Hcmute nghiên cứu loại bỏ kim loại nặng, độc trong dung dịch lỏng sử dụng vật liệu hấp phụ từ nguồn phế thải thủy sản

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG NGHIÊN CỨU LOẠI BỎ KIM LOẠI NẶNG, ĐỘC TRONG DUNG DỊCH LỎNG SỬ DỤNG VẬT LIỆU HẤP THỤ TỪ NGUỒN PHẾ THẢI THỦY SẢN S K C 0 9 MÃ SỐ: T2014-49TĐ S KC 0 Tp Hồ Chí Minh, 2014 Luan van TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CNHH&TP BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG TRỌNG ĐIỂM Nghiên cứu loại bỏ kim loại nặng, độc dung dịch lỏng sử dụng vật liệu hấp phụ từ nguồn phế thải thủy sản Mã số: T2014-49TĐ Chủ nhiệm đề tài:TS Hồ Thị Yêu Ly TP HCM, 11/2014 Luan van MỤC LỤC Trang Mục lục ii Danh mục hình ảnh .iv Danh mục sơ đồ v Danh mục bảng biểu vi Danh mục phụ lục vii Danh mục chữ viết tắt viii Thông tin kết nghiên cứu .ix MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT I CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHỨA KIM LOẠI NẶNG 1.1 Phương pháp hấp phụ 1.2 Phương pháp điện hóa 1.3 Phương pháp trao đổi ion 1.4 Phương pháp kết tủa 1.5 Phương pháp keo tụ 1.6 Xử lý kim loại nặng phương pháp sinh học II LÝ THUYẾT VỀ HẤP PHỤ 10 2.1 Hấp phụ vật lý hấp phụ hoá học 11 2.2 Hấp phụ gián đoạn 12 2.3 Động học hấp phụ 13 2.4 Đẳng nhiệt hấp phụ 14 2.5 Nhiệt động học hấp phụ 19 III TỔNG QUANG VỀ CHITOSAN 20 3.1 Cấu trúc chitin, chitosan 20 3.2 Quy trình sản xuất chitosan 22 3.3 Tính chất lý – hóa học chitosan 24 3.4 Sự khâu mạng chitosan 26 3.5 Một số dẫn xuất chitin chitosan 29 i Luan van 3.6 Ứng dụng chitin/chitosan dẫn xuất 30 CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM 33 2.1 HÓA CHẤT, THIẾT BỊ VÀ PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH 33 2.1.1 Hóa chất thiết bị 33 2.1.2 Phương pháp phân tích 33 2.2 VẬT LIỆU HẤP PHỤ 34 2.3 NGHIÊN CÚU HẤP PHỤ GIÁN ĐOẠN 35 2.4 NGHIÊN CỨU HẤP PHỤ Zn(II) LÊN CTSK-CT BẰNG QHTN BOXBEHNKEN DESIGN (BBD) CỦA PHƯƠNG PHÁP ĐÁP ỨNG BỀ MẶT (RMS) 36 2.5 XÁC ĐỊNH HIỆU SUẤT TÁCH LOẠI Zn(II) TRONG MỘT SỐ MẪU NƯỚC THẢI 38 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 40 3.1 NGHIÊN CỨU HẤP PHỤ GIÁN ĐOẠN Zn(II) BẰNG CTSK-CT 40 3.1.1 Ảnh hưởng pH 40 3.1.2 Ảnh hưởng thời gian tiếp xúc 41 3.1.3 Ảnh hưởng liều lượng chất hấp phụ 43 3.1.4 Ảnh hưởng có mặt ion kim loại đến trình hấp phụ 43 3.1.5 Ảnh hưởng nhiệt độ 44 3.1.6 Ảnh hưởng nồng độ ion kim loại ban đầu 47 3.1.7 Nghiên cứu động học hấp phụ 47 3.1.8 Nghiên cứu cân hấp phụ 48 3.2 NGHIÊN CỨU HẤP PHỤ Zn(II) LÊN CTSK-CT BẰNG QHTN BOX- BEHNKEN DESIGN (BBD) CỦA PHƯƠNG PHÁP ĐÁP ỨNG BỀ MẶT (RMS) 49 3.3 KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH LƯỢNG VẾT Zn(II) TRONG MỘT SỐ MẪU NƯỚC 56 3.4 KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH HIỆU SUẤT TÁCH LOẠI Zn(II) TRONG MẪU NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP 57 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO 60 ii Luan van DANH MỤC HÌNH ẢNH Trang Hình 1.1 Cơng thức cấu tạo chitin, chitosan 20 Hình 1.2 Sự xếp mạch polymer ba dạng chitin 21 Hình 1.3 Cơng thức cấu tạo chitin chitosan 22 Hình 1.4 Ảnh chụp chitosan, chitin vỏ tôm, cua 22 Hình 1.5 Một số dẫn xuất chitin, chitosan 30 Hình 2.1 Đường chuẩn xác định Zn(II) 34 Hình 3.1 Ảnh hưởng pH 41 Hình 3.2 Ảnh hưởng thời gian tiếp xúc 42 Hình 3.3 Ảnh hưởng liều lượng 43 Hình 3.4 Ảnh hưởng ion KL khác đến khả hấp phụ Zn(II) 44 Hình 3.5 Đẳng nhiệt phi tuyến hấp phụ theo LM Zn(II) nhiệt độ khác 46 Hình 3.6 Ảnh hưởng nồng độ Zn(II) ban đầu 47 Hình 3.7 Động học giả bậc (A) bậc hai (B) QTHP Zn(II) lên CTSK-CT 48 Hình 3.8 Đồ thị phương trình đẳng nhiệt phi tuyến hấp phụ Zn(II) 50 Hình 3.9 Đồ thị đường mức biểu diễn ảnh hưởng pH nồng độ ban đầu đến hiệu suất hấp phụ Zn(II) 55 Hình 3.10 Đồ thị đường mức biểu diễn ảnh hưởng pH nhiệt độ đến hiệu suất hấp phụ Zn(II) 55 Hình 3.11 Đồ thị đường mức biểu diễn ảnh hưởng pH thời