(Luận văn) nghiên cứu quá trình đồng trùng hợp ghép axit acrylic lên axit humic và thăm dò khả năng hấp phụ cd2+, pb2+ của sản phẩm

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KHOA HÓA HỌC lu an KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP n va to gh tn ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH GHÉP AXIT p ie ACRYLIC LÊN AXIT HUMIC VÀ THĂM DÒ KHẢ NĂNG d oa nl w HẤP PHỤ ION Cd2+, Pb2+ CỦA SẢN PHẨM ll u nf va an lu : TRƯƠNG THỊ THÙY DƯƠNG : 14CHP : 2014 - 2018 : TS TRẦN MẠNH LỤC oi m z at nh z Sinh viên thực Lớp Khóa Giảng viên hướng dẫn m co l gm @ an Lu n va Đà Nẵng, tháng năm 2018 ac th si ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM Độc lập – Tự – Hạnh phúc KHOA HÓA NHIỆM VỤ LÀM KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: TRƢƠNG THỊ THÙY DƢƠNG Lớp: 14 CHP Tên đề tài: “ Nghiên cứu trình đồng trùng hợp ghép axit acrylic lên axit humic thăm dò khả hấp phụ Cd2+, Pb2+ sản phẩm” lu an Nguyên liệu, hóa chất, dụng cụ n va - Nguyên liệu: Than bùn đƣợc lấy hồ Bầu Sấu, Liên Chiểu, Đà Nẵng tn to - Hóa chất: Axit acrylic (PA- Trung Quốc), dung dịch NaOH, HCl, I2 tinh thể, KI gh tinh thể, HgCl2, ống chuẩn Na2S2O3 0.1 N, etanol 99.6 %, (NH4)2S2O8, bình khí N2, p ie hydroquinol 1%, hồ tinh bột 1%, ống chuẩn MgSO4 0.1N, trilon B, eriocrom đen, w NH4OH, NH4Cl, dung dịch H2SO4 HNO3 10%, Pb(NO3)2, Cd(NO3)2.4H2O, oa nl MgSO4.7H2O - Dụng cụ: Cân phân tích, máy đo pH, rây đƣờng kính 0.5mm, dụng cụ thủy d Nội dung nghiên cứu nf va an lu tinh,bình đựng khí N2 có van điều áp, tủ sấy, lò nung, buret, pipet,… lm ul - Tinh chế axit humic từ than bùn - Tiến hành đồng trùng hợp ghép z at nh oi - Tiến hành hấp phụ ion kim loại nặng Giáo viên hƣớng dẫn: TS Trần Mạnh Lục gm Giáo viên hƣớng dẫn m co l Chủ nhiệm khoa @ Ngày hoàn thành đề tài: 23/4/2018 z Ngày giao đề tài: 10/9/2017 an Lu PGS.TS.Lê Tự Hải TS.Trần Mạnh Lục n va ac th si LỜI CẢM ƠN Trong suốt thời gian học tập nghiên cứu, thầy cô, gia đình bạn bè ln ln động viên, giúp đỡ tạo điều kiện để em hồn thành luận văn tốt nghiệp Với lịng biết ơn sâu sắc, em xin cảm ơn thầy Trần Mạnh Lục hướng lu an dẫn tận tình, bảo động viên em suốt thời gian học tập n va nghiên cứu hoàn thành luận văn tn to Em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo giảng dạy môn, Sư Phạm, Đại học Đà Nẵng p ie gh thầy cô công tác phịng thí nghiệm Khoa Hóa trường Đại học w Xin cảm ơn bố mẹ, gia đình, bạn bè luôn động viên, động oa nl viên, gần gũi em suốt thời gian học tập nghiên cứu hồn d thành khóa luận an lu Bước đầu làm quen với nghiên cứu khoa học, luận văn khơng tránh nf va khỏi thiếu sót, em mong góp ý, bổ sung thầy lm ul bạn để luận văn hoàn thiện Cuối em xin kính chúc q thầy bạn sức khỏe, hạnh z at nh oi phúc thành công sống Đà Nẵng, ngày 23 tháng năm 2018 z Sinh viên @ m co l gm Trương Thị