khảo sát khả năng hấp phụ ion cu2+ trên vật liệu hấp phụ chế tạo từ bã mía hoạt hóa bằng axit xitric – so sánh với các nghiên cứu hoạt hóa bằng axit sunfuric

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 BÃ MÍA HOẠT HÓA BẰNG AXIT XITRIC – SO SÁNH VỚI CÁC NGHIÊN CỨU HOẠT HÓA BẰNG AXIT SUNFURIC Chuyên ngành Sư phạm Hóa học Giáo viên hướng dẫn Sinh viên thực hiện: Th.S NGUYỄN MỘNG HOÀNG PHAN THỊ PHƯƠNG THẢO MSSV: 2111862 Lớp: Sư phạm Hóa học K37 CẦN THƠ - 2015 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Th.S Nguyễn Mộng Hoàng LỜI CẢM ƠN Từ ngày đầu nhận đề tài luận văn đến giai đoạn cuối hoàn thành em gặp bỡ ngỡ khó khăn qua em học nhiều học quý báu mà tiết học lí thuyết lớp em chưa kịp nắm vững Để vượt qua khó khăn đó, riêng em không ngừng phấn đấu cố gắng bên cạnh quan tâm, dạy thầy cô động viên cổ vũ gia đình, bạn bè nguồn động lực giúp em cố gắng Nay em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến: Cô Phan Thị Ngọc Mai, Thầy Nguyễn Mộng Hoàng, Thầy Nguyễn Điền Trung tận tình dạy tạo điều kiện thuận lợi giúp em tiến hành thí nghiệm thực nghiệm 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 bạn quan tâm, chia sẻ động viên em suốt trình thực đề tài Em xin chân thành cảm ơn! SVTT: Phan Thị Phương Thảo i Luận văn tốt nghiệp GVHD: Th.S Nguyễn Mộng Hoàng NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN   SVTT: Phan Thị Phương Thảo ii Luận văn tốt nghiệp GVHD: Th.S Nguyễn Mộng Hoàng NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN   SVTT: Phan Thị Phương Thảo iii Luận văn tốt nghiệp GVHD: Th.S Nguyễn Mộng Hoàng NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN   SVTT: Phan Thị Phương Thảo iv Luận văn tốt nghiệp GVHD: Th.S Nguyễn Mộng Hoàng TÓM TẮT LUẬN VĂN Tiếp nối loạt đề tài nghiên cứu chế tạo vật liệu hấp phụ ion kim loại nặng để xử lí môi trường từ phụ phẩm số ngành công nghiệp chế biến mà đề tài “Khảo sát khả hấp phụ ion Cu2+ vật liệu hấp phụ chế tạo từ bã mía hoạt hóa axit xitric – so sánh với nghiên cứu hoạt hóa axit sunfuric” thực Trong đề tài này, chế tạo loại vật liệu hấp phụ từ bã mía qua xử lí hoạt hóa axit xitric, tiến hành khảo sát khả hấp phụ ion Cu2+ vật liệu hấp phụ chế tạo được, khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến khả hấp phụ, 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 50 phút, pH thích hợp cho hấp phụ ion Cu2+ Khi tăng nồng độ dung dịch hiệu suất hấp phụ tăng Bã mía biến tính axit xitric có khả hấp phụ tốt so với bã mía Độ hấp phụ cực đại vật liệu hấp phụ 13,30 số cân hấp phụ 0,318 SVTT: Phan Thị Phương Thảo v Luận văn tốt nghiệp GVHD: Th.S Nguyễn Mộng Hoàng 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 1.