Tìm hiểu khả năng hấp phụ mangan trong nước của vật liệu hấp phụ chế tạo từ lõi ngô

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG - ISO 9001 : 2008 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP NGÀNH: KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG Sinh viên : Đào Trung Hiếu Giảng viên hướng dẫn : ThS Phạm Thị Minh Thúy HẢI PHÒNG - 2016 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG - TÌM HIỂU KHẢ NĂNG HẤP PHỤ MANGAN TRONG NƯỚC CỦA VẬT LIỆU HẤP PHỤ CHẾ TẠO TỪ LÕI NGƠ KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY NGÀNH: KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG Sinh viên : Đào Trung Hiếu Giảng viên hướng dẫn : ThS Phạm Thị Minh Thúy HẢI PHÒNG – 2016 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Sinh viên: Đào Trung Hiếu Mã SV: 1112301009 Lớp: MT1501 Ngành: Kỹ thuật môi trường Tên đề tài: “ Tìm hiểu khả hấp phụ Mangan nước vật liệu hấp phụ chế tạo từ lõi ngô ” NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI Nội dung yêu cầu cần giải nhiệm vụ đề tài tốt nghiệp (về lý luận, thực tiễn, số liệu cần tính tốn vẽ): - Chế tạo vật liệu hấp phụ từ lõi ngô - Tìm yếu tố tối ưu cho trình hấp phụ Mangan vật liệu hấp phụ …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …….……………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… Các số liệu cần thiết để thiết kế, tính tốn: - Số liệu thực nghiệm liên quan đến q trình thí nghiệm như: pH, thời gian hấp phụ, khối lượng vật liệu hấp phụ, tải trọng hấp phụ, giải hấp… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… Địa điểm thực tập tốt nghiệp Phịng thí nghiệm F203 Trường Đại học Dân lập Hải Phòng …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… CÁN BỘ HƯỚNG DẪN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Người hướng dẫn thứ nhất: Họ tên: Phạm Thị Minh Thúy Học hàm, học vị: Thạc sỹ Cơ quan công tác: Khoa Môi trường, Trường Đại học Dân lập Hải Phòng Nội dung hướng dẫn: “Tìm hiểu khả hấp phụ Mangan nước vật liệu hấp phụ chế tạo từ lõi ngô” Người hướng dẫn thứ hai: Họ tên: ………………………………………………………………………… Học hàm, học vị: ………………………………………………………………… Cơ quan công tác:………………………………………………………………… Đề tài tốt ngiệp giao ngày 16 tháng năm 2016 Yêu cầu phải hoàn thành xong trước ngày tháng năm 2016 Đã nhận nhiệm vụ ĐTTN Đã giao nhiệm vụ ĐTTN Sinh viên Người hướng dẫn Đào Trung Hiếu ThS Phạm Thị Minh Thúy Hải Phòng, ngày tháng năm 2016 HIỆU TRƯỞNG GS.TS.NGƯT TRẦN HỮU NGHỊ CÁN BỘ HƯỚNG DẪN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Tinh thần thái độ sinh viên trình làm đề tài tốt ngiệp: - Chăm chỉ, chịu khó học hỏi, tích cực nghiên cứu tài liệu phục vụ cho trình làm khóa luận tốt nghiệp - Sắp xếp thời gian hợp lý, làm