Nghiên cứu biến tính than gỗ đước đã hoạt hóa bằng h3po4 với sự trợ giúp của lò vi sóng (microwave) để hấp phụ màu dệt nhuộm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CNKT MƠI TRƯỜNG NGHIÊN CỨU BIẾN TÍNH THAN GỖ ĐƯỚC ĐÃ ĐƯỢC HOẠT HÓA BẰNG H3PO4 VỚI SỰ TRỢ GIÚP CỦA LỊ VI SĨNG (MICROWAVE) ĐỂ HẤP PHỤ MÀU DỆT NHUỘM GVHD: PGS.TS NGUYỄNVĂN SỨC SVTH: HỒ THANH NGUYÊN VÕ THỊ HỒNG NHUNG SKL009981 Tp Hồ Chí Minh, tháng 7/2017 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA CƠNG NGHỆ HỐ HỌC – THỰC PHẨM LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Đề tài: Nghiên cứu biến tính than gỗ Đước hoạt hóa H3PO4 với trợ giúp lị vi sóng (microwave) để hấp phụ màu thuốc nhuộm GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Sức SVTH: Hồ Thành Nguyên Võ Thị Hồng Nhung TP.HCM, tháng 07 năm 2017 ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC & THỰC PHẨM Độc lập – Tự – Hạnh Phúc BM CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Hồ Thành Nguyên Võ Thị Hồng Nhung MSSV: 13150049 MSSV: 13150055 TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU BIẾN TÍNH THAN GỖ ĐƯỚC ĐÃ ĐƯỢC HOẠT HÓA BẰNG H3PO4 VỚI SỰ TRỢ GIÚP CỦA LỊ VI SĨNG (MICROWAVE) ĐỂ HẤP PHỤ MÀU DỆT NHUỘM Lĩnh vực:  Quản lý Nghiên cứu Thiết kế NỘI DUNG VÀ NHIỆM VỤ - Nghiên cứu điều chế than gỗ Đước biến tính với axit H3PO4 - Xây dựng đường chuẩn cho Axit Blue VS1, Direct Yellow GX, Direct Blue FBL - Xác định pH tối ưu thời gian cân hấp phụ vật liệu hấp phụ - Khảo sát đặc trưng vật liệu điều chế phương pháp SEM, FTIR, XRD, BET - Khảo xác ảnh hưởng lượng chất hấp phụ đến trình hấp phụ - Nghiên cứu cân hấp phụ ảnh hưởng nhiệt độ, tính tốn tham số nhiệt động học - Thiết kế hệ thống hấp phụ gián đoạn giai đoạn dựa kết nhiên cứu cân hấp phụ THỜI GIANTHỰC HIỆN: từ 15/2/2017 đến 6/7/2017 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS.TS NGUYỄN VĂN SỨC Đơn vị công tác : Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM Tp HCM, ngày… tháng… năm…… CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Ký ghi rõ họ tên) TRƯỞNG BỘ MÔN (Ký ghi rõ họ tên) ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC & THỰC PHẨM Độc lập – Tự – Hạnh Phúc BM CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG BẢNG NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Nhận xét CBHD Nhận xét CB nhận xét phản biện Họ tên sinh viên: Hồ Thành Nguyên MSSV: 13150049 Võ Thị Hồng Nhung MSSV: 13150055 Tên đề tài: Nghiên cứu biến tính than gỗ Đước hoạt hóa h3po4 với trợ giúp lị vi sóng (microwave) để hấp phụ màu dệt nhuộm Người nhận xét (học hàm, học vị, họ tên): Cơ quan công tác : Ý KIẾN NHẬN XÉT Ý KIẾN KẾT LUẬN Đề nghị cho bảo vệ hay không? Điểm (thang điểm 10):……………….