Thùy Dương an Lu n va ac th si DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT lu an n va AA : Axit acrylic AH : Axit humic APS : Amonipesunfat BET : Braunauer – Emmet – Tellar DTA/TG : Differential Thermal Analyzer/Thermalgravimetric kAH : Hệ số khô kiệt axit humic kTB* : Hệ số khơ kiệt than bùn hoạt hóa tn to : Độ chuyển hóa TC% ie gh : Thermal gravimetric analysis p TGA : Etilendiamintetraaxetic axit d ET-OO oa nl w EDTA : Eriocrom T đen an lu IR SEM : Kính hiển vi điện tử quét (Scanning Electron Microscope) : Hồng ngoại (Infrared) nf va z at nh oi lm ul z m co l gm @ an Lu n va ac th si MỤC LỤC MỞ ĐẦU .1 CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ CƠ SỞ LÍ THUYẾT 1.1 Giới thiệu axit humic .4 1.1.1 Nguồn gốc .4 1.1.2 Đặc điểm axit humic .4 1.1.3 Ứng dụng axit humic nông nghiệp môi trƣờng 1.1.4 Bản chất tƣơng tác axit humic với ion kim loại dung dịch nƣớc .8 lu an 1.1.6 Ảnh hƣởng sinh hóa kim loại nặng ngƣời sinh vật 13 va n 1.2 Axit acrylic tác nhân khơi mào .13 gh tn to 1.2.1 Axit acrylic 13 p ie 1.2.1.1 Tính chất vật lý 13 w 1.2.1.2 Tính chất hóa học 14 oa nl 1.2.1.3 Điều chế axit acrylic 15 d 1.2.1.4 Ứng dụng axit acrylic 15 lu nf va an 1.2.2 Tác nhân khơi mào: Hệ Amonipesunfat (APS) 15 1.3 Phản ứng đồng trùng hợp ghép .17 lm ul 1.3.1 Các yếu tố ảnh hƣởng đến trình đồng trùng hợp ghép 18 z at nh oi 1.3.1.1 Ảnh hƣởng nhiệt độ 18 1.3.1.2 Ảnh hƣởng thời gian 18 z gm @ 1.3.1.3 Ảnh hƣởng cấu trúc hàm lƣợng monome 19 1.3.1.4 Ảnh hƣởng nồng độ chất khơi mào 19 l m co 1.3.1.5 Ảnh hƣởng pH 19 an Lu 1.3.1.6 Ảnh hƣởng oxi 20 n va ac th si 1.3.2 Cơ chế phản ứng đồng trùng hợp ghép AA lên axit humic sử dụng hệ khơi mào APS 20 1.4 Tính chất độc tính số kim loại nặng điển hình .22 1.4.1 Khái quát chung kim loại nặng .22 1.4.2 Tính chất độc tính mơt số kim loại nặng điển hình: Chì, Cadimi .23 1.4.2.1 Chì (Pb) 23 1.4.2.2 Cadimi .25 1.5 Hấp thụ ion kim loại nặng nƣớc .26 lu 1.5.1 Cơ chế hấp phụ 26 an va 1.5.2 Các yếu tố ảnh hƣởng đến trình hấp phụ 27 n 1.5.2.1 Ảnh hƣởng nhiệt độ thời gian 27 gh tn to 1.5.2.2 Ảnh hƣởng tính tƣơng đồng .28 p ie 1.5.2.3 Ảnh hƣởng pH 28 nl w 1.5.2.4 Ảnh hƣởng nồng độ ion kim loại nặng .29 d oa 1.5.2.5 Ảnh hƣởng diện tích bề mặt chất rắn 29 an lu 1.5.3 Phƣơng trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir 29 nf va CHƢƠNG 2: THỰC NGHIỆM .34 lm ul 2.1 Nguyên liệu, dụng cụ hóa chất 34 z at nh oi 2.1.1 Nguyên liệu 34 2.1.2 Hóa chất .34 z 2.1.3 Dụng cụ 35 @ gm 2.2 Tách axit humic từ than bùn xác định số đặc tính lí hóa 35 co l 2.2.1 Tách axit humic từ than bùn 35 m 2.2.2 Xác định số đặc tính lí hóa than bùn hoạt hóa axit humic 35 an Lu 2.2.2.1 Xác định hàm lƣợng tro 35 n va ac th si 2.2.2.2 Xác định lƣợng nƣớc hút ẩm khơng khí 36 2.3 Tiến hành đồng trùng hợp ghép 37 2.3.1 Các yếu tố khảo sát trình đồng trùng hợp ghép