gian ban đầu đến hiệu suất hấp phụ Zn(II) 55 Hình 3.12 Đồ thị đường mức biểu diễn ảnh hưởng nhiệt độ thời gian đến hiệu suất hấp phụ Zn(II) 55 iii Luan van DANH MỤC SƠ ĐỒ Sơ đồ 1.1 Quy trình sản xuất chitosan từ vỏ tơm 23 Sơ đồ 1.2 Quy trình điều chế chitosan khâu mạch 28 Sơ đồ 1.3 Phản ứng khâu mạch chitosan glutaraldehyde 29 Sơ đồ 2.1 Quy trình điều chế chitosan khâu mạch gắn acid citric 35 Sơ đồ 2.2 Quy trình nghiên cứu hấp phụ gián đoạn ion kim loại 36 Sơ đồ 2.3 Quy trình hấp phụ làm giàu Zn(II) mẫu nước 39 iv Luan van DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Một số thông số đặc trưng chitin chitosan 24 Bảng 2.1 Kết xây dựng đường chuẩn xác định Zn(II) 34 Bảng 2.2 Các Các mức tiến hành thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng yếu tố đến trình hấp phụ CTSK-CT Zn(II) 37 Bảng 3.1 Các số liệ đầu vào nghiên cứu ảnh hưởng pH 40 Bảng 3.2 Kết khảo sát ảnh hưởng pH đến trình hấp phụ Zn(II) 40 Bảng 3.3 Các số liệ đầu vào nghiên cứu ảnh hưởng thời gian tiếp xúc 41 Bảng 3.4 Kết nghiên cứu ảnh hưởng thời gian tiếp xúc 42 Bảng 3.5 Ảnh hưởng liều lượng CTSK-CT đến hiệu suất hấp phụ ion Zn(II) 43 Bảng 3.6 Ảnh hưởng ion Cu(II), Pb(II), Cd(II) đến hiệu suất hấp phụ Zn(II) lên CTSK-CT 44 Bảng 3.7 Ảnh hưởng nhiệt độ đến thông số cân hấp phụ Zn(II) 45 Bảng 3.8 Các số LM thông số nhiệt động QTHP Zn(II) lên CTSK-CT 45 Bảng 3.9 Các số Freundlich Temkin QTHP Zn(II) lên CTSK-CT 46 Bảng 3.10 Kết nghiên cứu ảnh hưởng nồng độ Zn(II) ban đầu 47 Bảng 3.11 Kết khảo sát động học hấp phụ Zn(II) CTSK–CT 48 Bảng 3.12 Các tham số động học QTHP Zn(II) CTSK-CT 49 Bảng 3.13 Kết NC đẳng nhiệt HP Zn(II) giá trị qe tính tốn theo mơ hình (qe,cal) 50 Bảng 3.14 Các tham số đẳng nhiệt hấp phụ Zn(II) CTSK-CT 50 Bảng 3.15 Các bố trí thí nghiệm KNHP CTSK-CT Zn(II) 53 Bảng 3.16 Các hệ số hồi quy giá trị T, P tương ứng QTHP Zn(II) 54 Bảng 3.17 Phân tích phương sai QTHP Zn(II) 54 Bảng 3.18 Các giá trị tối ưu hóa thơng số trình hấp phụ 55 Bảng 3.19 Kết xác định nồng độ Zn(II) mẫu nước 56 Bảng 3.20 Kết xác định hiệu suất tách loại Zn(II) mẫu nước thải 57 v Luan van DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU Chữ viết tắt Tên gọi ANOVA Phân tích phương sai C0 Nồng độ đầu CTS Chitosan CTSK Chitosan khâu mạch CTSK-CT Chitosan khâu mạch gắn axit citric FL Freundlich HS Hiệu suất KL Kim loại KNHP Khả hấp phụ LM Langmuir m Khối lượng PT Phương trình QHTN Quy hoạch thực nghiệm RMSE The residual root mean squared error (sai số dư) R-P Redlich-Peterson STT Số thứ tự TG Thời gian NĐ Nồng độ ĐHHP Động học hấp phụ χ2 Chi bình phương vi Luan van TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Khoa CNHH & TP CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc Tp HCM, Ngày 28 tháng 11năm 2013 THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Thông tin chung: - Tên đề tài: “Nghiên cứu loại bỏ kim loại nặng, độc dung dịch lỏng sử dụng vật liệu hấp phụ từ nguồn phế thải thủy sản” - Mã số: T2014 – 49TĐ - Chủ nhiệm: TS Hồ Thị Yêu Ly - Cơ quan chủ trì: trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP HCM - Thời gian thực hiện: tháng 3/2014 đến tháng 12/2014) Mục tiêu: Sử dụng chitosan biến tính để loại loại bỏ ion Zn(II) môi trường nước bị ô nhiễm Tính sáng tạo: - Đã xác định đặc tính hấp phụ chitosan biến tính Zn(II) dung dịch - Sử dụng vật liệu chitosan biến tinh chất hấp phụ để loại bỏ ion Zn(II) môi trường nước bị ô nhiễm làm giàu lượng vết Zn(II) dung dịch lỏng ứng dụng cho phân tích cực phổ Kết nghiên cứu: Đã nghiên cứu đầy đủ tham số ảnh hưởng đến trình hấp phụ Zn(II) chitosan biến tính Nghiên cứu xác định ảnh hưởng tham số pH, nồng độ ion kim loại, thời gian tiếp xúc nhiệt độ thực theo hai cách, nghiên cứu theo phương pháp cổ điển (ảnh hưởng riêng lẽ tham số) quy hoạch thực nghiệm Box-Behken (BBD) phương pháp đáp ứng bề mặt (Surface Response