ĐẶT VẤN ĐỀ 2.MỤC ĐÍCH ĐỀ TÀI 3.NỘI DUNG NGHIÊN CỨU PHẦN NỘI DUNG CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ THUYẾT 1.1 Sự ô nhiễm môi trường nước 1.1.1 Thực trạng ô nhiễm môi trường nước Việt Nam giới 1.1.1.1 Ô nhiễm môi trường nước Việt Nam 1.1.1.2.Ô nhiễm môi trường nước giới 1.1.2.Phân loại ô nhiễm môi trường nước .4 1.1.2.1.Ô nhiễm sinh học nước 1.1.2.2 Ô nhiễm hoá học chất vô 1.1.2.3 Ô nhiễm chất hữu tổng hợp 1.1.2.4 Ô nhiễm vật lý 1.1.3 Tác dụng tác hại số kim loại nặng sức khỏe người 1.1.3.1 Tác dụng……………………………………………………………………….5 1.1.3.2 Tác hại…………………………………………………………………………5 1.2 Một số phương pháp xử lí nguồn nước bị ô nhiễm kim loại nặng 1.2.1 Phương pháp kết tủa 1.2.2 Phương pháp trao đổi ion SVTT: Phan Thị Phương Thảo vi Luận văn tốt nghiệp GVHD: Th.S Nguyễn Mộng Hoàng 1.2.3 Phương pháp hấp phụ 1.3 Các khái niệm loại hấp phụ 1.3.1 Các khái niệm 1.3.2 Các loại hấp phụ 1.4 Sự hấp phụ giới hạn rắn - dung dịch 1.4.1.1 Sự hấp phụ phân tử dung dịch yếu tố ảnh hưởng 1.4.1.2 Sự hấp phụ chất điện li .10 1.4.1.3 Sự hấp phụ trao đổi 11 1.4.2 Hấp phụ môi trường nước 11 1.4.3 Động học hấp phụ 12 1.4.4 Cân hấp phụ - phương trình đẳng nhiệt hấp phụ 12 1.5 Phương pháp định lượng kim loạ 17 1.6 Giới thiệu vật liệu hấp phụ - bã mía 19 CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM 23 2.1 Nguyên liệu, hóa chất, dụng cụ thiết bị 23 2.1.1 Nguyên liệu 23 2.1.2 Hóa chất .23 2.1.3 Dụng cụ thiết bị 23 2.2 Quy trình chế tạo vật liệu hấp phụ 24 2.2.1 Quy trình chế tạo vật liệu hấp phụ .24 2.2.2 Khảo sát nồng độ axit xitric tốt hoạt hóa bã mía nguyên liệu .25 2.3 Khảo sát khả hấp phụ VLHP bã mía nguyên liệu 26 2.3.1 Khảo sát khả hấp phụ bã mía nguyên liệu 26 2.3.2 Khảo sát khả hấp phụ VLHP 27 2.4 Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến khả hấp phụ VLHP 27 2.4.1 Ảnh hưởng thời gian .27 2.4.2 Ảnh hưởng pH 28 2.4.3 Ảnh hưởng lượng VLHP .28 2.4.4 Ảnh hưởng nồng độ - Cân hấp phụ 29 2.5 Xác định độ hấp phụ cực đại số cân hấp phụ 29 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ - THẢO LUẬN .30 3.1 Kết khảo sát khả hấp phụ bã mía nguyên liệu VLHP 30 SVTT: Phan Thị Phương Thảo vii Luận văn tốt nghiệp GVHD: Th.S Nguyễn Mộng Hoàng 3.1.1 Kết khảo sát khả hấp phụ bã mía nguyên liệu 30 3.1.2 Kết khảo sát khả hấp phụ VLHP 30 3.2 Kết khảo sát yếu tố ảnh hưởng 31 3.2.1 Kết khảo sát ảnh hưởng thời gian 31 3.2.2 Kết khảo sát ảnh hưởng pH 33 3.2.3 Kết khảo sát ảnh hưởng lượng VLHP 34 3.2.4 Kết khảo sát ảnh hưởng nồng độ đầu ion Cu2+ 35 3.3 Xác định độ hấp phụ cực đại số hấp phụ 36 3.4 So sánh kết đạt với nghiên cứu hoạt hóa axit sunfuric 38 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 39 4.1 Kết luận 39 4.2 Kiến nghị 39 TÀI LIỆU THAM KHẢO 40 SVTT: Phan Thị Phương Thảo viii Luận văn tốt nghiệp GVHD: Th.S Nguyễn Mộng Hoàng DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT STT Nguyên nghĩa Từ viết tắt Food and Agriculture Organization of the United Nations (Tổ FAO WHO World Health Organization (Tổ chức Y tế Thế giới) VLHP Vật liệu hấp phụ (Bã mía sau xử lý) EDTA Axit etilenđiamin tetraaxetic chức Lương thực Nông nghiệp Liên Hiệp Quốc) SVTT: Phan Thị Phương Thảo ix Luận văn tốt nghiệp GVHD: Th.S Nguyễn Mộng Hoàng - Từ 50 phút trở hiệu suất hấp phụ VLHP ion Cu2+ tương đối ổn định nên đồ thị có đường thẳng gần nằm ngang Vì lúc trình hấp phụ đạt đến trạng thái cân Từ kết trên, cho thời gian đạt cân hấp phụ ion Cu2+ 50 phút chọn khoảng thời gian khoảng thời gian tốt để thực nghiên cứu ion Cu2+ 3.2.2 Kết khảo sát ảnh hưởng pH Sau tiến hành khảo sát ảnh hưởng pH đến khả hấp phụ VLHP thu kết sau thí nghiệm trình bày phụ lục bảng 3.5 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 Hiệu suất C (N) Ccb (N) a (mg/g) hấp phụ H% 1,003 0,0200 0,0198 0,32 1,00 2,006 0,0200 0,0190 1,55 4,83 3,013 0,0200 0,0115 7,15 22,33 4,001 0,0200 0,0116 13,49 42,17 5,027 0,0200 0,0116 13,49 42,17 pH Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng pH đến khả hấp phụ ion Cu2+ VLHP thể hình 3.2 50 H% 40 30 20 10 0 pH Hình 3.2: Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng pH đến khả hấp phụ ion Cu2+ VLHP SVTH: Phan Thị Phương Thảo 33 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Th.S Nguyễn Mộng Hoàng Kết thực nghiệm cho thấy: - Khi pH tăng từ đến hiệu suất hấp phụ tăng Môi trường pH cao hiệu suất hấp phụ VLHP cation tăng Vì 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 phản ứng cạnh tranh cation kim loại với H+ hấp phụ, kết làm giảm hấp phụ cation kim loại - Khi tăng pH từ đến hiệu suất hấp phụ thay đổi không đáng kể Ở đây, pH tăng, nồng độ ion H+ giảm, nồng độ cation kim loại gần không đổi hấp phụ cation kim loại giải thích giống trao đổi phản ứng H+ - Mn+ (M kim loại) - Khi pH tăng lên lớn có dấu hiệu kết tủa hiđroxit Cu (II) Tuy nhiên, pH tăng cao hình thành phức hiđroxo kim loại nên làm hạn chế hấp phụ VLHP Vì vậy, dựa vào kết đạt trên, chọn pH = pH tối ưu để thực nghiên cứu trình hấp phụ Cu2+ 3.2.3 Kết khảo sát ảnh hưởng lượng VLHP Bảng 3.6: Ảnh hưởng lượng VLHP đến khả hấp phụ ion Cu2+ VLHP Khối lượng Các thông số hấp phụ chất hấp phụ Nồng độ đầu Nồng độ cân Độ hấp phụ Hiệu suất hấp (gam) C (N) Ccb (N) a (mg/g) phụ H% 1,0 0,0200 0,0115 13,55 42,33 1,2 0,0200 0,0101 13,20 49,50 1,4 0,0200 0,0095 12,00 52,50 1,6 0,0200 0,0075 12,47 62,33 1,8 0,0200 0,0065 11,97 67,33 2,0 0,0200 0,0049 12,05 75,33 2,2 0,0200 0,0010 13,80 94,83 2,4 0,0200 0,0010 13,80 94,83 SVTH: Phan Thị