với chất khơi mào APS 38 2.4 xác định độ chuyển hóa 38 2.4.1 Cách xác định độ chuyển hóa 39 2.5 Khảo sát khả hấp phụ Cd2+ Pb2+ dung dịch sản phẩm ghép 40 2.5.1 Cách tiến hành .40 lu an 2.5.2 Các yếu tố ảnh hƣởng đến trình hấp phụ cần khảo sát 41 va n CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 42 gh tn to 3.1 Tinh chế axit humic từ than bùn xác định số đặc tính hóa lý 42 p ie 3.1.1 Địa điểm lấy mẫu đặc tính nguyên liệu 42 w 3.1.2 Sơ đồ tinh chế axit humic từ than bùn 42 d oa nl 3.2 Kết thí nghiệm xác định số đặc tính lý hóa than bùn hoạt hóa axit humic tinh chế 43 lu nf va an 3.2.1 Kết thí nghiệm xác định hàm lƣợng tro 43 3.2.2 Kết thí nghiệm xác định hàm lƣợng hút ẩm khơng khí 44 lm ul 3.3 Phổ hồng ngoại, ảnh SEM giản đồ phân tích nhiệt mẫu AH 45 z at nh oi 3.3.1 Phổ hồng ngoại axit humic tinh chế 45 3.3.2 Giản đồ phân tích nhiệt DTA/TG 46 z 3.3.3 Kính hiển vi điện tử quét mẫu axit humic .47 @ l gm 3.4 Đồng trùng hợp ghép AA lên AH sử dụng tác nhân khơi mào APS 48 co 3.4.1 Ảnh hƣởng nhiệt độ đến trình ghép 48 m 3.4.3 Ảnh hƣởng nồng độ chất khơi mào amonipesunfat đến trình ghép .51 an Lu n va ac th si 3.4.4 Ảnh hƣởng hàm lƣợng monome đến trình ghép 52 3.4.5 Ảnh hƣởng pH đến trình ghép 53 3.5 Đặc tính hóa lý sản phẩm ghép 54 3.5.1 Phổ hồng ngoại sản phẩm ghép .54 3.5.2 Kính hiển vi điện tử quét sản phẩm ghép 55 3.5.3 Giản đồ phân tích nhiệt trọng trƣờng sản phẩm ghép 55 3.6 Khảo sát khả hấp phụ ion kim loại nặng sản phẩm ghép 56 3.6.1 Ảnh hƣởng thời gian đến khả hấp phụ 56 lu an 3.6.2 Ảnh hƣởng pH đến khả hấp phụ 58 n va 3.6.3 Ảnh hƣởng nồng độ đầu đến khả hấp phụ Xác định tải trọng hấp phụ cực đại ion kim loại 59 gh tn to 3.6.3.1 Ảnh hƣởng nồng độ đầu Cd2+ Pb2+ đến khả hấp phụ 59 p ie 3.6.3.2 Xác định tải trọng hấp phụ cực đại hệ số hấp phụ ion kim loại 60 nl w KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 63 d oa KẾT LUẬN .63 an lu KIẾN NGHỊ 64 nf va TÀI LIỆU THAM KHẢO 65 z at nh oi lm ul PHỤ LỤC 67 z m co l gm @ an Lu n va ac th si DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Cơng thức phân tử axit humic .6 Hình 1.2 Quá trình trao đổi cation axit humic [Internet] 12 Hình 2.1 Hình ảnh hồ Bầu Sấu, quận Liên Chiểu, TP Đà Nẵng, tháng 6/2017 .34 Hình 3.1 Sơ đồ tinh chế axit humic từ than bùn nguyên liệu 42 Hình 3.2 Than bùn hoạt hóa .43 Hình 3.3 Axit humic 43 lu an Hình 3.4 Phổ hồng ngoại axit humic 45 va n Hình 3.5 Giản đồ phân tích nhiệt trọng lƣợng axit humic 47 gh tn to Hình 3.6 Ảnh SEM axit humic độ phân giải khác 48 p ie Hình 3.7 Ảnh hƣởng nhiệt độ đến trình ghép .49 w Hình 3.8 Ảnh hƣởng thời gian đến trình ghép 50 oa nl Hình 3.9 Ảnh hƣởng nồng độ chất khơi mào đến trình ghép .51 d Hình 3.10 Ảnh hƣởng tỉ lệ khối lƣợng monome .52 lu nf va an Hình 3.11 Ảnh hƣởng pH đến trình ghép 53 Hình 3.12 Phổ hồng ngoại sản phẩm ghép 54 lm