TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU CHUYỂN HÓA POLYETHYLENE TEREPHTHALATE PET THÀNH VẬT LIỆU HẤP PHỤ ỨNG DỤNG ĐỂ XỬ LÝ MÔI TRƯỜNG Lĩnh vực: 2.. Khảo sát hiệu quả hấp phụ của vật liệu đối với kim lo
Trang 1BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG
GVHD: TS NGÔ HOÀNG LONG SVTH: CAO VĂN DƯƠNG
Trang 2BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC VÀ THỰC PHẨM NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
NGHIÊN CỨU CHUYỂN HÓA POLYETHYENE TEREPHTHALATE (PET) THÀNH VẬT LIỆU HẤP PHỤ ỨNG
DỤNG ĐỂ XỬ LÝ MÔI TRƯỜNG
GVHD: TS Ngô Hoàng Long
SVTH: Cao Văn Dương 20150052
DỤNG ĐỂ XỬ LÝ MÔI TRƯỜNG
SVTH: Lê Trung Tín MSSV: 20150106 Cao Văn Dương MSSV: 20150052 GVHD: TS Ngô Hoàng Long
Tp Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2024
Trang 3ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC & THỰC PHẨM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Sinh viên thực hiện: Lê Trung Tín MSSV: 20150106
Cao Văn Dương MSSV: 20150052
1 TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU CHUYỂN HÓA POLYETHYLENE
TEREPHTHALATE (PET) THÀNH VẬT LIỆU HẤP PHỤ ỨNG DỤNG ĐỂ XỬ
LÝ MÔI TRƯỜNG
Lĩnh vực:
2 NỘI DUNG VÀ NHIỆM VỤ
- Xác định điều kiện tối ưu (nhiệt độ, thể tích dung môi và tỷ lệ nguyên liệu/dung môi) để tổng hợp được vật liệu khung hữu cơ MOFs
- Khảo sát hiệu suất chuyển hóa nhựa PET thành vật liệu khung hữu cơ MOFs qua từng điều kiện để chọn được hiệu suất xử lý nhựa PET cao nhất, thu hồi được vật liệu nhiều nhất
- Phân tích hình thái, cấu trúc của vật liệu
- Khảo sát hiệu quả hấp phụ của vật liệu đối với màu Methylene Blue và kim loại nặng Crom (VI)
THỜI GIAN THỰC HIỆN: 01/10/2023 đến 20/6/2024
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS Ngô Hoàng Long
Đơn vị công tác: Viện kỹ thuật công nghệ cao – Đại học Nguyễn Tất Thành
Tp HCM, Ngày …… tháng 7 năm 2024
Trưởng bộ môn Giảng viên hướng dẫn
(Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên)
Trang 4ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC & THỰC PHẨM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG
ĐÁNH GIÁ TIẾN ĐỘ THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU CHUYỂN HÓA POLYETHYLENE
TEREPHTHALATE (PET) THÀNH VẬT LIỆU HẤP PHỤ ỨNG DỤNG ĐỂ XỬ
LÝ MÔI TRƯỜNG
Cao Văn Dương MSSV: 20150052
Thời gian thực hiện: 01/10/2023 đến 20/6/2024
Ngày Nội dung thực hiện Nội dung điều chỉnh Chữ ký
GVHD
01/10/2023
- Nhận đề tài
- Tìm hiểu đề tài và những tài liệu liên quan
- Tìm hiểu thêm nội dung, tìm các bài báo liên quan
07/11/2023
- Báo cáo tổng quan và phương pháp nghiên cứu
- Tìm nguồn nguyên liệu
- Sửa form trình bày, tìm thêm phương pháp nghiên cứu
14/11/2023
- Tái sử dụng hệ nồi hấp thủy nhiệt
- Báo cáo sơ lược về đề cương chi tiết
- Chú ý chính tả, thay đổi điều kiện tối ưu của mô hình
22/12/2023
- Khảo sát điều kiện của hệ
- Báo cáo sơ lược về đề cương chi tiết
- Bổ sung bảng và cố định các phạm vi, mức độ của các yếu
tố của hệ
Trang 501/1/2024
- Điều chế vật liệu thử nghiệm
- Chuẩn bị hóa chất cho thí nghiệm
- Thay đổi màu Methylene Green thành Methylene Blue
15/02/2024 - Tổng hợp vật liệu
- Tiến hành thí nghiệm
- Chú ý các bước thu hồi sản phẩm, theo dõi hệ nồi hấp thủy nhiệt thưởng xuyên
11/4/2024 - Tiến hành thí nghiệm
- Trình bày powerpoint
- Ghi nhận ý kiến và sửa chữa theo ý kiến của giáo viên phản biện
19/4/2024 - Tiến hành thí nghiệm - Bổ sung mô hình tối ưu cho
hiệu suất xử lý PET
27/4/2024 - Tiến hành thí nghiệm - Bổ sung mô hình tối ưu cho
hiệu suất chuyển hóa PET
1/5/2024 - Tiến hành thí nghiệm - Chụp lại các kết quả sau khi
thực hiện công việc
3/5/2024 - Tiến hành thí nghiệm
- Bổ sung những thí nghiệm màu Methylene Blue và kim loại nặng Crom(VI)
10/5/2024 - Tiến hành thí nghiệm
- Phân tích đặc tính vật liệu
- Thu hồi vật liệu và trích xuất ra túi zip mang đi phân tích
14/5/2024 - Tiến hành thí nghiệm
- Phân tích đặc tính vật liệu - Bỏ phân tích EDS
Trang 623/5/2024 - Viết báo cáo - Chỉnh sửa nội dung trình
bày
28/5/2024 - Viết báo cáo - Bổ sung các thiết bị sử
dụng
nguồn tài liệu phù hợp
09/06/2024 - Viết báo cáo - Căn chỉnh format, câu từ
Trang 7ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC & THỰC PHẨM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG
PHIẾU NHẬN XÉT HƯỚNG DẪN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Mẫu dùng cho cán bộ hướng dẫn đồ án) Người nhận xét (học hàm, học vị, họ tên): TS Ngô Hoàng Long Cơ quan công tác: Viện kỹ thuật công nghệ cao – Đại học Nguyễn Tất Thành Sinh viên được nhận xét: Lê Trung Tín MSSV: 20150106 Cao Văn Dương MSSV: 20150052 TÊN ĐỀ TÀI : NGHIÊN CỨU CHUYỂN HÓA POLYETHYLENE TEREPHTHALATE (PET) THÀNH VẬT LIỆU HẤP PHỤ ỨNG DỤNG ĐỂ XỬ LÝ MÔI TRƯỜNG 1) Hình thức (Trình bày rõ ràng, đúng quy định; Bố cục chặt chẽ, mạch lạc, hợp lý; Bảng biểu, hình ảnh, sơ đồ rõ, đẹp, đúng quy định; Chính tả) -
-
-
2) Mục tiêu và nội dung (Làm rõ tính cấp thiết của đề tài; Mục tiêu, nội dung nghiên cứu phù hợp) -
-
Trang 8-
3) Các ưu điểm chính của đồ án (Tổng quan tài liệu, cơ sở nghiên cứu, Phương pháp nghiên cứu, kết quả thảo luận, Kết luận kiến nghị, tài liệu tham khảo, phụ lục,…) -
