Nghiên cứu chế tạo vật liệu xử lí nước thải dệt nhuộm trên cơ sở biến tính xenlulozơ từ xơ sợi tự nhiên

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ Nghiên cứu chế tạo vật liệu xử lí nước thải dệt nhuộm sở biến tính xenlulozơ từ xơ sợi tự nhiên NGUYỄN MẠNH TRUNG Trung.nm211201m@sis.hust.edu.vn Ngành Hóa học Giảng viên hướng dẫn: PGS TS Nguyễn Thu Hà Chữ ký GVHD Viện: Kỹ thuật Hóa học HÀ NỘI, 10/2022 ĐỀ TÀI LUẬN VĂN Nghiên cứu chế tạo vật liệu xử lí nước thải dệt nhuộm sở biến tính xenlulozơ từ xơ sợi tự nhiên Giáo viên hướng dẫn Ký ghi rõ họ tên LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS TS Nguyễn Thu Hà – người đáng kính trực tiếp hướng dẫn, tận tình bảo, động viên tạo điều kiện tốt để em hoàn thành luận văn Cảm ơn Bách Khoa, cảm ơn thầy viện Kỹ thuật Hóa học nói chung thầy mơn Hóa lý nói riêng, người tâm huyết để đưa chúng em đến bến bờ tri thức, giúp chúng em dần hoàn thiện mặt tri thức để bước chân trường đời Em xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè người thân ln bên cạnh cổ vũ, động viên giúp đỡ em hoàn thành khóa luận Vì thời gian khả có hạn nên luận văn khơng tránh thiếu sót, em mong nhận đóng góp chân thành thầy bạn để luận văn trở nên hoàn chỉnh Cuối cùng, xin kính chúc tất thầy giáo dồi sức khỏe, công tác tốt thành công nghiệp giáo dục Em xin chân thành cảm ơn! Tóm tắt nội dung luận văn Cơ sở khoa học thực tiễn đề tài Ngành cơng nghiệp dệt may ngành có truyền thống lâu đời nước ta Đây ngành mang lại nhiều lợi nhuận kinh tế gây ô nhiễm môi trường nặng nề thành phần nước thải chứa nhiều loại chất độc hại phẩm nhuộm, chất hoạt động bề mặt, halogen hữu cơ… Bên cạnh xenlulozơ từ sản phẩm phụ nơng nghiệp nguyên liệu sẵn có rẻ tiền, có khả hấp phụ chất màu ion kim loại Trong đề tài chúng tơi sử dụng nhóm chức hoạt động ghép lên mạch xenlulozơ biến tính sau tinh chế từ bã mía để tạo vật liệu có khả xử lý nguồn nước thải dệt nhuộm Mục đích đề tài Chế tạo vật liệu có khả xử lý chất màu có nước thải dệt nhuộm từ xenlulozơ có nguồn gốc tự nhiên Nội dung luận văn, vấn đề cần giải Nghiên cứu quy trình tinh chế biến tính xenlulozơ từ bã mía Chế tạo vật liệu polyaniline/xenlulozơ biến tính Nghiên cứu đặc trưng, tính chất khả hấp phụ nước thải dệt nhuộm vật liệu Phương pháp thực Phương pháp tổng quan tài liệu phương pháp thực nghiệm Kết luận văn Kết luận văn phù hợp với nội dung vấn đề cần giải đề tài Đã tìm điều kiện tối ưu để tổng hợp vật liệu PANi/Xenlulozơ khảo sát, đánh giá khả hấp phụ vật liệu PANi/xenlulozơ với chất màu xanh metyl metyl da cam, kết cho thấy trình hấp phụ vật liệu trình hóa học phù hợp với mơ hình hấp phụ đơn lớp Langmuir Mở triển vọng chế tạo, sản xuất ứng dụng vật liệu thân thiện với môi trường đời sống người, bên cạnh có khả xử lý vấn đề nhiễm nguồn nước thải HỌC VIÊN Ký ghi rõ họ tên MỤC LỤC CHƯƠNG I TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan nước thải dệt nhuộm 1.2 Giới thiệu Polyanilin 1.2.1 Anilin 1.2.2 Polyanilin 1.2.3 Phương pháp tổng hợp polyanilin 1.2.4 Tính chất polyaniline 1.2.5 Ứng dụng PANI 1.3 Thành phần xenlulozơ bã mía 10 1.3.1 Giới thiệu mía 10 1.3.2 Tính chất cấu trúc đặc trưng chất bã mía 11 1.4 Tinh chế xenlulozơ từ bã mía 14 1.5 Ứng dụng xenlulozơ làm chất hấp phụ xử lý nước thải 18 1.6 Trùng hợp PANI có mặt xenlulozơ 19 CHƯƠNG II THỰC NGHIỆM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 22 2.1 Đối tượng nghiên cứu 22 2.1.1 Hóa chất sử dụng 22 2.1.2 Dụng cụ thí nghiệm 22 2.2 Chế tạo vật liệu 23 2.2.1 Tách xenlulozơ từ bã mía 23 2.2.2 Tổng hợp Polyaniline 24 2.2.3 Tổng hợp blend polyaniline/xenlulozơ 25 2.3 Nghiên cứu tính chất cấu trúc 27 2.3.1 Phương pháp phổ hồng ngoại FT – IR 27 2.3.2 Phương pháp kính hiển vi điện tử quét SEM 28 2.3.3 Phương pháp nghiên cứu trình hấp phụ 30 CHƯƠNG III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 35 3.1 Cấu trúc xenlulozơ sau tinh chế 35 3.1.1 Phân tích phổ FT – IR xenlulozơ 35 3.1.2 Phân tích hình ảnh SEM xenlulozơ tinh chế từ bã mía 36 3.2 Tổng hợp vật liệu PANi/xenlulozơ 37 3.2.1 Hiệu suất tổng hợp vật liệu 37 3.2.2 Đặc trưng cấu trúc vật liệu PANi/Xenlulozơ 39 3.3 Khảo sát khả hấp phụ chất màu vật liệu 42 3.3.1 Sự hấp phụ thuốc nhuộm cation 42 3.3.2 Sự hấp phụ thuốc nhuộm anion 47 3.3.3 Sự hấp phụ đồng thời thuốc nhuộm cation anion 51 KẾT LUẬN 52 TÀI LIỆU THAM KHẢO 53 PHỤ LỤC: CƠNG TRÌNH CƠNG BỐ 55 DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Kí hiệu Tiếng Anh Tiếng Việt Ani Aniline Anilin APS Ammoni persulfate Amoni pesunfat FT - IR Fourier-transform infrared spectroscopy Phổ hồng ngoại MB Methylene Blue Xanh metylen MO Methylene Orange Metyl da cam PANi Polyaniline Polyanilin PANi/xenlulozơ Polyaniline/xenlulozơ Polyaniline ghép xenlulozơ SDS Sodium dodecyl sulfate Natri dodexyl sulfat SEM Scanning Electron Microscope Kính hiển vi điện tử quét UV – VIS Ultraviolet-Visible Khổ tử ngoại – khả kiến DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Phân loại số thuốc nhuộm Bảng 1.2 Độ dẫn điện PANi số môi trường axit Bảng 1.3 Thành phần hóa học có bã mía 11 Bảng 2.1 Hóa chất sử dụng thí nghiệm 22 Bảng 2.2 Mối tương quan RL dạng mơ hình 32 Bảng 3.1 Hiệu suất tổng hợp PANi/Xenlulozơ 38 Bảng 3.2 Đặc trưng tần số nhóm chức Xenlulozơ PANi/Xenlulozơ 40 Bảng 3.3 Khả hấp phụ PANi/Xenlulozơ Xenlulozơ MB giá trị pH khác 42 Bảng 3.4 Nồng độ ban đầu nồng độ lúc cân dung dịch MB, khả hấp phụ PANi/Xenlulozơ 44 Bảng 3.5 Các thơng số mơ hình hấp phụ đẳng nhiệt Freundlich mẫu PANi/Xenlulozơ 45 Bảng 3.6 Các giá trị thơng số mơ hình hấp phụ Langmuir PANi/xenlulozơ 47 Bảng 3.7 Khả hấp phụ PANi/Xenlulozơ xenlulozơ MO giá trị pH khác 47 Bảng 3.8 Nồng độ ban đầu nồng độ lúc cân dung dịch MO, hấp phụ lực PANi/Xenlulozơ 49 Bảng 3.9 Các thơng số mơ hình hấp phụ đẳng nhiệt Freundlich mẫu PANi/Xenlulozơ 