khảo sát khả năng hấp phụ ion cu2+ trên vật liệu hấp phụ chế tạo từ vỏ chuối

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA SƯ PHẠM - - LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC KHẢO SÁT KHẢ NĂNG HẤP PHỤ ION Cu2+ TRÊN VẬT LIỆU HẤP PHỤ CHẾ TẠO TỪ VỎ CHUỐI Chuyên ngành: Sư Phạm Hóa Học Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện: TS PHAN THỊ NGỌC MAI TRẦN QUẾ KHANH MSSV: 2111822 Lớp: Sư phạm Hóa học K37 CẦN THƠ – 2015 Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS Phan Thị Ngọc Mai LỜI CẢM ƠN - Để hoàn thành luận văn em nhận giúp đỡ tận tình thầy cô kiến thức ủng hộ tinh thần gia đình bạn bè Nay em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến: Cô Phan Thị Ngọc Mai, Thầy Nguyễn Mộng Hoàng, Thầy Nguyễn Điền Trung tận tình hướng dẫn, hỗ trợ điều kiện thuận lợi, giúp đỡ, đóng góp ý kiến cho em suốt trình em thực luận văn Quý Thầy, Cô môn Sư phạm Hóa học – Khoa Sư phạm – Trường Đại học Cần Thơ Gia đình, bạn bè tập thể lớp Sư phạm Hóa học K37 người quan tâm, giúp đỡ, động viên em suốt thời gian vừa qua Em xin chân thành cảm ơn! SVTH: Trần Quế Khanh i Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS Phan Thị Ngọc Mai NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN - ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… Cần Thơ, ngày …… tháng …… năm 2015 Giáo viên hướng Phan Thị Ngọc Mai SVTH: Trần Quế Khanh ii Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS Phan Thị Ngọc Mai NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN - ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… Cần Thơ, ngày …… tháng …… năm 2015 Giáo viên phản biện SVTH: Trần Quế Khanh iii Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS Phan Thị Ngọc Mai NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN - ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… Cần Thơ, ngày …… tháng …… năm 2015 Giáo viên phản biện SVTH: Trần Quế Khanh iv Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS Phan Thị Ngọc Mai TÓM TẮT LUẬN VĂN Nội dung Đề tài “Khảo sát khả hấp phụ ion Cu2+ vật liệu hấp phụ chế tạo từ vỏ chuối” nghiên cứu tạo loại vật liệu hấp phụ từ vỏ chuối hoạt hóa axit xitric 0,8M sau tiến hành khảo sát khả hấp phụ vật liệu hấp phụ vừa chế tạo so sánh với khả hấp phụ nguyên liệu ban đầu Ngoài khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến khả hấp phụ vật liệu hấp phụ thời gian, pH, lượng chất hấp phụ, nồng độ ion Cu2+ ban đầu Xác định độ hấp phụ cực đại số cân hấp phụ vật liệu hấp phụ theo mô hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir Nồng độ ion Cu2+ trước sau hấp phụ xác định phương pháp chuẩn độ tạo phức với thuốc thử EDTA Kết thực nghiệm cho thấy thời gian đạt cân hấp phụ 30 phút, pH thích hợp cho hấp phụ ion Cu2+ 5,0 Khi tăng nồng độ dung dịch hiệu suất hấp phụ giảm Vỏ chuối biến tính axit xitric 0,8M có khả hấp phụ tốt vỏ chuối nguyên liệu Độ hấp phụ cực đại vật liệu hấp phụ 45,25 mg/g số cân hấp phụ 0,039 SVTH: Trần Quế Khanh v Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS Phan Thị Ngọc Mai MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ii NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN iii NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN iv TÓM TẮT LUẬN VĂN v MỤC LỤC vi DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ix DANH MỤC HÌNH x DANH MỤC BẢNG xi PHẦN MỞ ĐẦU .1 ĐẶT VẤN ĐỀ MỤC ĐÍCH ĐỀ TÀI NỘI DUNG NGHIÊN CỨU .1 PHẦN NỘI DUNG Chương 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1.1 Giới thiệu vật liệu hấp phụ 1.1.1 Tình hình, sản lượng chuối nước ta .2 1.1.2 