việc khoa học …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………… Đánh giá chất lượng khóa luận (so với nội dung yêu cầu đặt nhiệm vụ đề tài tốt nghiệp mặt lý luận, thực tiễn, tính tốn số liệu ): - Đạt u cầu khóa luận tốt nghiệp Cho điểm cán hướng dẫn (ghi số chữ): Hải Phòng, ngày tháng năm 2016 Cán hướng dẫn (Họ tên chữ ký) ThS Phạm Thị Minh Thúy PHIẾU NHẬN XÉT TÓM TẮT CỦA NGƯỜI CHẤM PHẢN BIỆN Đánh giá chất lượng đề tài tốt nghiệp mặt thu thập phân tích số liệu ban đầu, sở lý luận chọn phương án tối ưu, cách tính tốn chất lượng thuyết minh vẽ, giá trị lý luận thực tiễn đề tài …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… Cho điểm cán phản biện (ghi số chữ) …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… Hải Phòng, ngày … tháng … năm 2016 LỜI CẢM ƠN Với lòng biết ơn sâu sắc em xin chân thành cảm ơn ThS Phạm Thị Minh Thúy giao đề tài tận tình hướng dẫn em suốt q trình em thực đề tài khóa luận Em gửi lời cảm ơn tới tất thầy cô khoa Kỹ thuật Môi trường tồn thể thầy dạy em suốt khóa học trường ĐHDL Hải Phịng Và em xin gửi lời cảm ơn tới bạn bè gia đình động viên tạo điều kiện giúp đỡ em việc hồn thành khóa luận Do hạn chế thời gian trình độ hiểu biết nên đề tài nghiên cứu không tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận bảo, đóng góp thầy, để khóa luận hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Hải Phòng, tháng năm 2016 Sinh viên Đào Trung Hiếu DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Giá trị giới hạn nồng độ chất ô nhiễm nước thải công nghiệp 12 Bảng 1.2 Hệ số Kq nguồn tiếp nhận nước thải sông, suối, kênh, mương, khe, rạch 13 Bảng 1.3 Hệ số Kq nguồn tiếp nhận nước thải hồ, ao, đầm 14 Bảng 1.4 Thành phần hoá học lõi ngô nguyên liệu 39 Bảng 2.1 Kết xác định đường chuẩn Mangan 42 Bảng 3.1 Các thông số hấp phụ nguyên liệu vật liệu hấp phụ 46 Bảng 3.2 Ảnh hưởng thời gian đến trình hấp phụ Mangan 47 Bảng 3.3 Ảnh hưởng khối lượng vật liệu đến trình hấp phụ mangan 48 Bảng 3.4 Ảnh hưởng pH đến trình hấp phụ mangan 49 Bảng 3.5 Kết khảo sát phụ thuộc tải trọng hấp phụ vào nồng độ cân mangan 51 Bảng 3.6 Kết hấp phụ Mn2+ vật liệu hấp phụ 52 Bảng 3.7 Kết giải hấp vật liệu hấp phụ HNO3 1M 53 Bảng 3.8 Kết tái sinh vật liệu hấp phụ 53 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Phương trình đường hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir 32 Hình 1.2 Sự phụ thuộc Cf/q vào Cf 33 Hình 1.3 Đường hấp phụ đẳng nhiệt Freundlich 34 Hình 1.4 Sự phụ thuộc lgq vào lgCf 34 Hình 2.1 Phương trình đường chuẩn Mangan 42 Hình 3.1 Ảnh hưởng thời gian đến trình hấp phụ mangan 47 Hình 3.2 Ảnh hưởng khối lượng vật liệu đến trình hấp phụ mangan 48 Hình 3.3 Ảnh hưởng pH đến trình hấp phụ mangan 