(Khoá luận tốt nghiệp) nghiên cứu khả năng hấp phụ của xơ dừa đối với ion cu2+ trong nước

Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phịng BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÕNG - ISO 9001 : 2008 KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP NGÀNH: KỸ THUẬT MƠI TRƢỜNG Sinh viên : Trần Thị Hƣờng Giảng viên hƣớng dẫn: ThS Phạm Thị Minh Thúy HẢI PHÕNG - 2012 Sinh viên: Trần Thị Hường – MT1201 Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phòng BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÕNG - NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG HẤP PHỤ CỦA XƠ DỪA ĐỐI VỚI ION Cu2+ TRONG NƢỚC KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY NGÀNH: KỸ THUẬT MÔI TRƢỜNG Sinh viên : Trần Thị Hƣờng Giảng viên hƣớng dẫn: ThS Phạm Thị Minh Thúy HẢI PHÕNG - 2012 Sinh viên: Trần Thị Hường – MT1201 Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phịng BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÕNG NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Sinh viên : Trần Thị Hường Mã SV: 120290 Lớp :MT1201 Ngành: Kỹ thuật môi trường Tên đề tài : Nghiên cứu khả hấp phụ xơ dừa ion Cu 2+ nước Sinh viên: Trần Thị Hường – MT1201 Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phòng NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI Nội dung yêu cầu cần giải nhiệm vụ đề tài tốt nghiệp ( lý luận, thực tiễn, số liệu cần tính tốn vẽ) - Nắm vững quy trình phân tích ion kim loại đồng cách thức chế tạo vật liệu hấp phụ - Tổng hợp tài liệu tham khảo có liên quan đến nội dung khóa luận - Kỹ làm thực nghiệm - Kỹ xử lý phân tích số liệu - Khảo sát ảnh hưởng yếu tố đến khả hấp phụ ion kim loại vật liệu hấp phụ Các số liệu cần thiết để thiết kế, tính tốn - Các số liệu thu từ thực nghiệm …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… Địa điểm thực tập tốt nghiệp - Phịng thí nghiệm F203, Trường Đại Học Dân Lập Hải Phòng …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… Sinh viên: Trần Thị Hường – MT1201 Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phịng CÁN BỘ HƢỚNG DẪN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Ngƣời hƣớng dẫn thứ nhất: Họ tên : ThS.Phạm Thị Minh Thúy Học hàm, học vị: Thạc Sĩ Cơ quan công tác: Bộ môn Môi trường – Trường Đại học Dân Lập Hải Phòng Nội dung hướng dẫn: - Hướng dẫn sinh viên tìm tài liệu tham khảo - Giám sát việc làm thí nghiệm - Chữa khóa luận cho sinh viên Ngƣời hƣớng dẫn thứ hai: Họ tên: Học hàm, học vị: Nội dung hướng dẫn: Đề tài tốt nghiệp giao ngày 02 tháng 04 năm 2012 Yêu cầu phải hoàn thành xong trước ngày 07 tháng 07 năm 2012 Đã nhận nhiệm vụ ĐTTN Đã giao nhiệm vụ ĐTTN Người hướng dẫn Sinh viên Trần Thị Hường ThS.Phạm Thị Minh Thúy Hải Phòng, ngày tháng năm 2012 Hiệu trƣởng GS.TS.NGƢT Trần Hữu Nghị Sinh viên: Trần Thị Hường – MT1201 Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phòng PHẦN NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƢỚNG DẪN Tinh thần thái độ sinh viên trình làm đề tài tốt nghiệp: - Trong trình thực đề tài khóa luận sinh viên Trần Thị Hường ln tích cực, chịu khó, biết xếp thời gian hợp lý cho công việc cụ thể đề tài - Chịu khó học hỏi, nghiên cứu tài liệu, có tinh thần tương trợ, giúp đỡ bạn bè, hòa đồng với tập thể Đánh giá chất lƣợng khóa luận (so với nội dung yêu cầu đề nhiệm vụ Đ.T T.N mặt lý luận, thực tiễn, tính tốn số liệu…): - Đạt yêu cầu khóa luận tốt nghiệp Cho điểm cán hƣớng dẫn (ghi số chữ): …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… Hải Phòng, ngày 06 tháng 07 năm 2012 Cán hƣớng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) ThS Phạm Thị Minh Thúy Sinh viên: Trần Thị Hường – MT1201 Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phòng LỜI CẢM ƠN Em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành sâu sắc đến cô giáo Th.S Phạm Thị Minh Thúy, giảng viên môn Môi trường – Trường Đại học Dân Lập Hải Phịng tận tình hưỡng dẫn dìu dắt, giúp đỡ em suốt q trình hồn thành khóa luận Nhân dịp em xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến thầy môn truyền đạt trang bị cho em kiến thức khoa học suốt năm học mái trường Đại học dân lập Hải Phòng thầy giáo phịng thí nghiệm hóa học giúp đỡ em q trình hồn thành khóa luận Em xin chân thành cảm ơn gia đình bạn bè giúp đỡ, động viên em suốt q trình học tập làm khóa luận Em xin chân thành cảm ơn! Hải Phòng, ngày 06 tháng 07 năm 2012 Sinh viên Trần Thị Hường Sinh viên: Trần Thị Hường – MT1201 Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phòng DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Giá trị C thông số ô nhiễm nƣớc thải công nghiệp Bảng 1.2 Hệ số Kq nguồn tiếp nhận nƣớc thải sông, suối, kênh, mƣơng, khe, rạch Bảng 1.3 Hệ số Kq hồ, ao, đầm Bảng 1.4 Hệ số lƣu lƣợng nguồn thải Kf Bảng 1.5 Thành phần hóa học tính chất số loại than hoạt tính Bảng 1.6 Một số chất hấp phụ polimer Bảng 2.1 Kết xác định đƣờng chuẩn đồng Bảng 3.1 Ảnh hƣởng khối lƣợng vật liệu đến trình hấp phụ đồng Bảng 3.2 Ảnh hƣởng kích thƣớc vật liệu đến q trình hấp phụ đồng Bảng 3.3 Ảnh hƣởng thời gian đến trình hấp phụ đồng Bảng 3.4 Ảnh hƣởng pH đến trình hấp phụ đồng Bảng 3.5 Kết khảo sát phụ thuộc tải trọng hấp phụ vào nồng độ cân đồng Bảng 3.6 Kết hấp phụ Cu2+ vật liệu hấp phụ Bảng 3.7 Kết giải hấp vật liệu hấp phụ HNO3 1M Bảng 3.8 Kết tái sinh vật liệu hấp phụ Sinh viên: Trần Thị Hường – MT1201 Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phịng DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Phương trình đường hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir Hình 1.2 Sự phụ thuộc Cf /q vào Cf Hình 1.3 Đường hấp phụ đẳng nhiệt Freundlich Hình 1.4 Sự phụ thuộc lgq vào lgCf Hình 2.1 Phương trình đường chuẩn đồng Hình 3.1 Ảnh hưởng khối lượng vật liệu đến trình hấp phụ đồng Hình 3.2 Ảnh hưởng kích thước vật liệu đến trình hấp phụ đồng Hình 3.3 Ảnh hưởng thời gian đến trình hấp phụ đồng Hình 3.4 Ảnh hưởng pH đến trình hấp phụ đồng Hình 3.5 Sự phụ thuộc