1. Trang chủ
  2. » Luận Văn - Báo Cáo

Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu động học của quá trình hấp phụ một số ion kim loại nặng (Cu2+, Cd 2+) trên vật liệu nanocomposit tổng hợp từ chitosan và montmorillonit.

79 1,6K 2

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Định dạng
Số trang 79
Dung lượng 2,68 MB

Nội dung

Ngày nay, cùng với sự phát triển của các ngành công nghiệp thì việc giải quyết các nguồn nước thải gây ô nhiễm môi trường đang là vấn đề được quan tâm. Điều này là do các nguồn nước thải công nghiệp thường chứa các hợp chất ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường sống và sức khỏe của con người như hàm lượng các kim loại nặng (Cu2+, Cd2+). Nguồn chính thải ra các kim loại nặng này đều từ các nhà máy cơ khí, nhà máy luyện kim, nhà máy mạ và các nhà máy hóa chất. Hiện nay, các nhà máy ở Việt Nam thường có quy mô sản xuất vừa và nhỏ do vậy việc đầu tư vào các hệ thống xử lý nước thải còn hạn chế. Hầu hết các nhà máy chưa có hệ thống xử lý hoặc hệ thống xử lý quá sơ sài do vậy nồng độ kim loại nặng trong nước thải của nhà máy đều vượt quá tiêu chuẩn cho phép. Trước thực trạng trên, đòi hỏi phải có những phương pháp thích hợp, hiệu quả để xử lý kim loại nặng nhằm tránh và hạn chế những tác động xấu của nó đến môi trường và sức khỏe cộng đồng. Quá trình hấp phụ đã được phát hiện và được coi là phương pháp nổi trội trong việc xử lý nước thải công nghiệp. Theo bài tổng quan (32012) 27 về hấp phụ kim loại nặng trên kaolinit và montmorillonit, Susmita S.G và Krishna G.B cho rằng, quá trình hấp phụ được xem như một trong những công nghệ tốt nhất hiện nay để xử lý các ô nhiễm trong môi trường nước. Chitosan (Chit) là một polyme có nguồn gốc từ thiên nhiên với những tính chất đặc biệt như: không độc, ưa nước, có khả năng phân hủy sinh học, khả năng hấp phụ cao. Năm 2009, Amit Bhatnagar và Mika Sillanpaa đã tổng hợp các công trình nghiên cứu về ứng dụng của chitosan và chitin trong việc loại bỏ thuốc nhuộm và kim loại nặng trong nước thải 19, cùng với nhiều công trình của các tác giả khác về khả năng hấp phụ của chitosan, cho thấy được tính ứng dụng cao của sản phẩm này 25. Bentonit là loại khoáng sét tự nhiên gồm montmorilonit và một số khoáng khác. Bentonit có các tính chất đặc trưng là trương nở, kết dính, hấp phụ, trơ, nhớt và dẻo. Nhiều công trình nghiên cứu cho thấy bentonit có khả năng hấp phụ rất mạnh một số ion kim loại nặng 5. Montmorillonit (Mont) là khoáng sét chính của bentonit được biết đến với tính chất hấp phụ được quyết định bởi đặc tính bề mặt và cấu trúc lớp của chúng. Với kích thước hạt từ vài đến vài chục nanomet và có cấu trúc mạng tinh thể dạng lớp nên montmorillonit có diện tích bề mặt riêng lớn, đóng vai trò gia cường và làm tăng tính chất cơ lý của vật liệu 16, 23. Một loại vật liệu polyme mới sử dụng chitosan làm pha nền và pha gia cường là các hạt montmorillonit đã được nghiên cứu. Sự kết hợp giữa Chit và Mont theo những tỷ lệ thích hợp cho ta một loại vật liệu mới gọi là vật liệu nanocomposit có khả năng phân hủy sinh học (BNCBiodergradable nanocomposite) 26. So với Chit và Mont ban đầu, BNC là một vật liệu giúp cải thiện đáng kể các tính chất cơ học như khả năng chịu nhiệt, chống cháy, chống thấm khí, chống ăn mòn và khả năng hấp phụ so với các vật liệu khác 29, 30, 14. Hiện nay, chúng ta đã có rất nhiều nghiên cứu khoa học đã sử dụng vật liệu BNC để hấp phụ thuốc nhuộm, kim loại nặng thu được nhiều kết quả 30, 31. Trên cơ sở đó, tôi đã tiến hành thực nghiệm với đề tài Nghiên cứu động học của quá trình hấp phụ một số ion kim loại nặng (Cu2+, Cd 2+) trên vật liệu nanocomposit tổng hợp từ chitosan và montmorillonit.

Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa chất LỜI CẢM ƠN Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới thầy PGS. TS Phạm Xuân Núi, thầy đã trực tiếp hướng dẫn, tận tình chỉ bảo, giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và làm đồ án tốt nghiệp. Đồng thời, em xin chân thành cảm ơn toàn thể các thầy, cô giáo trong Bộ môn Lọc- Hóa dầu, trường Đại học Mỏ - Địa chất đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho em học tập, nghiên cứu trong suốt 5 năm qua và thực hiện nội dung của đồ án tại Phòng thí nghiệm của Bộ môn. Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn tới những người thân trong gia đình và bạn bè đã thường xuyên động viên, giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập và thực tập. Trong quá trình nghiên cứu, thực nghiệm và hoàn thành đồ án, em không tránh khỏi những sai sót, khuyết điểm. Em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp quý báu của thầy cô và các bạn để đề tài hoàn hiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn! Hà nội, tháng 6 năm 2013 Sinh viên Nguyễn Thị Hồng Xuyến SV: Nguyễn Thị Hồng Xuyến Lớp: Lọc - Hóa dầu A.K53 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa chất MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG BIỂU DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ DANH MỤC BẢNG KÝ HIỆU VIẾT TẮT MỞ ĐẦU 1 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN 3 1.1. Tổng quan về ion kim loại nặng trong nước thải công nghiệp 3 1.1.1. Giới thiệu sơ lược về kim loại nặng 3 1.1.2. Giới thiệu một số các kim loại nặng và các ảnh hưởng của chúng lên cơ thể hữu cơ sống và con người 7 1.1.2.1. Đồng (Cu) 7 1.1.2.2. Cadimi (Cd) 8 1.3. Phương pháp xử lý kim loại nặng trong nước thải 10 1.3.1. Một số phương pháp xử lý nguồn nước bị ô nhiễm kim loại nặng 10 1.3.1.1. Phương pháp sinh học 10 1.3.1.2. Phương pháp hóa lý 10 1.3.1.3. Phương pháp hóa học 11 1.3.2. Giới thiệu chung về phương pháp hấp phụ 12 1.3.2.1 Phương pháp hấp phụ 12 1.3.2.2. Giới thiệu một số chất hấp phụ kim loại nặng 14 1.3.2.3. Ưu nhược điểm của phương pháp hấp phụ 15 SV: Nguyễn Thị Hồng Xuyến Lớp: Lọc - Hóa dầu A.K53 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa chất 1.4. Giới thiệu về vật liệu nanocomposit 16 1.4.1. Tổng quan về montmorillonit (Mont) 16 1.4.1.1 Thành phần hóa học của montmorillonit 16 1.4.1.2. Cấu trúc tinh thể 16 1.4.1.3. Tính chất của Mont 17 1.4.2. Tổng quan về chitosan 18 1.4.2.1. Nguồn gốc 18 1.4.2.2. Công thức cấu tạo 19 1.4.2.3. Tính chất của chitosan 20 1.4.2.4. Các ứng dụng của chitosan 22 1.4.3. Vật liệu nanocomposit 23 1.4.3.1. Khái niệm 23 1.4.3.2. Phân loại 24 1.4.4. Giới thiệu về nanocomposit 25 1.4.5. Vật liệu polyme-clay nanocomposit 25 1.4.5.1. Cấu trúc của vật liệu polyme-clay nanocomposit 26 1.4.5.2. Tính chất của polyme-clay nanocomposite 27 1.4.5.3. Phương pháp tổng hợp vật liệu polyme-clay nanocomposit 28 1.4.5.4. Xu hướng ứng dụng trong tương lai 29 1.4.6. Vật liệu nanocomposit chitosan-montmorillonit (Chit-Mont) 30 1.4.6.1. Phương pháp tổng hợp 30 1.4.6.2. Ứng dụng của vật liệu nanocomposit Chit-Mont trong việc xử lý kim loại nặng trong nước thải công nghiệp. 31 CHƯƠNG 2. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 33 SV: Nguyễn Thị Hồng Xuyến Lớp: Lọc - Hóa dầu A.K53 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa chất 2.1. Hóa chất, dụng cụ và thiết bị 33 2.1.1. Hóa chất 33 2.1.2. Dụng cụ, thiết bị 33 2.2. Phương pháp thực nghiệm 33 2.2.1. Phương pháp tổng hợp vật liệu từ chitosan và montmorillonit 33 2.2.2. Quá trình hấp phụ kim loại nặng của vật liệu nanocomposite 34 2.3. Phương pháp nghiên cứu 34 2.3.1. Phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD) 34 2.3.2. Phương pháp phổ hồng ngoại (IR) 35 2.3.3. Phương pháp hiển vi điện tử quét (Scanning Electron Microscopy-SEM) 35 2.3.4. Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) 36 2.3.5. Phương pháp xử lý số liệu 37 2.4. Phương pháp nghiên cứu động học hấp phụ 37 2.4.1. Điều kiện hấp phụ 37 2.4.2. Các mô hình đẳng nhiệt, động học hấp phụ 38 2.4.2.1. Mô hình đẳng nhiệt hấp phụ 38 2.4.2.2. Mô hình động học hấp phụ Lagergren 40 CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 42 3.1. Tổng hợp vật liệu 42 3.2. Khảo sát khả năng hấp phụ kim loại nặng của các mẫu vật liệu 43 3.2.1. Khảo sát khả năng hấp phụ kim loại nặng của các vật liệu Chit-Mont hàm lượng Mont khác nhau 43 3.2.2. Độ bền mẫu Chit-Mont trong dung dịch Cu(NO 3 ) 2 44 SV: Nguyễn Thị Hồng Xuyến Lớp: Lọc - Hóa dầu A.K53 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa chất 3.3. Xác định cấu trúc của vật liệu tổng hợp 45 3.3.1. Ảnh hiển vi điện tử quét (SEM) 45 3.3.2. Giản đồ nhiễu xạ tia X (XRD) của vật liệu Chit-Mont 46 3.3.3. Phổ hấp thụ hồng ngoại (IR) của Mont, Chit và vật liệu Chit- Mont 1% 47 3.4. Xây dựng mô hình động học hấp phụ ion kim loại nặng của vật liệu Chit- Mont 1% 50 3.4.1. Xây dựng đẳng nhiệt hấp phụ 50 3.4.1.1. Đẳng nhiệt hấp phụ Freundlich 51 3.4.1.2. Đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir 53 3.4.2. Động học hấp phụ ion kim loại nặng của vật liệu Chit- Mont 56 KẾT LUẬN 62 TÀI LIỆU THAM KHẢO SV: Nguyễn Thị Hồng Xuyến Lớp: Lọc - Hóa dầu A.K53 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa chất DANH MỤC BẢNG BIỂU Thứ tự Số hình Tên bảng Trang 1 Bảng 1.1 Một số các kim loại nặng và ảnh hưởng của chúng đến cơ thể sống 4 2 Bảng 3.1 Tính chất cảm quan của các mẫu vật liệu đã tổng hợp 42 3 Bảng 3.2 Các thông số hấp phụ của các vật liệu Chit-Mont có hàm lượng Mont khác nhau (C Cu 2+ = 100mg/l) 43 4 Bảng 3.3 Tính chất cảm quan của các mẫu vật liệu Chit- Mont trước và sau khi hấp phụ 44 5 Bảng 3.4 Các peak đặc trưng của Chit, Mont và vật liệu Chit- Mont 1% 49 6 Bảng 3.5 Kết quả xác định q e của Cu 2+ tại các nồng độ khác nhau trên Chit-Mont 1% 51 7 Bảng 3.6 Kết quả xác định q e của Cd 2+ tại các nồng độ khác nhau trên Chit-Mont 1% 52 8 Bảng 3.7 Kết quả xác định các tham số Langmuir của hấp phụ ion kim loại nặng trên vật liệu Chit-Mont 56 9 Bảng 3.8 Các số liệu hấp phụ ion Cu 2+ theo thời gian trên vật liệu Chit-Mont 57 10 Bảng 3.9 Các số liệu hấp phụ ion Cd 2+ theo thời gian trên vật liệu Chit-Mont 59 11 Bảng 3.10 Các tham số động học hấp phụ bậc 2 của hai ion Cu 2+ , Cd 2+ trên vật liệu Chit-Mont 60 12 Bảng 3.11 Các tham số động học hấp phụ bậc 1 của hai ion Cu 2+ , Cd 2+ trên vật liệu Chit-Mont 60 DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ SV: Nguyễn Thị Hồng Xuyến Lớp: Lọc - Hóa dầu A.K53 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa chất Thứ tự Số hiệu bảng Tên hình vẽ và đồ thị Trang 1 Hình 1.1 Cấu trúc tinh thể của montmorillonit 16 2 Hình 1.2 Cấu trúc hoá học của chitin 19 3 Hình 1.3 Cấu trúc hóa học của chitosan 20 4 Hình 1.4 Cơ chế hấp phụ ion kim loại của Chitosan 22 5 Hình 1.5 Cấu trúc của vật liệu nanocomposit 27 6 Hình 1.6 Sơ đồ biểu diễn khả năng che chắn 28 7 Hình 1.7 Sơ đồ minh họa sự hình thành polyme-clay nanocomposit theo phương pháp dung dịch 29 8 Hình 1.8 Cấu trúc vật liệu nanocomposit Chit-Mont 31 9 Hình 2.1 Quy trình tổng hợp vật liệu từ Chit và Mont 34 10 Hình 2.2 Sơ đồ tia tới và tia phản xạ trên tinh thể 34 11 Hình 3.1 Các mẫu Chit-Mont. với tỷ lệ montmorillonit khác nhau 42 12 Hình 3.2 Ảnh chụp SEM của các mẫu 45 13 Hình 3.3 Giản đồ XRD của Mont 46 14 Hình 3.4 Giản đồ XRD của vật liệu Chit-Mont 46 15 Hình 3.5 Phổ IR của Mont, Chit và Chit- Mont 1% 48 16 Hình 3.6 Các liên kết hyđro trong vật liệu Chit-Mont 50 17 Hình 3.7 Đẳng nhiệt hấp phụ ion Cu 2+ theo mô hình Freundlich dạng tuyến tính 52 18 Hình 3.8 Đẳng nhiệt hấp phụ ion Cd 2+ theo mô hình Freundlich dạng tuyến tính 53 9 Hình 3.9 Đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir của Cu 2+ trên vật liệu Chit-Mont 1% 54 SV: Nguyễn Thị Hồng Xuyến Lớp: Lọc - Hóa dầu A.K53 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa chất 20 Hình 3.10 Đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir của Cd 2+ trên vật liệu Chit-Mont 1% 55 21 Hình 3.11 Động học biểu kiến của Cu 2+ trên vật liệu Chit-Mont 1% 58 22 Hình 3.12 Động học biểu kiến của Cd 2+ trên vật liệu Chit-Mont 1% 59 DANH MỤC BẢNG KÝ HIỆU VIẾT TẮT Ký hiệu Ý nghĩa Chit Chitosan Mont Montmorillonit SV: Nguyễn Thị Hồng Xuyến Lớp: Lọc - Hóa dầu A.K53 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa chất BNC BNC- Biodergradable nanocomposites- Vật liệu nanocomposit có khả năng phân hủy sinh học Chit-Mont Vật liệu polime - clay nanocomposit SV: Nguyễn Thị Hồng Xuyến Lớp: Lọc - Hóa dầu A.K53 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa chất MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Ngày nay, cùng với sự phát triển của các ngành công nghiệp thì việc giải quyết các nguồn nước thải gây ô nhiễm môi trường đang là vấn đề được quan tâm. Điều này là do các nguồn nước thải công nghiệp thường chứa các hợp chất ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường sống và sức khỏe của con người như hàm lượng các kim loại nặng (Cu 2+ , Cd 2+ ). Nguồn chính thải ra các kim loại nặng này đều từ các nhà máy cơ khí, nhà máy luyện kim, nhà máy mạ và các nhà máy hóa chất. Hiện nay, các nhà máy ở Việt Nam thường có quy mô sản xuất vừa và nhỏ do vậy việc đầu tư vào các hệ thống xử lý nước thải còn hạn chế. Hầu hết các nhà máy chưa có hệ thống xử lý hoặc hệ thống xử lý quá sơ sài do vậy nồng độ kim loại nặng trong nước thải của nhà máy đều vượt quá tiêu chuẩn cho phép. Trước thực trạng trên, đòi hỏi phải có những phương pháp thích hợp, hiệu quả để xử lý kim loại nặng nhằm tránh và hạn chế những tác động xấu của nó đến môi trường và sức khỏe cộng đồng. Quá trình hấp phụ đã được phát hiện và được coi là phương pháp nổi trội trong việc xử lý nước thải công nghiệp. Theo bài tổng quan (3/2012) [27] về hấp phụ kim loại nặng trên kaolinit và montmorillonit, Susmita S.G và Krishna G.B cho rằng, quá trình hấp phụ được xem như một trong những công nghệ tốt nhất hiện nay để xử lý các ô nhiễm trong môi trường nước. Chitosan (Chit) là một polyme có nguồn gốc từ thiên nhiên với những tính chất đặc biệt như: không độc, ưa nước, có khả năng phân hủy sinh học, khả năng hấp phụ cao. Năm 2009, Amit Bhatnagar và Mika Sillanpaa đã tổng hợp các công trình nghiên cứu về ứng dụng của chitosan và chitin trong việc loại bỏ thuốc nhuộm và kim loại nặng trong nước thải [19], cùng với nhiều công trình của các tác giả khác về khả năng hấp phụ của chitosan, cho thấy được tính ứng dụng cao của sản phẩm này [25]. Bentonit là loại khoáng sét tự nhiên gồm montmorilonit và một số khoáng khác. Bentonit có các tính chất đặc trưng là trương nở, kết dính, hấp phụ, trơ, nhớt và dẻo. Nhiều công trình nghiên cứu cho thấy bentonit có khả năng hấp phụ rất mạnh một số ion kim loại nặng [5]. Montmorillonit (Mont) là khoáng sét chính của bentonit được biết đến với tính chất hấp phụ được quyết định bởi đặc tính bề mặt và cấu trúc lớp của chúng. Với kích thước hạt từ vài đến vài chục nanomet và có cấu SV: Nguyễn Thị Hồng Xuyến Lớp: Lọc - Hóa dầu K53A 1 [...]... nhuộm, kim loại nặng thu được nhiều kết quả [30, 31] Trên cơ sở đó, tôi đã tiến hành thực nghiệm với đề tài "Nghiên cứu động học của quá trình hấp phụ một số ion kim loại nặng (Cu2+, Cd 2+) trên vật liệu nanocomposit tổng hợp từ chitosan và montmorillonit" Đồ án chia thành các chương sau: Chương 1 Tổng quan Chương 2 Nội dung và phương pháp nghiên cứu Chương 3 Kết quả và thảo luận 2 Mục tiêu của đề... hình động học, nhiệt động học của quá trình hấp phụ một số ion kim loại nặng (Cu2+, Cd 2+) từ vật liệu tổng hợp từ các nguồn chitosan và montmorillonit của hãng Aldrich (Mỹ) 3 Nội dung nghiên cứu Tổng hợp và tạo màng nanocomposit từ montmorillonit (Aldrich) và chitosan (Aldrich) có sẵn, xác định màng bằng giản đồ nhiễu xạ XRD, phổ hồng ngoại IR, kính hiển vi điện tử quét SEM Tiến hành nghiên cứu khả... năng hấp phụ ion kim loại nặng (Cu 2+, Cd2 +) của