50 Hình 3.4 Sự phụ thuộc tải trọng hấp phụ q vào nồng độ 51 Khóa luận tốt nghiệp 2.2 Phương pháp xác định Mangan 2.2.1 Nguyên tắc Dùng chất oxy hóa mạnh amonipesunfat (NH4)S2O8 chất xúc tác ion Ag+ môi trường axit để oxy hóa Mn+2 thành Mn+7 Sau phản ứng dung dịch có màu hồng đem đo mật độ quang máy trắc quang bước sóng 525 nm để xác định nồng độ mangan dung dịch * Yếu tố cản trở: - Ion clo (Cl-) gây cản trở trình xác định, loại bỏ cách thêm dung dịch AgNO3, loại bỏ kết tủa AgCl - Chất hữu cơ, loại bỏ cách vô hóa với vài giọt axit photphoric - Các chất có màu khác loại trừ cách dùng mẫu trắng 2.2.2 Trình tự phân tích Cần lấy lượng mẫu nước thích hợp để có chứa tử 0,1 – 0,15 mg Mn2+ cho vào bình định mức 100ml Thêm vào bình 1ml H2SO4 đặc, vài giọt H3PO4 lắc đều, giọt AgNO3 10%, 1g amonipesunfat, sau thêm nước cất lần vào bình tới khoảng 30ml đun sôi phút Làm nguội nhanh nước máy Sau chuyển vào bình định mức 100ml Thêm nước cất đến vạch Đo mật độ quang bình máy đo quang bước sóng 525nm 2.3 Xây dựng đường chuẩn Mangan Chuẩn bị bình định mức có dung tích 100ml, lấy vào bình 0, 1, 3, 5, 7, 9, 11ml dung dịch chuẩn Mangan có nồng độ 100mg/l Sau tiến hành đo trình tự phân tích Nồng độ Mangan dung dịch tính theo cơng thức: Cdd = Sinh viên: Đào Trung Hiếu VMn.CMn Vdd 41 Khóa luận tốt nghiệp Bảng 2.1 Kết xác định đường chuẩn Mangan STT Co (mg/l) ABS VMn – 100mg/l (ml) Vdd (ml) 0 100 0,1 0,074 100 0,3 0,191 100 0,5 0,356 100 0,7 0,473 100 0,9 0,612 100 1,1 0,784 11 100 Mật độ quang - ABS 0.8 y = 0,7127x - 0,0151 R² = 0,997 0.6 0.4 0.2 0 0.2 0.4 0.6 Nồng độ (mg/l) 0.8 1.2 Hình 2.1 Phương trình đường chuẩn Mangan Vậy phương trình đường chuẩn dùng để xác định nồng độ Mangan sau q trình hấp phụ có dạng: y = 0,7127x - 0,0151 - x hàm lượng Mn (mg) mẫu thực - y mật độ quang mẫu thực Sinh viên: Đào Trung Hiếu 42 Khóa luận tốt nghiệp 2.4 Chế tạo vật liệu hấp phụ từ lõi ngô Lõi ngô phơi khô cắt nghiền nhỏ, rửa nước cất nóng 30 phút để làm sạch, sấy khô 1000C, thu nguyên liệu Lấy 65g nguyên liệu cho vào lít dung dịch NaOH 0,1M đem khuấy nhiệt độ phịng Sau rửa sạch, cho vào nước cất khuấy 30 phút nhiệt độ phịng Q trình lặp lặp lại (khoảng lần) đến hết kiềm (kiểm tra giấy thị) Lấy phần lõi ngô cho vào 500 ml axit citric 0,4 M Huyền phù axit citric – lõi ngô để phản ứng 48 nhiệt độ phịng Lọc lõi ngơ khỏi axit citric, sấy khô nhiệt độ 60 0C hoạt hóa 1200C Vật liệu sau hoạt hóa ngâm rửa lít nước cất (lặp lại khoảng lần) nhằm rửa hết axit citric dư Sau đó, sấy khơ lại nhiệt độ 600C ta thu vật liệu hấp phụ Bảo quản lọ thủy tinh có nắp đậy 2.5 Khảo sát khả hấp phụ nguyên liệu vật liệu hấp phụ Để so sánh khả hấp phụ nguyên liệu vật liệu hấp phụ ta tiến hành sau: - Chuẩn bị bình tam giác dung tích 250 ml - Cho vào bình thứ 1g nguyên liệu bình thứ hai 1g vật liệu hấp phụ - Thêm vào bình 100ml dung dịch Mn2+ nồng độ100mg/l - Lắc bình máy lắc khoảng thời gian 60 phút, sau tiến hành lọc phễu giấylọc - Thu nước lọc đem làm trình tự phântích 2.6 Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến khả hấp phụ vật liệu hấp phụ 2.6.1 Khảo sát thời gian đạt cân hấp phụ Để khảo sát ảnh hưởng thời gian đạt cân hấp phụ vật liệu đến trình hấp phụ, ta tiến hành sau: - Chuẩn bị bình tam giác có dung tích 250ml Sinh viên: Đào Trung Hiếu 43 Khóa luận tốt nghiệp - Cho vào bình 1g vật liệu hấp phụ - Thêm vào bình 100ml dung dịch Mn2+ nồng độ 100mg/l - Lắc bình máy lắc, khoảng thời gian khác tiến hành lọc, thu dung dịch lọc để xácđịnh 2.6.2 Khảo sát ảnh hưởng khối lượng vật liệu đến trình hấp phụ Để khảo sát ảnh hưởng khối lượng vật liệu đến trình hấp phụ, ta tiến hành sau: - Chuẩn bị bình tam giác có dung tích 250 ml Đánh số thứ tự bình - Cho vào bình 0,4; 0,7; 1,0; 1,5; 1,9; 2,3g vật liệu hấp phụ 100 ml dung dịch Mn2+ với nồng độ 100mg/l - Lắc khoảng thời gian đạt cân hấp phụ sau lọc xác định nồng độ Mn2+ sau xử lý 2.6.3 Khảo sát ảnh hưởng pH đến khả hấp phụ vật liệu Một yếu tố quan trọng ảnh hưởng tới khả hấp phụ vật liệu pH, để khảo sát ảnh hưởng pH ta tiến hành sau: - Chuẩn bị: bình tam giác dung tích 250ml Đánh số thứ tự bình - Cho vào bình 1,9g vật liệu hấp phụ 100ml dung dịch Mn2+ với nồng độ 100mg/l - Điều chỉnh pH khác bình - Đem lắc khoảng thời gian đạt cân hấp phụ sau lọc đo nồng độ đầu dungdịch 2.6.4 Sự phụ thuộc tải trọng vào nồng độ cân Để khảo sát phụ thuộc tải trọng hấp phụ vào nồng độ cân vật liệu ta tiến hành sau: - Chuẩn bị: bình tam giác dung tích 250ml, đánh số thứ tự từ - Pha dung dịch Mn2+ với nồng độ khác nhau: 50; 100; 150; 200; 250; 300; 350; 400 mg/l - Cho vào bình 100ml dung dịch Mn2+ nồng độ 1,9g vật liệu hấp phụ Sinh viên: Đào Trung Hiếu 44 Khóa luận tốt nghiệp - Điều chỉnh pH tối ưu tiến hành lắc khoảng thời gian đạt cân hấp phụ sau lọc xác định nồng độ Mn2+ sau xử lý 2.6.5 Khảo sát khả giải hấp tái sinh vật liệu hấp phụ 2.6.5.1 Khảo sát khả giải hấp Lấy 100ml dung dịch Mn2+ nồng độ 100mg/l 1,9g vật liệu hấp phụ cho vào bình tam giác 250ml đem lắc 80 phút Sau đo nồng độ dung dịch sau xử lý, từ tính hàm lượng Mn2+ mà vật liệu hấp phụ hấp phụ Sau tiến hành giải hấp tách Mn2+ khỏi vật liệu dung dịch HNO31M, trình giải hấp tiến hành lần Xác định nồng độ Mn2+ sau giải hấp phương pháp trắc quang Từ tính hàm lượng Mn2+ rửa giải 2.6.5.2 Khảo sát khả tái sinh Lấy 100ml dung dịch Mn2+ nồng độ 100mg/l cho vào bình tam giác dung tích 250ml 1,9g vật liệu hấp phụ qua giải hấp Đem lắc 80 phút, pH