tải trọng hấp phụ q vào nồng độ cân C f Cu2+ dung dịch Hình 3.6 Sự phụ thuộc Cf /q vào nồng độ cân Cf Sinh viên: Trần Thị Hường – MT1201 Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phòng MỤC LỤC MỞ ĐẦU 13 CHƢƠNG I TỔNG QUAN 14 I.1 Vai trò nước ô nhiễm nguồn nước kim loại nặng 14 I.1.1 Vai trò nước 14 I.1.2 Thực trạng ô nhiễm nước kim loại nặng 14 I.1.3 Một số nguồn gây ô nhiễm kim loại nặng 15 I.1.3.1 Hoạt động khai thác mỏ 15 I.1.3.2 Công nghiệp mạ 16 I.1.3.3 Công nghiệp sản xuất hợp chất vô 16 I.1.3.4 Quá trình sản xuất sơn, mực thuốc nhuộm 17 I.1.3.5 Công nghiệp luyện kim 17 I.1.4 Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia nƣớc thải công nghiệp (QCVN 40: 2011/BTNMT) 17 I.1.4.1 Phạm vi điều chỉnh 17 I.1.4.2 Đối tượng áp dụng 18 I.1.4.3 Giải thích thuật ngữ 18 I.1.4.4 Quy định kỹ thuật 18 I.2 Ảnh hƣởng kim loại nặng đến môi trƣờng sức khỏe ngƣời… .22 I.2.1 Tác dụng sinh hóa kim loại nặng ngƣời môi trƣờng .23 I.2.2 Ảnh hƣởng số kim loại nặng đến môi trƣờng và sức khỏe ngƣời 24 I.2.2.1 Ảnh hưởng chì 24 I.2.2.2 Ảnh hưởng Cadimium 26 I.2.2.3 Ảnh hưởng kẽm 26 I.2.2.4 Ảnh hưởng Đồng 27 I.3 Một số phƣơng pháp xác định kim loại nặng nƣớc 29 I.3.1 Phƣơng pháp phân tích trắc quang .29 Sinh viên: Trần Thị Hường – MT1201 10 Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phòng thiểu thêm vào phễu chiết để kết tủa hết Pb(NO3)2 Thêm vào phễu chiết 125ml toluen, đậy nút phễu chiết lắc mạnh, toàn kết tủa Pb - DDC tan toluen, tách bỏ phần nước phía dưới, phần Pb - DDC tan toluen lọc qua giấy lọc vào bình màu nâu, dung dịch bền khoảng tháng - HCl: pha dung dịch HCl (1:1) - Dung dịch Cu2+: hòa tan 0,039g CuSO4.5H20 1l nước cất lần II.2.3 Trình tự phân tích Lấy thể tích nước cần phân tích để mẫu chứa khoảng 1mg/l Cu2+ cho vào phễu chiết dung tích 250 ml Mẫu nước pha loãng nước cất đến 100ml Thêm vào phễu chiết giọt axit HCl (1: 1) 10 ml Pb DDC toluen từ buret cách xác Lắc phễu chiết phút, giữ yên phễu chiết cho phân thành lớp, sau tách phần nước phía dưới, phần chứa Cu - DDC màu vàng cho vào cuvet tiến hành so màu bước sóng = 430 nm II.2.4 Xây dựng đường chuẩn đồng Lấy bình định mức dung tích 100ml Lần lượt cho vào bình 1, 2, 3, 4, ml dung dịch Cu2+ nồng độ 10 mg/l Sau tiến hành bước trình tự phân tích Kết đo thể bảng 2.1 sau: Bảng 2.1 Kết xác định đường chuẩn đồng STT Thể tích Cu2+ (mg) Nồng độ Cu2+ (mg/l) ABS 1 0,1 0,197 0,3 0,356 0,5 0,678 0,7 0,765 0,9 1,01 Từ kết ta có đồ thị biểu diễn phương trình đường chuẩn đồng sau: Sinh viên: Trần Thị Hường – MT1201 48 Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phòng 1.2 y = 1.0175x + 0.0925 R2 = 0.9782 ABS 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 C(mg/l) Hình 2.1 Phương trình đường chuẩn đồng Vậy phương trình đường chuẩn đồng dùng để xác định nồng độ đồng sau q trình hấp phụ có dạng: y = 1,0175x + 0,0925 II.3 Điều chế vật liệu hấp phụ từ xơ dừa Xơ dừa ban đầu sau tách vỏ xanh băm nhỏ ngâm nước 12 Sau vớt rửa nước cất sấy