Methodology – SRM) Nghiên cứu theo phương pháp QHTN BoxBehken xác định ảnh hưởng kết hợp tham số đến hiệu suất hấp phụ Nghiên cứu động học hấp phụ tuân theo động học giả bậc hai Nghiên cứu đẳng nhiệt hấp phụ cho thấy trình hấp phụ tn theo mơ hình Langmuir, Freundlich, Temkin Redlich-Peterson Khả hấp phụ cực đại chitosan biến tính đối Zn(II) 82,5 mg/g Đã xác định nồng độ lượng vết Zn(II) số mẫu nước cách hấp phụ làm giàu qua cột nhồi chitosan biến tính Đã xác định hiệu suất tách loại Zn(II) số mẫu nước thải Kết cho thấy, hiệu suất tách loại ion kim loại môi trường nước thải đạt cao 99% Từ kết nghiên cứu đạt cho thấy sử dụng vật liệu CTSK-CT để loại bỏ ion kim loại Zn(II) khỏi môi trường nước bị ô nhiễm Sản phẩm: Kết nghiên cứu cơng bố tạp chí Hóa học “Adsorption equilibrium studies of Zinc(II) by modified chitosan flakes” Vol 51(3AB), 2013, pp.62-66 vii Luan van “Adsorption Zinc(II) on to modified chitosan: Thermodynamic and kinetic studies” Vol 51(3AB), 2013, pp.67-71 Hiệu quả, phương thức chuyển giao kết nghiên cứu khả áp dụng: Ứng dụng loại bỏ Zn(II) dung dịch nước bị ô nhiễm Trưởng Đơn vị (ký, họ tên) Chủ nhiệm đề tài (ký, họ tên) TS Võ Thị Ngà ThS Hồ Thị Yêu Ly viii Luan van NCKH-T2014-49TD CHƯƠNG III Bảng 3.15 Bố trí thí nghiệm hiệu suất hấp phụ Zn(II) HS hấp phụ (Y) (%) Thực Lý thuyết nghiệm 89,92 89,43 STT A B C D 0 -1 -1 -1 0 72,24 72,21 1 93,05 92,47 -1 -1 72,41 72,56 0 -1 90,82 90,75 -1 -1 0 71,64 72,34 -1 88,96 89,21 0 1 92,46 92,99 -1 88,32 88,48 10 -1 93,19 93,33 11 1 91,11 91,66 12 -1 0 -1 72,24 72,47 13 -1 91,92 91,31 14 -1 76,55 75,80 15 0 0 90,34 90,58 16 0 -1 91,94 92,04 17 -1 0 72,61 72,30 18 1 0 88,79 88,13 19 0 90,93 91,07 20 1 88,70 88,71 21 0 -1 88,14 88,56 22 -1 90,54 90,86 23 0 0 90,89 90,58 24 -1 -1 91,10 90,934 25 -1 0 91,12 91,48 26 -1 -1 89,71 89,27 27 0 0 90,52 90,58 - 53 - Luan van NCKH-T2014-49TD CHƯƠNG III Bảng 3.16 Các hệ số hồi quy hiệu suất hấp phụ Zn(II) phân tích phương sai cho hiệu suất hấp phụ Nguồn Hệ số Giá trị T Giá trị P Hằng số 90,5825 267,500 0,000 A 8,7404 51,623 0,000 B -0,8477 -5,007 0,000 C 1,2120 7,159 0,000 D 0,5663 3,345 0,006 A×A -8,9414 -35,206 0,000 B×B -0,5795 -2,282 0,042 C×C 1,2808 5,043 0,000 D×D -0,5588 -2,200 0,048 A× B -0,8261 -2,817 0,016 A× C -0,4057 -1,383 0,192 A×D 0,6970 2,377 0,035 B×C 0,0146 0,050 0,961 B×D -0,4550 -1,551 0,147 C×D -0,0937 -0,319 0,755 Bảng 3.17 Phân tích phương sai (ANOVA) hiệu suất hấp phụ Zn(II) Nguồn DF Seq SS F P Hồi quy 14 1507,70 313,06 0,000 Tuyến tính 946,84 688,10 0,000 Bình phương 554,66 403,10 0,000 Tương tác 6,20 3,00 0,050 Sai số 12 4,13 Các đồ thị đường mức đáp ứng bề mặt hấp phụ Zn(II) CTSK-CT minh họa hình 3.9; 3.10; 3.11 Hình 3.12 Đường mức có màu - 54 - Luan van NCKH-T2014-49TD CHƯƠNG III xanh đậm biểu ảnh hưởng mạnh đến hiệu suất hấp phụ Ngược lại, đường mức có màu xanh dương đậm biểu ảnh hưởng đến hiệu suất hấp phụ Contour Plot of G?c Y(%) vs C A Contour Plot of G?c Y(%) vs B A 1,0 G? c Y(%) < 75 75 – 80 80 – 85 85 – 90 > 90 0,5 Hold Values C D 0,0 -0,5 -0,5 0,0 A 0,5 -1,0 -1,0 1,0 Hình 3.9 Đồ thị đường mức biểu diễn ảnh hưởng pH nồng độ ban đầu đến hiệu suất hấp phụ Zn(II) Contour Plot of G?c Y(%) vs D A 1,0 0,0 A 0,5 1,0 Contour Plot of G?c Y(%) vs C B 1,0 G? c Y(%) < 89 89 – 90 90 – 91 91 – 92 92 – 93 > 93 0,5 C Hold Values B C 0,0 -0,5 Hình 3.10 Đồ thị đường mức biểu diễn ảnh hưởng pH nhiệt độ đến hiệu suất hấp phụ Zn(II) G? c Y(%) < 75 75 – 80 80 – 85 85 – 90 > 90 0,5 D Hold Values B D 0,0 -0,5 -1,0 -1,0 Hold Values A D 0,0 -0,5 -0,5 -1,0 -1,0 G? c Y(%) < 75 75 – 80 80 – 85 85 – 90 90 – 95 > 95 0,5 C B 1,0 -0,5 0,0 A 0,5 -1,0 -1,0 1,0 Hình 3.11 Đồ thị đường mức biểu diễn ảnh hưởng pH thời gian ban đầu đến hiệu suất hấp phụ Zn(II) -0,5 0,0 B 0,5 1,0 Hình 3.12 Đồ thị đường mức biểu diễn ảnh hưởng nhiệt độ thời gian đến hiệu suất