ul Hình 3.13 Ảnh SEM sản phẩm ghép độ phân giải khác 55 z at nh oi Hình 3.14 Giản đồ phân tích nhiệt trọng trƣờng sản phẩm ghép 55 Hình 3.15 Ảnh hƣởng thời gian đến khả hấp phụ 57 z gm @ Hình 3.16 Ảnh hƣởng pH đến trình hấp phụ 58 Hình 3.17 Dạng tuyến tính phƣơng trình Langmuir Cd2+ .60 l m co Hình 3.18 Dạng tuyến tính phƣơng trình Langmuir Pb2+ .61 an Lu n va ac th si DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Thành phần nguyên tố axit humic Bảng 1.2 Tiêu chuẩn Bộ Y tế giới hạn hàm lƣợng kim loại nặng nƣớc ăn uống .23 Bảng 3.1 Kết xác định hàm lƣợng tro than bùn hoạt hóa axit humic tinh chế 43 Bảng 3.2 Kết xác định hàm lƣợng nƣớc hút ẩm 44 lu Bảng 3.3 Hệ số nƣớc TB* AH 44 an Bảng 3.4 Những dải hấp phụ hồng ngoại mẫu axit humic 45 va n Bảng 3.5 Ảnh hƣởng nhiệt độ đến trình ghép 49 gh tn to Bảng 3.6 Ảnh hƣởng thời gian đến trình ghép 50 p ie Bảng 3.7 Ảnh hƣởng nồng độ chất khơi mào đến trình ghép .51 w Bảng 3.8 Ảnh hƣởng tỉ lệ khối lƣợng monome/AH 52 d oa nl Bảng 3.9 Ảnh hƣởng pH đến trình ghép .53 an lu Bảng 3.10 Ảnh hƣởng thời gian đến khả hấp phụ 57 nf va Bảng 3.11 Ảnh hƣởng pH đến khả hấp phụ .58 lm ul Bảng 3.12 Ảnh hƣởng nồng độ đầu Cd2+ 59 z at nh oi Bảng 3.13 Ảnh hƣởng nồng độ đầu Pb2+ 60 z m co l gm @ an Lu n va ac th si 3.5.2 Kính hiển vi điện tử quét sản phẩm ghép Ảnh độ phân giải khác kính hiển vi điện tử quét sản phẩm ghép axit acrylic lên axit humic sử dụng tác nhân khơi mào amonipesunfat Mẫu đƣợc tiến hành chụp máy JSM – 6010LV, hãng JEOL, Nhật Bản khhoa Hóa trƣờng Đại học Bách Khoa Đà Nẵng lu an n va tn to gh Hình 3.13 Ảnh SEM sản phẩm ghép độ phân giải khác p ie Nhận xét: Ảnh SEM sản phẩm ghép cho ta thấy bề mặt sản phẩm so với axit humic oa nl w axit humic bớt lồi lõm, gồ ghề, đặc biệt thấy đƣợc nhánh ghép lên bề mặt d 3.5.3 Giản đồ phân tích nhiệt trọng trường sản phẩm ghép an lu Sản phẩm ghép đƣợc tiến hành đo TGA máy TGA/DSC model STA6000 nf va hãng Perkin Elmer, Mỹ trƣờng Đại học Bách Khoa Đà Nẵng z at nh oi lm ul z m co l gm @ an Lu Hình 3.14 Giản đồ phân tích nhiệt trọng trường sản phẩm ghép n va ac th 55 si Nhận xét: Ở giản đồ phân tích nhiệt sản phẩm ghép xuất pick thu nhiệt nhƣ mẫu axit humic Tuy nhiên, có xê dịch Trong khoảng nhiệt độ từ 28.2°C đến 90°C có tƣợng trọng lƣợng nhẹ Giai đoạn này, phần trăm khối lƣợng mẫu giảm Từ 280°C đến 550°C phần trăm khối lƣợng mẫu giảm mạnh Nhìn vào giản đồ phân tích nhiệt ta thấy rặng mức nhiệt 320°C xuất thu nhiệt mẫu ghép Điều đƣợc giải thích cấu trúc mẫu bị phá hủy phần gồm chất có phân tử lƣợng nhỏ mạch nhánh So sánh hai giản đồ phân tích nhiệt axit humic trƣớc ghép sau ghép ta thấy mẫu ghép, lu an giai đoạn diễn mạnh mẽ hơn, phần nhánh đƣợc đặc trƣng n va Cho đến 680°C mẫu ghép bị phá hủy hoàn toàn Nhiệt độ mẫu ghép tn to bị phá hủy hoàn toàn cao so với mẫu axit humic mẫu ghép, cấu