khô nhiệt độ 1100C Lấy 65g xơ dừa cho vào 1l dung dịch NaOH 0,1M, đem khuấy nhiệt độ phịng Sau đó, lấy phần xơ dừa đem rửa cho vào nước cất khuấy 45 phút nhiệt độ phịng Q trình lặp lặp lại hết kiềm (kiểm tra giấy thị) Lấy phần xơ dừa cho vào 500 ml axit citric 0,4 M Huyền phù axit citric – Xơ dừa để phản ứng 700C Sau lọc lấy phần xơ dừa đem sấy khô 1100C Phần xơ dừa rửa phễu lọc để loại hết axit dư (kiểm tra giấy thị) đem sấy khô 800C vật liệu hấp phụ II.4 Khảo sát ảnh hƣởng khối lƣợng vật liệu đến trình hấp phụ Để khảo sát ảnh hưởng khối lượng vật liệu đến trình hấp phụ, ta tiến hành sau: Sinh viên: Trần Thị Hường – MT1201 49 Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phịng - Chuẩn bị bình nón có dung tích 250 ml - Cho vào bình 0,3; 0,6; 0,9; 1,2; 1,5; 1,8; 2,1g xơ dừa 30 ml dung dịch Cu2+ với nồng độ 10 mg/l - Lắc bình máy lắc, sau thời gian xác định tiến hành lọc, thu dung dịch lọc để xác định II.5 Khảo sát kích thƣớc vật liệu hấp phụ Để khảo sát ảnh hưởng kích thước vật liệu đến trình hấp phụ, ta tiến hành sau: - Chuẩn bị bình nón có dung tích 250 ml - Cho vào bình 1,5 g xơ dừa có kích thước khác 30 ml dung dịch Cu2+ với nồng độ 10 mg/l - Lắc bình máy lắc, sau thời gian xác định tiến hành lọc, thu dung dịch lọc để xác định II.6 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 nón có dung tích 250 ml - Cho vào bình 1,5 g xơ dừa 30 ml dung dịch Cu2+ với nồng độ 10 mg/l - Lắc bình máy lắc, khoảng thời gian khác tiến hành lọc, thu dung dịch lọc để xác định II.7 Khảo sát ảnh hƣởng 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 nón dung tích 250 ml - Cho vào bình 30 ml dung dịch Cu2+ nồng độ 10 mg/l 1,5 g xơ dừa - Điều chỉnh pH khác bình - Đem lắc khoảng thời gian đạt cân hấp phụ sau lọc đo nồng độ đầu dung dịch Sinh viên: Trần Thị Hường – MT1201 50 Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phịng II.8 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 nón dung tích 250ml, đánh số thứ tự từ đến - Pha dung dịch Cu2+ với nồng độ khác nhau: 10, 30, 50, 100, 150 mg/l - Cho vào bình 30ml dung dịch Cu 2+ nồng độ 1,5g xơ dừa - Điều chỉnh pH tối ưu tiến hành lắc khoảng thời gian đạt cân hấp phụ sau lọc xác định nồng độ Cu2+ sau xử lý II.9 Khảo sát khả giải hấp tái sinh vật liệu hấp phụ II.9.1 Khảo sát khả giải hấp Lấy 30ml dung dịch Cu2+ nồng độ 10 mg/l 1,5g xơ dừa cho vào bình nón 250ml đem lắc 60 phút Sau đo nồng độ dung dịch sau xử lý, từ tính hàm lượng Cu2+ mà xơ dừa hấp phụ Sau tiến hành giải hấp tách Cu2+ khỏi vật liệu dung dịch HNO3 1M, trình giải hấp tiến hành lần, lần 50ml dung dịch HNO3 Xác định nồng độ Cu2+ sau giải hấp phương pháp trắc quang Từ tính hàm lượng Cu2+ rửa giải II.9.2 Khảo sát khả tái sinh Lấy 30ml dung dịch Cu2+ nồng độ 10 mg/l cho vào bình nón 250ml 1,5g vật liệu hấp phụ qua giải hấp đem lắc 60 phút Sau đo nồng độ Cu2+ sau lắc Sinh viên: Trần Thị Hường – MT1201 51 Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phòng CHƢƠNG