hấp phụ Zn(II) Bảng 3.18 Các giá trị tối ưu hóa thơng số q trình hấp phụ Zn(II) lên CTSK-CT Thông số pH C0 (mg/L) T (K) t (phút) Y (%) Giá trị tối ưu 6,1 20 313 150 96,04 - 55 - Luan van NCKH-T2014-49TD CHƯƠNG III 3.3 KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH LƯỢNG VẾT Zn(II) TRONG MỘT SỐ MẪU NƯỚC Tiến hành lấy số mẫu nước gồm nước sơng Sài Gịn (cách lấy mẫu tiến hành theo TCVN 6663-6), nước giếng khu vực quận (cách lấy mẫu tiến hành theo TCVN 6000), nước máy(TCVN 6663-5) Mẫu nước sau lấy acid hóa lưu mẫu theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN 6000 – 1995) Sơ đồ 3.1 trình bày quy trình hấp phụ làm giàu Zn(II) vật liệu CTSK-CT Sơ đồ 3.1: Quy trình hấp phụ làm giàu Zn(II) mẫu nước Mẫu nước lọc bỏ chất rắn lơ lửng Điều chỉnh pH = Điều chỉnh pH 4,5 dd NaOH, định mức thành 200 ml Hấp phụ vào cột nhồi vật liệu CTSK-CT Rửa giải 160 ml HNO30,1N Xác định Zn(II) môi trường đệm acetat (theo quy trình V-83, phần PL) Xác định nồng độ, xử lý số liệu tính tốn kết Sau tiến hành hấp phụ làm giàu lượng vết Zn(II) mẫu phân tích trình bày sơ đồ 3.1 Chúng xác định nồng độ Zn(II) mẫu nước trình bày bảng 3.19 Bảng 3.19 Kết xác định nồng độ Zn(II) mẫu nước Hàm lượng, g/L Nước máy Nước giếng Nước sông Zn(II) 0,12 ± 0,01 0,11 ± 0,01 0,07 ± 0,01 Kết phân tích cho thấy, hàm lượng Zn(II) mẫu nước máy nước giếng nằm giới hạn cho phép theo quy chuẩn Việt Nam nước uống (QCVN 01: 2009/BYT), hàm lượng Zn(II) nước sông nằm giới hạn A1 quy chuẩn Việt Nam nước mặt (QCVN 08-2008 BTNMT) - 56 - Luan van NCKH-T2014-49TD CHƯƠNG III 3.4 KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH HIỆU SUẤT TÁCH LOẠI Zn(II) TRONG MẪU NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP Tiến hành lấy số mẫu nước từ kênh rạch chảy từ khu công nghiệp Nhơn Trạch (tỉnh Đồng Nai), Biên Hịa (tỉnh Đồng Nai) khu cơng nghiệp Sóng thần (tỉnh Bình Dương) Quy trình lấy mẫu lưu mẫu thực theo tiêu chuẩn Việt nam (TCVN 4556-88) Sơ đồ 2.3 quy trình thí nghiệm tách loại Zn(II) mẫu nước thải Bảng 3.20 kết xác định sơ hàm lượng ion kim loại hiệu suất tách loại ion kim loại môi trường nước thải Kết cho thấy, hiệu suất tách loại ion kim loại môi trường nước thải đạt cao 99% Từ kết nghiên cứu đạt cho thấy sử dụng vật liệu CTSK-CT để loại bỏ ion kim loại Zn(II) khỏi môi trường nước bị ô nhiễm Bảng 3.20 Kết xác định hiệu suất tách loại Zn(II) mẫu nước thải Hàm lượng ion KL Co ± SD (mg/L) Zn(II) Cu(II) Pb(II) Cd(II) Hiệu suất tách Zn(II) ± SD, % KCN Quận 0,47± 0,06 0,23 ± 0,08 0,18 ± 0,07 0,05± 0,01 KCN Nhơn Trạch 0,75 ± 0,05 0,19 ± 0,09 0,11 ± 0,09 0,04 ± 0,02 KCN Biên Hòa 0,59 ± 0,04 0,31 ± 0,07 0,09 ± 0,05 0,07 ± 0,01 99,50 ± 0,13 99,48 ± 0,09 99,30 ± 0,12 - 57 - Luan van NCKH-T2014-49TD CHƯƠNG III KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ  Kết luận Qua trình nghiên cứu khảo sát, đề tài “Nghiên cứu loại bỏ kim loại nặng, độc dung dịch lỏng sử dụng vật liệu hấp phụ từ nguồn phế thải thủy sản” đạt kết định sau: Trình bày tổng quát phương pháp xử lý nước thải chứa kim loại nặng Giới thiệu sơ lượt phương pháp hấp phụ mơ hình hấp phụ Tổng quan chotosan Nghiên cứu khả hấp phụ ion kim loại Zn(II) lên CTSK-CT kỹ thuật hấp phụ tỉnh gián đoạn theo dạng mẻ, xác định được: - Quá trinh hấp đạt hiệu suất cao pH = 5-6 - Trong khoảng pH tối ưu, hiệu suất hấp phụ đạt trạng thái cân hấp phụ thời gian 420 phút - Phần trăm hấp phụ tăng theo tăng lượng chất hấp phụ - Phần trăm hấp phụ giảm dần nồng độ Zn(II) dung dịch tăng lên - Nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt độ cho thấy nhiệt độ tăng từ 2930C đến 3130C làm tăng hiệu loại bỏ Zn(II) khỏi dung dịch (Ce giảm dần), chứng tỏ trình hấp phụ CTSK-CT Zn(II) trình thu nhiệt khoảng nhiệt độ nghiên cứu (293 K – 313 K) ΔG có giá trị âm nhiệt độ nghiên cứu chứng tỏ trình hấp phụ tự xảy Giá trị ΔH dương cho biết trình hấp