màng, xác định hàm lượng ion kim loại bằng phương pháp đo AAS Sau đó, xây dựng các mô hình nhiệt động học, động học hấp phụ phù hợp SV: Nguyễn Thị Hồng Xuyến 2 Lớp: Lọc - Hóa dầu K53A Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa chất CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan về ion kim loại nặng trong nước thải công nghiệp 1.1.1 Giới thiệu sơ lược về kim loại nặng Kim. .. người và động vật khác qua đường hô hấp Từ đó gây ra nhiều bệnh nguy hiểm cho con người và động vật Trong môi trường đất thì các kim loại nặng thường tồn tại ở dưới dạng kim loại nguyên chất, các khoáng kim loại, hoặc các ion Kim loại nặng có trong đất dưới dạng ion thường được cây cỏ, thực vật hấp thụ làm cho các thực vật này nhiễm kim loại nặng Và nó có thể đi vào cơ thể con người và động vật thông... chất hấp phụ, quá trình này bị cản trở bởi quá trình ngược - quá trình giải hấp, là quá trình khuyếch tán nhằm đạt đến phân bố cân bằng chất nhờ chuyển động nhiệt Nồng độ chất bị hấp phụ càng cao thì lượng chất hấp phụ càng nhiều Nhiệt độ càng cao, thì hấp phụ vật lý càng thấp Đối với mỗi nhiệt độ có một trạng thái cân bằng riêng Giải hấp là quá trình ngược lại với quá trình hấp phụ nên là quá trình. .. bị hấp phụ có khả năng di chuyển trên bề mặt hấp phụ Nhiệt tỏa ra trong quá trình hấp phụ vật lý nhỏ (từ 8 - 10 kJ/mol) Khi nồng độ (áp suất) chất bị hấp phụ tăng thì lượng chất bị hấp phụ (thường được biểu diễn bằng số mol dư trên 1m2 bề mặt) sẽ tăng và đạt giá trị lớn nhất khi bề mặt chất hấp phụ được phủ kín hết Trong hấp phụ vật lý, quá trình hấp phụ tự diễn ra Chất bị hấp phụ có xu hướng bám trên. .. Hóa dầu K53A Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa chất Hấp phụ là sự tích lũy các chất trên bề mặt phân cách pha (rắn - lỏng, khí lỏng, lỏng - lỏng) Chất có bề mặt, trên đó xảy ra sự hấp phụ được gọi là chất hấp phụ; còn chất được tích lũy trên bề mặt chất hấp phụ gọi là chất bị hấp phụ Hấp phụ là một quá trình thuận nghịch Khi tốc độ hấp phụ bằng tốc độ giải hấp thì quá trình hấp phụ đạt cân bằng... chất độc hại không cao Quá trình hấp phụ kim loại nặng xảy ra giữa bề mặt lỏng của dung dịch chứa kim loại nặng và bề mặt rắn Hiện nay người ta đã tìm ra nhiều loại vật liệu có khả năng hấp phụ kim loại nặng như: than hoạt tính, than bùn, các loại vật liệu vô cơ như oxit sắt, oxit mangan, tro bay, xỉ than, bằng các vật liệu polyme hóa học hay polyme sinh học a Hiện tượng hấp phụ [6] SV: Nguyễn Thị... làm hai loại hấp phụ: hấp phụ vật lý và hấp phụ hóa học b Hấp phụ vật lý [7] Các phân tử chất bị hấp phụ liên kết với những tiểu phân (nguyên tử, phân tử, ion, ) ở bề mặt phân chia pha bởi lực liên kết Van de Van Đó là tổng hợp của nhiều loại lực hút khác nhau: tĩnh điện, tán xạ, cảm ứng và lực định hướng Khi đã được hấp phụ lên bề mặt chất rắn, nếu tương tác giữa chất hấp phụ và chất bị hấp phụ không... hay hyđro oxo kim loại tức là các sản phẩm hyđroxit, oxit hay oxit hyđroxit hỗn hợp Quá trình này gọi là quá trình thủy phân của kim loại, ion kim loại với nước Như đã trình bày, việc tách proton ra khỏi các phân tử nước nằm sát các ion kim loại là nhờ vào lực đẩy tĩnh điện, tức là phụ thuộc vào điện tích của các ion kim loại và khoảng cách giữa chúng với các phân tử nước Do vậy, ion kim loại nào có . hơn. Em xin chân thành cảm ơn! Hà nội, tháng 6 năm 2013 Sinh viên Nguyễn Thị Hồng Xuyến SV: Nguyễn Thị Hồng Xuyến Lớp: Lọc - Hóa dầu A.K53 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa chất MỤC LỤC LỜI. ĐỒ THỊ SV: Nguyễn Thị Hồng Xuyến Lớp: Lọc - Hóa dầu A.K53 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa chất Thứ tự Số hiệu bảng Tên hình vẽ và đồ thị Trang 1 Hình 1.1 Cấu trúc tinh thể của montmorillonit. Langmuir của Cu 2+ trên vật liệu Chit-Mont 1% 54 SV: Nguyễn Thị Hồng Xuyến Lớp: Lọc - Hóa dầu A.K53 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa chất 20 Hình 3.10 Đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir của Cd 2+

Ngày đăng: 10/11/2014, 18:07

Nguồn tham khảo

Tài liệu tham khảo Loại Chi tiết
[2]. Châu Văn Minh, Phạm Hữu Điển, Đặng Lan Hương, Trịnh Đức Hưng, Hoàng Thanh Hương, (1996), “Sử dụng Chitosan làm chất bảo quản quả tươi”, Tạp chí Hoá học Sách, tạp chí
Tiêu đề: “Sử dụng Chitosan làm chất bảo quản quả tươi”
Tác giả: Châu Văn Minh, Phạm Hữu Điển, Đặng Lan Hương, Trịnh Đức Hưng, Hoàng Thanh Hương
Năm: 1996
[9]. Lưu Văn Chính, Châu Văn Minh, Phạm Hữu Điển, Ngô Thị Thuận, (2002), "Tổng hợp và nghiên cứu họat tính sinh học của một số dẫn xuất từ chitin" , Tuyển tập báo cáo khoa học, Viện Hoá học các hợp chất thiên nhiên Sách, tạp chí
Tiêu đề: Tổng hợp và nghiên cứu họat tính sinh học của một số dẫn xuất từ chitin
Tác giả: Lưu Văn Chính, Châu Văn Minh, Phạm Hữu Điển, Ngô Thị Thuận
Năm: 2002
[10]. Mạnh Trường, (2003), Bài báo "Hãy cứu lấy những dòng sông đang bị độc hóa", Báo Khoa học và phát triển số 218 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Hãy cứu lấy những dòng sông đang bị độc hóa
Tác giả: Mạnh Trường
Năm: 2003
[13]. Nguyễn Văn Bình (1999), “Hoạt tính xúc tác của Bentonite Thuận Hải đã được biến tính trong phản ứng chuyển hóa một số phản ứng hữu cơ” Sách, tạp chí
Tiêu đề: Hoạt tính xúc tác của Bentonite Thuận Hải đã được biến tính trong phản ứng chuyển hóa một số phản ứng hữu cơ
Tác giả: Nguyễn Văn Bình
Năm: 1999
[15]. Quách Đăng Triều và cộng sự, (2003), Báo cáo tổng kết Khoa học và Kỹ thuật, Trung tâm Khoa học tự nhiên và Công nghệ Quốc gia, “Nghiên cứu chế tạo và ứng dụng vật liệu nano polyme – composite”.Tiếng Anh Sách, tạp chí
Tiêu đề: “Nghiên cứu chế tạo và ứng dụng vật liệu nano polyme – composite”
Tác giả: Quách Đăng Triều và cộng sự
Năm: 2003
[16]. An J.H., Dultz S., (2007), “Adsorption of tannic acid on chitosan- montmorilonite as a function of pH and surface charge properties”, Applied Clay Science, 36, pp. 256-264 Sách, tạp chí
Tiêu đề: “Adsorption of tannic acid on chitosan-montmorilonite as a function of pH and surface charge properties”
Tác giả: An J.H., Dultz S
Năm: 2007
[17]. Aider M., (2010), “Chitosan application for active bio-based films production and potential in the food industry”, LWT- Food Science and Technology, 43, pp.837-842 Sách, tạp chí
Tiêu đề: “Chitosan application for active bio-based films production and potential in the food industry”, LWT- Food Science and Technology
Tác giả: Aider M
Năm: 2010
[18]. Avella M., Vlieger J.J.D., Errico M.E., Fischer S., Vacca P., Volpe M.G., (2005), “Biodegradable starch/clay nanocomposite films for food packaging applications”, Food Chemistry, 93, pp. 467–474 Sách, tạp chí
Tiêu đề: “Biodegradable starch/clay nanocomposite films for food packaging applications”
Tác giả: Avella M., Vlieger J.J.D., Errico M.E., Fischer S., Vacca P., Volpe M.G
Năm: 2005
[19]. Bhatnagar A., Sillanpaa M., (2009), “Applications of chitin and chitosan- derivatives for detoxification of water and waste water", A short review Advances in Colloid and Interface Science, 152, pp. 26-38 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Applications of chitin and chitosan- derivatives for detoxification of water and waste water
Tác giả: Bhatnagar A., Sillanpaa M
Năm: 2009
[20]. Camargo et al, (2009), “Nanocomposite: synthesis, structure, Properties and New Application Opportunities”, Material Research, No.1, 1-39 Sách, tạp chí
Tiêu đề: “Nanocomposite: synthesis, structure, Properties and New Application Opportunities”
Tác giả: Camargo et al
Năm: 2009
[21]. Earley J.W., Osthaus B.B., Milne I.H., (1999), “Purification and properties of montmorillonite”, Research and Development Company, Pittsburgh, Pennsylvania, pp. 707-724 Sách, tạp chí
Tiêu đề: “Purification and properties of montmorillonite”
Tác giả: Earley J.W., Osthaus B.B., Milne I.H
Năm: 1999
[22]. Gaurav A., AshamolA., Deethi M.V., Sailaja R.R.N., (2012), “Biodegradable nanocomposites of Cellulose Acetate Phthalate and Chitosan Reinforced with Functionalized Nanoclay: Mechanical, Thermal", 125, pp. 16-26 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Biodegradable nanocomposites of Cellulose Acetate Phthalate and Chitosan Reinforced with Functionalized Nanoclay: Mechanical, Thermal
Tác giả: Gaurav A., AshamolA., Deethi M.V., Sailaja R.R.N
Năm: 2012
[23]. IsikI., YilmazerU., Bayram G., (2003), “Impact modified epoxy/ montmorillonite nanocomposites: synthesis and characterization”,Polymer, 44, pp.6371–6377 Sách, tạp chí
Tiêu đề: “Impact modified epoxy/ "montmorillonite nanocomposites: synthesis and characterization”
Tác giả: IsikI., YilmazerU., Bayram G
Năm: 2003
[24]. J.W. Earley, B. B. Osthaus, I. H. Milne, Gulf, (1999), “Purification and properties of montmorillonite”. Research and Development Company, Pittsburgh, Pennsylvania Sách, tạp chí
Tiêu đề: Purification and properties of montmorillonite”
Tác giả: J.W. Earley, B. B. Osthaus, I. H. Milne, Gulf
Năm: 1999
[25]. Nguyen Van Toan, (2009), “Production of Chitin and Chitosan from Partially Autolyzed Shrimp Shell Materials”,The Open Biomaterials Journal Sách, tạp chí
Tiêu đề: “Production of Chitin and Chitosan from Partially Autolyzed Shrimp Shell Materials”
Tác giả: Nguyen Van Toan
Năm: 2009
[26]. Ray S.S., Bousmina M., (2005), “Biodegradable polymer and their layered silicate nanocomposites: In greening the 21st century material world”, Progress In Material Science Sách, tạp chí
Tiêu đề: ), “Biodegradable polymer and their layered silicate nanocomposites: In greening the 21st century material world”
Tác giả: Ray S.S., Bousmina M
Năm: 2005
[27]. Sen Gupta S, Bhattcharyya, KG, (2012), "Adsorption of heavy and montmorillonite", A review Phys. Chem, 14, pp. 6698-6723 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Adsorption of heavy and montmorillonite
Tác giả: Sen Gupta S, Bhattcharyya, KG
Năm: 2012
[28]. Thuc C.N.H., Grillet A.C., Reinert L., Ohashi F., (2010), “Separation and Purification of montmorillonite and polyethylene oxide modified montmorillonite from Vietnamese bentonites”, Applied Clay Science, 49, pp. 229-238 Sách, tạp chí
Tiêu đề: “Separation and Purification of montmorillonite and polyethylene oxide modified montmorillonite from Vietnamese bentonites”
Tác giả: Thuc C.N.H., Grillet A.C., Reinert L., Ohashi F
Năm: 2010
[29]. Vimonsesa V., Lei S., Chowd C.W.K., Saint C., (2009), “Kinetic study and equilibrium isotherm analysis of Congo Red adsorption by clay materials”, Chemical Engineering Journal, 148, pp.354–364 Sách, tạp chí
Tiêu đề: “Kinetic study and equilibrium isotherm analysis of Congo Red adsorption by clay materials”
Tác giả: Vimonsesa V., Lei S., Chowd C.W.K., Saint C
Năm: 2009
[30]. WangL., Wang A., (2007), “Adsorption characteristics of Congo Red onto the chitosan/montmorillonite nanocomposite”, Journal of Hazardous Materials, 147, pp. 979-985 Sách, tạp chí
Tiêu đề: “Adsorption characteristics of Congo Red onto the chitosan/montmorillonite nanocomposite”
Tác giả: WangL., Wang A
Năm: 2007