III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN III.1 Kết khảo sát ảnh hƣởng khối lƣợng vật liệu đến trình hấp phụ Chuẩn bị bình nón đánh số thứ tự từ đến Cho vào bình 30ml dung dịch Cu2+ nồng độ 10 mg/l 0,3 - 0,6 - 0,9 - 1,2 - 1,5 - 1,8 - 2,1g xơ dừa hoạt hóa Lắc bình máy lắc sau khoảng 30 phút, đem lọc làm tương tự mẫu chuẩn Kết thu thể bảng 3.1 Bảng 3.1 Ảnh hưởng khối lượng vật liệu đến trình hấp phụ đồng STT Khối lƣợng vật liệu hấp phụ (g) ABS Cf (mg/l) Hiệu suất (%) 0,3 5,125 4,946 50,54 0,6 3,836 3,679 63,21 0,9 3,249 3,102 68,98 1,2 2,329 2,198 78,02 1,5 1,578 1,460 85,40 1,8 2,140 2,012 79,88 2,1 2,909 2,768 72,32 Từ kết ta có đồ thị biểu diễn phụ thuộc khối lượng vật liệu đến trình hấp phụ đồng: Sinh viên: Trần Thị Hường – MT1201 52 Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phòng Hiệu suất (%) 100 80 60 40 0.5 1.5 2.5 KLVLHP (g) Hình 3.1 Ảnh hưởng khối lượng vật liệu đến trình hấp phụ đồng Kết hình 3.1 cho thấy khối lượng vật liệu hấp phụ tăng hiệu suất trình hấp phụ đồng tăng theo đạt cực đại khối lượng vật liệu hấp phụ 1,5g Tiếp tục tăng khối lượng vật liệu hấp phụ hiệu suất trình hấp phụ đồng lại giảm Vậy khối lượng vật liệu hấp phụ tối ưu cho trình thí nghiệm 1,5g Chọn giá trị khối lượng vật liệu 1,5g cho nghiên cứu III.2 Kết khảo sát ảnh hƣởng kích thƣớc vật liệu đến trình hấp phụ Chuẩn bị bình nón đánh số thứ tự từ đến Cho vào bình 30ml dung dịch Cu2+ nồng độ 10 mg/l 1,5g xơ dừa hoạt hóa có kích thước khác Lắc bình máy lắc sau khoảng 30 phút, đem lọc làm tương tự mẫu chuẩn Kết thu thể bảng 3.2 Sinh viên: Trần Thị Hường – MT1201 53 Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phịng Bảng 3.2 Ảnh hưởng kích thước vật liệu đến q trình hấp phụ đồng Kích thƣớc ABS Cf H (%) Loại 1.450 1,334 86,66 Loại 2,451 2,318 76,82 Loại 2,742 2,604 73,96 Loại 1: loại có kích thước nhỏ Loại 2: loại có kích thước trung bình Loại 3: loại có kích thước to Từ kết ta có đồ thị biểu diễn phụ thuộc kích thước vật liệu đến trình hấp phụ đồng: 88 Hiệu suất (%) 84 80 76 72 Kích thước Hình 3.2 Ảnh hưởng kích thước vật liệu đến trình hấp phụ đồng Kết hình 3.2 cho thấy vật liệu hấp phụ có kích thước nhỏ hiệu suất q trình hấp phụ đồng lớn hiệu suất đạt cao kích thước vật liệu nhỏ Chính ta sử dụng vật liệu hấp phụ xơ dừa có kích thước nhỏ (loại 1) cho thí nghiệm III.3 Khảo sát ảnh hƣởng thời gian đến trình hấp phụ Đồng Sinh viên: Trần Thị Hường – MT1201 54 Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phịng Lấy bình nón dung tích 250 ml đánh số thứ tự từ đến Cho vào bình 30ml dung dịch Cu2+ nồng độ 10 mg/l 1,5g xơ dừa có kích thước nhỏ Sau đem lắc khoảng thời gian khác 10; 20; 30; 45; 60; 90; 120 phút Sau lắc xong đem lọc làm tương tự mẫu chuẩn Kết thu thể bảng 3.3 Bảng 3.3 Ảnh hưởng thời gian đến trình hấp phụ đồng STT Thời gian (phút) ABS Cf (mg/l) Hiệu suất (%) 10 5,830 5,639 43,61 20 5,085 4,907 50,93 30 3,580 3,428 65,72 45 2,210 2,081 79.19 60 1,255 1,143 88,57 90 1,235 1,123 88,77 120 1,232 1,120 