Phương Thảo 34 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Th.S Nguyễn Mộng Hoàng Sau tiến hành khảo sát ảnh hưởng lượng VLHP đến khả hấp phụ ion Cu2+ VLHP thu kết sau thí nghiệm trình bày phụ lục bảng 3.6 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng lượng VLHP đến khả hấp phụ ion Cu2+ VLHP thể hình 3.3 100 H% 80 60 40 20 1,0 1,5 2,0 khối lượng (g) 2,5 Hình 3.3: Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng lượng chất hấp phụ đến khả hấp phụ ion Cu2+ VLHP Từ hình 3.3 cho thấy, tăng liều lượng VLHP hiệu suất phụ tăng theo bề mặt trống VLHP tăng lên Tuy nhiên đến giá trị định, hiệu hấp phụ cực đại việc tăng liều lượng chất hấp phụ không ý nghĩa 3.2.4 Kết khảo sát ảnh hưởng nồng độ đầu ion Cu2+ Bảng 3.7: Ảnh hưởng nồng độ đầu đến hiệu suất hấp phụ Cu2+ VLHP Các thông số hấp phụ Nồng độ đầu Nồng độ cân Độ hấp phụ Hiệu suất hấp phụ C (N) Ccb (N) a (mg/g) H% 0,0050 2,10.10-4 7,67 95,80 0,0100 2,29.10-3 12,67 77,10 0,0150 6,53.10-3 13,55 56,45 0,0200 0,0116 13,44 42,00 0,0250 0,0168 13,12 36,16 Sau 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 3.7 SVTH: Phan Thị Phương Thảo 35 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Th.S Nguyễn Mộng Hoàng Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng nồng độ đầu đến khả hấp phụ Cu2+ VLHP thể hình 3.4 125 H% 100 75 50 25 0,000 0,010 0,020 0,030 nồng độ ban đầu Co (N) Hình 3.4: Ảnh hưởng nồng độ đầu ion Cu2+ đến khả hấp phụ ion Cu2+ VLHP Từ hình 3.4 cho thấy, tăng nồng độ đầu ion Cu2+ hiệu suất hấp phụ VLHP giảm dần Khi nồng độ ion Cu2+ ban đầu thấp, trung tâm hoạt động bề mặt VLHP chưa lấp đầy ion Cu2+ Do nồng độ ion Cu2+ tăng hiệu xử lý tăng lên Tuy nhiên, đến thời điểm đó, trung tâm che phủ ion Cu2+ khả hấp phụ vật liệu với ion Cu2+ giảm nhanh Bề mặt vật liệu hấp phụ trở nên bão hòa dần ion Cu2+ 3.3 Xác định độ hấp phụ cực đại số hấp phụ 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 3.8 Bảng 3.8: Số liệu nghiên cứu cân hấp phụ theo mô hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir Nồng độ đầu Nồng độ cân Độ hấp phụ C (mg/L) Ccb (mg/L) a (mg/g) 320 13,44 7,67 1,75 640 146,56 12,67 11,57 960 417,92 13,55 30,84 1280 742,40 13,44 55,23 1600 1075,2 13,12 81,95 SVTH: Phan Thị Phương Thảo Ccb/a (g/L) 36 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Th.S Nguyễn Mộng Hoàng Đồ thị biểu diễn đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir VLHP ion Cu2+ thể hình 3.5 17 a (mg/g) 14 11 200 400 600 800 1000 1200 nồng độ cân Ccb (mg/L) Hình 3.5: Đường đẳng nhiệt hấp phụ 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 3.5 ta nhận thấy độ hấp phụ a phụ thuộc vào nồng độ cân Ccb theo đường cong với điểm cao cực đại đường cong có