-
-
4) Các nhược điểm chính của đồ án (Tổng quan tài liệu, cơ sở nghiên cứu, Phương pháp nghiên cứu, kết quả thảo luận, Kết luận kiến nghị, tài liệu tham khảo, phụ lục,…) -
-
5) Thái độ, tác phong làm việc -
-
Ý kiến kết luận:
Đề nghị cho bảo vệ hay không? Có ☐ hay Không ☐
Ngày …… tháng 7 năm 2024
Người nhận xét
(Ký & ghi rõ họ tên)
Trang 9ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC & THỰC PHẨM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG
PHIẾU ĐÁNH GIÁ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
(Mẫu dùng cho cán bộ hướng dẫn đồ án thuộc lĩnh vực nghiên cứu, quản lý)
Người nhận xét (học hàm, học vị, họ tên): TS Ngô Hoàng Long
Cơ quan công tác: Viện kỹ thuật công nghệ cao – Đại học Nguyễn Tất Thành
Sinh viên được nhận xét: Lê Trung Tín MSSV: 20150106
Cao Văn Dương MSSV: 20150052
TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU CHUYỂN HÓA POLYETHYLENE
TEREPHTHALATE (PET) THÀNH VẬT LIỆU HẤP PHỤ ỨNG DỤNG ĐỂ XỬ
Vắng mặt > 50% các buổi gặp giáo viên hướng dẫn và trễ
Vắng mặt 50% - 30% các buổi gặp giáo viên hướng dẫn
và trễ tiến độ công việc so với yêu cầu 1 - 4 lần 1
Vắng mặt trên 10 - 30% các buổi gặp giáo viên hướng
dẫn Tích cực trong làm việc, đúng tiến độ yêu cầu 1.5
Có mặt đầy đủ các buổi gặp giáo viên hướng dẫn Tích
cực trong làm việc, đúng tiến độ yêu cầu, có sáng kiến đề
xuất mới
2
2
Hình thức (văn bản trình bày: word, powerpoint, poster) Max 2
Trình bày không theo format chuẩn, không thống nhất
Trang 10Trình bày theo format chuẩn, nhưng còn nhiều lỗi: đề
mục không rõ ràng, bảng biểu, hình vẽ không được đánh
số, nhiều lỗi chính tả, đánh máy
1
Trình bày theo format chuẩn nhưng còn một vài lỗi nhỏ 1.5
3
Cơ sở nghiên cứu (tính cấp thiết, mục tiêu, tổng quan tài
Trình bày không đầy đủ và chưa rõ ràng (< 50%) cơ sở
Phương pháp nghiên cứu Max 2
Mô tả phương pháp thực hiện không rõ ràng PPNC
không phù hợp với mục tiêu, nội dung của đề tài 0.5
Mô tả phương pháp thực hiện chưa rõ ràng PPNC phù
Mô tả phương pháp thực hiện chưa rõ ràng PPNC phù
hợp (70 – 90%) với mục tiêu, nội dung của đề tài 1.5
Mô tả phương pháp thực hiện cụ thể, rõ ràng, phù hợp
5
Giải quyết vấn đề (kết quả đáp ứng mục tiêu và nội
dung; xử lý kết quả; nhận xét, lý luận, giải thích kết quả) Max 2
Kết quả và giải thích không rõ ràng (sai sót > 50%) 0.5
Kết quả và giải thích không rõ ràng (sai sót từ 50% - 30%) 1
Kết quả và giải thích không rõ ràng (sai sót từ 30% -10%) 1.5
Hiểu rõ tất cả kết quả và xử lý kết quả phù hợp (sai <10%) 2
Trang 12ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC & THỰC PHẨM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG
PHIẾU NHẬN XÉT HƯỚNG DẪN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
(Mẫu dùng cho cán bộ đọc phản biện đồ án thuộc lĩnh vực nghiên cứu/ quản lý)
Người đánh giá (học hàm, học vị, họ tên): TS Nguyễn Quỳnh Mai
Cơ quan công tác: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP Hồ Chí Minh
Cao Văn Dương MSSV: 20150052
TÊN ĐỀ TÀI : NGHIÊN CỨU CHUYỂN HÓA POLYETHYLENE
TEREPHTHALATE (PET) THÀNH VẬT LIỆU HẤP PHỤ ỨNG DỤNG ĐỂ XỬ
- Kiểm tra toàn bộ đồ án và sửa lỗi chính tả, đánh máy, canh lề
- Nên chỉnh sửa bố cục Chương 2 rõ ràng, có thể theo định dạng dưới đây
2.1 Hóa chất, Dụng cụ, Thiết bị
2.2 Quy trình điều chế vật liệu
2.3 Phân tích hình thái, cấu trúc vật liệu
2.4 Khảo sát quá trình chuyển hóa vật liệu
2.4.1 Tỷ lệ phân phối
2.4.2 Mô hình tối ưu hóa
Trang 132.5 Khảo sát hiệu quả hấp phụ của vật liệu
2.5.1 Khảo sát hiệu quả hấp phụ của vật liệu đối với màu Methylene Blue 2.5.2 Khảo sát hiệu quả hấp phụ của vật liệu đối với kim loại nặng Crom (VI)
Chương 3: Trình bày các kết quả thu được từ các mục của Chương 2 tương ứng
2) Phần đặt vấn đề (Làm rõ tính cấp thiết của đề tài; Mục tiêu, nội dung nghiên cứu
phù hợp)
Nhận xét: Đề tài có làm rõ tính cấp thiết, mục tiêu và nội dung nghiên cứu phù hợp
Đề nghị chỉnh sửa: Không
3) Tổng quan (Tổng quan đầy đủ các vấn đề liên quan trực tiếp đến đề tài (chú ý
tổng quan các nghiên cứu trong và ngoài nước); Trình bày trích dẫn và liệt kê tài liệu tham khảo đúng quy định)
Nhận xét:
Tác giả có tổng quan nghiên cứu trong và ngoài nước liên quan đến nội dung thực
hiện của đề tài
Đề nghị chỉnh sửa:
Làm rõ các nghiên cứu trong và ngoài nước bao gồm sơ lược nội dung nghiên cứu, kết quả đạt được
4) Phương pháp nghiên cứu (Phương pháp nghiên cứu phù hợp với mục tiêu, nội
dung của đề tài, Viết rõ ràng, dễ hiểu)
Nhận xét:
Phương pháp nghiên cứu phù hợp mục tiêu nghiên cứu đề tài
Đề nghị chỉnh sửa:
Bổ sung tên thiết bị thực hiện phân tích mẫu vật liệu tương ứng với các phương pháp
phân tích FTIR, XRD, SEM và BET
Làm rõ sự khác nhau tỷ lệ nguyên liệu/dung môi ở bảng 2.2; bảng 2.3 và bảng 3.1
Trang 145) Kết quả thảo luận (Kết quả thu được đáp ứng mục tiêu, nội dung của đề tài, Xử
lý số liệu và thảo luận, đánh giá số liệu, có nhận xét đối chiếu các nghiên cứu liên quan)
Nhận xét:
Nội dung và khối lượng công việc đáp ứng được nội dung cần có của một luận văn
đại học
Đề nghị chỉnh sửa:
Làm rõ kết quả chụp SEM và đo SBET là của vật liệu nào?