50 Bảng 3.10 Các giá trị thơng số mơ hình hấp phụ Langmuir PANi/xenlulozơ 50 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Cấu trúc phân tử anilin Hình 1.2 Các trạng thái tồn polyaniline Hình 1.3 Sơ đồ tổng hợp polynailin từ anilin (NH4)2S2O8 Hình 1.4 Sơ đồ phụ thuộc độ dẫn điện PANi theo pH Hình 1.5 Cấu trúc bã mía 10 Hình 1.6 Cấu trúc phân tử xenlulozơ 11 Hình 1.7 Cấu trúc khơng đồng phân tử xenlulozơ 12 Hình 1.8 Cấu trúc hóa học hợp chất Hemixenlulozơ 13 Hình 1.9 Cấu trúc hóa học lignin 14 Hình 1.10 Phản ứng este hóa xenluozo citric 16 Hình 1.11 Cơ chế trùng hợp PANi/xenlulozơ 21 Hình 2.1 Sơ đồ quy trình tách xenlulozơ từ bã mía 24 Hình 2.2 Sơ đồ tổng hợp PANi từ anilin theo phương pháp hóa học 26 Hình 2.3 Sơ đồ tổng hợp PANi/xenlulozơ 26 Hình 2.4 Thiết bị phổ hồng ngoại FT 4600 JASCO 28 Hình 2.5 Sơ đồ nguyên lý làm việc kính hiển vi điện tử quét 29 Hình 2.6 Thiết bị chụp SEM JSM-T200 29 Hình 2.7 Đường hấp phụ đằng nhiệt 31 Hình 2.8 Sự phụ thuộc C/q vào C 31 Hình 2.9 Đường hấp phụ đẳng nhiệt Freundlich (bên trái), đồ thị để tìm số phương trình Freundlich (bên phải) 33 Hình 3.1 Phổ FT – IR xenlulozơ tinh chế từ bã mía 35 Hình 3.2 Phổ FT – IR bã mía 36 Hình 3.3 Hình ảnh đo SEM xenlulozơ 36 Hình 3.4 Phổ FT – IR mẫu PANi/Xenlulozơ 40 Hình 3.5 Đề xuất chế trùng hợp anilin với có mặt xenlulozơ APS 41 Hình 3.6 Hình ảnh SEM xenlulozơ (a) PANi/Xenlulozơ (b) 42 Hình 3.7 Đồ thị khả hấp phụ MB so với pH 44 Hình 3.8 Đồ thị cho hấp phụ PANi/Xenlulozơ MB 45 Hình 3.9 Đồ thị cho hấp phụ PANi/xenlulozơ MB 46 Hình 3.10 Đồ thị khả hấp phụ MO so với pH 48 Hình 3.11 Đồ thị cho hấp phụ PANi/Xenlulozơ MO 49 Hình 3.12 Đồ thị cho hấp phụ PANi/Xenlulozơ MO 50 Hình 3.13 Biểu đồ khả hấp phụ so với khả hấp phụ pH 51 pic xenlulozơ ban đầu coi tương tác che lấp lẫn số nhóm chức Hiện tượng gợi ý thay đổi cấu trúc xenlulozơ Điều đáng ý tín hiệu đặc trưng PANi tìm thấy Từ đó, ta kết luận tổng hợp thành công PANi kết hợp với xenlulozơ phương pháp hóa học Trên sở phổ hồng ngoại vật liệu PANi/Xenlulozơ, thấy pic đặc trưng cho nhóm – OH suy giảm mạnh cường độ so với vật liệu gốc xenlulozơ ban đầu liên kết hydro N PANi nhóm OH xenlulozơ Hình 3.5 Đề xuất chế trùng hợp anilin với có mặt xenlulozơ APS 3.2.2.2 Phân tích hình ảnh SEM mẫu PANi/Xenlulozơ 41 Hình 3.6 Hình ảnh SEM xenlulozơ (a) PANi/Xenlulozơ (b) Trong hình 3.6a, ta thấy rõ hình dạng sợi xenlulozơ Sau biến đổi thông qua phản ứng trùng hợp anilin, hạt PANi tìm thấy Hơn nữa, chiều rộng sợi PANi/Xenlulozơ lớn chiều rộng xenlulozơ Điều đề xuất PANi bao phủ bề mặt sợi xenlulozơ Hạt PANi sợi xenlulo phủ PANi cung cấp vị trí hoạt động cho q trình hấp phụ thuốc nhuộm 3.3 Khảo sát khả hấp phụ chất màu vật liệu Độ pH đóng vai trị quan trọng hấp phụ chất hấp phụ Độ pH dung dịch chất màu không ảnh hưởng đến điện tích bề mặt chất hấp phụ, tức xenlulozơ PANi/Xenlulozơ, mà ảnh hưởng đến mức độ ion hóa