tối ưu Sau đo nồng độ Mn2+ sau lắc Sinh viên: Đào Trung Hiếu 45 Khóa luận tốt nghiệp CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Kết khảo sát khả hấp phụ nguyên liệu vật liệu hấp phụ Cân loại nguyên liệu vật liệu hấp phụ 1g cho riêng rẽ vào bình tam giác Thêm vào bình 100ml dung dịch Mn2+ nồng độ 100 mg/l Đem lắc thời gian 60 phút Đem lọc, lấy 30ml dung dịch sau lọc làm tương tự trình tự phân tích Kết thu thể bảng 3.1 Bảng 3.1 Các thông số hấp phụ nguyên liệu vật liệu hấp phụ Chất hấp phụ C0 (mg/l) ABS Nguyên liệu Vật liệu 100 100 1,325 0,885 Cf (mg/l) dd sau xử lý 62,67 42,10 Hiệu suất (%) 37,33 57,90 Kết bảng 3.1 cho thấy nguyên liệu vật liệu hấp phụ có khả hấp phụ Mn2+ Tuy nhiên, hiệu suất hấp phụ vật liệu hấp phụ cao gấp 1,55 lần so với nguyên liệu Điều chứng tỏ nguyên liệu sau đươc biến tính axit citric trở thành vật liệu hấp phụ có độ xốp cao ngun liệu lõi ngơ ban đầu, diện tích bề mặt lớn nên hấp phụ tốt 3.2 Kết khảo sát ảnh hưởng thời gian đến trình hấp phụ Mangan Cho vào bình tam giác dung tích 250 ml đánh số thứ tự bình 1g vật liệu hấp phụ thêm vào bình 100 ml dung dịch chứa Mn2+ nồng độ 100 mg/l Đem lắc máy lắc khoảng thời gian khác 20; 40; 60; 80; 100; 120;140 phút Lọc, thu 30ml dung dịch sau lọc, làm theo trình tự phân tích Kết thu thể bảng 3.2 Sinh viên: Đào Trung Hiếu 46 Khóa luận tốt nghiệp Bảng 3.2 Ảnh hưởng thời gian đến trình hấp phụ Mangan STT C0 Thời gian (mg/l) ABS Cf (mg/l) Hiệu suất dd sau xử lý (%) 100 20 1,064 49,05 50,95 100 40 0,98 45,13 54,87 100 60 0,875 41,63 58,37 100 80 0,765 36,49 63,51 100 100 0,744 35,53 64,47 100 120 0,731 34,88 65,12 100 140 0,721 34,42 65,58 Từ kết ta có đồ thị biểu diễn phụ thuộc khả hấp phụ Mangan dung dịch theo thời gian hấp phụ: Hiệu suất (%) 70 65 60 55 50 30 60 90 Thời gian (phút) 120 150 Hình 3.1 Ảnh hưởng thời gian đến trình hấp phụ mangan Kết thực nghiệm cho thấy thời gian hấp phụ tăng dần hiệu suất trình hấp phụ tăng dần tăng nhanh khoảng thời gian từ 20 đến 80 phút Khi tiếp tục kéo dài thời gian hấp phụ hiệu suất trình hấp phụ tăng khơng đáng kể Vậy ta chọn thời gian đạt cân hấp phụ 80 phút cho nghiên cứu Sinh viên: Đào Trung Hiếu 47 Khóa luận tốt nghiệp 3.3 Kết khảo sát ảnh hưởng khối lượng vật liệu đến trình hấp phụ mangan Chuẩn bị bình tam giác 250ml đánh số thứ tự từ đến Cho vào bình 100ml dung dịch Mn2+nồng độ 100mg/l 0,4; 0,7; 1,0; 1,5; 1,9; 2,3g vật liệu hấp phụ Lắc bình máy lắc thời gian 80 phút, đem lọc, thu 30ml dung dịch sau lọc đem làm trình tự phân tích Kết thu thể bảng 3.3 Bảng 3.3 Ảnh hưởng khối lượng vật liệu đến trình hấp phụ mangan STT C0 (mg/l) Khối lượng vật liệu hấp phụ (g) ABS 100 100 100 100 100 100 100 0,4 0,7 1,0 1,5 1,9 2,3 2,7 1,119 