HÌNH ẢNH LIÊN QUAN

Bảng Tên hình vẽ và đồ thị Trang - Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu động học của quá trình hấp phụ một số ion kim loại nặng (Cu2+, Cd 2+) trên vật liệu nanocomposit tổng hợp từ chitosan và montmorillonit.
ng Tên hình vẽ và đồ thị Trang (Trang 7)
Bảng 1.1 :  Một số các kim loại nặng và ảnh hưởng của chúng - Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu động học của quá trình hấp phụ một số ion kim loại nặng (Cu2+, Cd 2+) trên vật liệu nanocomposit tổng hợp từ chitosan và montmorillonit.
Bảng 1.1 Một số các kim loại nặng và ảnh hưởng của chúng (Trang 13)
Hình 1.2. Cấu trúc hoá học của chitin [9] - Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu động học của quá trình hấp phụ một số ion kim loại nặng (Cu2+, Cd 2+) trên vật liệu nanocomposit tổng hợp từ chitosan và montmorillonit.
Hình 1.2. Cấu trúc hoá học của chitin [9] (Trang 28)
Hình 1.4. Cơ chế hấp phụ ion kim loại của Chitosan - Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu động học của quá trình hấp phụ một số ion kim loại nặng (Cu2+, Cd 2+) trên vật liệu nanocomposit tổng hợp từ chitosan và montmorillonit.
Hình 1.4. Cơ chế hấp phụ ion kim loại của Chitosan (Trang 31)
Hình 1.5. Cấu trúc vật liệu polyme- clay nanocomposit. - Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu động học của quá trình hấp phụ một số ion kim loại nặng (Cu2+, Cd 2+) trên vật liệu nanocomposit tổng hợp từ chitosan và montmorillonit.
Hình 1.5. Cấu trúc vật liệu polyme- clay nanocomposit (Trang 36)
Hình 1.6. Sơ đồ biểu diễn khả năng che chắn - Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu động học của quá trình hấp phụ một số ion kim loại nặng (Cu2+, Cd 2+) trên vật liệu nanocomposit tổng hợp từ chitosan và montmorillonit.
Hình 1.6. Sơ đồ biểu diễn khả năng che chắn (Trang 37)
Hình 1.7. Sơ đồ minh họa sự hình thành polyme-clay nanocomposit theo - Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu động học của quá trình hấp phụ một số ion kim loại nặng (Cu2+, Cd 2+) trên vật liệu nanocomposit tổng hợp từ chitosan và montmorillonit.
Hình 1.7. Sơ đồ minh họa sự hình thành polyme-clay nanocomposit theo (Trang 38)
Hình 1.8. Cấu trúc của vật liệu nanocomposit Chit-Mont - Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu động học của quá trình hấp phụ một số ion kim loại nặng (Cu2+, Cd 2+) trên vật liệu nanocomposit tổng hợp từ chitosan và montmorillonit.
Hình 1.8. Cấu trúc của vật liệu nanocomposit Chit-Mont (Trang 40)
Hình 2.1. Quy trình tổng hợp vật liệu từ Chit và Mont [30, 31] - Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu động học của quá trình hấp phụ một số ion kim loại nặng (Cu2+, Cd 2+) trên vật liệu nanocomposit tổng hợp từ chitosan và montmorillonit.
Hình 2.1. Quy trình tổng hợp vật liệu từ Chit và Mont [30, 31] (Trang 43)
Hình 2.2. Sơ đồ tia tới và tia phản xạ trên tinh thể - Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu động học của quá trình hấp phụ một số ion kim loại nặng (Cu2+, Cd 2+) trên vật liệu nanocomposit tổng hợp từ chitosan và montmorillonit.
Hình 2.2. Sơ đồ tia tới và tia phản xạ trên tinh thể (Trang 43)
Bảng 3.1. Tính chất của các mẫu vật liệu đã tổng hợp - Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu động học của quá trình hấp phụ một số ion kim loại nặng (Cu2+, Cd 2+) trên vật liệu nanocomposit tổng hợp từ chitosan và montmorillonit.
Bảng 3.1. Tính chất của các mẫu vật liệu đã tổng hợp (Trang 51)
Bảng 3.2. Các thông số hấp phụ của các vật liệu Chit-Mont có hàm lượng Mont - Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu động học của quá trình hấp phụ một số ion kim loại nặng (Cu2+, Cd 2+) trên vật liệu nanocomposit tổng hợp từ chitosan và montmorillonit.
Bảng 3.2. Các thông số hấp phụ của các vật liệu Chit-Mont có hàm lượng Mont (Trang 52)
Bảng 3.3. Tính chất cảm quan của các mẫu vật liệu Chit-Mont trước và sau - Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu động học của quá trình hấp phụ một số ion kim loại nặng (Cu2+, Cd 2+) trên vật liệu nanocomposit tổng hợp từ chitosan và montmorillonit.
Bảng 3.3. Tính chất cảm quan của các mẫu vật liệu Chit-Mont trước và sau (Trang 53)
Hình 3.2. Ảnh chụp SEM của các mẫu (a) chitosan; (b) montmorillonit; - Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu động học của quá trình hấp phụ một số ion kim loại nặng (Cu2+, Cd 2+) trên vật liệu nanocomposit tổng hợp từ chitosan và montmorillonit.
Hình 3.2. Ảnh chụp SEM của các mẫu (a) chitosan; (b) montmorillonit; (Trang 54)
Hình 3.3. Giản đồ XRD của Mont - Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu động học của quá trình hấp phụ một số ion kim loại nặng (Cu2+, Cd 2+) trên vật liệu nanocomposit tổng hợp từ chitosan và montmorillonit.
Hình 3.3. Giản đồ XRD của Mont (Trang 55)