chất màu Trong nghiên cứu này, ảnh hưởng pH đến hấp phụ thuốc nhuộm cation thuốc nhuộm anion nghiên cứu 3.3.1 Sự hấp phụ thuốc nhuộm cation Trong nghiên cứu này, chất hấp phụ, tức xenlulozơ PANi/Xenlulozơ thêm vào dung dịch MB 1,5 mmol / L a) Ảnh hưởng pH đến hấp phụ Bảng 3.3 Khả hấp phụ PANi/Xenlulozơ Xenlulozơ MB giá trị pH khác Độ pH Khả hấp phụ PANi/Xenlulozơ (mmol / g) Khả hấp phụ xenlulozơ (mmol / g) 0,19 ± 0,02 0,23 ± 0,03 0,19 ± 0,01 0,23 ± 0,02 42 0,20 ± 0,02 0,23 ± 0,01 0,35 ± 0,04 0,22 ± 0,01 0,87 ± 0,01 0,20 ± 0,01 1,30 ± 0,04 0,20 ± 0,02 1,21 ± 0,02 0,19 ± 0,00 10 1,05 ± 0,05 0,19 ± 0,01 Bảng 3.3 cho thấy mối quan hệ pH khả hấp phụ xenlulozơ PANi/Xenlulozơ MB Người ta thấy PANi/Xenlulozơ thể hiệu suất hấp phụ vượt trội mơi trường có pH cao Nó đạt khả hấp phụ tối đa MB pH Ở pH bản, PAni xuất dạng bazơ khơng mang điện tích MB phân ly môi trường nước sau: Thông qua lực hút tĩnh điện nguyên tử nitơ có mật độ điện tích âm PANi/Xenlulozơ cation thuốc nhuộm, trình hấp phụ xảy Tuy nhiên, người ta lưu ý môi trường bazơ mạnh làm giảm khả hấp phụ PANi/Xenlulozơ Điều giải thích nồng độ OH- cao, tương tác tĩnh điện cation thuốc nhuộm anion hydroxyl (OH- ) xảy ra, dẫn đến mật độ điện tích dương cation thuốc nhuộm nhỏ Mặt khác, PAni mơi trường axit dạng muối mang điện tích dương Do đó, khó hấp phụ cation nhuộm MB lực đẩy tĩnh điện Trong nghiên cứu này, pH tối ưu cho hấp phụ PANi/Xenlulozơ MB pH = 43 Hình 3.7 Đồ thị khả hấp phụ MB so với pH: ● Khả hấp phụ xenlulozơ, ▲ khả hấp phụ PANi/Xenlulozơ b) Phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Freundlich Langmuir Để nghiên cứu đẳng nhiệt hấp phụ cân PANi/Xenlulozơ, mơ hình Langmuir Freundlich sử dụng Các dung dịch MB với nồng độ ban đầu khác đưa vào thí nghiệm hấp phụ với PANi/Xenlulozơ Nồng độ trạng thái cân đo, sau tính khả hấp phụ Bảng 3.4 cho thấy nồng độ ban đầu nồng độ lúc cân dung dịch MB, khả hấp phụ PANi/Xenlulozơ pH = Bảng 3.4 Nồng độ ban đầu nồng độ lúc cân dung dịch MB, khả hấp phụ PANi/Xenlulozơ Nồng độ ban đầu (Co , mmol / L) Nồng độ trạng thái cân (Ce , mmol / L) Khả hấp phụ (a, mmol / g) 1,20 0,08 1,12 1,50 0,20 1,30 1,90 0,51 1,39 2,30 0,77 1,53 (*) Phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Freundlich Phương trình đường đẳng nhiệt hấp phụ Freundlich là: 𝑙𝑛𝑎 = 𝑙𝑛𝐾𝐹 + 44 𝑙𝑛𝐶𝑒 𝑛 Trong đó:  a (mmol / g) khả hấp phụ PANi/Xenlulozơ  Ce (mmol / L) nồng độ chất tạo màu trạng thái cân bằng;  KF n số đẳng nhiệt Freundlich Thí nghiệm tiến hành điều kiện nhiệt độ phịng t = 25°C, mơi trường trung tính mốc thời gian t = 240 phút Để tiến hành thí nghiệm, dùng 0,1g vật liệu cần nghiên cứu PANi/xenlulozơ 100ml dung dịch Xanh metylen nồng độ C0 từ 100mg/l đến 1000mg/l Hình 3.8 Đồ thị cho hấp phụ PANi/Xenlulozơ MB: (a) Mơ hình Freudlich Đồ thị biểu diễn mơ hình hấp phụ đẳng nhiệt Freundlich vật liệụ hấp phụ PANi/Xenlulozơ dạng: 𝑙𝑛𝑎 = 𝑙𝑛𝐾𝐹 + 𝑙𝑛𝐶𝑒 𝑛 Dựa vào