Thành phần vỏ chuối 1.2 Tìm hiểu trình hấp phụ 1.2.1 Giới thiệu phương pháp hấp phụ 1.2.2 Hiện tượng hấp phụ 1.2.3 Hấp phụ môi trường nước 1.2.3.1 Sự hấp phụ giới hạn rắn – dung dịch 1.2.3.2 Sự hấp phụ phân tử dung dịch yếu tố ảnh hưởng đến trình hấp phụ… 1.2.3.3 Đặc tính ion kim loại nặng môi trường nước 1.2.4 Động học hấp phụ 1.2.5 Cân hấp phụ 1.2.6 Mô hình hấp phụ đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir 1.3 Phương pháp phân tích định lượng 10 SVTH: Trần Quế Khanh vi Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS Phan Thị Ngọc Mai 1.3.1 Phương pháp phân tích trắc quang…………………………………………….10 1.3.2 Phương pháp phân tích quang phổ nguyên tử 11 1.3.3 Phương pháp phân tích thể tích 12 1.4 Tìm hiểu số đặc điểm đồng 13 Chương 2: THỰC NGHIỆM 14 2.1 NGUYÊN LIỆU, HÓA CHẤT, DỤNG CỤ VÀ THIẾT BỊ 14 2.1.1 Nguyên liệu .14 2.1.2 Hóa chất 14 2.1.3 Dụng cụ thiết bị 14 2.2 CÁCH ĐỊNH LƯỢNG KIM LOẠI ĐỒNG VÀ CÁCH PHA HÓA CHẤT 14 2.2.1 Cách định lượng kim loại đồng 14 2.2.2 Cách pha hóa chất .16 2.2.2.1 Cách pha dung dịch CuSO4 16 2.2.2.2 Cách pha dung dịch EDTA .16 2.2.2.3 Cách pha dung dịch đệm 16 2.3 CHẾ TẠO VẬT LIỆU HẤP PHỤ 17 2.3.1 Kết khảo sát nồng độ axit xitric tốt để chế tạo VLHP 17 2.3.2 Quy trình chế tạo VLHP 18 2.4 Khảo sát khả hấp phụ nguyên liệu VLHP vỏ chuối 19 2.4.1 Khảo sát khả hấp phụ vỏ chuối nguyên liệu VLHP .19 2.4.2 Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến khả hấp phụ VLHP 19 2.4.2.1 Ảnh hưởng thời gian 19 2.4.2.2 Ảnh hưởng pH 20 2.4.2.4 Xác định độ hấp phụ cực đại số cân hấp phụ theo mô hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir 21 Chương 3: KẾT QUẢ - THẢO LUẬN 22 3.1 Kết khảo sát khả hấp phụ vỏ chuối nguyên liệu VLHP………22 3.1.1 Kết khảo sát khả hấp phụ vỏ chuối nguyên liệu 22 3.1.2 Kết khảo sát khả hấp phụ VLHP………………………………22 3.2 Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến khả hấp phụ VLHP 23 3.2.1 Kết khảo sát ảnh hưởng thời gian…………………………………….23 SVTH: Trần Quế Khanh vii Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS Phan Thị Ngọc Mai 3.2.2 Kết khảo sát ảnh hưởng pH……………………………………………25 3.2.3 Kết khảo sát ảnh hưởng nồng độ Cu2+ ban đầu………………………26 3.3 Xác định độ hấp phụ cực đại số hấp phụ VLHP theo mô hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir .27 Chương 4: KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ .30 4.1 Kết luận 30 4.2 Kiến nghị 30 TÀI LIỆU THAM KHẢO .31 SVTH: Trần Quế Khanh viii Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS Phan Thị Ngọc Mai DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Nguyên nghĩa STT Từ viết tắt JECFA FAO WHO World Health Organization (Tổ chức Y tế Thế giới) VLHP Vật liệu hấp phụ (Vỏ chuối sau xử lý) EDTA Axit etilenđiamin tetraaxetic The Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives (Ủy ban Chuyên gia FAO/WHO Phụ gia Thực phẩm) Food and Agriculture Organization of the United Nations (Tổ chức Lương thực Nông nghiệp Liên Hiệp Quốc) SVTH: Trần Quế Khanh ix Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS Phan Thị Ngọc Mai nguyên liệu VLHP có cấu trúc lỗ xốp Tuy nhiên, VLHP có khả hấp phụ Cu2+ tốt thành phần vỏ chuối có thành phần xenlulozơ Các nhóm hiđroxyl xenlulozơ đóng vai trò quan trọng khả trao đổi ion Tuy nhiên nhóm OH vỏ chuối nguyên liệu hoạt hóa axit xitric thành nhóm este có khả trao đổi lớn làm cho bề mặt VLHP có nhiều lỗ xốp nên có khả hấp phụ tốt [7] 3.2 Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến khả hấp phụ VLHP 3.2.1 Kết khảo sát ảnh hưởng thời gian Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến trình