Hình 3.4. Giản đồ XRD của vật liệu Chit-Mont 1%. - Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu động học của quá trình hấp phụ một số ion kim loại nặng (Cu2+, Cd 2+) trên vật liệu nanocomposit tổng hợp từ chitosan và montmorillonit.
Hình 3.4. Giản đồ XRD của vật liệu Chit-Mont 1% (Trang 55)
Hình 3.5. Phổ IR của Mont, Chit và vật liệu Chit- Mont 1% - Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu động học của quá trình hấp phụ một số ion kim loại nặng (Cu2+, Cd 2+) trên vật liệu nanocomposit tổng hợp từ chitosan và montmorillonit.
Hình 3.5. Phổ IR của Mont, Chit và vật liệu Chit- Mont 1% (Trang 57)
Hình 3.6. Các liên kết hyđro trong vật liệu Chit-Mont - Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu động học của quá trình hấp phụ một số ion kim loại nặng (Cu2+, Cd 2+) trên vật liệu nanocomposit tổng hợp từ chitosan và montmorillonit.
Hình 3.6. Các liên kết hyđro trong vật liệu Chit-Mont (Trang 59)
Bảng 3.5. Kết quả xác định q e  của Cu 2+   tại các nồng độ khác nhau trên Chit-Mont 1% - Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu động học của quá trình hấp phụ một số ion kim loại nặng (Cu2+, Cd 2+) trên vật liệu nanocomposit tổng hợp từ chitosan và montmorillonit.
Bảng 3.5. Kết quả xác định q e của Cu 2+ tại các nồng độ khác nhau trên Chit-Mont 1% (Trang 60)
Bảng 3.6. Kết quả xác định q e  của Cd 2+  tại các C e  khác nhau trên Chit-Mont (Phụ lục 2) - Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu động học của quá trình hấp phụ một số ion kim loại nặng (Cu2+, Cd 2+) trên vật liệu nanocomposit tổng hợp từ chitosan và montmorillonit.
Bảng 3.6. Kết quả xác định q e của Cd 2+ tại các C e khác nhau trên Chit-Mont (Phụ lục 2) (Trang 61)
Hình 3.8. Đẳng nhiệt hấp phụ ion Cd 2+  theo mô hình Freundlich dạng tuyến tính. - Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu động học của quá trình hấp phụ một số ion kim loại nặng (Cu2+, Cd 2+) trên vật liệu nanocomposit tổng hợp từ chitosan và montmorillonit.
Hình 3.8. Đẳng nhiệt hấp phụ ion Cd 2+ theo mô hình Freundlich dạng tuyến tính (Trang 62)
Hình 3.9 là đồ thị biểu diễn mối quan hệ q e - C e   (phương trình Langmuir phi  tuyến) và C e / q e -C e  (phương trình Langmuir tuyến tính) của quá trình hấp phụ ion Cu 2+ - Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu động học của quá trình hấp phụ một số ion kim loại nặng (Cu2+, Cd 2+) trên vật liệu nanocomposit tổng hợp từ chitosan và montmorillonit.
Hình 3.9 là đồ thị biểu diễn mối quan hệ q e - C e (phương trình Langmuir phi tuyến) và C e / q e -C e (phương trình Langmuir tuyến tính) của quá trình hấp phụ ion Cu 2+ (Trang 63)
Hình 3.10. Đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir của  Cd 2+  trên vật liệu Chit-Mont. - Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu động học của quá trình hấp phụ một số ion kim loại nặng (Cu2+, Cd 2+) trên vật liệu nanocomposit tổng hợp từ chitosan và montmorillonit.
Hình 3.10. Đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir của Cd 2+ trên vật liệu Chit-Mont (Trang 64)
Bảng 3.7 trình bày các kết quả xác định các tham số Langmuir đối với hai ion khảo sát. - Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu động học của quá trình hấp phụ một số ion kim loại nặng (Cu2+, Cd 2+) trên vật liệu nanocomposit tổng hợp từ chitosan và montmorillonit.
Bảng 3.7 trình bày các kết quả xác định các tham số Langmuir đối với hai ion khảo sát (Trang 65)
Bảng 3.8. Các số liệu hấp phụ ion Cu 2+  theo thời gian trên vật liệu Chit-Mont - Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu động học của quá trình hấp phụ một số ion kim loại nặng (Cu2+, Cd 2+) trên vật liệu nanocomposit tổng hợp từ chitosan và montmorillonit.
Bảng 3.8. Các số liệu hấp phụ ion Cu 2+ theo thời gian trên vật liệu Chit-Mont (Trang 66)
Hình 3.11. Động học biểu kiến của Cu 2+  trên vật liệu Chit-Mont 1% - Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu động học của quá trình hấp phụ một số ion kim loại nặng (Cu2+, Cd 2+) trên vật liệu nanocomposit tổng hợp từ chitosan và montmorillonit.
Hình 3.11. Động học biểu kiến của Cu 2+ trên vật liệu Chit-Mont 1% (Trang 67)
Hình 3.12. Động học biểu kiến của Cd 2+  trên vật liệu Chit-Mont 1% - Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu động học của quá trình hấp phụ một số ion kim loại nặng (Cu2+, Cd 2+) trên vật liệu nanocomposit tổng hợp từ chitosan và montmorillonit.
Hình 3.12. Động học biểu kiến của Cd 2+ trên vật liệu Chit-Mont 1% (Trang 68)
Bảng 3.9. Các số liệu hấp phụ ion Cd 2+  theo thời gian trên vật liệu Chit-Mont - Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu động học của quá trình hấp phụ một số ion kim loại nặng (Cu2+, Cd 2+) trên vật liệu nanocomposit tổng hợp từ chitosan và montmorillonit.
Bảng 3.9. Các số liệu hấp phụ ion Cd 2+ theo thời gian trên vật liệu Chit-Mont (Trang 68)

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

TRÍCH ĐOẠN

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

w