phương tình xác định thơng số liên quan đến mơ hình đẳng nhiệt Freundlich kết thể Bảng 3.5 Bảng 3.5 Các thơng số mơ hình hấp phụ đẳng nhiệt Freundlich mẫu PANi/Xenlulozơ Phương trình dạng tuyến tính R2 n KF y = 0,1276x + 0,4443 0,9675 7,837 1,559 45 Ta thấy xử lý số liệu theo hấp phụ Freudlich, hệ số hồi quy R2 đạt 0,9675 Như thấy mơ hình hấp phụ Freudlich khơng hoàn toàn phù hợp cho hấp phụ xanh metilen lên PANi/xenlulozơ (*) Phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir Phương trình đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir là: 𝐶𝑒 𝑎 = 𝐾𝐿 𝑎𝑚 + 𝐶 𝑎𝑚 Trong đó:  a (mmol / g) khả hấp phụ PANi/xenlulozơ  Ce (mmol / L) nồng độ chất tạo màu trạng thái cân bằng;  KL (L / mmol) m (mmol / g) số đẳng nhiệt Langmuir cân hấp phụ phạm vi khả hấp phụ Thí nghiệm tiến hành điều kiện nhiệt độ phịng t = 25°C, mơi trường trung tính mốc thời gian t = 240 phút Để tiến hành thí nghiệm, dùng 0,1g vật liệu cần nghiên cứu PANi/xenlulozơ 100ml dung dịch Xanh metylen nồng độ C0 từ 100mg/l đến 1000mg/l Hình 3.9 Đồ thị cho hấp phụ PANi/xenlulozơ MB: Mô hình Langmuir Đồ thị biểu diễn mơ hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir vật liệụ hấp phụ PANi/Xenlulozơ dạng: 46 𝐶𝑒 𝑎 = 𝐾𝐿 𝑎𝑚 + 𝐶 𝑎𝑚 Từ xác định thơng số liên quan đến mơ hình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir kết thể Bảng 3.6 Bảng 3.6 Các giá trị thơng số mơ hình hấp phụ Langmuir PANi/xenlulozơ Phương trình dạng tuyến tính R2 y = 0,6319x + 0,0274 0,9961 Dựa vào thông số mơ hình đẳng nhiệt Langmuir Bảng 3.6 ta thấy: 1/qe 1/Ce có phụ thuộc tuyến tính tốt, hệ số hồi quy R2 = 0,9961 tương đối gần với Như vậy, coi trình vật liệu hấp phụ xanh metilen hấp phụ đơn lớp theo Langmuir 3.3.2 Sự hấp phụ thuốc nhuộm anion Trong nghiên cứu này, chất hấp phụ, tức xenlulozơ PANi/Xenlulozơ thêm vào dung dịch MO 0,8 mmol / L a) Ảnh hưởng pH đến hấp phụ Bảng 3.7 Khả hấp phụ PANi/Xenlulozơ xenlulozơ MO giá trị pH khác Độ pH Khả hấp phụ PANi/Xenlulozơ (mmol / g) Khả hấp phụ xenlulozơ (mmol / g) 0,58 ± 0,02 0,15 ± 0,01 0,63 ± 0,02 0,15 ± 0,00 0,50 ± 0,00 0,14 ± 0,02 0,16 ± 0,01 0,14 ± 0,01 0,15 ± 0,02 0,14 ± 0,01 0,11 ± 0,00 0,13 ± 0,01 47 0,10 ± 0,01 0,13 ± 0,00 10 0,10 ± 0,00 0,12 ± 0,00 Bảng 3.7 cho thấy mối quan hệ pH khả hấp phụ xenlulozơ PANi/Xenlulozơ M) Người ta thấy hiệu suất hấp phụ PANi/Xenlulozơ môi trường axit vượt trội so với xenlulozơ Kết giải thích dựa đặc tính PANi/Xenlulozơ MO Trong mơi trường axit, PANi xuất dạng muối với nguyên tử nitơ tích điện dương, MO phân ly môi trường nước sau: Lực hút tĩnh điện điện tích dương nguyên tử nitơ Cel-g-PAni anion thuốc nhuộm gây tượng hấp phụ Tuy nhiên, pH thấp, ví dụ pH = 3, nguyên tử nitơ MO proton hóa, tạo thành điện tích dương MO Do đó, xảy lực đẩy tĩnh điện chất hấp phụ MO chất hấp phụ PANi/Xenlulozơ Do đó, pH thấp, khả hấp phụ PANi/Xenlulozơ MO giảm Khi so sánh khả hấp phụ PANi/Xenlulozơ MB MO