phụ U(VI) lên CTSK-CT trình thu nhiệt ΔS có giá trị dương nghĩa trình hấp phụ ion làm tăng mức độ hỗn loạn bề mặt phân cách rắn – lỏng, nghĩa ion kim loại tập trung nhiều bề mặt chất hấp phụ - Khảo sát trình đẳng nhiệt hấp phụ cho thấy trình hấp phụ phù hợp với bốn mơ hình nghiên cứu Langmuir, Freundlich, Temkin RedlichPeterson Đã xác định dung lượng hấp phụ cực đại CTSK-CT Zn(II) 96,04mg/g - Nghiên cứu quy hoạch thực nghiệm phương pháp đáp ứng bề mặt BBD tìm cực đại biến ứng với điều kiện tối ưu pH (6,1), nồng độ (20 mg/L), nhiệt độ (3130K) thời gian (150 phút) đạt tỉ lệ tách Zn(II) khỏi dung dịch với hiệu suất đạt 96,04% - 58 - Luan van NCKH-T2014-49TD CHƯƠNG III - Đã xác định nồng độ lượng vết ion Zn(II) số mẫu nước phương pháp hấp phụ làm giàu qua cột nhồi CTSK-CT - Đã xác định hiệu suất tách loại Zn(II) số mẫu nước thải CTSK-CT KIẾN NGHỊ Tiếp tục khảo sát khả hấp phụ vật liệu CTSK-CT ion kim loại khác Tiếp tục nghiên cứu hấp phụ dòng liên tục cho ion kim loại khác sử dụng mơ hình tốn học khác Thomas, Yan, Yoon Nelson … để tính tốn thơng số mơ hình hấp phụ Tiếp tục nghiên cứu khả tái sử dụng vật liệu Sử dụng vật liệu CTSK-CT chất hấp phụ xử lý hệ nước thải cụ thể tính tốn lợi ích kinh tế đưa vào sử dụng - 59 - Luan van NCKH-T2014-49TD CHƯƠNG III TÀI LIỆU THAM KHẢO TÀI LIỆU TIẾNG VIỆT [1] Hà Thị Hồng Hoa, Đặng Kim Chi (2006), “Nghiên cứu khả hấp phụ Cr(VI) chitosan”, Tạp chí Hóa học & Ứng dụng (54), tr 42–45 [2] Lê Thanh Hưng, Phạm Thành Quân, Lê Minh Tâm, Nguyễn Xuân Thơm (2008), “Nghiên cứu khả hấp phụ trao đổi ion xơ dừa vỏ trấu biến tính”, Tạp chí Phát triển Khoa học Công nghệ (11), tr 5–12 [3] Nguyễn Xuân Trung, Phạm Hồng Quân, Vũ Thị Trang (2007), “Nghiên cứu khả hấp phụ Cr(III) Cr(VI) vật liệu chitosan biến tính”, Tạp chí phân tích Hóa, Lý Sinh học 12 (1), tr 63-67 [4] Phạm Thị Bích Hạnh (2006), “Adsorption behaviour of Cr(VI) ions in aqueous solution on cross-linked chitosan beads”, Tạp chí phân tích Hóa, Lý Sinh học 11 (2), tr 81-87 TÀI LIỆU TIẾNG ANH [5] Abdelwahab Ola (2007), “Kinetic and isotherm studies of copper(II) removal from wastewater using various adsorbents”, Egyptian journal of aquatic research 33 (1), pp 125 – 143 [6] Abia A A., Asuquo E D (2007), “Kinetics of Zn2+ and Cr3+ Sorption from Aqueous Solutions Using Mercaptoacetic Acid Modified and Unmodified Oil Palm Fruit Fibre(Elaeis guineensis) Adsorbents”, Tsinghua Science and Technology ISSN 1007 – 0214 12 (4), pp 485-492 [7] Amit Bhatnagar, Mika Sillanpää (2009), “Applications of chitin- and chitosanderivatives for the detoxification of water and wastewater- A short review”, Advances in Colloid and Interface Science 152, pp 26 – 38 [8] Arh-Hwang Chen, Sheng-Chang Liu, Chia-Yuan Chen, Chia-Yun Chen (2008), “Comparative adsorption of Cu(II), Zn(II), and Pb(II) ions in aqueous solution on the crosslinked chitosan with epichlorohydrin”, Science Direct 154, pp 184-191 [9] Barbara Krajewska (2004), “Application of chitin-and chitosan-based materials for enzyme immobilizations: a review”, Enzyme and Microbial Technolog 35, pp 126-139 - 60 - Luan van NCKH-T2014-49TD CHƯƠNG III [10] Brugnerotto J., Lizardi J., Goycoolea F.M., Arguelles-Monal W., Desbrieres, J., Rinaudo M (2001), “An infrared investigation in relation with chitin and chitosan characterization”, Polymer 42, pp 3569-3580 [11] Bulut Y and Tez Z (2007), “Removal of heavy metals from aqueous solution by sawdust adsorption” J of Environ Sci 19 (2), pp 51-57 [12] Charerntanyarak, L (1999), “Heavy Metals Removal by Chemical Coagulation and Precipitation”, Water Science and Technology, 39, pp 135– 138 [13] Chen Qing (2010), “Study on the adsorption of lanthanum(III) from aqueous solution by bamboo charcoal”, Journal of Race Earths, 28, pp 125-131 [14] El-Sai A.G (2010), “Biosorption of Pb(II) ions from aqueous solutions