0,951 0,935 0,656 0,535 0,520 0,515 Cf (mg/l) sau xử lý 51,62 45,21 37,16 31,41 25,71 25,01 24,79 Hiệu suất (%) 48,38 54,79 62,84 68,59 74,29 74,99 75,21 Từ kết ta có đồ thị biểu diễn phụ thuộc khối lượng vật liệu đến trình hấp phụ mangan: Hiệu suất (%) 80 70 60 50 40 0.2 0.6 1.4 1.8 Khối lượng (g) 2.2 2.6 Hình 3.2 Ảnh hưởng khối lượng vật liệu đến trình hấp phụ mangan Sinh viên: Đào Trung Hiếu 48 Khóa luận tốt nghiệp Kết thực nghiệm cho thấy: hiệu suất trình hấp phụ tăng nhanh khối lượng vật liệu tăng từ 0,4 đến 1,9g Khi tiếp tục tăng khối lượng vật liệu hiệu suất trình hấp phụ tăng chậm Vậy chọn giá trị khối lượng vật liệu 1,9g cho nghiên cứu 3.4 Kết khảo sát ảnh hưởng pH đến trình hấp phụ mangan Cho vào bình tam giác dung tích 250 ml đánh số thứ tự bình 1,9g vật liệu hấp phụ thêm vào bình 100 ml dung dịch Mn 2+ nồng độ 100mg/l Dùng dung dịch NaOH loãng H2SO4 loãng để điều chỉnh pH dung dịch đến giá trị tương ứng 1; 2; 3; 4; Tiến hành lắc khoảng thời gian 80 phút (thời gian tối ưu trình hấp phụ) Đem lọc, thu 30ml dung dịch lọc đem làm tương tự trình tự phân tích Kết thu thể bảng 3.4 Bảng 3.4 Ảnh hưởng pH đến trình hấp phụ mangan ST pH ABS Cf (mg/l) dd sau xử lý T Hiệu suất (%) 1 0,817 37,51 62,49 2 0,541 24,63 75,27 3 0,436 19,71 80,29 4 0,334 14,95 85,05 5 0,263 11,59 88,41 Từ kết ta có đồ thị biểu diễn phụ thuộc khả hấp phụ sắt dung dịch theo pH: Sinh viên: Đào Trung Hiếu 49 Khóa luận tốt nghiệp Hiệu suất (%) 95 85 75 65 55 pH Hình 3.3 Ảnh hưởng pH đến trình hấp phụ mangan Kết luận: Kết cho thấy: pH tăng hiệu suất trình xử lý Mangan tăng nhanh Tuy nhiên, TMn(OH)2 = 10-12,8 mà nồng độ Mn2+ 100mg/l nên pH > Mn2+ bắt đầu bị kết tủa nên hiệu suất trình xử lý Mangan vật liệu hấp phụ khơng xác (vì lúc Mn2+ vừa bị kết tủa vừa bị hấp phụ) Vì chọn pH = cho trình nghiên cứu 3.5 Khảo sát phụ thuộc tải trọng hấp phụ vào nồng độ cân mangan Lấy bình tam giác dung tích 250ml đánh số thứ tự từ đến Pha dung dịch Mangan với nồng độ khác 50; 100; 150; 200; 250; 300; 350; 400 mg/l Cho vào bình 100 ml dung dịch Mn2+với nồng độ 1,9 g vật liệu hấp phụ Điều chỉnh dung dịch đến pH tối ưu tiến hành lắc khoảng thời gian 80 phút Lọc, lấy 10ml dung dịch lọc làm trình tự phân tích để xác định nồng độ mangan sau xử lý Kết thu thể bảng 3.5 Sinh viên: Đào Trung Hiếu 50 Khóa luận tốt nghiệp Bảng 3.5 Kết khảo sát phụ thuộc tải trọng hấp phụ vào nồng độ cân mangan Ci ST T AB (mg/l) S 0,11 0,22 0,32 0,44 0,56 0,6 0,8 0,9 50 100 150 200 250 30 35 40 Cf (mg/l) Tải trọng hấp dd sau xử lý phụ q (mg/g) 5,576 20,134 35,286 54,189 82,795 114,674 151,987 194,688 2,338 4,203 6,038 7,674 8,800 9,754 10,422 10,806 Tỷ lệ Cf/q 2,385 4,790 5,844 7,061 9,409 11,756 14,582 18,017 