hấp phụ có yếu tố thời gian Vì tiến hành khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến khả hấp phụ VLHP kết ảnh hưởng thời gian kết trình bày phụ lục Sau tính kết trung bình thí nghiệm thu bảng số liệu bảng 4.4 Bảng 3.4: Ảnh hưởng thời gian đến khả hấp phụ ion Cu2+ VLHP Các thông số hấp phụ Nồng độ đầu Nồng độ cân Độ hấp phụ C (N) Ccb (N) a (mg/g) 10 0,02 7,96.10-3 38,53 20 0,02 6,82.10-3 41,66 30 0,02 6,44.10-3 43,39 40 0,02 6,44.10-3 43,46 50 0,02 6,46.10-3 43,33 60 0,02 6,44.10-3 43,33 Thời gian SVTH: Trần Quế Khanh 23 Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS Phan Thị Ngọc Mai Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng thời gian đến khả hấp phụ ion Cu2+ VLHP thể hình 3.1 44 43 a (mg/g) 42 41 40 39 38 10 20 30 40 thời gian (phút) 50 60 70 Hình 3.1: Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng thời gian đến khả hấp phụ ion Cu2+ VLHP Sau khảo sát ảnh hưởng yếu tố thời gian đến khả hấp phụ VLHP, dựa vào đồ thị thấy khoảng thời gian khảo sát (1060 phút), bắt đầu 10 phút trình hấp phụ xảy nhanh, độ hấp phụ tăng nhanh nên đồ thị có đường dốc thẳng đứng lúc bề mặt trống VLHP lớn nên ion Cu2+ dễ dàng hấp phụ lên bề mặt VLHP Từ 3040 phút trình hấp phụ tăng chậm nên đồ thị đường thẳng nghiêng số ion Cu2+ hấp phụ lên bề mặt VLHP nên số lỗ trống tương tác đẩy ion bị hấp phụ mà ion Cu2+ lại khó để hấp phụ lên bề mặt VLHP Từ 40 phút trở hiệu suất hấp phụ VLHP ion Cu2+ tương đối ổn định nên đồ thị có đường thẳng gần nằm ngang Sở vĩ lúc đồ thị có dạng nằm ngang ion Cu2+ gần lấp kín lỗ trống bề mặt VLHP nên trình hấp phụ gần đạt cân [20, 23] Từ kết trên, cho thời gian đạt cân hấp phụ ion Cu2+ 30 phút chọn khoảng thời gian khoảng thời gian tốt để thực nghiên cứu ion Cu2+ SVTH: Trần Quế Khanh 24 Luận văn tốt nghiệp 3.2.2 GVHD: TS Phan Thị Ngọc Mai Kết khảo sát ảnh hưởng pH Ngoài thời gian pH yếu tố ảnh hưởng đến trình hấp phụ Khi tiến hành khảo sát ảnh hưởng pH đến khả hấp phụ VLHP thu kết sau thí nghiệm trình bày phụ lục bảng 4.5 Bảng 3.5: Ảnh hưởng pH đến khả hấp phụ Cu2+ VLHP Các thông số hấp phụ Nồng độ đầu Nồng độ cân Độ hấp phụ C (N) Ccb (N) a (mg/g) 1,01 0,02 0,02 0,11 2,05 0,02 1,80.10-2 6,29 3,00 0,02 7,84.10-3 38,91 4,01 0,02 7,22.10-3 40,90 5,03 0,02 6,76.10-3 42,37 pH Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng pH đến khả hấp phụ ion Cu2+ VLHP thể hình 3.2 50 a (mg/g) 40 30 20 10 0 pH Hình 3.2: Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng pH đến khả hấp phụ ion Cu2+ VLHP Khi khảo sát ảnh hưởng pH thu kết thực nghiệm khả hấp phụ VLHP ion Cu2+ dung dịch tốt pH = 5, tăng pH lên lớn có dấu hiệu kết tủa hiđroxit Cu (II), chọn pH = pH tốt để thực nghiên cứu trình hấp phụ Cu2+ SVTH: Trần Quế Khanh 25 Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS Phan Thị Ngọc Mai Điều giải thích: môi trường axit mạnh, phần tử chất hấp phụ chất bị hấp phụ tích điện dương lực tương tác lực đẩy tĩnh điện Hơn nữa, nồng độ H+ cao nên hỗn hợp có cạnh tranh cation kim loại với H+ hấp phụ mà H+ có kích thước nhỏ có số lượng lớn hon nhiều so với Cu2+ nên dễ dàng hấp phụ lên bề mặt VLHP so với Cu2+, kết làm giảm hấp phụ ion Cu2+ Tương tự, pH tăng, nồng độ ion H+ giảm, nồng độ Cu2+ gần không đổi hấp phụ cation kim loại giải thích giống trao đổi phản ứng H+ - Mn+ (M kim loại) [14] Tuy nhiên, pH tăng cao hình thành phức hiđroxo kim loại nên làm hạn chế hấp phụ VLHP Ngoài ra, pH tăng cao làm xuất kết tủa Cu(OH)2 làm sai lệch kết xác định khả hấp phụ VLHP [28] 3.2.3 Kết khảo sát ảnh hưởng nồng độ Cu2+ ban đầu Nồng độ ban đầu dung dịch yếu tố ảnh hưởng