88,80 Từ kết ta có đồ thị biểu diễn phụ thuộc khả hấp phụ đồng dung dịch theo thời gian hấp phụ: Hiệu suất (%) 100 80 60 40 40 80 120 160 Thời gian (phút) Hình 3.3 Ảnh hưởng thời gian đến trình hấp phụ đồng Sinh viên: Trần Thị Hường – MT1201 55 Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phòng Kết thực nghiệm cho thấy hiệu suất trình hấp phụ tăng dần thời gian hấp phụ tăng từ 10 - 60 phút Khi tiếp tục kéo dài thời gian hấp phụ hiệu suất q trình hấp phụ tăng khơng đáng kể Như ta chọn thời gian đạt cân hấp phụ 60 phút cho nghiên cứu III.4 Khảo sát ảnh hƣởng pH đến q trình hấp phụ đồng Lấy bình nón có dung tích 250 ml Cho vào bình 30ml dung dịch Cu2+ nồng độ 10 mg/l 1,5g xơ dừa có kích thước nhỏ Điều chỉnh pH dung dịch 1; 2; 3; 4; 5; Đem lắc bình 60 phút (thời gian đạt cân hấp phụ), lọc làm tương tự mẫu chuẩn Kết thu thể bảng 3.4 Bảng 3.4 Ảnh hưởng pH đến trình hấp phụ đồng STT pH ABS Cf (mg/l) Hiệu suất (%) 1 2,105 1,978 80,22 2 0,979 0,871 91,29 3 1,805 1,683 83,17 4 2,150 2,022 79,78 5 2,275 2,145 78,55 6 2,407 2,275 77,25 Từ kết ta có đồ thị biểu diễn phụ thuộc khả hấp phụ đồng dung dịch theo pH Sinh viên: Trần Thị Hường – MT1201 56 Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phòng 96 Hiệu suất (%) 92 88 84 80 76 pH Hình 3.4 Ảnh hưởng pH đến trình hấp phụ đồng Từ kết thu từ bảng 3.4 hình 3.4 ta thấy: Khi pH tăng khả hấp phụ đồng vật liệu tăng (hiệu suất trình xử lý tăng) đạt cực đại pH = Khi pH > khả hấp phụ đồng vật liệu giảm (hiệu suất trình xử lý giảm) Vậy khả hấp phụ đồng vật liệu tốt pH = Chọn pH = cho nghiên cứu III.5 Khảo sát phụ thuộc tải trọng hấp phụ vào nồng độ cân đồng Lấy bình nón đánh số thứ tự từ đến Pha dung dich đồng với nồng độ khác 10, 30, 50, 100, 150 mg/l Cho vào bình 30ml dung dịch Cu2+ với nồng độ 1,5g xơ dừa kích thước nhỏ Điều chỉnh pH = tiến hành lắc khoảng thời gian 60 phút, lọc xác định nồng độ đồng sau xử lý Kết thu thể bảng 3.5 Sinh viên: Trần Thị Hường – MT1201 57 Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phòng Bảng 3.5 Kết khảo sát phụ thuộc tải trọng hấp phụ vào nồng độ cân đồng STT Ci (mg/l) ABS Cf (mg/l) Tải trọng hấp Tỷ lệ phụ q (mg/g) Cf/q 10 1,525 1,408 0,17 8,19 30 4,561 4,392 0,51 8,57 50 8,186 7,954 0,84 9,46 100 17,403 17,013 1,66 10,25 150 30,165 29,555 2,41 12,27 Từ kết ta vẽ đồ thị biểu diễn phụ thuộc tải trọng hấp phụ vào nồng độ cân Cf đồng đồ thị biểu diễn phụ thuộc Cf/q vào nồng độ cân Cf: q (mg/l) 0 10 20 30 40 Cf (mg/l) Hình 3.5 Sự phụ thuộc tải trọng hấp phụ q vào nồng độ cân Cf Cu2+ dung dịch Sinh viên: Trần Thị Hường – MT1201 58 Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phòng 14 y = 0.0912x + 8.0466 Tỷ lệ Cf/q 12 R = 0.987 10 10 20 30 40 Cf (mg/l) Hình 3.6 Sự phụ thuộc Cf/q vào nồng độ cân Cf Kết thực nghiệm cho thấy hấp phụ Cu2+ 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: tgα = 1/qmax Từ phương trình biểu diễn phụ thuộc Cf/q vào Cf ta tính được: tgα = 0,0912 Từ ta suy qmax = 10,96(mg/g) III.6 