Bổ sung vô đồ án tốt nghiệp bảng so sánh SBET của vật liệu điều chế trong nghiên cứu này với các vật liệu trong các TLTK được trính dẫn
Bổ sung phần giải thích tại sao mục 3.7 có kết quả “Mô hình chưa đạt tối ưu, ý nghĩa
TK thấp, độ chỉnh xác và độ tin cậy thấp” (trang77)
Trong chương kết quả và bàn luận, nhốm nghiên cứu cần được so sánh kết quả đạt được với các nghiên cứu trước đây
6) Kết luận – Kiến nghị và Tính khả thi của đề tài (Kết luận ngắn gọn, súc tích,
đáp ứng được mục tiêu, nội dung đề ra, phù hợp với kết quả thu được)
Nhận xét: Kết luận ngắn gọn, súc tích phù hợp yêu cầu
Có nêu vài kiến nghị và một số định hướng nghiên cứu trong tương lai
Đề nghị chỉnh sửa: Không
7) Poster (Kết luận ngắn gọn, súc tích, đáp ứng được mục tiêu, nội dung đề ra, phù
hợp với kết quả thu được)
Nhận xét: Poster trình bày đầy đủ nội dung
Trang 15ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC & THỰC PHẨM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG
PHIẾU ĐÁNH GIÁ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
(Mẫu dùng cho cán bộ đọc phản biện đồ án thuộc lĩnh vực nghiên cứu, quản lý)
Người đánh giá (học hàm, học vị, họ tên): TS Nguyễn Quỳnh Mai
Cơ quan công tác: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP Hồ Chí Minh
Sinh viên thực hiện: Lê Trung Tín MSSV: 20150106
Cao Văn Dương MSSV: 20150052
TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU CHUYỂN HÓA POLYETHYLENE
TEREPHTHALATE (PET) THÀNH VẬT LIỆU HẤP PHỤ ỨNG DỤNG ĐỂ XỬ
Trình bày thuyết minh theo format chuẩn, nhưng còn nhiều
lỗi: đề mục không rõ ràng, bảng biểu, hình vẽ không được
đánh số, nhiều lỗi chính tả, đánh máy
Cơ sở nghiên cứu (tính cấp thiết, mục tiêu, tổng quan tài
Trình bày không đầy đủ và chưa rõ ràng (< 50%) cơ sở
Trang 16Trình bày chưa rõ ràng (50% -30%) cơ sở nghiên cứu 1
Trình bày chưa rõ ràng (30% -10%) cơ sở nghiên cứu 1.5
Trình bày rõ ràng (sai sót < 10%) cơ sở nghiên cứu 2
3
Phương pháp nghiên cứu Max 2
Mô tả phương pháp thực hiện không rõ ràng PPNC không
Mô tả phương pháp thực hiện chưa rõ ràng PPNC phù
hợp (>50%) với mục tiêu, nội dung của đề tài 1
Mô tả phương pháp thực hiện chưa rõ ràng PPNC phù
hợp (70 – 90%) với mục tiêu, nội dung của đề tài 1.5
Mô tả phương pháp thực hiện cụ thể, rõ ràng, phù hợp
4
Giải quyết vấn đề (kết quả đáp ứng mục tiêu và nội dung;
xử lý kết quả; nhận xét, lý luận, giải thích kết quả) Max 4
Kết quả và giải thích không rõ ràng (sai sót từ 50% - 30%) 1.5-2
Kết quả và giải thích không rõ ràng (sai sót từ 30% - 50%) 2.5-3
Hiểu rõ tất cả kết quả và xử lý kết quả phù hợp (sai sót
Poster trình bày đầy đủ nội dung nhưng bố cục khó theo
Poster trình bày đầy đủ nội dung nhưng còn một vài lỗi nhỏ 0.75
Poster trình bày rõ ràng, bố cục dễ theo dõi, logic, màu sắc
Trang 17Báo cáo trình bày bằng tiếng Anh (mức độ trung bình– khá
Trang 18ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC & THỰC PHẨM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG
PHIẾU ĐÁNH GIÁ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
(Mẫu dùng cho hội đồng đánh giá đồ án thuộc lĩnh vực nghiên cứu, quản lý)
Người đánh giá (học hàm, học vị, họ tên): TS Nguyễn Quỳnh Mai
Cơ quan công tác: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP Hồ Chí Minh
Cao Văn Dương MSSV: 20150052
TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU CHUYỂN HÓA POLYETHYLENE
TEREPHTHALATE (PET) THÀNH VẬT LIỆU HẤP PHỤ ỨNG DỤNG ĐỂ XỬ
LÝ MÔI TRƯỜNG
STT Nội dung (lưu ý thang điểm nhỏ nhất là 0.25 điểm) Thang điểm Điểm
số
1
Thuyết trình (Giọng nói, phát âm và thu hút người nghe) Max 1
Nói nhỏ, phát âm không rõ ràng Mắt không dõi theo nội
dung trình bày, tay và cơ thể không chuyển động 0.5
Nói rõ ràng, tốc độ phù hợp Mắt dõi theo rất nhiều ánh
mắt khán giả, tay nhấn mạnh vấn đề, có cảm xúc diễn đạt 1
2
Trình bày bằng văn bản (Văn bản thuyết trình:
Văn bản thuyết trình không rõ ràng, thiếu logic, khó theo
Văn bản thuyết trình rõ ràng, logic, hợp lý và thu hút
Trang 193
Cơ sở nghiên cứu (tính cấp thiết, mục tiêu, PP nghiên
cứu, tổng quan tài liệu, tài liệu tham khảo) Max 1
Trình bày cơ sở NC chưa rõ ràng (50% -30%) cơ sở
nghiên cứu PPNC phù hợp (>50%) với mục tiêu, nội