(Bằng chữ: ) Tp.HCM, ngày tháng năm 20… Người nhận xét (Ký & ghi rõ họ tên) ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC & THỰC PHẨM Độc lập – Tự – Hạnh Phúc BM CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG BẢNG NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Nhận xét CBHD Nhận xét CB nhận xét phản biện Họ tên sinh viên: Hồ Thành Nguyên MSSV: 13150049 Võ Thị Hồng Nhung MSSV: 13150055 Tên đề tài: nghiên cứu biến tính than gỗ Đước hoạt hóa h3po4 với trợ giúp lị vi sóng (microwave) để hấp phụ màu dệt nhuộm Người nhận xét (học hàm, học vị, họ tên): Cơ quan công tác : Ý KIẾN NHẬN XÉT Ý KIẾN KẾT LUẬN Đề nghị cho bảo vệ hay không? Điểm (thang điểm 10):……………….(Bằng chữ: ) Tp.HCM, ngày tháng năm 20… Người nhận xét (Ký & ghi rõ họ tên) LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn với đề tài “Nghiên cứu biến tính than gỗ Đước hoạt hóa H3PO4 với trợ giúp lị vi sóng (microwave) để hấp phụ màu dệt nhuộm”, bên cạnh nỗ lực nhóm, nhóm ln nhận giúp đỡ, hướng dẫn tận tình thầy lời động viên, khuyến khích từ phía gia đình bạn bè Nhóm xin chân thành gửi lời cảm ơn đến PGS.TS Nguyễn Văn Sức, giáo viên hướng dẫn tốt nghiệp, tận tâm hướng dẫn, bảo chia sẻ kiến thức hay, đóng góp nhiều ý kiến thiết thực suốt q trình nhóm em thực Khóa luận Trong q trình thực nghiên cứu đề tài nhóm em nhận quan tâm, giúp đỡ từ Cô Lê Thị Bạch Huệ - giáo viên quản lý phịng thí nghiệm Mơi Trường, nhóm em xin chân thành cảm ơn Cơ tạo điều kiện thuận lợi để nhóm em hồn thành đề tài Nhóm xin cảm ơn tất thầy cô môn công nghệ môi trường dạy dỗ, giúp đỡ cho tất sinh viên năm đại học Dù cố gắng thực tốt nhóm em có sai xót q trình thực đề tài, kính mong Thầy (Cơ) xem xét góp ý sửa chữa giúp nhóm em Nhóm em xin chân thành cảm ơn ! Nhóm thực đồ án Hồ Thành Nguyên Võ Thị Hồng Nhung i TÓM TẮT Đề tài Nghiên cứu biến tính than gỗ Đước hoạt hóa H 3PO4 với trợ giúp lị vi sóng (microwave) để hấp phụ màu dệt nhuộm” với mong muốn tạo loại vật liệu thân thiện với môi trường, dễ sử dụng khả xử lý tốt việc loại bỏ chất ô nhiễm độ màu, COD…v.v nước thải dệt nhuộm Với phương pháp biến tính than gỗ nhiệt axit để nâng cao diện tích bề mặt khả hấp phụ than gỗ Đước phương pháp chụp BET Trong trình nghiên cứu nhóm tiến hành khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến trình hấp phụ than gỗ Đước, xác định thông số tối ưu pH, thời gian phản ứng, nồng độ màu, liều lượng chất hấp phụ cho kết vật liệu than gỗ Đước tốt hiệu xử lý cao Nghiên cứu chủ yếu dựa phương pháp thực nghiệm phân tích đồ thị Q trình hấp phụ dựa vào hai mơ hình Langmuir Freundlich Khảo sát động học hấp phụ cho thấy trình hấp phụ tuân theo phương trình động học hấp phụ giả lập bậc hai Ngồi nhóm tiến hành chụp ảnh SEM phổ hồng ngoại FTIR để xác định đặc điểm hình thái cấu trúc vật liệu hấp phụ Quá trình thiết kế hệ thống hấp phụ gián đoạn giai đoạn tiến hành dựa kết nghiên cứu cân hấp phụ Mối liên quan khối lượng chất hấp phụ thể tích nước thải xử lý với phần trăm loại bỏ chất màu dệt nhuộm xác định để giúp cho đầu tư định quy mô xây dựng hệ thống xử lý nước thải cách hợp lý ii LỜI CAM ĐOAN Tôi tên Hồ Thành