dấu hiệu chuyển sang đường thẳng, nghĩa phản ứng gần đạt cân Điều giải thích trường lực electron tác động đến trình hấp phụ Đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir đưa dạng tuyến tính hình 3.6 100 y = 0,0752x + 0,2366 R² = 0,9994 80 Ccb/a (g/L) 60 40 20 0 200 400 600 800 1000 nồng độ cân Ccb (mg/L) 1200 Hình 3.6: Đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir dạng tuyến tính VLHP ion Cu2+ SVTH: Phan Thị Phương Thảo 37 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Th.S Nguyễn Mộng Hoàng Từ đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir dạng tuyến tính hình 3.6, xác định được: - Độ hấp phụ cực đại ion Cu2+ là: amax  - Hằng số cân hấp phụ là: k  1   13,30 mg/g tg 0, 0752 1   0,318 amax OM 13,30.0, 2366 3.4 So sánh kết đạt với nghiên cứu hoạt hóa axit sunfuric Thông qua số liệu thực nghiệm xác định đưa số so sánh sau: + VLHP chế tạo từ bã mía hoạt hóa axit sunfuric axit xitric có khả hấp phụ ion Cu2+ tốt nguyên liệu bã mía chưa qua xử lí Tuy nhiên tính chất oxi hóa mạnh nên bã mía hoạt hóa axit sunfuric cho hiệu hấp phụ tốt + VLHP chế tạo từ bã mía hoạt hóa axit sunfuric axit xitric có khả hấp phụ ion Cu2+ tốt khoảng pH 4÷5 + Độ hấp phụ cao hai loại VLHP nồng độ ion Cu2+ cao SVTH: Phan Thị Phương Thảo 38 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Th.S Nguyễn Mộng Hoàng 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 phụ phẩm công nghiệp bã mía 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 bã mía nguyên liệu + Thời gian đạt cân hấp phụ VLHP 50 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 xác định độ hấp phụ cực đại ion Cu2+ 13,30 mg/g, số cân hấp phụ k = 0,318 4.2 Kiến nghị - Tìm hiểu nghiên cứu phương pháp xử lí bã mía nguyên liệu hóa chất khác - Sử dụng phương pháp trắc quang việc định lượng hàm lượng ion kim loại - Nghiên cứu khả giải hấp VLHP tìm quy trình sử lí nước thải theo quy mô công nghiệp có sử dụng VLHP SVTH: Phan Thị Phương Thảo 39 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Th.S Nguyễn Mộng Hoàng TÀI LIỆU THAM KHẢO TÀI LIỆU TIẾNG VIỆT Nguyễn Tinh Dung (2002), Hóa học phân tích, Nxb Giáo dục Trần Tứ Hiếu (2004), Hóa học phân tích, Nxb Đại học Quốc gia Hà Nội Nguyễn Đình Huề (1982), Giáo trình hóa lí, Nxb Giáo dục 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 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, 11-19 Trần Văn Nhân, Nguyễn Thạc Sửu, Nguyễn Văn Tuế (2004), Giáo trình Hóa lí, tập 2, Nxb Giáo dục S.S.VOIUTSKI (1973), Hóa học chất keo, tập 1, Nxb Đại học trung học chuyên nghiệp Lê Hữu Thiềng, Trần Thị Vân Hạnh, Nghiên cứu khả hấp phụ Cu2+, Ni2+, bã mía qua xử lí axit xitric, Đại học Thái Nguyên, 71-75 Lê Hữu Thiềng, Hoàng Ngọc