pH tối ưu, người ta thấy khả hấp phụ MB cao khả hấp phụ MO Hiện tượng liên quan đến đặc điểm bề mặt PANi/Xenlulozơ Mật độ điện tích âm PANi/Xenlulozơ pH có lẽ cao mật độ điện tích dương PANi/Xenlulozơ pH axit Hình 3.10 Đồ thị khả hấp phụ MO so với pH: ■ Khả hấp phụ xenlulozơ, ♦ khả hấp phụ PANi/Xenlulozơ b) Phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Freundlich Langmuir Để nghiên cứu đẳng nhiệt hấp phụ cân PANi/Xenlulozơ, mơ hình Langmuir Freundlich sử dụng Các dung dịch MO với nồng độ ban 48 đầu khác đưa vào thí nghiệm hấp phụ với PANi/Xenlulozơ Nồng độ trạng thái cân đo, sau tính khả hấp phụ Bảng 3.8 cho thấy nồng độ ban đầu nồng độ lúc cân dung dịch MB, khả hấp phụ PANi/Xenlulozơ pH = Bảng 3.8 Nồng độ ban đầu nồng độ lúc cân dung dịch MO, hấp phụ lực PANi/Xenlulozơ Nồng độ ban đầu (Co , mmol / L) Nồng độ trạng thái cân (Ce , mmol / L) Khả hấp phụ (a, mmol / g) 0,50 0,04 0,46 0,80 0,17 0,63 1.10 0,40 0,70 1,40 0,68 0,72 (*) Phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Freundlich Hình 3.11 Đồ thị cho hấp phụ PANi/Xenlulozơ MO: Mơ hình Freudlich Dựa vào phương tình xác định thơng số liên quan đến mơ hình đẳng nhiệt Freundlich kết thể Bảng 3.9 49 Bảng 3.9 Các thông số mơ hình hấp phụ đẳng nhiệt Freundlich mẫu PANi/Xenlulozơ Phương trình dạng tuyến tính R2 n KF y = 0,1624x - 0,2254 0,9576 6,158 0,798 Ta thấy xử lý số liệu theo hấp phụ Freudlich, hệ số hồi quy R2 đạt 0,9576 Như thấy mơ hình hấp phụ Freudlich khơng hồn tồn phù hợp cho hấp phụ metyl da cam lên PAni/xenlulozơ (*) Phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir Hình 3.12 Đồ thị cho hấp phụ PANi/Xenlulozơ MO: Mơ hình Langmuir Dựa vào phương trình xác định thơng số liên quan đến mơ hình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir kết thể Bảng 3.10 Bảng 3.1 Các giá trị thông số mơ hình hấp phụ Langmuir PANi/xenlulozơ Phương trình dạng tuyến tính R2 y = 1.3349x + 0,0377 0,9999 50 Dựa vào thơng số mơ hình đẳng nhiệt Langmuir Bảng 3.10 ta thấy: 1/qe 1/Ce có phụ thuộc tuyến tính tốt, hệ số hồi quy R2 = 0,9999 gần với Kết cho thấy hấp phụ PANi/Xenlulozơ MO phù hợp với mơ hình Langmuir Chứng tỏ PANi/Xenlulozơ có vị trí hấp phụ đồng MO bề mặt 3.3.3 Sự hấp phụ đồng thời thuốc nhuộm cation anion Trong thực tế, nước thải nhuộm chứa thuốc nhuộm cation anion Do đó, chúng tơi nghiên cứu hấp phụ PANi/Xenlulozơ hỗn hợp thuốc nhuộm anion cation Trong nghiên cứu này, PANi/Xenlulozơ thêm vào dung dịch MB 1,5 mmol / L MO 0,8 mmol / L Khả hấp phụ PANi/Xenlulozơ chất màu pH khác minh họa Hình 3.12 Điều thú vị khả hấp phụ MB có MO giống với MB khơng có MO Tương tự vậy, khả hấp phụ MO có MB giống với khả hấp phụ MO khơng có MB Nói cách khác, hấp phụ PANi/Xenlulozơ MB MO độc lập Sự hấp phụ thuốc nhuộm cation anion khơng ảnh hưởng lẫn Do đó, PANi/Xenlulozơ chất hấp phụ hiệu cho hỗn hợp thuốc nhuộm anion cation thực tế Hình 3.13 Biểu đồ khả hấp