by onto Rice Husk and its ash”, J American Sci (10), pp 143-150 [15] Fang Yu and Hu Dao-dao (1999), Gross-ling of chitosan with glutaraldehyde in presence of citric acid-Anew gelling system”, Chinese Journal of Polymer Science 17 (6), pp.551-556 [16] Francisco Peirano, Jaime A.Flores, Angeslica Rodriguez, Neptalí Ale Borja, Martha Ly, Holger Maldonđo (2003), “Adsorption of gold (III) ions by chitosan biopolymer”, Rex Soc Quim Perú 69 (4), pp 211-221 [17] Guibal E., Milot J.M., Tobin (1998), “Metal-anion sorption by chitosan beads: equilibrium and kinetic studies”, Ind Eng Chem Res 37, pp.1454 – 1463 [18] Guibal Eric (2004), “Interactions of metal ions with chitosan-based sorbents: a review”, Separation and Purification Technology 38, pp 43-74 [19] Guzman J., Saucedo I., Revilla J., Navarro R., Guibal E (2003), “Copper sorption by chitosan in the presence of citrate ions: influence of metal speciation on sorption mechanism and uptake capacities”, International Journal of Biological Macromolecules 33, pp 57-65 [20] Hasan S H., Deekslia R and Mahe T (2010), “Water hyalinth biomass (WHB) for the biosorption of hexavalent chromium optimization of process parameters”, Bioresours (2), pp 563-575 [21] Ho Y.S and Mckay G (1999), “Pseudo-second order model for sorption processes”, Process Biochemistry 34, pp 451-465 - 61 - Luan van NCKH-T2014-49TD CHƯƠNG III [22] Ho Y.S., Wang C (2004) “Pseudo-isotherm for the sorption of cadmium ion onto tree fern”, Process Biochemistry 39, pp 759-763 [23] Hong Zheng, Lijie Han, Hongwen Ma, Yan Zheng, Hongmei Zhang, Donghong Liu, Shuping Liang (2008), “Adsorption characteristics of ammonium ion by zeolite 13X”, Science Direct, Journal of Hazardous Materials 158, pp.577 – 584 [24] Jadwiga Ostrowska-Czubenko, Milena Pieróg (2010), “State of water in citrate crosslinked chitosan membrane”, Progress on Chemistry and Application of Chitin and Its… V XV, pp 33- 50 [25] Jansson-Charier M., Guibal E., Roussy J., Surjous R., Le Cloirec P (1996), “Dynamic removal of uranium by chitosan : influence of operating parameter”, Wat Sci Technol 34 (10), pp 169-177 [26] Javeed Mohammed Abdul (2010), “Removal of persistent organic pollutants by adsorption and advanced oxidation processes”, Doctor of philosophy, University of Technology, Sydney, Australia, pp 2.22- 2.32 [27] Jiahao Liu, Xin Chen, Zhengzhong Shao, Ping Zhou (2003), “Preparation and Characterization of Chitosan/Cu(II) Affinity Membrane for Urea Adsorption”, Journal of Applied Polymer Science 90, pp 1108–1112 [28] John D Merrifield, William G Davids, Jean D Macrae, Aria Amirbahman (2004), “Uptake of mercury by thiol-grafted chitosan gel beads”, Water Research 38, pp 3132 – 3138 [29] Karthikeyan G., Anbalagan K and Muthulakshmi Andal N (2004), “Adsorption dynamics and equilibrium studies of Zn(II) on ton chitosan”, Indian Acadamic of Science 116 (2), pp.119-127 [30] Karthikeyan G., Muthulakshmi Andal N and Anbalagan K (2005), “Adsorption studies of iron(III) on chitin”, J Vhem Sci., 117(6), pp 663-672 [31] Kazuo Kondo, Yuko Ohigashi and Michiaki Matsumoto (2012), “Adsorption and Mutual Separation of Noble Metals Using Chitosan Modified by Propane Sultone” Journal of Materials Science and Engineering, A (9), pp 584-592 - 62 - Luan van NCKH-T2014-49TD CHƯƠNG III [32] Koji Oshita, Yun-hua Gao, Mitsuko Oshima, and Soij Motomozu, (2001), “Adsorption behavior of mercury in aqueous solution on Gross-linked chitosan”, Analytical Sciences 17, pp a318-a320 [33] Kumar U (2006), “Agricultural products and by-products as a low cost adsorbent for heavy metal removal from water and wastewater: A review”, Sci Res Essay (1), pp 33-37 [34] Kyzas G Z., Margaritis Kostoglou, Nikolaos K Lazaridis (2009), “Copper and chromium(VI) removal by chitosan derivatives—Equilibrium and kinetic studies”, Chemical Engineering Journal, 152, pp 440–448 [35] Laurent Dambies, Thierry Vincent, Eric Guibal (2002), “Treatment of arseniccontaining solutions using chitosan derivatives: uptake mechanism and sorption performances”, Water Research 36, pp 3699–3710 [36] Ling S L Y., Yee and Eng H S.