Hiền, Nghiên cứu khả hấp phụ ion Ni2+ môi trường nước vật liệu hấp phụ chế tạo từ bã mía ứng dụng vào xử lí môi trường, Đại học Thái Nguyên 10 Đỗ Thị Mỹ Tiên (2014), “Khảo sát khả hấp phụ ion Cu2+ vật liệu hấp phụ chế tạo từ bã mía”, Luận văn tốt nghiệp, Đại học Cần Thơ 11 Tiêu chuẩn Việt Nam 2005, Bộ Tài nguyên Môi trường 12 Lâm Minh Triết, Diệp Ngọc Sương (2000), Các phương pháp phân tích kim loại nước nước thải, Nxb Khoa học kĩ thuật TÀI LIỆU TIẾNG ANH 13 David Harvey (2000), Modern Analytical Chemistry, McGraw-Hill, The United States of America 14 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: Phan Thị Phương Thảo 40 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Th.S Nguyễn Mộng Hoàng 15 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 TRANG WEB 16 http://thanthienmoitruong.com/tin-tuc/21/thuc-trang-o-nhiem-moi-truong-nuoc-tahien-nay.html 17 http://websrv1.ctu.edu.vn/coursewares/khoahoc/moitruong_connguoi/ch12.htm 18 http://www.renewableenergy.org.vn/index.php?page=sinh-khoi 19 http://www.vietlinh.vn/library/materials_equipment/bamia.asp 20 http://www.ncseif.gov.vn/sites/vie/Pages/nhungnetnoibatthitruong-nd-16792.html SVTH: Phan Thị Phương Thảo 41 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Th.S Nguyễn Mộng Hoàng PHỤ LỤC Phụ lục 1: Kết khảo sát ảnh hưởng thời gian đến khả hấp phụ VLHP sau thí nghiệm Thể tích EDTA Thời gian (phút) 10 20 30 40 50 60 90 chuẩn độ Vtb Ccb (N) Lần Lần Lần Độ hấp Hiệu suất phụ a hấp phụ (mg/g) H% M1 6,6 6,7 6,6 6,63 0,0133 10,72 33,50 M2 6,7 6,6 6,6 6,63 0,0133 10,72 33,50 M3 6,6 6,6 6,6 6,6 0,0132 10,88 34,00 M1 6,2 6,2 6,3 6,23 0,0125 12,00 37,50 M2 6,2 6,2 6,2 6,2 0,0124 12,16 38,00 M3 6,2 6,3 6,2 6,23 0,0125 12,00 37,50 M1 6,0 6,0 6,1 6,03 0,0121 12,64 39,50 M2 6,0 6,0 6,0 6,0 0,0120 12,80 40,00 M3 6,1 6,0 6,0 6,03 0,0121 12,64 39,50 M1 5,9 5,9 5,9 5,9 0,0118 13,12 41,00 M2 5,8 5,9 5,9 5,87 0,0117 13,28 41,50 M3 5,9 5,9 5,8 5,87 0,0117 13,28 41,50 M1 5,8 5,8 5,9 5,83 0,0117 13,28 41,50 M2 5,8 5,9 5,8 5,83 0,0117 13,28 41,50 M3 5,9 5,8 5,8 5,83 0,0117 13,28 41,50 M1 5,8 5,8 5,8 5,8 0,0116 13,44 42,00 M2 5,8 5,8 5,7 5,77 0,0115 13,60 42,50 M3 5,8 5,8 5,8 5,8 0,0116 13,44 42,00 M1 5,8 5,8 5,8 5,8 0,0116 13,44 42,00 M2 5,8 5,8 5,8 5,8 0,0116 13,44 42,00 M3 5,7 5,8 5,8 5,77 0,0115 13,60 42,50 M1 5,8 5,8 5,8 5,8 0,0116 13,44 42,00 M2 5,8 5,8 5,8 5,8 0,0116 13,44 42,00 M3 5,8 5,8 5,7 5,77 0,0115 13,60 42,50 SVTH: Phan Thị Phương Thảo Luận văn tốt nghiệp GVHD: Th.S Nguyễn Mộng Hoàng Phụ lục 2: Kết khảo sát ảnh hưởng pH đến khả hấp phụ VLHP sau thí nghiệm Thể tích EDTA chuẩn độ pH Vtb Ccb (N) Độ hấp Hiệu suất phụ a hấp phụ (mg/g) H% Lần Lần Lần M1 9,9 9,9 9,9 9,9 0,0198 0,32 1,00 