phụ so với khả hấp phụ pH: ▲ MB PANi/Xenlulozơ ■ Khả hấp phụ MO PANi/xenlulozơ 51 KẾT LUẬN Đã tìm điều kiện tối ưu để tổng hợp vật liệu PANi/Xenlulozơ với hiệu suất cao điều kiện SDS 2% mol Aps/Kg anilin, 1g xenlulozơ, pH = 4, phản ứng giữ nhiệt độ 10 – 15°C, thực 7h Thực phản tổng hợp Polyanilin có mặt xenlulozơ tạo vật liệu hấp phụ chất màu dệt nhuộm Đã khảo sát đánh giá khả hấp phụ vật liệu PANi/xenlulozơ với chất màu xanh metylen, kết cho thấy trình hấp phụ vật liệu q trình hóa học phù hợp với mơ hình hấp phụ đơn lớp Langmuir 52 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] B M Quý, "Nghiên cứu tổng hợp compozit PANi phụ phẩm nông nghiệp để xử lý kim loại nặng Pb (II), Cr (VI) Cd (II)," Luận án Tiến sĩ Hóa học, Viện Hóa học, 2015 [2] Z A Boeva and V G Sergeyev, "Polyaniline: Synthesis, properties, and application," Polymer Science Series C, vol 56, no 1, pp 144-153, 2014 [3] E Artukovic, M Kaempgen, D Hecht, S Roth, and G Grüner, "Transparent and flexible carbon nanotube transistors," Nano letters, vol 5, no 4, pp 757-760, 2005 [4] N S Sariciftci, A Heeger, and H Nalwa, "Handbook of organic conductive molecules and polymers," John Wiley and Sons Ltd, vol 1, p 414, 1997 [5] D Borole, U Kapadi, P Kumbhar, and D Hundiwale, "Influence of inorganic and organic supporting electrolytes on the electrochemical synthesis of polyaniline, poly (o-toluidine) and their copolymer thin films," Materials Letters, vol 56, no 5, pp 685-691, 2002 [6] H Lee, S B A Hamid, and S Zain, "Conversion of lignocellulosic biomass to nanocellulose: structure and chemical process," The Scientific World Journal, vol 2014, 2014 [7] L P Ramos, "The chemistry involved in the steam treatment of lignocellulosic materials," Química Nova, vol 26, no 6, pp 863-871, 2003 [8] P T Quân, L T Hưng, L M Tâm, and N X Thơm, "Nghiên cứu khả hấp phụ trao đổi ion xơ dừa vỏ trấu biến tính," Tạp chí Phát triển Khoa học Công nghệ, vol 11, no 8, pp 5-12, 2008 [9] D W O’Connell, C Birkinshaw, and T F O’Dwyer, "Heavy metal adsorbents prepared from the modification of cellulose: A review," Bioresource technology, vol 99, no 15, pp 6709-6724, 2008 [10] C G Yoo, "Pretreatment and fractionation of lignocellulosic biomass for production of biofuel and value-added products," 2012 [11] K I B Soh, "Graft copolymerization of methyl methacrylate onto rice husk," Bachelor of Chemical Engineering thesis, Universiti Malaysia Pahang, 2010 [12] N Nagarani, H Vahitha,A.K Kumaraguru, Comparative studies on the removal of textile effluents by various eco-friendly adsorbent strategies, Toxicological & Environmental Chemistry (2012) 94, 1259-1271, DOI: 10.1080/02772248.2012.702860 53 [13] E.H Ezechi, S.R.M Kutty, A Malakahmad, M.H Isa, Characterization and optimization of effluent dye removal using a new low cost adsorbent: Equilibrium, kinetics and thermodynamic study, Process Safety