đến trình hấp phụ VLHP Khi tiến hành khảo sát ảnh hưởng nồng độ đầu ion Cu2+ đến khả hấp phụ VLHP thu kết sau thí nghiệm trình bày phụ lục bảng 4.7 Bảng 3.7: Ảnh hưởng nồng độ đầu đến hiệu suất hấp phụ Cu2+ VLHP Các thông số hấp phụ Nồng độ đầu C (N) Nồng độ cân Ccb (N) Độ hấp phụ a (mg/g) 0,005 3,90.10-4 14,75 0,010 1,51.10-3 27,17 0,015 3,62.10-3 36,43 0,020 6,44.10-3 43,39 0,025 1,20 10-2 41,60 SVTH: Trần Quế Khanh 26 Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS Phan Thị Ngọc Mai Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng pH đến khả hấp phụ ion Cu2+ VLHP thể hình 3.3 Hình 3.3: Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng nồng độ Cu2+ ban đầu đến khả hấp phụ ion Cu2+ VLHP Từ đồ thị hình 4.4 cho thấy, tăng nồng độ đầu ion Cu2+ tử 0,0050,020 N độ hấp phụ VLHP tăng dần Khi nồng độ ion Cu2+ ban đầu thấp, trung tâm hoạt động bề mặt VLHP chưa lấp đầy ion Cu2+ nên ion Cu2+ dung dịch dễ dàng hấp phụ lên bề mặt VLHP làm cho độ hấp phụ tăng nhanh đồ thị có độ dốc lớn Do nồng độ ion Cu2+ tăng hiệu xử lý tăng lên Tuy nhiên, tăng nồng độ đầu Cu2+ từ 0,0200,025N, lúc trung tâm lấp kín ion Cu2+ nên ion Cu2+ khó tiếp xúc với VLHP khả hấp phụ vật liệu với ion Cu2+ giảm nhanh Bề mặt vật liệu hấp phụ trở nên bão hòa dần ion Cu2+ [27] 3.3 Xác định độ hấp phụ cực đại số hấp phụ VLHP theo mô hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir Từ kết thu sau khảo sát ảnh hưởng nồng độ đầu ion Cu2+ đến khả hấp phụ VLHP, nghiên cứu cân hấp phụ theo mô hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir với bảng số liệu trình bày bảng 4.8 SVTH: Trần Quế Khanh 27 Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS Phan Thị Ngọc Mai Bảng 3.8: Số liệu nghiên cứu cân hấp phụ theo mô hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir Nồng độ cân Ccb Độ hấp phụ a (mg/L) (mg/g) 160,00 12,48 14,75 0,85 320,00 48,32 27,17 1,78 480,00 115,84 36,43 3,18 640,00 206,08 43,39 4,76 800,00 384 41,60 9,23 Nồng độ đầu C (mg/L) Ccb/a (g/L) Đồ thị biểu diễn đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir VLHP ion Cu2+ thể hình 4.5 50 a (mg/g) 40 30 20 10 0 100 200 300 400 nồng độ cân Ccb (mg/L) 500 Hình 3.4: Đồ thị biểu diễn đường đẳng nhiệt Langmuir ion Cu2+ Khi tăng nồng độ đầu độ hấp phụ tăng dần nồng độ đầu tăng đến giá trị đó, mà bề mặt trống VLHP bị bão hòa phân tử chất tan phản ứng đạt cân bằng, độ hấp phụ thời điểm lớn Từ hình 4.5 ta nhận thấy độ hấp phụ a phụ thuộc vào nồng độ cân Ccb theo đường cong đường cong có dấu hiệu chuyển sang đường thẳng, nghĩa phản ứng gần đạt cân Đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir đưa dạng tuyến tính hình 4.6 SVTH: Trần Quế Khanh 28 Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS Phan Thị Ngọc Mai 10 y = 0,0221x + 0,5651 R² = 0,9957 Ccb/a (g/L) 0 100 200 300 400 500 nồng độ cân Ccb (mg/L) Hình 3.5: Đồ thị biểu diễn đường đẳng nhiệt Langmuir dạng tuyến tính VLHP ion Cu2+ Từ đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir dạng tuyến tính hình 4.6, xác định độ hấp phụ cực đại ion Cu2+ 45,25 mg/g số cân hấp phụ k = 0,039 Từ kết đánh giá khả hấp phụ ion Cu2+ VLHP tốt VLHP chế tạo từ vỏ chuối loại vật liệu tốt để xử lí môi trường SVTH: Trần Quế Khanh 29 Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS Phan Thị Ngọc Mai Chương 4: KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 4.1 Kết luận Các kết thu đáp ứng mục đích nghiên cứu ban đầu đề tài: - Đã chế tạo thành công VLHP từ nguồn nguyên liệu phụ phẩm nông nghiệp vỏ chuối axit xitric - Đã khảo sát số yếu tố ảnh hưởng đến hấp phụ VLHP