dung của đề tài
0.5
Trình bày cơ sở NC rõ ràng (sai sót <20%) cơ sở nghiên
cứu PPNC phù hợp (> 75%) với mục tiêu, nội dung của
đề tài
1
4
Phương pháp nghiên cứu (tính cấp thiết, mục tiêu, PP
nghiên cứu, tổng quan tài liệu, tài liệu tham khảo) Max 1
Mô tả phương pháp thực hiện chưa rõ ràng PPNC phù
hợp (50-75%) với mục tiêu, nội dung của đề tài 0.5
Mô tả phương pháp thực hiện cụ thể, rõ ràng, phù hợp
5
Giải quyết vấn đề (kết quả đáp ứng mục tiêu và nội
dung; xử lý kết quả; nhận xét, lý luận, giải thích kết quả) Max 2
Kết quả và giải thích không rõ ràng (30% - 10%) 1.5
Hiểu rõ tất cả kết quả và xử lý kết quả phù hợp (sai
6
Khả năng phản biện Max 4
Ít nắm bắt được thông tin câu hỏi và trả lời được những
Trả lời đầy đủ các câu hỏi với mức độ chính xác nhất
Trả lời đúng và đầy đủ câu hỏi có phát triển mở rộng vấn
Trang 20Poster + powerpoint được trình bày bằng tiếng Anh rõ
1) Đề nghị chỉnh sửa:
………
………
………
………
………
Ngày …… tháng 7 năm 2024
Người đánh giá
(Ký & ghi rõ họ tên)
Trang 21ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC & THỰC PHẨM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG
PHIẾU TỔNG HỢP ĐÁNH GIÁ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Sinh viên được đánh giá: Lê Trung Tín MSSV: 20150106
Cao Văn Dương MSSV: 20150052
TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU CHUYỂN HÓA POLYETHYLENE
TEREPHTHALATE (PET) THÀNH VẬT LIỆU HẤP PHỤ ỨNG DỤNG ĐỂ XỬ
Sau khi đánh giá, điểm số được tổng hợp như sau:
Giáo viên hướng dẫn Giáo viên phản biện
Hội đồng đánh giá Điểm
tổng kết
Nhận xét và đề nghị chỉnh sửa:
-
Trang 22ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC & THỰC PHẨM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG
BÁO CÁO NỘI DUNG ĐƯỢC ĐIỀU CHỈNH
Sinh viên thực hiện: Lê Trung Tín MSSV: 20150106
Cao Văn Dương MSSV: 20150052
TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU CHUYỂN HÓA POLYETHYLENE
TEREPHTHALATE (PET) THÀNH VẬT LIỆU HẤP PHỤ ỨNG DỤNG ĐỂ XỬ
LÝ MÔI TRƯỜNG
NỘI DUNG CHI TIẾT
STT Nội dung được yêu cầu Trang
Báo cáo điều chỉnh
Có Không Nội dung – trang (dựa
trên báo cáo chính thức)
1 Điều chỉnh bố cục chương 2 29-48 ⋎ ☐ Đã điều chỉnh ở chương 2 từ trang 29-48
2 Làm rõ các nghiên cứu
28
3 Bổ sung tên thiết bị phân
Trang 23Giảng viên hướng dẫn Người viết
( Ký & ghi rõ họ tên) (Ký & ghi rõ họ tên
Trang 24LỜI CẢM ƠN
Chúng em xin trân trọng gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất đến khoa Công Nghệ Hóa học
và Thực phẩm nói chung cũng như ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Môi Trường nói riêng vì
đã cho chúng em có cơ hội và điều kiện để hoàn thành tốt nội dung của đề tài khóa luận tốt nghiệp của mình Chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các quý thầy cô của bộ môn
vì sự nhiệt tình dạy dỗ và truyền đạt những kiến thức nền tảng của các bộ môn chuyên ngành để chúng em có cơ sở lý thuyết vững chắc tạo tiền đề giúp chúng em hoàn thành khóa luận
Chúng em cũng xin gửi lời cảm ơn đến Thầy TS Ngô Hoàng Long - Giảng viên Trường Đại Học Nguyễn Tất Thành đã rất nhiệt tình, tâm huyết và đồng hành, giúp đỡ chúng em cũng như luôn động viên trong suốt quá trình nghiên cứu
Chúng em cũng xin gửi lời cảm ơn đến thầy TS Phạm Hoài Phương – Giảng viên Trường Đại Học Nguyễn Tất Thành đã tận tình, chỉ dẫn và đồng hành, giúp đỡ chúng em
ở phần chế tạo mô hình nồi hấp thủy nhiệt và luôn luôn động viên và ủng hộ trong suốt quá trình nghiên cứu
Và chúng em rất biết ơn Cô TS Nguyễn Mỹ Linh - Giảng viên Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh vì cô là người đã hướng dẫn tụi em ở những ngày đầu tiên của khóa luận văn nhưng vì lý do cá nhân nên cô đã kết nối và gửi gắm tụi em cho Thầy TS.Ngô Hoàng Long để có thể tiếp tục công trình nghiên cứu này
Chúng em xin cảm ơn cô Lê Thị Bạch Huệ - giáo viên quản lý phòng thí nghiệm Môi Trường đã cấp phép cho chúng em mượn dụng cụ và hỗ trợ về trang thiết bị trong công trình nghiên cứu
Cuối cùng, chúng em xin cảm ơn những người bạn cũng như các quý phụ huynh và hành trình học đường đã gắn bó suốt quãng đường Đại Học Nhìn lại thật là nhanh! Chúng
em xin cảm ơn vì tất cả ạ!