1,003 M2 9,9 9,9 9,9 9,9 0,0198 0,32 1,00 M3 9,9 9,9 9,9 9,9 0,0198 0,32 1,00 M1 9,5 9,5 9,5 9,5 0,0190 1,60 5,00 2,006 M2 9,5 9,6 9,5 9,53 0,0191 1,44 4,50 M3 9,5 9,5 9,5 9,5 0,0190 1,60 5,00 M1 7,8 7,8 7,7 7,77 0,0155 7,20 22,50 3,013 M2 7,8 7,8 7,8 7,8 0,0156 7,04 22,00 M3 7,7 7,8 7,8 7,77 0,0155 7,20 22,50 M1 5,8 5,8 5,8 5,8 0,0116 13,44 42,00 4,001 M2 5,8 5,8 5,8 5,8 0,0116 13,44 42,00 M3 5,8 5,8 5,7 5,77 0,0115 13,60 42,50 M1 5,8 5,8 5,7 5,77 0,0115 13,60 42,50 5,027 M2 5,8 5,8 5,8 5,8 0,0116 13,44 42,00 M3 5,8 5,8 5,8 5,8 0,0116 13,44 42,00 SVTH: Phan Thị Phương Thảo Luận văn tốt nghiệp GVHD: Th.S Nguyễn Mộng Hoàng Phụ lục 3: Kết khảo sát ảnh hưởng lượng VLHP đến khả hấp phụ VLHP sau thí nghiệm Khối Thể tích EDTA chuẩn độ lượng VLHP Vtb Ccb (N) 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 Hiệu suất phụ a hấp phụ (mg/g) H% Lần Lần Lần M1 5,8 5,8 5,7 5,77 0,0115 13,60 42,50 M2 5,7 5,8 5,8 5,77 0,0115 13,60 42,50 M3 5,8 5,8 5,8 5,8 0,0116 13,44 42,00 M1 5,0 5,1 5,1 5,07 0,0101 13,20 49,50 M2 5,1 5,1 5,0 5,07 0,0101 13,20 49,50 M3 5,1 5,1 5,0 5,07 0,0101 13,20 49,50 M1 4,8 4,8 4,7 4,77 0,0095 12,00 52,50 M2 4,8 4,7 4,8 4,77 0,0095 12,00 52,50 M3 4,8 4,8 4,7 4,77 0,0095 12,00 52,50 M1 3,8 3,8 3,8 3,8 0,0076 12,40 62,00 M2 3,7 3,8 3,8 3,77 0,0075 12,50 62,50 M3 3,8 3,8 3,7 3,77 0,0075 12,50 62,50 M1 3,3 3,3 3,3 3,3 0,0066 11,91 67,00 M2 3,3 3,2 3,3 3,27 0,0065 12,00 67,50 M3 3,3 3,3 3,2 3,27 0,0065 12,00 67,50 M1 2,5 2,4 2,5 2,47 0,0049 12,08 75,50 M2 2,5 2,5 2,5 2,5 0,0050 12,00 75,00 M3 2,5 2,4 2,5 2,47 0,0049 12,08 75,50 M1 0,5 0,5 0,5 0,5 0,0010 13,82 95,00 M2 0,5 0,6 0,5 0,53 0,0011 13,75 94,50 M3 0,5 0,5 0,5 0,5 0,0010 13,82 95,00 M1 0,5 0,6 0,5 0,53 0,0011 13,75 94,50 M2 0,5 0,5 0,5 0,5 0,0010 13,82 95,00 M3 0,5 0,5 0,5 0,5 0,0010 13,82 95,00 (gam) 1,0 Độ hấp SVTH: Phan Thị Phương Thảo Luận văn tốt nghiệp GVHD: Th.S Nguyễn Mộng Hoàng Phụ lục 4: Kết khảo sát ảnh hưởng nồng độ đầu ion Cu2+ đến khả hấp phụ VLHP sau thí nghiệm Thể tích EDTA chuẩn độ C (N) 0,0050 0,0100 0,0150 0,0200 0,0250 Vtb Ccb (N) a (mg/g) H% Lần Lần Lần M1 0,5 0,4 0,4 0,43 2,15.10-4 7,66 95,70 M2 0,4 0,5 0,4 0,43 2,15.10-4 7,66 95,70 M3 0,4 0,4 0,4 0,4 2,00.10-4 7,68 96,00 M1 2,3 2,3 2,3 2,3 2,30.10-3 12,32 77,00 M2 2,3 2,3 2,2 2,27 2,27.10-3 12,37 77,30 M3 2,3 2,3 2,3 2,3 2,30.10-3 12,32 77,00 M1 4,4 4,3 4,3 4,33 6,50.10-3 13,60 56,67 M2 4,4 4,3 4,3 4,33 6,50.10-3 13,60 56,67 M3 4,3 4,3 4,4 4,33 6,60.10-3 13,44 56,00 M1 5,8 5,8 5,8 5,8 0,0116 13,44 42,00 M2 5,8 5,8 5,8 5,8 0,0116 13,44 42,00 M3 5,8 5,8 5,8 5,8 0,0116 13,44 42,00 M1 6,7 6,7 6,7 6,7 0,0168 13,12 32,80 M2 6,7 6,7 6,7 6, 0,0168 13,12 32,80 M3 6,7 6,7 6,7 6,7 0,0168 13,12 32,80 SVTH: Phan Thị