ion Cu2+ theo phương pháp hấp phụ tĩnh Các kết thu được: + Khả hấp phụ VLHP cao nhiều so với vỏ chuối nguyên liệu + Thời gian đạt cân hấp phụ VLHP 30 phút + Khoảng pH để hấp phụ ion Cu2+ VLHP xảy tốt pH = + Khi lượng VLHP tăng, độ hấp phụ VLHP ion Cu2+ tăng + Trong khoảng nồng độ đầu khảo sát với ion Cu2+, nồng độ đầu tăng độ hấp phụ VLHP ion Cu2+ tăng + Khảo sát cân hấp phụ theo mô hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir 4.2 Kiến nghị - Tiếp tục nghiên cứu sâu yếu tố ảnh hưởng đến trình chế tạo VLHP trình hấp phụ VLHP Từ tạo VLHP có khả hấp phụ cao - Sử dụng phương pháp phân tích thể tích khác có độ xác cao như: phân tích trắc quang, phương pháp phân tích quang phổ nguyên tử để định lượng kim loại nặng - Mở rộng nghiên cứu khả hấp phụ VLHP ion kim loại nặng khác ứng dụng vào xử lý nước thải quy mô phòng thí nghiệm - Nghiên cứu khả giải hấp VLHP khả tái sử dụng VLHP sau xử lý nước thải SVTH: Trần Quế Khanh 30 Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS Phan Thị Ngọc Mai TÀI LIỆU THAM KHẢO TÀI LIỆU TIẾNG VIỆT Đặng Văn Phi (2012), “Nghiên cứu sử dụng vỏ chuối để hấp phụ số ion kim loại nặng nước”, Đại học Đà Nẵng Hồ Sĩ Tráng (2005), Cơ sở hoá học gỗ xenluloza, tập 1, Nxb Khoa học kĩ thuật Lâm Minh Triết, Diệp Ngọc Sương (2000), Các phương pháp phân tích kim loại nước nước thải, Nxb Khoa học kĩ thuật Lê Hữu Thiềng, Nguyễn Thị Như Quỳnh (2010), Nghiên cứu khả hấp phụ Cu2+, Ni2+ than vỏ lạc, Tạp chí Phân tích Hóa lý Sinh học, 15, 160-164 Lê Hữu Thiềng, Hứu Thị Thùy (2011), Nghiên cứu khả hấp phụ Cu2+, Ni2+ than bã mía, Tạp chí Khoa học Công nghệ, 86 (10), 107-113 Lê Văn Cát (2002), Hấp phụ trao đổi ion kĩ thuật xử lý nước thải, Nxb Thống kê Hà Nội Lê Thành Hưng, Phạm Thành Quân, Lê Minh Tâm, Nguyễn Xuân Thơm (2008), Nghiên cứu khả hấp phụ trao đổi ion xơ dừa vỏ trấu biến tính, Tạp chí Phát triển KH&CN, 11 (8), 5-12 Nguyễn Đình Huề (1982), Giáo trình hóa lí, Nxb Giáo dục Nguyễn Mộng Hoàng (2012), Giáo trình hóa keo, Đại học Cần Thơ 10 Nguyễn Tinh Dung (2002), Hóa học phân tích, Nxb Giáo dục 11 Nhan Hồng Quang (2009), Xử lí nước thải mạ điện Chrome vật liệu Biomass, Tạp chí Khoa học công nghệ, (32), 1-9 12 Trần Tứ Hiếu, Phạm Hùng Việt, Nguyễn Văn Nội (1999), Giáo trình Hóa học môi trường sở, Khoa Hóa học, Nxb Đại học Quốc gia Hà Nội 13 Trần Tứ Hiếu (2004), Hóa học phân tích, Nxb Đại học Quốc gia Hà Nội 14 Luận văn “Nghiên cứu khả hấp phụ số ion kim loại nặng vật liệu hấp phụ chế tạo từ bã mía thăm dò xử lí môi trường”, Đại học Thái Nguyên 15 Phùng Thị Kim Thanh (2012), “Nghiên cứu khả hấp phụ số ion kim loại nặng (Cr2+, Ni2+, Cu2+, Zn2+) bã mía sau biến tính thử nghiệm xử lý môi trường”, Luận văn tốt nghiệp, Đại học Thái Nguyên SVTH: Trần Quế Khanh 31 Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS Phan Thị Ngọc Mai 16 S.S.VOIUTSKI (1973), Hóa học chất keo, tập 1, Nxb Đại học trung học chuyên nghiệp 17 Tiêu chuẩn Việt Nam 2005, Bộ Tài nguyên Môi trường 18 XI Venexki (1970), Những câu chuyện kim loại, Nxb Khoa học Kỹ thuật 19 Thực trạng phương hướng phát triển loại ăn trái đến hết năm 2015 (2006), Trung tâm thông tin thương mại TÀI LIỆU TIẾNG ANH 20 A.G.Liew Abdullah, M.A, Mohd Salled, M.K Siti Mazlina, M.J Megat Mohd Noor, M.R Osman, R.Wagiran and S.Sobri (2005), “Azo dye removal by adsorption using waste biomass: sugarcane bagasse”, International Journal of Engineering and Technology, (1), 8-13 21 David Harvey (2000), Modern Analytical Chemistry, McGraw-Hill, The United States of America 22 G Annadurai*, R.S Juang** and D.J Lee* (2002), Adsorption of heavy