Trang 25LỜI CAM ĐOAN
Họ và Tên: Cao Văn Dương – 20150052
Lê Trung Tín – 20150106
Chúng tôi là sinh viên của khóa K20 của ngành Công Nghệ kỹ thuật Môi Trường xin cam đoan về công trình nghiên cứu này thực sự là của chúng tôi dưới sự hướng dẫn của Thầy TS Ngô Hoàng Long
Các thông tin tham khảo trong đề tài này được thu thập từ những nguồn tin đáng tin cậy, đã được kiểm chứng và công khai rộng rãi, chúng tôi trích dẫn nguồn rõ ràng ở phần danh mục tài liệu tham khảo Các kết quả của đề tài khóa luận tốt nghiệp được chúng tôi thực hiện nghiêm túc, rõ ràng và không trùng lặp với đề tài khác
Chúng tôi xin phép lấy danh dự và uy tín của bản thân mình để đảm bảo cho lời cam đoan này
TP Hồ Chí Minh, ngày… Tháng 7 năm 2024 Sinh Viên Thực Hiện
Trang 26TÓM TẮT
Nghiên cứu này nhằm mục đích khảo sát quá trình chuyển hóa từ nhựa PET sang vật liệu, xác định điều kiện tối ưu hiệu suất xử lý PET, hiệu suất chuyển hóa nhựa PET sang vật liệu nhiều nhất Đồng thời, tổng hợp vật liệu khung hữu cơ MOFs và khảo sát khả năng hấp phụ màu Methylene Blue và loại bỏ kim loại nặng Crom (VI) của vật liệu tạo thành Phương pháp nghiên cứu là áp dụng phương pháp thủy phân nhiệt sử dụng dung môi là nước để phá vỡ cấu trúc phản ứng hóa học nhựa PET (C10H8O4)n tạo thành axit terephthalic (C8H6O4) và ethylene glycol (C2H6O2) sau đó, sử dụng axit terephthalic kết hợp với ion phân tử kim loại Al3+ có trong muối nhôm Al2(SO4)3.18H2O tạo thành vật liệu khung hữu
cơ MIL - 53(Al) Quá trình chuyển hóa được kiểm soát bởi các yếu tố như nhiệt độ, thể tích dung môi và tỷ lệ nguyên liệu/dung môi Áp dụng phương pháp phân tích phương sai (ANOVA) và phương pháp Box-Behnken trong phần mềm Design expert 13, giúp thiết kế
mô hình tối ưu hóa nhằm loại bỏ những yếu tố ảnh hưởng không đáng kể lên mục tiêu Xây dựng được phương trình hồi quy dự đoán của hàm mục tiêu mà tại đó hàm đạt giá trị cao nhất và xác định được phạm vi ảnh hưởng của các yếu tố đến quá trình chuyển hóa
Trang 27MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN iLỜI CAM ĐOAN iiTÓM TẮT iiiDANH MỤC HÌNH viiiDANH MỤC BẢNG xiDANH MỤC TỪ VIẾT TẮT xiii
MỞ ĐẦU 1
1 Tính cấp thiết của đề tài 1
Mục tiêu nghiên cứu 2 Nội dung nghiên cứu 2
2 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 3
Đối tượng nghiên cứu 3 Phạm vi nghiên cứu 4
3 Phương pháp nghiên cứu 4
Phương pháp nghiên cứu, tham khảo tài liệu 4 Phương pháp thực nghiệm 5 Phương pháp xử lý và phân tích số liệu 5
4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 5
Ý nghĩa khoa học 5
Ý nghĩa thực tiễn 5
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 61.1 Tổng quan về đặc tính và sự ảnh hưởng đến môi trường của nhựa PET 61.1.1 Đặc tính nhựa PET 61.1.2 Sự ảnh hưởng của nhựa PET đối với môi trường 7
Trang 281.2 Tổng quan về vật liệu khung hữu cơ kim loại MOF 81.2.1 Giới thiệu về vật liệu khung hưu cơ kim loại MOF 81.2.2 Ứng dụng của vật liệu khung hữu cơ kim loại MOFs 101.3 Tổng quan về Crom 141.3.1 Tính chất hóa lý của Crom 141.3.2 Nguồn phát sinh và các tác động của Crom (VI) 151.3.3 Các phương pháp xử lý Crom (VI) 181.4 Tổng quan về màu Methylene Blue 201.4.1 Tính chất hóa lý của Methylene Blue 211.4.2 Ứng dụng và các tác động Methylene Blue 221.4.3 Các phương pháp xử lý màu Methylene 221.5 Cơ sở lý thuyết của quá trình hấp phụ 231.5.1 Khái niệm 231.5.2 Vật liệu hấp phụ 241.5.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hấp phụ 241.5.4 Các phương pháp biến tính chất hấp phụ 251.5.5 Dung lượng hấp phụ 261.6 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước 271.6.1 Nghiên cứu trong nước 271.6.2 Nghiên cứu ngoài nước 27CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM 292.1 Hóa chất,Thiết bị, dụng cụ 292.1.1 Hóa chất 292.1.2 Thiết bị thí nghiệm 292.1.3 Dụng cụ thí nghiệm 302.2 Quy trình điều chế vật liệu 30
Trang 292.2.1 Tái sử dụng và cải tiến nồi hấp thủy nhiệt 302.2.2 Chuyển hóa nhựa PET thành vật liệu hấp phụ 312.2.3 Thu hồi sản phẩm và bảo quản 342.3 Phân tích hình thái, cấu trúc vật liệu 352.3.1 Phân tích kính hiển vi điện tử quét (SEM) 352.3.2 Phân tích xác định diện tích bề mặt (BET) 352.3.3 Phân tích quang phổ nhiễu xạ tia X (XRD) 362.3.4 Phân tích phổ hồng ngoại (FTIR) 362.3.5 Phương pháp hấp phụ 372.4 Khảo sát quá trình chuyển hóa vật liệu 382.4.1 Tỷ lệ phân phối 382.4.2 Mô hình tối ưu hóa 382.5 Khảo sát hiệu quả hấp phụ của vật liệu 412.5.1 Khảo sát hiệu quả hấp phụ của vật liệu đối với màu Methylene Blue 412.5.2 Khảo sát hiệu quả hấp phụ của vật liệu đối với kim loại nặng Crom (VI) 44CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 493.1 Kết quả khảo sát khả năng chuyển hóa của hệ nồi hấp thủy phân nhiệt 493.2 Kết quả quá trình chuyển hóa 493.3 Các mẫu mẫu vật liệu sau khi tổng hợp 503.3 Kết quả tính chất của vật liệu 533.3.1 Kết quả phân tích FTIR 533.3.2 Kết quả phân tích XRD 543.3.3 Kết quả phân tích SEM 553.3.4 Kết quả phân tích BET 563.4 Khảo sát hiệu suất xử lý nhựa PET 573.4.1 Kết quả tối ưu hóa của hiệu suất xử lý PET 58
