ĐIỀU CHẾ THAN SINH HỌC TỪ SỰ AXIT HÓA XƯƠNG BÒ ỨNG DỤNG HẤP PHỤ CHẤT MÀU TRONG NƯỚC Giáo viên hướng dẫn: NCS Trịnh Anh Viên Sinh viên:Lê Văn Quang Tóm Tắt Than sinh học loại than có độ xốp cao sản xuất hàng loạt cách tận dụng phần xương heo bị loại bỏ hợp chất hữu sau trình bao gồm: giai đoạn than hóa điều kiện ơn hịa , giai đoạn xử lý acid, giai đoạn hoạt hóa nhiệt Ảnh hưởng acid H3PO4 tỷ lệ ngâm, tẩm dựa đặc tính hóa lý vật liệu khảo sát Than hóa 450oC, tẩm axit nhiệt phân ở750oC Do tính chất hóa học axit H3PO4 nồng độ ngâm tẩm ảnh hưởng đến sản phẩm than sinh học Sự ảnh hưởng khảo sát phương pháp hóa lý đại Sự hấp thu Methylene blue (C16H18N3SCl) liên quan đến diện tích bề mặt lỗ xốp nhỏ lỗ xốp trung bình [Nguồn: The Institution of Chemical Engineers Published by Elsevier B.V All rights reserved] Phương Pháp Và Thực Nghiệm Chuẩn bị mẫu: mẫu sau lấy từ khu chợ thực phẩm làm chất béo, cắt nhỏ thành miếng khoảng cm phơi khơ sau dùng để điều chế than sinh học theo quy trình sau: Mẫu xương Xử lý mẫu 4500C, mơi trường khí •Tẩm H3PO4 với nồng độ khác Lọc rửa đến PH=5.8, sấy 24h • Sau nung 750 oC, mơi trường khí 1h Mẫu than (TSH1) Nung 800oC TSH2 C= 0.5M C= 0.0025M C= 0.0025M C= 0.01M C= 0.015M C= 0.02M TSH3 TSH4 TSH5 TSH6 TSH7 TSH8 Giới thiệu Kết Quả Và Thảo Luận Kết khảo sát BET Hình ảnh sản phẩm than sinh học thu Những báo cáo thị trường năm gần cho thấy gia tăng mạnh mẽ nhu cầu tiêu thụ loại thịt Việt Nam; dự báo đến năm 2019, tổng sản lượng tiêu thụ thịt Việt Nam vượt mốc triệu Chiếm gần 65% tổng sản lượng tiêu thụ, thịt heo chiếm tỷ trọng lớn bữa ăn người Việt Trong có phần bỏ sử dụng Hướng có tiềm tạo lợi ích xã hội, kinh tế môi trường, sử dụng nơng nghiệp góp phần giảm thiểu biến đổi khí hậu Vì nhà khoa học quan tâm nghiên cứu Nhận thấy lợi ích từ việc sử dụng xương động vật định chọn đề tài nghiên cứu điều chế than sinh học từ axít hóa xương lợn – ứng dụng hấp phụ chất màu với mục tiêu: •Tổng hợp than sinh học từ xương lợn •Khảo sát q trình tẩm axit cấu trúc than sinh học thu •Khảo sát trình hấp phụ than sinh học thu Khảo sát cấu trúc than sử dụng phương pháp hóa lý đại: phương pháp XRD, SEM, BET Kiểm tra độ hấp phụ than sinh học thu được: tiến hành hấp phụ Methylene Blue loại than sinh học điều chế từ điều kiện khác theo bước sau: • B1: Xây dựng đường chuẩn chất bị hấp phụ • B2: Cân 0.1g than hấp phụ 100 ml Methylene blue nồng độ 20 ppm tiến hành lắc • B3: Khảo sát khả hấp phụ sau khoảng thời gian 4h lắc/1 lần • B4: Xây dựng đường hấp phụ đẳng nhiệt Frenluch Langmir • B5: Tính tốn khả hấp phụ so sánh kết Than nung 750oC Diện tích bề mặt BET: 101.4481 m²/g Thể tích mao quản: 0.045540 cm³/g Cỡ lỗ : 2.2258 nm Than sinh học có cỡ lỗ trung bình Kết khảo sát khả hấp phụ than sinh học Thời gian (giờ) 14 24 40 56 66 72 M1 20 17,91 15,34 15,33 14,07 13,69 13,33 13,01 M2 20 15,68 9,46 7,02 6,54 6,18 6,05 6,26 M3 20 15,21 9,53 7,09 6,301 5,46 5,34 5,33 M 20 14,81 9,12 6,82 5,7 5,08 Ghi chú: 5,31 Than tẩm acid H3PO4 0.01M, 750oC Diện tích bề mặt BET: 100.5907m²/g Thể tích mao quản: 0.46294 cm³/g Cỡ lỗ : 2.2384 nm Than sinh học có cỡ lỗ trung bình Q trình hoạt hóa H3PO4 làm giảm diện tích lên bề mặt khơng đáng kể, thể tích mao quản tăng lên 41.74 %, Cỡ lỗ tăng 1.26 % so với than sinh học tổng hợp phương pháp tăng nhiệt độ Kết khảo sát SEM Ảnh SEM than sinh học nung 450 oC •M1: Than sinh học nung nhiệt độ 450oC •M2: Than sinh học nung nhiệt độ 750oC •M3: Than sinh học tẩm axit H3PO4 0,005M nung nhiệt độ 750oC •M4: Than sinh học tẩm axit H3PO4 0,01M nung nhiệt độ 750oC Ảnh SEM than sinh học nung 750 oC Tài liệu tham khảo [1] Bản tin VCCI-HCM số 5, 01/05/2016 [2] STINFO số 6/2015 [3] Arvanitoyannis, I.S., Ladas, D., 2008 Meat waste treatment methods and potential uses Int J.Food Sci.Technol 43, 543–559 [4] Ngoc Hoa Phan, Sebastien Rio, Catherine Faur, Laurence Le Coq,Pierre Le Cloirec, Thanh Hong., 2006 Production of fibrous activated carbons from natural cellulose (jute, coconut) fibers for water treatment applications Carbon 44 (12), 2569–2577 [5] Lillo-Ródenas, M.A., Cazorla-Amorós, D., Linares-Solano, A., 2003 Understanding chemical reactions between carbons and NaOH and KOH: an insight into the chemical activation mechanism Carbon 41 (2), 267–275 [6] Biochar potential for soil improvement & soil fertility” - Wendy C Quayle [7] Nguyễn Hữu Đĩnh, Trần Thị Đà (1999), Ứng dụng số phương pháp phổ nghiên cứu cấu trúc phân tử, NXB Giáo Dục, HàNội Ảnh SEM than sinh học tẩm với axit H3PO4 nồng độ 0.01M Than sinh học tẩm axit H3PO4 nồng độ 0.01M có khả hấp phụ tốt (sau 70 hấp phụ 94.39 %) Than sinh học nung 450 oC hấp phụ sau 72h hấp phụ 47.4 % Than sinh học nung 800oC sau 62h hấp phụ 91.83 % Than sinh học tẩm axit H3PO4 0.005 sau 62h hấp phụ 92.91 % • Ảnh SEM vật liệu chụp Viện hàn lâm khoa học công nghệ Ảnh SEM vật liệu thể hình mức độ phóng đại khác cho thấy cấu trúc xốp với lỗ tròn bề mặt than • Mẫu nung 450 oC ta quan sát thấy hạt có hình dạng khơng đồng đều, cấu Kết khảo sát XRD trúc nhiều lớp, bề mạt có nhiều lỗ sâu bề mặt bị vỡ trình nghiền xương • Mẫu nung 750oC trình tăng nhiệt độ làm cho bề mặt phẳng hơn,các hạt hơn, giảm rõ rệt vết nứt lỗ sâu Than nung 450oC Than nung 750 C o • Mẫu hoạt hóa H3PO4 gây vết nứt đáng kể so với mẫu không tẩm axit, lại cho thấy số lượng lớn hạt li ti, làm cho hình thái bề mặt thay đổi Nhận thấy việc hoạt hóa H3PO4 phá hủy bề mặt hạt Kết luận kiến nghị Than tẩm acid H3PO4 0.005M,750oC than tẩm acid H3PO4 0.01M,750oC Tăng nhiệt độ làm gia tăng độ kết tinh biểu đồ cho thấy đỉnh đẹp cường độ nhiều so sánh với mẫu nung 450oC Hoạt hóa H3PO4 dẫn đến thay đổi không đáng kể độ kết tinh nguyên liệu nguyên nhân diện hợp chất rắn khác CaSO4 Sinh viên: Lê Văn Quang Lớp CDHO16KSTH Email: lequang14695@gmail.com Kết luận: chúng tơi hồn thành mục tiêu đề đồ án Cụ thể là: Đã điều chế thành công than sinh học từ xương lợn Đã điều chế thành công than sinh học từ xương lợn gồm có mẫu: than nung 450 oC; nung 750 oC; than tẩm axit H3PO 0.01M; than tẩm axit H3 PO4 0.005M Đã khảo sát cấu trúc số mẫu than tổng hợp phương pháp hóa lý đại XRD, BET, SEM Qua kết khảo sát cho thấy than có thay đổi bề mặt kích thước lỗ Khảo sát khả hấp phụ chất màu cho thấy, tất mẫu than tổng hợp cho khả hấp chất màu, mẫu than tẩm H3PO4 0.01M,nung 750 oC hấp phụ tốt nhất, mẫu than nung 450 oC hấp phụ mẫu lại Kiến nghị: o Qua thời gian thực đề tài thấy việc tổng hợp than sinh học từ xương hướng cho than sinh học, điều chế không nhiều thời gian cho khả ứng dụng việc xử lý môi trường o Kết nghiên cứu cho thấy than sinh học điều chế từ xương bị có khả hấp phụ tốt chất màu nước Do tơi xin kiến nghị, tiếp tục nghiên cứu điều kiện tối ưu để tổng hợp than sinh học từ xương động vật, mở rộng khảo sát thêm khả hấp phụ chất thải hữu kim loại