metals from water using banana and orange peels, Taiwan 23 K.A.G Gusmao, L.V.A Gurgel, T.M.S Melo, L.F Gil (2012), “Application of succinylated sugarcane bagasse as adsorbent to remove methylene blue and gentian violet from aqueous solution – Kinetic and Equilibrium studies, Dyes and Pigments, 92, 967-974 24 L.V A Gurgel, R.P.de Freitas, and L.F Gil (2008), “Adsorption of Cu(II), Cd(II) and Pb(II) from aqueous single metal solution by sugarcane and mercerized sugarcane bagasse chemically modified with succinic anhydride”, Carbohydrate Polymers, 74, 922-929 25 Osvaldo Karnitz Jr, L.V A Gurgel, J.C.P de Melo, V.R Botaro, T.M.S.Melo, R.P.de Freitas Gil and L.F Gil (2007), “Adsorption of heavy metal ion from aqueous single metal solution by chemically modified sugarcane bagasse”, Bioresource Technology, 98, 1291-1297 26 Mykola, T K., L A Kupchik, and B K Veisoc (1999), “Evaluation of pectin binding of heavy metal ions in aqueous solutions”, Chemosphere, 38 (11), 2591-2596 SVTH: Trần Quế Khanh 32 Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS Phan Thị Ngọc Mai 27 M Nameni, M.R Alavi Moghdam, M Arami (2008), “Adsorption of hexavalent chromium from aqueous solution by wheat bran”, International Journal of Environment Science Technology, (2), 161-168 28 Karuppanna Periasamy and Chinnaiya Namasivayam (1994), “Process Development for Removal and Recovery of Cadmium of from Wasterwater by a Low-cost Absorbent: adsorption Rates and Equilibrium Studies”, Industrial and Engineering Chemistry Research, 33, 317-320 29 Z Reddad, C Gerente, Y Andres, M C Ralet J F Thibault, and P L Cloirec (2002), “Ni(II) and Cu(II) binding properties of native and modified sugar beet pulp”, Carbohydrate Polymers, 49, 23-31 30 Kareem, S.O and Rahman R.A (2013), “Utilization of banana peels for xitric acid production by Aspergillus niger” TRANG WED 31 http://www.thuvientailieu.vn/tai-lieu/de-tai-thuc-trang-o-nhiem-moi-truong-oviet-nam-hien-nay-27721/ 32 http://123doc.org/document/923624-nghien-cuu-su-dung-vo-chuoi-de-hap-phumot-so-ion-kim-loai-nang-trong-nuoc.htm?page=5 33 http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0960852410003743 SVTH: Trần Quế Khanh 33 Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS Phan Thị Ngọc Mai PHỤ LỤC Phụ lục 1: Kết khảo sát ảnh hưởng thời gian đến khả hấp phụ VLHP sau thí nghiệm Thời gian (phút) 10 20 30 40 50 60 Thể tích EDTA chuẩn độ (ml) Vtb Ccb (N) Độ hấp phụ a (mg/g) Lần Lần Lần M1 3,9 4,0 4,0 3,97 7,94.10-3 38,59 M2 4,0 4,0 3,9 3,97 7,94.10-3 38,59 M3 4,0 4,0 4,0 4,0 8,00.10-3 38,40 M1 3,4 3,5 3,5 3,47 6,94.10-3 41,79 M2 3,5 3,5 3,5 3,5 7,00.10-3 41,60 M3 3,5 3,5 3,5 3,5 7,00.10-3 41,60 M1 3,2 3,3 3,2 3,23 6,46.10-3 43,33 M2 3,2 3,2 3,3 3,23 6,46.10-3 43,33 M3 3,2 3,2 3,2 3,20 6,40.10-3 43,52 M1 3,2 3,2 3,3 3,23 6,46.10-3 43,33 M2 3,2 3,2 3,2 3,20 6,40.10-3 43,52 M3 3,2 3,2 3,2 3,20 6,40.10-3 43,52 M1 3,3 3,2 3,2 3,23 6,46.10-3 43,33 M2 3,3 3,2 3,2 3,23 6,46.10-3 43,33 M3 3,2 3,3 3,2 3,23 6,46.10-3 43,33 M1 3,3 3,2 3,2 3,23 6,46.10-3 43,33 M2 3,2 3,2 3,3 3,23 6,46.10-3 43,33 M3 3,2 3,2 3,2 3,2 6,40.10-3 43,33 SVTH: Trần Quế Khanh Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS Phan Thị Ngọc Mai Phụ lục 2: Kết khảo sát ảnh hưởng pH đến khả hấp phụ VLHP sau thí nghiệm Thể tích EDTA chuẩn độ (ml) pH 1,01 2,05 3,00 4,01 5,03 Vtb Ccb (N) Độ hấp phụ a (mg/g) Lần Lần Lần M1 10,0 10,0 10,0 10,0 2,00.10-2 0,00 M2 9,9 10,0 10,0 9,97 1,99.10-2 0,32 M3 10,0 10,0 10,0 10,0 2,00.10-2 0,00 M1 9,0 9,0 9,1 9,03 1,81.10-2 6,08 M2 9,0 9,0 9,0 9,0 1,80.10-2 6,40 M3 9,0 9,0 