Trang 303.4.2 Phân tích các hệ số tương quan của các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu xuất xử
lý PET 593.4.3 Kết quả đáp ứng bề mặt của hiệu suất xử lý PET 613.5 Khảo sát hiệu suất chuyển hóa nhựa PET sang vật liệu MOFs 623.5.1 Kết quả tối ưu hóa của hiệu suất chuyển hóa từ PET sang vật liệu 633.5.2 Phân tích các hệ số tương quan của các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chuyển hóa 643.5.3 Kết quả đáp ứng bề mặt của hiệu suất chuyển hóa 663.6 Kết quả hấp phụ loại bỏ kim loại nặng Crom (VI) ở cùng một điều kiện 673.6.1 Kết quả tối ưu hóa dung lượng hấp phụ Cr6+ 683.6.2 Phân tích các hệ số tương quan của các yếu tố ảnh hưởng đến dung lượng hấp phụ Cr6+ 693.6.3 Kết quả đáp ứng bề mặt của dung lượng hấp phụ Cr6+ 723.7 Kết quả hấp phụ màu Methylene Blue ở cùng một điều kiện 733.7.1 Kết quả tối ưu hóa dung lượng hấp phụ Màu Methylene Blue 733.7.2 Phân tích các hệ số tương quan của các yếu tố ảnh hưởng đến dung lượng hấp phụ màu Methylene Blue 753.7.3 Kết quả đáp ứng bề mặt của dung lượng hấp phụ màu MB 77KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 78Kết Luận 78Kiến nghị 79TÀI LIỆU THAM KHẢO 80PHỤ LỤC 91
I Các thiết bị được sử dụng trong công trình nghiên cứu thí nghiệm 91
II Các bảng số liệu 95III Các hình biểu diễn đường UV sau khi đo 102
Trang 31DANH MỤC HÌNH
Hình 1 Tỉ lệ áp dụng phương pháp xử lý rác thải nhựa 1Hình 2 Nhựa Polyethylene Terephthalate (PET) 3Hình 1.1: Chai đựng nước làm bằng nhựa PET 6Hình 1.2: Tác hại của chai nhựa PET 7Hình 1.3: Cách xây dựng khung MOFs chung 9Hình 1.4: Các phương pháp tổng hợp MOFs 10Hình 1.5: Cấu trúc nguyên tử của carbon dioxide 11Hình 1.6: Các MOFs dạng xoắn 12Hình 1.7: Bề mặt bên trong của MOF của hệ thống làm mát 13Hình 1.8: Công thức hóa học của màu Methylene Blue 21Hình 2.1 Thiết bị hệ nồi hấp thủy phân nhiệt 31Hình 2.2 Quy trình thực hiện việc chuyển hóa nhựa PET thành vật liệu hấp phụ [71] [72] [73] 32Hình 2.3 Hỗn hợp PET và muối nhuôm được bỏ vào nồi hấp thủy nhiệt 33Hình 2.4 Quy trình thu hồi sản phẩm, sàn lọc và hoạt hóa vật liệu [74] [75] 34Hình 2.5 Đường chuẩn xác định nồng độ Methylene Blue 42Hình 2.6 Quy trình thí nghiệm hấp phụ màu Methylene Blue 43Hình 2.7 Mẫu dung dịch chứa màu Methylene Blue nồng độ 100 ppm khi có vật liệu 44Hình 2.8 Đường chuẩn xác định nồng độ Crom (VI) 46Hình 2.9: Quy trình thí nghiệm hấp phụ màu Crom VI 47Hình 2.10 Mẫu dung dịch chứa Crom (VI) nồng độ 50 ppm khi có vật liệu 48Hình 3.1 Kết quả khảo sát của hệ ở nhiệt độ 160oC (A), 170oC (B), 180oC (C), 190oC (D), 200oC (E) 49Hình 3.2 Mẫu kích thước nhựa PET (A), mẫu nhựa PET ban đầu (B) và mẫu nhựa PET sau chuyển hóa (C) 49
Trang 32Hình 3.3: Mẫu vật liệu thu được (A) và mẫu vật liệu sau khi sàng lọc (B) 50Hình 3.4 Một số mẫu vật liệu tổng hợp thành công 52Hình 3.5 Kết quả phân tích phổ FTIR của các vật liệu 53Hình 3.6: Kết quả phân tích XRD của các loại vật liệu ở tỷ lệ 1:20(A), ở tỷ lệ 1:12.5(B)
và ở tỷ lệ 1:5(C) 54Hình 3.7: Bề mặt của vật liệu 55Hình 3.8: Kết quả phân tích BET 56Hình 3.9 Hiệu suất xử lý nhựa PET của các điều kiện 57Hình 3.10: Sự tương quan giữa giá trị thực tế và giá trị dự đoán 61Hình 3.11: Bề mặt đáp ứng của các biến độc lập lên hiệu suất xử lý PET (H1), gồm nhiệt độ (X1), thể tích dung môi (X2) và tỉ lệ nguyên liệu/dung môi (X3) 61Hình 3.12 Hiệu suất chuyển hóa từ nhựa PET sang vật liệu MOFs 62Hình 3.13: Sự tương quan giữa giá trị thực tế và dự đoán 66Hình 3.14: Bề mặt đáp ứng của các biến độc lập lên hiệu suất chuyển hóa (H2), gồm nhiệt độ (X1), thể tích dung môi (X2) và tỉ lệ nguyên liệu/dung môi (X3) 66Hình 3.15 Khả năng hấp phụ loại bỏ kim loại nặng Crom (VI) của các vật liệu ở tỷ lệ 1:20, 1:12,5 và 1:5 67Hình 3.16: Sự tương quan giữa giá trị thực tế và giá trị dự đoán 72Hình 3.17: Kết quả đáp ứng bề mặt của dung lượng hấp phụ Cr6+ 72Hình 3.18 Khả năng hấp phụ loại bỏ màu Methene Blue của các vật liệu ở tỷ lệ 1:20, 1:12.5 và 1:5 73Hình 3.19: Sự tương quan giữa thực tế và dự đoán của dung lượng hấp phụ màu Methylene Blue 77Hình 3.20: Kết quả bề mặt đáp ứng của dung lượng hấp phụ màu Methylene Blue 77Hình B.1 Biểu diễn kết quả đo UV của đường chuẩn Crom (VI) 102Hình B.2 Biểu diễn kết quả đo UV hấp phụ Crom (VI) của các vật liệu ở tỷ 102Hình B.3 Biểu diễn kết quả đo UV hấp phụ Crom (VI) của các vật liệu ở tỷ lệ 1:12.5 103
Trang 33Hình B.4 Biểu diễn kết quả đo UV hấp phụ Crom( VI) của các vật liệu ở tỷ lệ 1:5 104Hình B.5 Biểu diễn kết quả đo UV hấp phụ màu MB của vật liệu ở tỷ lệ 1:20 105Hình B.6 Biểu diễn kết quả đo UV hấp phụ màu MB của vật liệu ở tỷ lệ 1:12.5 106Hình B.7 Biểu diễn kết quả đo UV hấp phụ màu MB ở tỷ lệ 1:5 107