Nguyên Võ Thị Hồng Nhung, sinh viên khóa 2013 chuyên ngành Công nghệ Kỹ thuật Môi trường, mã số sinh viên: 13150049 13150055 Nhóm xin cam đoan: đồ án tốt nghiệp cơng trình nghiên cứu khoa học thực thân tôi, thực hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Văn Sức Các thông tin tham khảo đề tài thu thập từ nguồn đáng tin cậy, kiểm chứng, cơng bố rộng rãi tơi trích dẫn nguồn gốc rõ ràng phần danh mục tài liệu tham khảo Các kết nghiên cứu đồ án nhóm thực cách nghiêm túc, trung thực không trùng lặp với đề tài khác Nhóm xin lấy danh dự uy tín thân để đảm bảo cho lời cam đoan TP.Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm … Nhóm sinh viên thực Hồ Thành Nguyên Võ Thị Hồng Nhung iii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN .i TÓM TẮT ii LỜI CAM ĐOAN .iii DANH MỤC BẢNG viii DANH MỤC HÌNH xi CHƯƠNG: MỞ ĐẦU MỤC ĐÍCH VÀ TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI 2 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 3 PHẠM VI, ĐỐI TƯỢNG VÀ MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI CÁC PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG ĐỂ TIẾN HÀNH NGHIÊN CỨU Ý NGHĨA THỰC TIỄN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGỒI NƯỚC CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 10 1.1 TỔNG QUAN VỀ THUỐC NHUỘM 10 1.1.1 Khái niệm 10 1.1.2 Phân loại thuốc nhuộm 10 1.1.3 Tổng quan thuốc nhuộm nghiên cứu 11 1.2 TỔNG QUAN VỀ THAN HOẠT TÍNH 12 1.2.1 Giới thiệu chung 12 1.2.2 Tính chất than hoạt tính 13 1.2.2.1 Tính chất vật lý 13 1.2.2.2 Tính chất hóa học 17 1.2.3 Nguyên liệu chế tạo than hoạt tính 19 1.2.4 Phương pháp sản xuất 19 1.2.4.1 Q trình than hóa 19 1.2.4.2 Quá trình hoạt hóa 20 1.2.5 Ứng dụng than hoạt tính 20 iv 1.2.6 Tổng quan vật liệu hấp phụ than gỗ Đước 21 1.2.7 Đặc điểm bật than hoạt hóa so với than hoạt tính truyền thống 21 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ HẤP PHỤ 24 2.1 CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ PHƯƠNG PHÁP HẤP PHỤ 24 2.1.1 Khái niệm 24 2.1.2 Cân hấp phụ: 27 2.2 ĐỘNG HỌC HẤP PHỤ 28 2.2.1 Phương trình động học hấp phụ giả định bậc 29 2.2.2 Phương trình động học hấp phụ giả định bậc hai 29 2.3 CÁC PHƯƠNG TRÌNH ĐẲNG NHIỆT HẤP PHỤ 30 2.3.1 Mơ hình đẳng nhiệt Langmuir 31 2.3.2 Mơ hình đẳng nhiệt Freundlich 32 2.3.3 Ảnh hưởng nhiệt độ tham số nhiệt động học 32 2.4 Các thơng số q trình hấp phụ 33 2.4.1 Độ xốp chất hấp phụ 33 2.4.2 Nghiên cứu cấu trúc từ đường đẳng nhiệt hấp phụ khí 33 2.4.3 Cấu trúc bề mặt chất hấp phụ 33 2.5 Các chất hấp phụ ứng dụng 34 CHƯƠNG 3: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 35 3.1 THIẾT BỊ, DỤNG CỤ VÀ HOÁ CHẤT 36 3.1.1 Thiết bị 36 3.1.3 Dụng cụ 36 3.1.3 Hóa chất 36 3.2 ĐIỀU CHẾ VẬT LIỆU HẤP PHỤ 37 3.2.1 Chuẩn bị vật liệu 37 3.2.2 Quy trình điều chế vật liệu 37 3.3 NGHIÊN CỨU HẤP PHỤ 38 3.3.1 Xác định bước sóng tối ưu 38 3.3.2 Khảo sát ảnh hưởng pH đến trình hấp phụ .38 v