Từ kết ta vẽ đồ thị biểu diễn phụ thuộc tải trọng hấp phụ vào nồng độ cân C f Mangan đồ thị biểu diễn phụ thuộc Cf/q vào nồng độ cân Cf: Tải trọng q (mg/g) 12 10 30 60 90 120 150 180 210 Nồng độ Cf (mg/l) Hình 3.4 Sự phụ thuộc tải trọng hấp phụ q vào nồng độ cân Cf Mn2+ dung dịch Sinh viên: Đào Trung Hiếu 51 Khóa luận tốt nghiệp 21 18 y = 0.068x + 2.740 R² = 0.996 Tỷ lệ Cf/q 15 12 0 30 60 90 120 150 Nồng độ Cf (mg/l) 180 210 Hình 3.5 Sự phụ thuộc Cf/q vào nồng độ cân Cf Kết thực nghiệm cho thấy hấp phụ mangan miêu tả tương đối tốt mơ hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir vùng có nồng độ cao vùng có nồng độ thấp Theo phương trình đẳng nhiệt Langmuir ta có: tg α = 1/qmax Từ phương trình biểu diễn phụ thuộc Cf/q vào Cf ta tính được: tgα = 0,068 Từ suy ra: qmax = 14,71 (mg/g) 3.6 Kết khảo sát khả giải hấp, tái sinh vật liệu hấp phụ Lấy 100 ml dung dịch Mn2+ nồng độ 100mg/l 1,9g lõi ngơ cho vào bình tam giác 250ml đem lắc 80 phút pH = Lọc dung dịch sau lắc, đo mật độ quang dung dịch thu tính hàm lượng Mn 2+mà lõi ngô hấp phụ Kết thể bảng 3.6: Bảng 3.6 Kết hấp phụ Mn2+ vật liệu hấp phụ Nguyên Ci (mg/l) tố Mn2+ 100 Cf Hiệu suất (mg/l) (%) 23,76 76,24 Sau tiến hành giải hấp tách Mn2+ khỏi vật liệu cách cho lượng vật liệu hấp phụ vào 100ml dung dịch HNO3 1M 30 phút, cho Sinh viên: Đào Trung Hiếu 52 Khóa luận tốt nghiệp trình giải hấp tiến hành lần Xác định nồng độ Mn2+ dung dịch HNO3 trình tự phân tích Từ tính hàm lượng Mn2+ rửa giải Kết thể bảng 3.7 Bảng 3.7 Kết giải hấp vật liệu hấp phụ HNO3 1M Lượng Mn2+hấp phụ Lượng Mn2+ vật liệu rửa ST Số lần T rửa Lần 76,24 37,01 51,46 Lần 39,23 23,46 79,32 Lần 15,77 11,78 94,77 Hiệu suất (%) Dựa vào bảng số liệu khả rửa giải vật liệu hấp phụ HNO3 1M tốt Ban đầu vật liệu hấp phụ chứa 76,24 mg Mn2+sau rửa giải lần lại 3,99 mg Mn2+, hiệu suất đạt 94,77% * Tái sinh vật liệu Lấy 100ml dung dịch Mn2+ nồng độ 100mg/l chỉnh pH tối ưu vào bình tam giác dung tích 250ml lượng vật liệu hấp phụ tối ưu qua giải hấp Lắc khoảng thời gian đạt cân hấp phụ Sau lọc đo nồng độ sau xử lý Kết thể bảng 3.8 Bảng 3.8 Kết tái sinh vật liệu hấp phụ Vật liệu hấp Ci (mg/l) phụ Lõi ngô 100 Cf Hiệu suất (mg/l) (%) 27,65 72,35 Kết cho thấy khả hấp phụ vật liệu hấp phụ sau giải hấp khả quan, hiệu suất đạt 72,35% Sinh viên: Đào Trung Hiếu 53 Khóa luận tốt nghiệp KẾT LUẬN Qua q trình thực khóa luận “Tìm hiểu khả hấp phụ Mangan vật liệu hấp phụ chế tạo từ lõi ngô” em thu số kết sau: Đã chế tạo vật liệu hấp phụ từ nguồn nguyên liệu phụ phẩm nông nghiệp lõi ngơ thơng qua q trình xử lý hóa học natri hidroxit axit citric Đã khảo sát khả hấp phụ nguyên liệu vật liệu hấp phụ ion Mn2+ Kết cho thấy nguyên liệu vật liệu hấp phụ ion Mangan dung dịch Tuy nhiên, khả hấp phụ vật liệu tốt so với nguyên liệu (gấp 1,55 lần) Đã khảo sát ảnh hưởng thời gian đến trình hấp phụ Mangan Kết thực nghiệm cho thấy thời gian đạt cân hấp phụ vật liệu 80 phút Đã khảo sát ảnh hưởng khối lượng vật liệu đến trình hấp phụ Mangan Kết thực nghiệm cho thấy khối lượng vật liệu hấp phụ tối ưu 1,9 g Đã khảo sát ảnh hưởng pH đến trình hấp phụ Mangan Kết thực nghiệm cho thấy pH tối ưu Mô tả trình hấp phụ vật liệu ion Mn2+ theo mơ hình Langmuir thu giá trị tải trọng phấp phụ cực đại qmax = 14,71 (mg/g) Khảo sát trình hấp phụ động vật liệu, khả hấp phụ vật liệu tốt Vật liệu sau giải hấp hấp phụ lại với hiệu suất 72,35% Sinh viên: Đào Trung Hiếu 54 Khóa luận tốt nghiệp TÀI LIỆU THAM KHẢO Lê Huy Bá, Độc học môi trường, Nhà xuất đại học quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, 2000 Nguyễn Tinh Dung, Các phương pháp định lượng hóa học, Nhà xuất giáo dục Hà Nội, 2002 Nguyễn Đăng Đức, Hóa học phân tích, Đại học Thái Nguyên, 2008 Phạm Luận, Cơ sở lý thuyết phương pháp phổ quang học, Nhà xuất Đại học quốc gia Hà Nội, 1999 Phạm Luận, Phương pháp phân tích phổ nguyên tử, Nhà xuất Đại học quốc gia Hà Nội, 2006 Hồng Nhâm, Hóa học vô tập 3, Nhà xuất giáo dục Hà Nội, 2001 Trần Văn Nhân, Nguyễn Thạc Sửu, Nguyễn Văn Tuế, Giáo trình hóa lý tập 2, Nhà xuất giáo dục, 2004 Trần Văn Nhân, Ngô Thị Nga, Giáo trình cơng nghệ xử lý nước thải, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Hà Nội, 2002 Trần Thị Thanh, Độc học môi trường sức khỏe người, Nhà xuất Đại học quốc gia Hà Nội, 2001 10 Nguyễn Đức Vận, Các kim loại điển hình, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Hà Nội, 2004 11 Quy chuẩn Việt Nam, Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia nước thải công nghiệp (QCVN 40:2011/BTNMT) 12 Tiểu luận: Kim loại nặng nước sinh hoạt : Tác hại, phương pháp xác định ngưỡng cho phép – Nhóm 5-TTA K19 Đại học Nơng nghiệp Hà Nội 13.http://luanvan.net.vn/luan-van/luan-van-nghien-cuu-qua-trinh-len-men-axitlactic-tu-loi-ngo-52164/ Sinh viên: Đào Trung Hiếu 55 ... vật liệu hấp phụ Phần lớn chất hữu tồn nước dạng phân tử trung hồ, bị phân cực Do q trình hấp phụ vật liệu hấp phụ chất hữu chủ yếu theo chế hấp phụ vật lý Khả hấp phụ chất hữu vật liệu hấp phụ. ..BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG - TÌM HIỂU KHẢ NĂNG HẤP PHỤ MANGAN TRONG NƯỚC CỦA VẬT LIỆU HẤP PHỤ CHẾ TẠO TỪ LÕI NGÔ KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI... ? ?Tìm hiểu khả hấp phụ Mangan nước vật liệu hấp phụ chế tạo từ lõi ngô? ?? Sinh viên: Đào Trung Hiếu Khóa luận tốt nghiệp CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Nước ô nhiễm nguồn nước kim loại nặng 1.1.1 Vai trò nước