Trang 34DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1: Danh sách hóa chất sử dụng trong nghiên cứu 29Bảng 2.2 Tỷ lệ phân phối của các nguyên liệu và tỷ lệ nguyên liệu/dung môi 38Bảng 2.3: Giới hạn phạm vi và mức biến đổi của các yếu tố 39Bảng 2.4 Quy trình xây dựng đường chuẩn màu Methylene Blue 41Bảng 2.5: Xây dựng đường chuẩn màu Methylene Blue 42Bảng 2.6 Quy trình xây dựng đường chuẩn Crom (VI) 45Bảng 2.7 Xây dựng đường chuẩn Crom (VI) 46Bảng 3.1 Mẫu thực nghiệm khảo sát 51Bảng 3.2 So sánh kết quả diện tích bề mặt của vật liệu ở các nghiên cứu khác 56Bảng 3.3: Kết quả thực nghiệm và dự đoán hiệu suất xử lý PET 58Bảng 3.4: Kết quả phân tích các hệ số tương quan của các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất xử lý PET 60Bảng 3.5: Kết quả thực nghiệm và dự đoán hiệu suất chuyển hóa từ PET sang vật liệu 63Bảng 3.6: Kết quả các hệ số tương quan của các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất chuyển hóa từ nhựa PET sang vật liệu 65Bảng 3.7: Kết quả thực nghiệm và dự đoán dung lượng hấp phụ Cr6+ 69Bảng 3.8: Kết quả phân tích các hệ số tương quan của các yếu tố ảnh hưởng đến dung lượng hấp phụ Cr6+ 71Bảng 3.9: Kết quả thực nghiệm và dự đoán của dung lượng hấp phụ màu MB 74Bảng 3.10: Kết quả phân tích các hệ số tương quan của các yếu tố ảnh hưởng đến dung lượng hấp phụ màu Methylene Blue 76Bảng A.1 Hiệu suất chuyển hóa nhựa PET sang MOFs và xử lý nhựa PET 95Bảng A.2 Dung lượng hấp phụ (mg/g) kim loại nặng Crom (VI) theo thời gian của các vật liệu ở tỷ lệ 1:20 96
Trang 35Bảng A.3 Dung lượng hấp phụ (mg/g) kim loại nặng Crom (VI) theo thời gian của các vật liệu ở tỷ lệ 1:12,5 97Bảng A.4 Dung lượng hấp phụ (mg/g) kim loại nặng Crom (VI) theo thời gian của các vật liệu ở tỷ lệ 1:5 98Bảng A.5 Dung lượng hấp phụ Qe (mg/g) theo thời gian trong thí nghiệm khảo sát hấp phụ màu Methylene Blue ở của vật liệu ở tỉ lệ 1: 20 99Bảng A.6 Dung lượng hấp phụ Qe (mg/g) theo thời gian trong thí nghiệm khảo sát hấp phụ màu Methylene Blue của vật liệu ở tỉ lệ 1: 12.5 100Bảng A.7 Dung lượng hấp phụ Qe (mg/g) theo thời gian trong thí nghiệm khảo sát hấp phụ màu Methylene Blue của vật liệu ở tỉ lệ 1: 5 101
Trang 36: Kính hiển vi điện tử quét : Nhiễu xạ tia X
: Hồng ngoại biến đổi Fourier
: Phương pháp đáp ứng bề mặt
: Mô hình Box- Behnken : Phương pháp phân tích phương sai : Tổ chức Y tế Thế giới
: Liên minh Quốc tế về Hóa học cơ bản
và Hóa học ứng dụng
Trang 371
MỞ ĐẦU
1 Tính cấp thiết của đề tài
Vấn đề ô nhiễm môi trường là một trong những vấn đề luôn được thế giới quan tâm, nhưng điều đáng lo ngại nhất đó là ô nhiễm chất thải nhựa – chủ yếu là chai nhựa PET Các loại chai nhựa được sử dụng rất phổ biến vì dễ sử dụng cho người tiêu dùng Do đó, vấn đề ô nhiễm tăng lên mức đáng lo ngại vì thế giới đang sản xuất lượng rác thải nhựa nhiều gấp hai lần so với hai thập kỷ trước đạt đến 460 triệu tấn và có khoảng 30 triệu tấn rác thải nhựa ở biển và đại dương khoảng 109 triệu tấn rác thải nhựa tích tụ ở khu vực sông ngòi trong đó rác thải nhựa PET chiếm đến 15-20 % tổng lượng rác thải nhựa [1, 2] Việc tạo ra rác thải nhựa đã góp 3-4 % vào lượng phát thải hiệu ứng nhà kính toàn cầu, làm mất cân bằng hệ sinh thái động thực vật, tác động tiêu cực như “ô nhiễm trắng” tại các bờ biển gây mất thẩm mỹ, ô nhiễm đất đai, ô nhiễm không khí, ô nhiễm nguồn nước ngầm Khi việc xử lý, bảo quản rác thải nhựa sai cách cũng gây ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe con người [3] Để giải quyết các vấn đề đó, các phương pháp xử lý đã được đề cử là tái chế, quản lý, thiêu đốt và chôn lấp Theo thống kê từ năm 2000 – 2019 thì các phương pháp có các tỷ lệ ứng dụng sau:
Hình 1 Tỉ lệ áp dụng phương pháp xử lý rác thải nhựa [4]
Rác thải nhựa được xử lý bằng phương pháp tái chế chiếm 9.29 %, thiêu đốt 19.05
%, 22.45 % và chôn lấp 49.21 % [5] Những phương pháp trên chỉ là những biện pháp tạm
Trang 382
thời ngăn sự thải bỏ trực tiếp ra môi trường nhưng đến cuối cùng thì vẫn không tránh khỏi việc gây ô nhiễm môi trường Các nhà khoa học đều thấy được vấn đề nan giải đó nên đã tìm cách tiếp cận việc chuyển hóa nhựa nhằm loại bỏ được việc phải chôn lấp, giảm mức tiêu thụ dầu thô tổng thể và duy trì giá trị hóa học của polyester trong việc sản xuất có giá trị cao với mức tiêu thụ năng lượng 40 – 50 % so với việc sử dụng nhựa nguyên chất [6], nhưng sau khi tìm hiểu thì tính chất của nhựa PET rất phù hợp để có thể làm nên vật liệu hấp phụ giúp xử lý môi trường như ứng dụng loại bỏ màu trong nước thải, loại bỏ Crom, tàng trữ khí, phân tách các loại hỗn hợp khí [7, 8] Hiện nay, trên thế giới cũng đã ứng dụng việc sử dụng nhựa PET làm thành vật liệu khung hữu cơ MOF nhiều loại khác nhau như F300 - MOF [9], MIL–53(Fe) [10], MIL–53(Cr) [11] Tuy nhiên các quá trình để làm nên các vật liệu này vẫn còn nhiều hạn chế như chi phí tạo ra vật liệu đắt đỏ, tốn nhiều hóa chất, lượng PET dư thừa nhiều, quá trình thực hiện qua rất nhiều công đoạn và có quy mô nhỏ, diện tích bề mặt BET thấp, vật liệu còn giãn nở không gian và H2 – DBC còn dư trong vật liệu chưa được loại bỏ hết ở công đoạn lọc rửa nên đã che phủ mao quản của vật liệu [12, 13]