(2011), “ Removal of cationic dye using deacetylation chitin (chitosan)”, Journal of Applied Sciences, ISSN 18125654/ DOI: 10.3923/jas, pp 1-4 [37] Lizette R Chevalier, Shashi Marikunte, Jemil Yesuf (2006), “Parameter estimation using spreadsheet optimization: A review of applications in civil and Environmental Engineering Education and Research”, 9th International Conference on Engineering Education, pp 23-28 [38] Melchor Gonzalez-Davila and Frank J Millero (1989), “The adsorption of copper to chitin in seawater”, Geochimia et Cosmochimica Acta 54, pp.761768 [39] Meng-Wei Wan, Chi-Chuan Kan, Buenda D.Rogel, Maria Lourdes P Dalida (2010), “Adsorption of copper and lead ions from aqueous solution on chitosan-coated sand”, Carbohydrate Polymers 80, pp 891-899 [40] Mohammad Hadi Mehdinejad, Bijan Bina, Mahnaz Nikaeen and Hossein Movahedian Attar (2009), “Effectiveness of chitosan as natural coagulant aid in removal of turbidity and bacteria from turbid waters”, Journal of Food, Agriculture & Environment (3&4), pp 845 – 850 [41] N Pérez, M Sánchez, G Rincón and L Delgado (2007), “Study of the behavior of metal adsorption in axit solutions on lignin using a comparison of - 63 - Luan van NCKH-T2014-49TD CHƯƠNG III different adsorption isotherms”, Latin American Applied Research, 37, pp 157-162 [42] Nguyen Van Suc and Ho Thi Yeu Ly (2011), “Adsorption of U(VI) from aqueous solution onto modified chitosan”, ChemTech, 3(4), pp 1993-2002 [43] Nguyen Van Suc and Ho Thi Yeu Ly (2012), “Lead (II) Removal from aqueous solution by chitosan flakes modified with citric acid via crosslinking with glutaraldehyde” J Chem Technol Biotechnol, (wileyonlinelibrary.com) DOI 10.1002/jctb.4013 [44] Patchara Ketkangplu, Chanyut Phromdetphaiboon and Fuangfa Unob (2005), “Preconcentration of heavy metals from aqueous solution using chitosan flake”, J Sci Chula Univ 30 (1), pp.87-95 [45] Paulino A T., Guilherme M R., Reis A V.,Tambourgi E B., Nozaki J., & Muniz E C (2007), “Capacity of adsorption of Pb2+ and Ni2+ from aqueous solutions by chitosan produced from silkworm chrysalides in different degrees of deacetylation”, Journal of Hazardous Material 147, pp 139-147 [46] Ping Ding, Ke-Long Huang, Gui-Yin Li, Yan-Fei Li, Wen-Wen Zeng (2006), “Kinetics of adsorption of Zn(II) ion on chitosan derivatives”, International Journal of Biological Macromolecules, 39, pp 222-227 [47] Pourjavadi A., Mahdavinia G R., Zohuriaan-Mehr M J., Omidian H (2003) “Modified chitosan I Optimized cerium ammonium nitrate-induced synthesis of chitosan-graft-polyacrylonitrile”, Journal of Applied Polymer Science 88, pp 2048-2054 [48] Pradip Kumar Dutta, Joydeep Dutta and V S Tripthi (2004), “Chitin and chitosan: Chemistry, properties and application”, Journal of Scientific & Industrial Research 63, pp 20-31 [49] Rana M.S., Halim M.A., Waliul Hoque S.A.M., Hasan K and Hossain M K., (2009), “Bioadsorbtion of arsenic by prepared and commercial crab shell chitosan”, Biotechnology 8, pp 160 – 165 [50] Redlich O and Peterson D.L (1959), A useful adsoption isotherm, J Physical Chemistry 63, pp 1024 – 1026 - 64 - Luan van NCKH-T2014-49TD CHƯƠNG III [51] Riccardo A.A Muzzarelli, Martin G.Peter (1997), Chitin Handbook, Atec Edizioni Via San Martino IT-63013 Grottammare AP, Italy, pp 405-451 [52] Roberts G.A.F and Taylor K.E (1989), “Chitosan Gels, the formation of gels by a reaction of chitosan with glutaraldehyde” [53] Saifuddin M Nomanbhay, Kumaran Palanisami (2005), “Removal of heavy metal from industrial wastewater using