trúc gh phân tử trở nên cồng kềnh hơn, địi hỏi mức nhiệt cao phá hủy hoàn p ie toàn mẫu w Tóm lại, với hình ảnh phổ hồng ngoại, ảnh SEM nhƣ giản đồ oa nl phân tích nhiệt nêu trên, cho phép khẳng định ghép thành công axit d acrylic lên axit humic để sử dụng làm vật liệu hấp phụ an lu 3.6 Khảo sát khả hấp phụ ion kim loại nặng sản phẩm ghép nf va Chúng chọn sử dụng sản phẩm ghép (copolyme ghép) thu đƣợc lm ul phản ứng đồng trùng hợp ghép axit acrylic lên axit humic với tác nhân khơi mào amonipesunfat, làm chất hấp phụ ion kim loại nặng Kết nghiên cứu yếu tố z at nh oi ảnh hƣởng đến trình hấp phụ đƣợc thể cụ thể nhƣ sau 3.6.1 Ảnh hưởng thời gian đến khả hấp phụ z * Điều kiện tiến hành: @ gm Khối lƣợng copolyme ghép: 100mg, thể tích dung dịch [M]2+ 100mg/l: 50ml, nhiệt m co đƣợc trình bày bảng 3.10 hình 3.15 l độ 30°C, pH=5, thời gian hấp phụ thay đổi từ 30 phút đến 150 phút Kết an Lu n va ac th 56 si Bảng 3.10 Ảnh hưởng thời gian đến khả hấp phụ Cd2+ Thời gian Pb2+ (phút) q (mg/g) H (%) q (mg/g) H (%) 30 6,023 15,047 8,092 19,442 60 6,542 16,34 9,864 23,699 90 7,151 17,864 9,908 23,805 120 8,026 20,051 9,923 23,395 150 8,215 20,523 9,956 23,921 lu an n va p ie gh tn to d oa nl w nf va an lu Hình 3.15 Ảnh hưởng thời gian đến khả hấp phụ lm ul Nhận xét: Ta thấy tải trọng hấp phụ ion kim loại lên sản phẩm z at nh oi ghép tăng dần theo thời gian Càng sau hấp phụ đạt cân Thời gian đạt cân ion lim loại khác Pb2+ đạt cân z 60 phút, Cd2+ đạt cân 120 phút gm @ Tại thời gian tải trọng hấp phụ Cd2+ nhỏ tải trọng hấp l phụ Pb2+ chất ion kim loại nặng Đối với ion có hóa co trị, ion có bán kính lớn có khả hấp phụ cao Vì ion có m bán kính lớn có độ phân cực lớn nên dễ tiến gần bề mặt vật rắn Hơn nữa, an Lu n va ac th 57 si ion Pb2+ dễ thủy phân nên q trình hấp phụ có lƣợng Pb(OH)2 kết tủa bám bề mặt chất hấp phụ 3.6.2 Ảnh hưởng pH đến khả hấp phụ * Điều kiện tiến hành: Khối lƣợng copolyme ghép: 100mg, thể tích dung dịch [M]2+ 100mg/l: 50ml, nhiệt độ 30°C, pH thay đổi từ đến Thời gian hấp phụ thay đổi tƣơng ứng với thời gian đạt cân kim loại Kết đƣợc trình bày bảng 3.11 hình 3.16 Bảng 3.11 Ảnh hưởng pH đến khả hấp phụ Cd2+ - 120 phút H (%) q (mg/g) H (%) 3,205 7,557 4,121 9,901 4,672 11,672 7,086 17,025 8,125 20,298 11,045 26,537 7,034 17,573 10,305 24,759 an q (mg/g) ie lu pH Pb2+ - 60 phút n va gh tn to p d oa nl w nf va an lu z at nh oi lm ul z gm @ co l Hình 3.16 Ảnh hưởng pH đến trình hấp phụ Nhận xét: pH ảnh hƣởng lớn đến khả hấp phụ ion kim loại m an Lu nặng lên sản phẩm ghép Dựa vào kết bảng hình, từ pH=1 đến giá trị n va ac th 58 si tải trọng tăng liên tục Ta thấy pH=5 tải trọng hai kim loại đạt cực đại Sau đó, giá trị tải trọng bắt đầu giảm Điều đƣợc giải thích nhƣ sau: Axit acrylic axit điện li yếu nên lƣợng H + tăng cao khả điện li giảm Nhóm –COOH mạch nhánh