Kết khảo sát khả giải hấp, tái sinh vật liệu hấp phụ Lấy 30ml dung dịch Cu2+ nồng độ 10 mg/l 1,5g xơ dừa cho vào bình nón 250ml đem lắc 60 phút pH = Lọc dung dịch sau lắc, đo mật độ quang dung dịch thu tính hàm lượng Cu2+ mà xơ dừa hấp phụ Kết thể bảng 3.6: Bảng 3.6 Kết hấp phụ Cu2+ vật liệu hấp phụ Nguyên tố Ci (mg/l) Cf (mg/l) Hiệu suất (%) Cu2+ 10 0,888 91,12 Sinh viên: Trần Thị Hường – MT1201 59 Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phịng Bảng 3.7 Kết giải hấp vật liệu hấp phụ HNO3 1M STT Số lần rửa Lần Lƣợng Cu2+ hấp phụ vật liệu 8,548 Lƣợng Cu2+ đƣợc rửa giải 6,313 Hiệu suất (%) 73,85 Lần 2,235 1,049 86,12 Lần 1,186 0,789 95,36 Dựa vào bảng số liệu khả rửa giải vật liệu hấp phụ HNO3 1M tốt Ban đầu vật liệu hấp phụ chứa 8,548 mg Cu 2+ sau rửa giải lần lại 0,397mg Cu2+, hiệu suất đạt 95,36 % Bảng 3.8 Kết tái sinh vật liệu hấp phụ Vật liệu hấp phụ Ci (mg/l) Cf (mg/l) Xơ dừa 10 1,064 Hiệu suất (%) 89,36 Kết cho thấy khả hấp phụ vật liệu hấp phụ sau giải hấp khả quan, hiệu suất đạt 89,36% Sinh viên: Trần Thị Hường – MT1201 60 Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phòng KẾT LUẬN Qua q trình thực đề tài khóa luận “ Nghiên cứu khả hấp phụ xơ dừa ion Cu2+ nước”chúng thu số kết sau: Khảo sát ảnh hưởng khối lượng vật liệu đến trình hấp phụ đối ion Cu2+ Kết thực nghiệm cho thấy khối lượng vật liệu hấp phụ tối ưu Cu2+ 1,5g Khảo sát ảnh hưởng kích thước vật liệu đến trình hấp phụ ion Cu2+ Kết thực nghiệm cho thấy: Vật liệu có kích thước nhỏ cho khả hấp phụ tốt Khảo sát thời gian đạt cân hấp phụ vật liệu ion Cu2+ Các kết thực nghiệm cho thấy thời gian đạt cân hấp phụ vật liệu Cu2+ 60 phút Khảo sát khả hấp phụ vật liệu theo pH, cho thấy pH thích hợp ion Cu2+ pH = Mơ tả q trình hấp phụ ion Cu2+ theo mơ hình Langmuir thu giá trị tải trọng hấp phụ cực đại ion Cu2+ qmax = 10,96(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 đạt 89,36% Như vậy, việc sử dụng vật liệu hấp phụ chế tạo từ xơ dừa trình xử lý nguồn nước bị nhiễm Cu2+ tỏ có nhiều ưu điểm Vật liệu hấp phụ chế tạo từ nguồn nguyên liệu tự nhiên, quy trình xử lý đơn giản an tồn với mơi trường, hiệu xử lý kim loại tương đối cao, mặt khác vật liệu sau tái sinh hấp phụ tốt Sinh viên: Trần Thị Hường – MT1201 61 Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phòng TÀI LIỆU THAM KHẢO Hồng Nhâm, Hóa vơ tập 3, Nhà xuất giáo dục Hà Nội, 2001 Lê Huy Bá, Độc học môi trường, Nhà xuất đại học quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, 2000 Nguyễn Đăng Đức, Hóa học phân tích, Đại học Thái Ngun, 2008 Nguyễn Đức Vận, Hóa vơ tập 2: Các kim loại điển hình, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội, 2004 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 Trịnh Thị Thanh, Độc học, môi trường sức khỏe người, Nhà xuất Đại Học quốc gia Hà Nội, 2001 Trần Văn Nhân, Nguyễn Thạc Sửu, Nguyễn Văn Tuế, Giáo trình hóa lý tập 2, Nhà xuất giáo dục, 2004 Tiêu chuẩn Việt Nam 2011 Sinh viên: Trần Thị Hường – MT1201 62