and Environmental Protection (2015) 98, 16 – 32 DOI: 10.1016/j.psep.2015.06.006 [14] A.H Jawad, R.A Rashid, R.M.A Mahmuod, M.A.M Ishak, N.N Kasim, K.Ismail, Adsorption of methylene blue onto coconut (Cocos nucifera) leaf: optimization, isotherm and kinetic studies, Desalination Water Treatment (2015) 57, – 15 DOI: 10.1080/19443994.2015.1026282 [15] A.H Jawad, A.M Kadhum, Y.S Ngoh, Application of dragon fruit (Hylocereus polyrhizus) peels as low-cost biosorbent for adsorption of methylene blue from aqueous solution: kinetics, equilibrium and thermodynamics studies Desalination Water Treatment (2018) 109, 231–240 DOI: 10.5004/dwt.2018.21976 [16] D.W O’Connell, C Birkinshaw, T F O’Dwyer, Heavy metal adsorbents prepared from the modification of cellulose: A review, Bioresource technology (2008) 99, 15, 6709-6724, 2008 DOI: 10.1016/j.biortech.2008.01.036 [17] V Janaki et al., "Starch/polyaniline nanocomposite for enhanced removal of reactive dyes from synthetic effluent," Carbohydrate polymers, vol 90, no 4, pp 1437-1444, 2012 [18] B.-J Kim, S.-G Oh, M.-G Han, and S.-S Im, "Synthesis and characterization of polyaniline nanoparticles in SDS micellar solutions," Synthetic Metals, vol 122, no 2, pp 297-304, 2001 [19] S.-J Tang et al., "Polymerization of aniline under various concentrations of APS and HCl," Polymer journal, vol 43, no 8, p 667, 2011 [20] H N Trần, K L Lê, and N T Lâm, "Các phương pháp quang phổ ứng dụng theo dõi điều chế đánh giá chất lượng vật liệu quang học lai vô cơhữu (Ormosil)," 2007 [21] N K Jangid, N P S Chauhan, and P B Punjabi, "Preparation and characterization of polyanilines bearing rhodamine 6-G and Azure B as pendant groups," Journal of Macromolecular Science, Part A, vol 52, no 2, pp 95-104, 2015 [22] R L Oliveira et al., "Synthesis and characterization of methylcellulose produced from bacterial cellulose under heterogeneous condition," Journal of the Brazilian Chemical Society, vol 26, no 9, pp 1861-1870, 2015 54 PHỤ LỤC: CƠNG TRÌNH CƠNG BỐ CƠNG TRÌNH CƠNG BỐ CĨ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN VĂN Thu Ha Nguyen, Manh Trung Nguyen, Bich Hien Vuong, Trong Huyen Le “Cellulose grafted with polyaniline for simultaneous adsorption of cationic and anionic dyes in wastewater efuent” https://doi.org/10.1007/s10570-022-04748-7 55 ... nhiên xenlulozơ Đề tài ? ?Nghiên cứu chế tạo vật liệu xử lí nước thải dệt nhuộm sở biến tính xenlulozơ từ xơ sợi tự nhiên? ?? gồm nội dung nghiên cứu sau: - Tinh chế xenlulozơ từ bã mía khơ - Trùng... lên mạch xenlulozơ biến tính sau tinh chế từ bã mía để tạo vật liệu có khả xử lý nguồn nước thải dệt nhuộm Mục đích đề tài Chế tạo vật liệu có khả xử lý chất màu có nước thải dệt nhuộm từ xenlulozơ. ..ĐỀ TÀI LUẬN VĂN Nghiên cứu chế tạo vật liệu xử lí nước thải dệt nhuộm sở biến tính xenlulozơ từ xơ sợi tự nhiên Giáo viên hướng dẫn Ký ghi rõ họ tên LỜI CẢM