polyme khơng bị phân ly, dẫn đến phản ứng phối trí ion lim loại đôi điện tử tự nguyên tử nito (hoặc oxi) bị hạn chế khiến phức chelat ổn định nên khả hấp phụ không cao Ở pH cao, nhóm –COOH bị phân ly, ion kim loại liên kết dễ dàng nên khả hấp phụ tăng nhanh Tuy nhiên, sử dụng dung dịch NaOH để điều chỉnh pH lên cao đó, nhóm –COOH tƣơng tác với ion OH- làm giảm khả hấp phụ Mặt khác, ion kim loại liên kết với ion OH- để tạo kết tủa bám lu an bề mặt chất hấp phụ Vì vậy, pH thích hợp pH=5 n va 3.6.3 Ảnh hưởng nồng độ đầu đến khả hấp phụ Xác định tải trọng hấp tn to phụ cực đại ion kim loại * Điều kiện tiến hành: p ie gh 3.6.3.1 Ảnh hưởng nồng độ đầu Cd2+ Pb2+ đến khả hấp phụ w Khối lƣợng copolyme ghép: 100mg, thể tích dung dịch [M]2+ 100mg/l: 50ml, oa nl nhiệt độ 30°C, pH=5 Nồng độ đầu ion kim loại thay đổi từ 100 mg/l đến 300 d mg/l Kết đƣợc trình bày bảng 3.12, bảng 3.13 Nồng độ đầu C (mg/l) Ci (mg/l) nf va an lu Bảng 3.12 Ảnh hưởng nồng độ đầu Cd2+ q (mg/g) H (%) Cf/q (g/l) 8,026 18,14 9,023 88,47 72,418 150 115,055 97,889 8,583 14,920 11,405 200 144,137 122,829 10,654 14,783 11,529 250 163,779 142,377 13,068 13,305 300 186,945 164,985 11,747 15,026 z at nh oi 100 lm ul Cf (mg/l) z gm @ 10,980 m co l 10,701 an Lu n va ac th 59 si Bảng 3.13 Ảnh hưởng nồng độ đầu Pb2+ Nồng độ đầu C (mg/l) Ci (mg/l) Cf (mg/l) q (mg/g) H (%) Cf/q (g/l) 100 77,047 57,319 9,864 25,605 5,811 150 97,72 74,816 11,452 23,438 6,533 200 163,382 131,780 15,801 19,342 8,340 250 171,238 138,828 16,205 18,927 8,567 300 204,241 168,425 17,908 17,536 9,405 lu an n va Nhận xét: Dựa vào hai bảng số liệu trên, ta thấy ta tăng nồng độ đầu 200mg/l tải trọng hấp phụ tăng mạnh cà hai ion kim loại Từ nồng độ gh tn to ion kim loại nặng tải trọng hấp phụ tăng Khoảng nồng độ từ 150 đến p ie 200mg/l trở tải trọng hấp phụ có tăng chậm 3.6.3.2 Xác định tải trọng hấp phụ cực đại hệ số hấp phụ ion kim loại nl w Từ kết ảnh hƣởng nồng độ đầu đến khả hấp phụ, tiến hành vẽ đồ d oa thị xác định phƣơng trình đƣờng thẳng biểu thị phụ thuộc Cf/q Cf Qua an lu đó, xác định tải trọng hấp phụ cực đại hệ số hấp phụ ion kim loại Kết nf va đƣợc thể hình 3.17 hình 3.18 z at nh oi lm ul z m co l gm @ an Lu Hình 3.17 Dạng tuyến tính phương trình Langmuir Cd2+ n va ac th 60 si Từ phƣơng trình đƣờng thẳng y=0.0603x + 4.814 ta tính đƣợc tải trọng hấp phụ cực đại số cân hấp phụ ion Cd2+nhƣ sau qmax = = 16,584 (mg/g) b= = 0,0125 lu an n va p ie gh tn to Hình 3.18 Dạng tuyến tính phương trình Langmuir Pb2+ nl w Từ phƣơng trình đƣờng thẳng y=0.0338x + 3.7835 ta tính đƣợc tải trọng d oa hấp phụ cực đại số cân hấp phụ ion Pb2+ nhƣ sau = 8,93 x 10-3 z at nh oi lm ul Nhận xét: = 29,586 (mg/g) nf va b= an lu qmax = Từ kết thấy mơ hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir mơ tả xác hấp phụ ion Cd2+, Pb2+ lên sản phẩm ghép (thể