Trong nghiên cứu này, phương pháp chuyển hóa PET thành vật liệu hấp phụ được đưa ra, giảm bớt lượng hóa chất cần dùng, công đoạn ít phức tạp, hiệu quả thu hồi vật liệu cao và xây dựng với quy mô lớn, không khử chuỗi PET để đưa về dạng đơn vị cơ bản đó
là axit terephthalic hay còn gọi là axit dicarboxylic 1,4-benzen (DBC) và ethylene glycol
mà trực tiếp thủy nhiệt PET kết hợp với Al2(SO4)3 tạo nên vật liệu khung hữu cơ MOFs sau đó sẽ khảo sát khả năng hấp phụ của các mẫu vật liệu này Các mẫu vật liệu sẽ được đánh giá bằng các phương pháp phân tích FTIR, XRD, SEM và BET [14-16]
Mục tiêu nghiên cứu
Nghiên cứu khảo sát quá trình chuyển hóa nhựa PET thành vật liệu hấp phụ ứng dụng
để xử lý môi trường
Nội dung nghiên cứu
- Xác định điều kiện tối ưu (nhiệt độ, thể tích dung môi và tỷ lệ nguyên liệu/dung môi) để tổng hợp được vật liệu khung hữu cơ MOFs
Trang 393
- Khảo sát hiệu suất chuyển hóa nhựa PET thành vật liệu khung hữu cơ MOFs qua từng điều kiện để chọn được hiệu suất xử lý nhựa PET cao nhất, thu hồi được vật liệu nhiều nhất
- Phân tích các đặc tính cơ bản của vật liệu
- Khảo sát khả năng hấp phụ của vật liệu đối với màu Methylene Blue và kim loại nặng Crom (VI)
2 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu
Vật liệu khung hữu cơ MOFs được tổng hợp từ nhựa PET để xử lý môi trường
Hình 2 Nhựa Polyethylene Terephthalate (PET) [17]
Nhựa PET là tên viết tắt của từ polyethylene terephthalate hay còn gọi với các tên viết tắt như: PETE, PETP Đây là loại nhựa nhiệt dẻo dựa trên polyester, là một trong những loại nhựa phổ biến nhất Chúng thường được dùng trong sản xuất tơ lụa, đồ dùng đựng thực phẩm, đồ uống Vì nhựa PET rất dễ sử dụng so với các loại nhựa khác, vậy nên chúng được sử dụng rộng rãi rất phổ biến việc làm chai nhựa đựng thức uống Sau khi sử dụng một phần trong đó được tái chế, còn lại sẽ thải ra môi trường và gây ô nhiễm môi trường [18, 19]
Trang 404
Để giải quyết triệt để vấn đề này, các ngành đều phải chuyển sang các phương pháp tiếp cận bền vững và thay thế, hướng tới môi trường sạch hơn và lành mạnh hơn Ngoài ra các nhà khoa học cần phát triển các công nghệ tái chế mới và các quy trình ít gây tổn hại đến môi trường Đây cũng là lý do ông EM El – Sayed và các cộng sự của ông đã tìm hiểu
về công dụng hữu ích của nhựa PET [20] và sử dụng các nguồn phối tử kim loại cùng với dung môi để tổng hợp MOFs, vật liệu có giá trị gia tăng Phương pháp thực hiện dựa trên
cơ sở của người đầu tiên tìm hiểu về MOFs với chủ đề “ Thiết kế và tổng hợp khung kim loại hữu cơ đặc biệt ổn định và có độ xốp cao " Giáo Sư Omar Yaghi tại UC Berkeley [21, 22] Dựa trên những tìm hiểu của người đi trước, ông EM EL - Sayed và cộng sự đã thử nghiệm dùng nhựa PET chế tạo vật liệu khung hữu cơ và nó đã cho thấy được sự hiệu quả bất ngờ Khung vật liệu hữu cơ MOFs được tạo ra từ nhựa PET là loại vật liệu rắn kết tinh hay còn gọi là polyme phối hợp xốp (PCP), vật liệu tinh thể xốp với các mạng vô hạn được tạo thành các đơn vị thứ cấp (SBU), muối hoặc cụm cation kim loại và phối tử hữu cơ polydentate với các kết nối phối hợp, nhờ diện tích bề mặt cao có thể tiếp cận được, kích thước lỗ có thể điều chỉnh được, vị trí kim loại mở và cấu trúc tinh thể có trật tự có thể điều chỉnh bằng cách thay đổi loại hoặc tính chất của nhóm kim loại [23] Các nghiên cứu đều cho thấy vật liệu nhựa PET rất có tiềm năng trong việc tạo sản phẩm khung hữu cơ vì tạo
sự liên kết và tổng hợp không dung môi các MOFs dựa trên BDC, ví dụ UiO - 66(Zn) [24], UiO - 66 (Hf) [25], Cu – DC và MIL-53 (Fe) đều được tổng hợp bằng thủy nhiệt [26, 27]
Phạm vi nghiên cứu
- Nghiên cứu được thực hiện ở quy mô phòng thí nghiệm với các đối tượng là nhựa
PET, muối nhôm Al2(SO4)3.18H2O và mô hình hệ nồi hấp thủy phân nhiệt
- Dung môi được sử dụng trong quá trình tổng hợp là nước
3 Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp nghiên cứu, tham khảo tài liệu
Dựa trên các nguồn tài liệu đáng tin cậy như báo nghiên cứu khoa học trong nước và quốc tế, sách, các phương tiện truyền thông nổi tiếng để tìm hiểu được tình hình ô nhiễm của rác thải nhựa ảnh hưởng đến đời sống của con người và hệ sinh thái tự nhiên Cùng với