9,0 9,0 1,80.10-2 6,40 M1 4,0 3,9 3,9 3,93 7,86.10-3 38,85 M2 3,9 3,9 4,0 3,93 7,86.10-3 38,85 M3 3,9 3,9 3,9 3,90 7,80 10-3 39,04 M1 3,6 3,6 3,6 3,60 7,20.10-3 40,96 M2 3,7 3,6 3,6 3,63 7,26.10-3 40,77 M3 3,6 3,6 3,6 3,6 7,20.10-3 40,96 M1 3,4 3,4 3,3 3,37 6,74.10-3 42,43 M2 3,3 3,4 3,4 3,37 6,74.10-3 42,43 M3 3,4 3,4 3,4 3,4 6,80.10-3 42,24 SVTH: Trần Quế Khanh Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS Phan Thị Ngọc Mai Phụ lục 3: Kết khảo sát ảnh hưởng nồng độ Cu2+ ban đầu đến khả hấp phụ VLHP sau thí nghiệm Thể tích EDTA chuẩn độ (ml) C (N) 0,005 0,010 0,015 0,020 0,025 Vtb Ccb (N) a (mg/g) Lần Lần Lần M1 0,7 0,8 0,8 0,77 3,85.10-4 14,77 M2 0,8 0,8 0,8 0,80 4,00.10-4 14,72 M3 0,7 0,8 0,8 0,77 3,85.10-4 14,77 M1 1,3 1,2 1,3 1,27 1,27.10-3 27,94 M2 1,3 1,3 1,3 1,30 1,30.10-3 27,84 M3 1,3 1,3 1,3 1,30 1,27.10-3 27,94 M1 2,2 2,2 2,2 2,20 3,30.10-3 37,44 M2 2,1 2,2 2,2 2,17 3,26.10-3 37,57 M3 2,2 2,2 2,2 2,20 3,30.10-3 37,44 M1 3,3 3,4 3,3 3,33 6,66.10-3 42,69 M2 3,3 3,4 3,3 3,33 6,66.10-3 42,69 M3 3,3 3,3 3,3 3,30 6,60.10-3 42,88 M1 4,8 4,7 4,7 4,73 1,20.10-2 41,60 M2 4,7 4,8 4,7 4,73 1,20.10-2 41,60 M3 4,7 4,7 4,8 4,73 1,20.10-2 41,60 SVTH: Trần Quế Khanh Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS Phan Thị Ngọc Mai Phụ lục 4: Kết khảo sát khả hấp phụ VLHP sử dụng điều kiện tốt khảo sát Thể tích EDTA chuẩn độ (ml) C (N) 0,020 Vtb Ccb (N) a (mg/g) 3,2 3,23 6,46.10-3 43,33 3,2 3,2 3,20 6,40.10-3 43,52 3,2 3,2 3,20 6,40.10-3 43,52 Lần Lần Lần M1 3,3 3,2 M2 3,2 M3 3,2 Phụ lục 5: Kết khảo sát nồng độ axit xitric tốt để chế tạo VLHP Thể tích EDTA chuẩn độ (ml) C (N) 0,6 0,8 1,0 1,5 2,0 Vtb Ccb (N) a (mg/g) Lần Lần Lần M1 6,6 6,7 6,6 6,63 1,33.10-2 21,44 M2 6,6 6,6 6,6 6,60 1,32.10-2 21,76 M3 6,6 6,6 6,6 6,60 1,33.10-2 21,44 M1 3,2 3,3 3,2 3,23 6,46.10-3 43,33 M2 3,2 3,2 3,3 3,23 6,46.10-3 43,33 M3 3,2 3,2 3,2 3,20 6,40.10-3 43,52 M1 3,5 3,5 3,5 3,50 7,00.10-3 41,60 M2 3,5 3,5 3,4 3,47 6,94.10-3 41,79 M3 3,4 3,5 3,5 3,47 6,94.10-3 41,79 M1 3,9 3,8 3,8 3,83 7,66.10-3 39,49 M2 3,9 3,8 3,8 3,83 7,66.10-3 39,49 M3 3,8 3,8 3,8 3,80 7,60.10-3 39,68 M1 4,5 4,6 4,6 4,57 9,14.10-3 34,75 M2 4,6 4,6 4,5 4,57 9,14.10-3 34,75 M3 4,6 4,6 4,6 4,60 9,20.10-3 34,56 SVTH: Trần Quế Khanh [...]... cây chuối là loại cây trồng rất phổ biến ở nước ta Vỏ chuối với thành phần giàu xenlulozơ rất thích hợp để nghiên cứu biến đổi tạo ra vật liệu hấp phụ để hấp phụ những kim loại nặng có trong nước Từ những lý do trên, tôi chọn đề tài "Khảo sát khả năng hấp phụ ion trên vật liệu hấp phụ chế tạo từ vỏ chuối" 2 MỤC ĐÍCH ĐỀ TÀI Chế tạo vật liệu hấp phụ, khảo sát khả năng hấp phụ ion của VLHP và khảo sát. .. văn tốt nghiệp Hình 2.4: Vỏ chuối nguyên liệu 2.4 GVHD: TS Phan Thị Ngọc Mai Hình 2.5: Vật liệu hấp phụ Khảo sát khả năng hấp phụ của nguyên liệu và VLHP vỏ chuối 2.4.1 Khảo sát khả năng hấp phụ của vỏ chuối nguyên liệu và VLHP - Cân 0,5 gam vỏ chuối nguyên liệu (vật liệu) cho vào cốc 100 ml, thêm vào 50 ml dung dịch Cu2+ 0,02N có pH bằng 5 - Tiến hành khuấy trên máy khuấy từ với tốc độ 250 vòng/phút... ion của VLHP và khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ của VLHP nhằm đưa ra những điều kiện tốt nhất để quá trình hấp phụ kim loại nặng của VLHP đạt hiệu quả cao nhất 3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU • Chế tạo vật liệu hấp phụ từ vỏ chuối • Khảo sát khả năng hấp phụ kim loại nặng của nguyên liệu và VLHP • Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ của VLHP SVTH: Trần Quế Khanh 1 Luận văn tốt... độ hấp phụ cực đại và hằng số hấp phụ của VLHP vì các