qua hệ số z gm @ tƣơng quan R2 phƣơng trình hồi quy) Đồng thời, cho phép khẳng định sản phẩm ghép có khả hấp phụ ion kim loại tốt l m số cân hấp phụ ion kim loại co Từ phƣơng trình thu đƣợc, chúng tơi xác định tải trọng hấp phụ cực đại an Lu n va ac th 61 si Tóm lại, quy trình nghiên cứu yếu tố ảnh hƣởng đến hấp phụ ion kim loại Cd2+, Pb2+ sản phẩm ghép thu đƣợc số kết sau: + Thời gian đạt cân hấp phụ tƣơng ứng ion lim loại lần lƣợt là: Cd2+: 120 phút Pb2+: 60 phút + pH = + Tải trọng hấp phụ cực đại số cân hấp phụ ion lim loại lần lƣợt là: Cd2+: qmax: 16,584 (mg/g), b = 0,0125 lu Pb2+: qmax: 29,586 (mg/g), b = 8,93 x 10-3 an n va p ie gh tn to d oa nl w nf va an lu z at nh oi lm ul z m co l gm @ an Lu n va ac th 62 si KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Sau thời gian nghiên cứu đề tài, đạt đƣợc số kết sau: Đã tinh chế axit humic từ than bùn với điều kiện thích hợp • Hàm lƣợng tro: + Than bùn hoạt hóa: 5,96% + Axit humic: 3,4% • Độ ẩm khơng khí: + Than bùn hoạt hóa: 2,66% lu an + Axit humic: 6,84% n va Đã tìm điều kiện thích hợp cho q trình đồng trùng ghép axit Những điều kiện tối ƣu q trình ghép là: • Thời gian: 180 phút p ie gh tn to acrlic lên axit humic với tác nhân khơi mào amonipesunfat w • Nhiệt độ: 70°C oa nl • Khối lƣợng monome/ sợi: 2,0 (g/g) d • Nồng độ chất khơi mào: 0,08M an lu • pH = nf va Với độ chuyển hóa đạt đƣợc cao là: 83,06% lm ul Sự tồn sản phẩm ghép đƣợc đƣợc xác nhận qua phổ phân tích nhiệt (DTA/TG), phổ hồng ngoại (IR) ảnh kính hiển vi điện tử quét (SEM) z at nh oi Đã ngiên cứu yếu tố ảnh hƣởng đến q trình hấp phụ thăm dị khả hấp phụ kim loại Cd2+ , Pb2+ từ dung dịch nƣớc sản phẩm ghép cho hiệu an Lu • Đối với Pb2+ m qmax = 16,584 (mg/g), b = 0,0125 co pH = l Thời gian đạt cân hấp phụ: 120 phút gm @ • Đối với Cd2+ z suất tốt điều kiện sau đây: n va ac th 63 si Thời gian đạt cân hấp phụ: 60 phút pH = qmax = 29,586 (mg/g), b = 8,93 x 10-3 KIẾN NGHỊ Tiếp tục nghiên cứu trình đồng trùng hợp ghép monome khác lên chất dễ tạo phức khác sử dụng chất khơi mào khác để so sánh, đánh giá giống, khác chúng nhằm sử dụng có hiệu nguồn nguyên liệu sẵn có nƣớc ta ( đặc biệt than bùn) Tiếp tục nghiên cứu trình hấp phụ sản phẩm ghép axit acrylic lên axit lu an humic ion lim loại khác để đánh giá so sánh mức độ hấp phụ ứng n va dụng tối ƣu vào xử lí ô nhiễm môi trƣờng tn to Tiến hành nghiên cứu trình hấp phụ sản phẩm ghép khác Mở rộng nghiên cứu thêm tác dụng ứng dụng axit humic nhiều lĩnh p ie gh ion kim loại khác ứng dụng tách làm giàu xử lý ô nhiễm môi trƣờng w vực ngành khoa học khác nhƣ nông nghiệp, công nghiệp, sinh học, y d oa nl học…Cd2+, Pb2+ nf va an lu z at nh oi lm ul z m co l gm @ an Lu n va ac th 64 si TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Bộ y tế (2002) , Quyết định Bộ trưởng Bộ y tế việc ban hành tiêu chuẩn