chitosan coated oil palm shell charrcoal”, Electronic Journal Biotechnology (1), pp 44-52 [54] Schmuhl R, HM Krieg and K Keizer (2001), “Adsorption of Cu(II) and Cr(VI) ions by chitosan: kinetics and equilibrium studies”, Water SA 27 (1), pp 1-7 [55] Seoung-Hyun Kim, Hoo Song, Grace Masbate Nisola, Juhyeon Ahn, Melvin Maaliw Galera, chang hee Lee, and Wook-Jin Chung (2006), “Adsorption of lead(II) ions using surface-modifiled chitins”, J Ind Eng Chem 12 (3), pp 469-475 [56] Shengling Sun, Li Wang, Aiqin Wang (2006), “Adsorption properties of crosslinking carboxymethyl-chitosan resin with Pb(II) as template ions”, Journal of Hazardous Material B136, pp 930-937 [57] Sid Kalal H., Ahmad Panahi H., Framarzi N., Moniri E., Naeemy A., Hoveidi H., Abhari A (2011), “New chelating resin for preconcentration and determination of molybdenum by inductive couple plasma atomic emission spectroscopy” Int J Environ Sci Tech (3), pp.501-512 [58] Staley E Manahan (2000), Environmental chemistry, Seventh Edition, Lewis Publishers, Boca Raton London D.C [59] Tangjuank S., Insuk N., Tontrakoon J., Udeye V (2009),“Adsorption of Lead(II) and Cadmium(II) ions from aqueous solutions by adsorption on activated carbon prepared from cashew nut shells”, World Academy of Science, Engineering and Technology 52, pp 110-116 [60] Thawatchai Phaechamud (2008), “Hydrophobically modified chitosans and their pharmaceutical applications”, Int J Pham Sci Tech 1, pp 2-9 [61] Trimukhe K.D., A.J Varma (2009), “Metal complexes of crosslinked chitosans: Correlations between metal ion complexation values and thermal properties”, Carbohydrate Polymers 75, pp 63-70 - 65 - Luan van NCKH-T2014-49TD CHƯƠNG III [62] Uragami T., Matsuda T., Okuno H., Miyata T (1994), “Structure of chemically modified chitosan membranes and their characteristics of permeation and separation of aqueous ethanol solutions”, Journal of Membrane Science 88, pp 243-25 [63] Varma A.J., Deshpande S.V., Kennedy J.F (2004), “Metal complexation by chitosan and its derivatives: a review”, Carbohydrate Polymers 55, pp 77 – 93 [64] Wan Ngah W.S., Endud C.S and Mayanar R (2001), “Adsorption of copper(II) ions onto chitosan and cross-linked chitosan beads”, Material Chemistry, pp 233 -242 [65] Wan Ngah W.S., Kamari A., Fatinathan S., P W Ng (2006), “Adsorption of chromium from aqueous solution using chitosan beads”, Adsorption 12, pp 249-257 [66] Wan Ngah W.S., Kamari A., Koay Y.J (2004), “Equilibrium and kinetics studies of adsorption of copper (II) on chitosan and chitosan/PVA beads”, International Journal of Biological Macromolecules, pp 155-161 [67] Wan Ngah W.S., S Ghani Ab and Hoon L L (2002), “Comparative adsorption of lead(II) on flake and bead-types of chitosan”, Journal of Chinese Chemical Society 49, pp 625-628 [68] Wasewar Kailas L (2010), “Adsorption of metals onto tea factory waste: a review”, IJRRAS, 3(3), pp 302 – 322 [69] William J Hennen Ph.D (1996), Chitosan, Woodland Publishing Inc [70] Xiao B and Thomas K M (2005), “Adsorption of aqueous metal ions on oxygen and nitrogen functionalized nanoporous activated carbons”, Langmuir 21, pp 3892-3902 - 66 - Luan van S K L 0 Luan van ... 2013 THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Thông tin chung: - Tên đề tài: ? ?Nghiên cứu loại bỏ kim loại nặng, độc dung dịch lỏng sử dụng vật liệu hấp phụ từ nguồn phế thải thủy sản? ?? - Mã số: T2014 – 49TĐ... CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG TRỌNG ĐIỂM Nghiên cứu loại bỏ kim loại nặng, độc dung dịch lỏng sử dụng vật liệu hấp phụ từ nguồn phế thải thủy sản Mã số: T2014-49TĐ Chủ nhiệm đề tài:TS Hồ... kết phụ thuộc vào đặc điểm vật liệu đƣợc sử dụng làm chất hấp phụ, chất bị hấp phụ nói chung dựa vào ngƣời ta phân biệt chủ yếu hấp phụ vật lý hấp phụ hóa học [20, 23-26] Hấp phụ vật lý lực hấp