rhodamin B vật liệu hấp phụ Từ kết trình bày bảng 3.4 hình 3.5 cho thấy pH ảnh hưởng nhiều đến khả hấp phụ Rhodamin B pH tăng hiệu suất hấp phụ vật liệu hấp phụ tăng Như VL1 tăng từ 31 – 49%, VL2 tăng từ 27 – 39%, VL3 tăng từ – 14%, ta thấy pH tăng nhanh 3.2.5 Khả hấp phụ Rhodamin B điều kiện tối ưu vật liệu, giải hấp tái sử dụng vật liệu Để tạo chất hấp phụ hiệu việc loại bỏ chất màu, chất hấp phụ sau trình hấp phụ cần phải tái sử dụng nhiều lần Khả tái sử dụng vật liệu thông số cần thiết xem xét hiệu xử lý, cần đánh giá khả giải hấp phụ tái sử dụng vật liệu nhiều lần Trong nghiên cứu này, sử dụng dung dịch H 2SO4 0,1N để giải hấp phụ, vật liệu sau giải hấp phụ rửa nước cất để trung hòa Vật liệu sau giải hấp gọi vật liệu tái sinh, tiến hành hấp phụ Rhodamin B vật liệu tái sinh Nghiên cứu thực với chu kỳ hấp phụ giải hấp liên tục Với 100ml dung dịch Rhodamin B 10ppm thời gian hấp phụ 60’ Kết sau: Bảng 3.5: Kết hấp phụ vật liệu tái sinh Số chu kì CTS CTS + HA CTS + GO A H% A H% A H% 0,118 35 0,134 27 0,147 19 0,122 33 0,139 24 0,154 15 0,131 28 0,143 22 0,159 13 0,133 27 0,142 22 0,161 12 0,134 27 0,142 22 0,161 12 Hình 3.6: Hiệu hấp phụ vật liệu sau lần tái sử dụng Từ kết bảng 3.5 hình 3.6 ta thấy hiệu suất vật liệu giảm dần sau chu kì Đối với VL1 hiệu suất giảm từ 35 – 27% đến chu kì vật liệu khơng thể hấp phụ nữa, VL2 hiệu suất giảm từ 27 – 22% đến chu kì vật liệu khơng thể hấp phụ tiếp tục đc cịn VL3 từ 19% giảm xng 12% đến chu kì vật liệu khơng thể hấp phụ tiếp Như ta thấy số chu kì tối đa vật liệu hấp phụ KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận a Tìm hiểu cách tạo vật liệu nano từ Chitosan, Hydroxyapatite Graphene oxide b Nghiên cứu khả hấp phụ Rhodamin B dung dịch nước vật liệu hấp phụ Kết thu cho thấy: - Thời gian đạt cân hấp phụ nguyên liệu 120 phút - pH ảnh hưởng nhiều đến khả hấp phụ Rhodamin B pH tăng hiệu suất hấp phụ vật liệu hấp phụ tăng - Khi tăng nồng độ chất hấp phụ hiệu suất hấp phụ giảm dần - Độ lặp lại ba vật liệu điều dừng lại chu kì từ ta thấy số lần vật liệu hấp phụ Hiệu suất hấp phụ giảm theo chu kì Kiến nghị a Có thể nghiên cứu sâu khả xử lý tiêu khác nước thải vật liệu hấp phụ khác b Khảo sát thêm yếu tố khối lượng có ảnh hưởng đến khả hấp phụ vật liệu hấp phụ hay không c Dùng vật liệu hấp phụ hấp phụ ion kim loại chất hữu khác nước thải TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt: Lê Văn Cát (2002), “Hấp phụ trao đổi ion kỹ thuật xử lý nước nước thải” Nxb Thống kê, Hà Nội Trần Tứ Hiếu (2003), “Phân tích trắc quang phổ hấp phụ UV – Vis”, Nxb Đại học Quốc gia Hà Nội Trần Văn Nhân, Nguyễn Thạc Sữu, Nguyễn Văn Tuế (1998), “Hóa lý tập II”, Nxb Giáo dục, Hà Nội Đặng Trần Phòng, Trần Hiếu Nhuệ (2005), “Xử lý nước cấp nước thải dệt nhuộm” Nxb Khoa học kĩ thuật, Hà Nội Đặng Xuân Việt (2007), Nghiên cứu phương pháp thích hợp để khử màu thuốc nhuộm hoạt tính nước thải dệt nhuộm, Luận án tiến sĩ kĩ thuật, Nxb Hà Nội, Hà Nội Trần Tứ Hiếu (2004), Hóa học Phân tích, Nxb Đại học Quốc gia Hà Nội, Hà Nội Nguyễn Nhạt Cát,Từ Vọng Nghi, Đào Hữu Vinh (1980), “Cơ sở lý thuyết hóa học phân tích” nhà xuất đại học trung học chuyên nghiệp, Hà Nội Tiếng Anh: Greertruida Sihombing (2001), “An Exploratory Study on three Synthetic Cloouring Matters Commonly Used as Food colours in Jakarta”, Master Theses from JKPKBPPK Hossain MA, Alam MS, Adsorption kinetics of Rhodamine – B on used black tea laeves, journal of photochemistry and photobiology A: Chemistry 195, pp346-35 ... nguồn ngun liệu dễ tìm chi phí thấp Từ lý trên, chuyên đề tốt nghiệp em chọn “ Nghiên cứu chế tạo vật liệu tổ hợp nano chứa chitosan, HA Graphene oxide ứng dụng làm chất hấp phụ Rhodamin B nước? ?? Chương... vật lý hóa học Hấp phụ vật lý hấp phụ lực tương tác chất hấp phụ chất b? ?? hấp phụ tương tác vật lý (lực VanderVaals) Hấp phụ hóa học hấp phụ lực tương tác chất hấp phụ chất b? ?? hấp phụ tương tác... chất hấp phụ chất b? ?? hấp phụ • Nhiệt độ • Nồng độ áp suất chất b? ?? hấp phụ • Mơi trường xảy hấp phụ - Phương trình hấp phụ: phương trình biểu diễn phụ thuộc độ hấp phụ vào thành phần chất b? ?? hấp