vệ sinh nước ăn uống, số 1329/2002/BYT/QĐ ngày 18/04/2002 [2] Lê Văn Cát (2002), Hấp phụ trao đổi ion kĩ thuật xử lí nước thải, NXB Thống Kê, Hà Nội [3] Ngơ Duy Cƣờng (2003), Hóa học hợp chất cao phân tử, NXB Đại học Quốc Gia, Hà Nội [4] Hồng Văn Huệ (2004) Cơng nghệ mơi trường – Xử lí nước, tập 1, NXB Xây dựng lu an [5] Lê Thị Hồng Liên (2000), Tổng hợp nghiên cứu phản ứng polyme hóa axit n va acrylic axit acrylamit, Luận văn Thạc sĩ, Hà Nội tn to [6] Hồng Nhâm (2002), Hóa học vơ cơ, tập 2, NXB Giáo dục gh [7] Đỗ Đình Rãng (chủ biên), Đặng Đình Bạch, Lê Thị Đào, Nguyễn Mạnh Hà, p ie Nguyễn Thị Thanh Phong (2008), Hóa học hữu 3, NXB Giáo dục w [8] Trần Quốc Sơn (2008), Tài liệu giáo khoa chuyên hóa hữu 11- 12, tập 1, oa nl NXB Giáo dục d [9] Trần Mạnh Lục (2005), Nghiên cứu phản ứng đồng trùng hợp ghép axit an lu acrylic dẫn xuất lên sowijxenlulozo, đề tài Khoa học công nghệ cấp bộ, mã số nf va B2004-16-29, Đại học Đà Nẵng lm ul [10] Bùi Duy Cam, Phạm Văn Tình, Tách giữ kim loại nặng chì, đồng, niken, crom thori từ dung dịch môi trường axit yếu cột axit humic, Tạp chí Khoa học z at nh oi Đại học Quốc Gia Hà Nội, KHTN & CN, tập XVIII Số 4, 2002 [11] Phạm Văn Tình, Lƣu Minh Đại, Kết tủa ion thori (IV) chì (II) axit z humic xử lí mơi trường, tạp chí Hóa học, T.35, Số 2, T.66-69, 1997 @ gm [12] Đinh Thị Quý Thủy, Nghiên cứu khả tách Cu2+ nước than bùn l hoạt hóa axit HNO3, Đồ án tốt nghiệp cử nhân sƣ phạm, Đà Nẵng, 2006 m co [13] A.Szalay, Sự tích tụ Uran kim loại khác than đá, phiến an Lu thực vật vai trị axit humic làm giàu địa hóa đó, Stoc khom, 1974 n va ac th 65 si [14] PL.Belkevich, AR.Givtova, Than bùn vấn đề bảo vệ môi trường, NXB Minxco, 1979 [15] Lê Văn Can, Giáo trình Hóa nơng, NXB Nơng nghiệp, Hà Nội, 1978 [16] Trần Mạnh Lục, Nitro hóa axit humic chiết tách từ than bùn miền Trung ứng dụng làm chất kích thích nảy mầm, Luận văn Thạc sĩ hóa học, Đà Nẵng, 2001 [17] Trần Công Tấu, Ngô Văn Phú, Hoàng Văn Huây, Hoàng Văn Thế, Văn Huy Hải, Trần Khắc Hiệp, Thổ nhưỡng học, NXB Đại học trung học chuyên nghiệp, Hà Nội, 1986 [18] Trần Thị Thanh, Nghiên cứu khả hấp phụ ion Cu2+ nước axit humic, Luận văn tốt nghiệp cử nhân Sƣ Phạm, Đà Nẵng, 2008 lu an [19] Võ Kim Thành, Nghiên cứu khả phản ứng axit humic với kim n va loại Ni, Mg, Fe Mn, Luận văn tốt nghiệp, 1978 p ie gh tn to d oa nl w nf va an lu z at nh oi lm ul z m co l gm @ an Lu n va ac th 66 si PHỤ LỤC lu an n va p ie gh tn to Hình a Giấy đo pH d oa nl w nf va an lu z at nh oi lm ul z m co l gm @ Hình b Máy khuấy từ an Lu n va ac th 67 si lu an n va p ie gh tn to Hình c Cân phân tích d oa nl w nf va an lu z at nh oi lm ul z m co l gm @ Hình d Lị nung an Lu n va ac th 68 si lu an n va p ie gh tn to Hình e Tủ sấy thường d oa nl w nf va an lu z at nh oi lm ul z m co l gm @ Hình f Khí N2 an Lu n va ac th 69 si