thí nghiệm này đã được thực hiện ở những điều kiện tốt nhất đã được khảo sát (thời gian, pH) SVTH: Trần Quế Khanh 21 Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS Phan Thị Ngọc Mai Chương 3: KẾT QUẢ - THẢO LUẬN Kết quả khảo sát khả năng hấp phụ của vỏ chuối nguyên liệu và VLHP 3.1 Kết quả khảo sát khả năng hấp phụ của vỏ chuối nguyên liệu 3.1.1 Sau khi tiến hành khảo. .. So sánh độ hấp phụ, hiệu suất hấp phụ của vỏ chuối nguyên liệu và VLHP Vỏ chuối nguyên liệu VLHP Co (N) Ccb (N) a (mg/g) Co (N) Ccb (N) a (mg/g) 0,02 15,76.10-3 13,57 0,02 13,44.10-3 20,99 Mục đích của quá trình biến tính vỏ chuối là để tạo được VLHP có khả năng hấp phụ tốt hơn so với vỏ chuối nguyên liệu ban đầu Vì thế cần phải so sánh khả năng hấp phụ của VLHP chế tạo được với nguyên liệu ban đầu... tính vỏ chuối bằng axit xitric 55% và đã tạo được vật liệu hấp phụ có khả năng hấp phụ kim loại đồng đến 97,42%, chì 99,12% Ở Đài Loan thì có các nhà khoa học nghiên cứu biến tính vỏ chuối bằng axit nitric tạo thành VLHP có độ hấp phụ đối với Cu2+ là 4,75 mg và Ni2+ là 6,01 mg trên 1 gam VLHP [1, 22] 1.1.2 Thành phần chính của vỏ chuối Vỏ chuối chiếm từ 1833% khối lượng của cả quả chuối Vật liệu lingoxelulozơ... đối với ion Cu2+ …………………………………………………………………… .30 SVTH: Trần Quế Khanh x Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS Phan Thị Ngọc Mai DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Các phương trình đẳng nhiệt hấp phụ thường gặp…………………………8 Bảng 2.1: Kết quả khảo sát nồng độ axit xitric tốt nhất để chế tạo VLHP………… 18 Bảng 3.1: Kết quả khảo sát khả năng hấp phụ của vỏ chuối nguyên liệu ………….23 Bảng 3.2: Kết quả khảo sát khả năng hấp phụ củaVLHP…………………………….23... đổi ion, … 1.2.2 Hiện tượng hấp phụ Hấp phụ là một hiện tượng bề mặt, đó là sự tích lũy các chất khí hay chất tan trên bề mặt phân chia pha thường là chất rắn hay chất lỏng Chất hấp phụ là chất mà trên bề mặt của nó xảy ra sự hấp phụ Chất bị hấp phụ là chất có khả năng tích lũy trên bề mặt chất hấp phụ Sự giải hấp là quá trình ngược lại với sự hấp phụ tức là chất bị hấp phụ đi ra khỏi bề mặt chất hấp phụ. .. Nhiệt hấp phụ vài chục kcal/mol Năng lượng hoạt hóa không quan trọng Năng lượng hoạt hóa có thể quan trọng hay không quan trọng Nhiệt độ thấp hấp phụ chiếm ưu thể Nhiệt độ cao hấp phụ chiếm ưu thế Hấp phụ thường là đa lớp Hấp phụ đơn lớp Sự hấp phụ phụ thuộc vào điều kiện nhiệt Có tính chọn lọc Chỉ hấp phụ những chất độ, áp suất có khả năng tạo liên kết Hấp phụ mang bản chất thuận nghịch Hấp phụ mang... môi Khi khảo sát sự hấp phụ chất tan trên bề mặt rắn cần phân biệt hai trường hợp: sự hấp phụ chất không điện ly khi trên bề mặt chỉ hấp phụ các phân tử chất bị hấp phụ và sự hấp phụ chất điện ly khi trên bề mặt thường có sự hấp phụ chọn lọc một số ion của chất điện ly có mặt trong dung dịch 1.2.3.2 Sự hấp phụ phân tử trong dung dịch và các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hấp phụ Đối với sự hấp phụ phân ... Từ lý trên, chọn đề tài "Khảo sát khả hấp phụ ion vật liệu hấp phụ chế tạo từ vỏ chuối" MỤC ĐÍCH ĐỀ TÀI Chế tạo vật liệu hấp phụ, khảo sát khả hấp phụ ion VLHP khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến khả. .. tài Khảo sát khả hấp phụ ion Cu2+ vật liệu hấp phụ chế tạo từ vỏ chuối nghiên cứu tạo loại vật liệu hấp phụ từ vỏ chuối hoạt hóa axit xitric 0,8M sau tiến hành khảo sát khả hấp phụ vật liệu hấp. .. QUẢ - THẢO LUẬN Kết khảo sát khả hấp phụ vỏ chuối nguyên liệu VLHP 3.1 Kết khảo sát khả hấp phụ vỏ chuối nguyên liệu 3.1.1 Sau tiến hành khảo sát khả hấp phụ vỏ chuối nguyên liệu thu kết trình