Phương Thảo Luận văn tốt nghiệp GVHD: Th.S Nguyễn Mộng Hoàng Cách pha hóa chất sử dụng thí nghiệm khảo sát Pha dung dịch CuSO4 0,02 N - Tính khối lượng CuSO4 (CuSO4.5H2O, M = 249,69) cần lấy theo công thức: CN  mct C Đ.V 1000  mct  N D.V 1000 Trong đó: CN nồng độ đương lượng dung dịch CuSO4 (N) mct khối lượng CuSO4.5H2O (gam) Đ đương lượng gam CuSO4 (gam) V thể tích dung dịch CuSO4 cần pha (ml) Ví dụ: Pha 1000 ml dung dịch CuSO4 0,02 N  mct  CN D.V 0, 02.124,845.1000   2, 4969( g ) 1000 1000 + Cân xác 2,4969 gam CuSO4.5H2O cho vào cốc 100 ml, thêm nước cất vào, khuấy đều, cho vào bình định mức lít, tráng cốc lần với nước cất tiếp tục cho vào bình định, thêm nước cất đến vạch, đậy nắp bình định mức, lắc Ta 1000 ml dung dịch CuSO4 0,02 N Pha dung dịch EDTA 0,02 N - Tính khối lượng EDTA (Na2H2Y.2H2O, M = 372,24) cần lấy theo công thức: CN  mct C Đ.V 1000  mct  N D.V 1000 Trong đó: CN nồng độ đương lượng dung dịch EDTA (N) mct: khối lượng EDTA (gam) Đ đương lượng gam EDTA (gam) V thể tích dung dịch EDTA cần pha (ml) Ví dụ: Pha 1000 ml dung dịch EDTA 0,02 N  mct  CN D.V 0, 02.186,12.1000   3, 7224( gam) 1000 1000 + Cân xác 3,7224 gam EDTA cho vào cốc 100 ml, thêm nước cất vào, khuấy đều, cho vào bình định mức lít, tráng cốc lần với nước cất tiếp tục cho vào bình định, thêm nước cất đến vạch, đậy nắp bình định mức, lắc Ta 1000 ml dung dịch EDTA 0,02 N Pha dung dịch axit xitric 55% SVTH: Phan Thị Phương Thảo Luận văn tốt nghiệp GVHD: Th.S Nguyễn Mộng Hoàng - Tính khối lượng axit xitric (C6H8O7.H2O) cần lấy theo công thức: mct  C %.mdd M 100 p M Trong đó: M1 khối lượng phân tử ngậm nước M2 khối lượng phân tử không ngậm nước p độ tính khiết chất rắn Ví dụ: Pha 100 gam dung dịch axit xitric 55% với độ tinh khiết chất rắn 99,5% → mct  55.100 210,14  60, 4548 (gam) 100.0,995 192,14 + Cân 60,4548 gam axit xitric cho vào cốc 100 ml, thêm nước cất vào cho đủ 100 gam + Ngâm cốc vào chậu nước ấm, khuấy Ta 100g dung dịch axit xitric 55% Pha dung dịch NaHCO3 1% Cân gam NaHCO3 cho vào cốc 100 ml, thêm nước cất cho đủ 100 gam, khuấy đều, ta thu dung dịch NaHCO3 1% Pha dung dịch đệm pH = - Pha dung dịch NH4Cl 5%: Cân gam NH4Cl, thêm nước cất vào cho đủ 100 gam, khuấy Ta thu dung dịch NH4Cl 5% - Khuấy dung dịch NH4Cl 5% pha máy khuấy từ, thêm từ từ dung dịch amoniac 25%, đồng thời đo pH dung dịch đến thu dung dịch có pH = Pha thị murexit 1% (ở dạng hỗn hợp rắn) - Nghiền 0,1 gam thị murexit với 10 gam NaCl khan (loại tinh khiết) cối sứ thành bột mịn Hỗn hợp rắn có nồng độ thị 0,01% - Bảo quản thị lọ thủy tinh, đậy nắp kín để bình hút ẩm SVTH: Phan Thị Phương Thảo [...]... phụ ion Cu2+ của vật liệu hấp phụ, khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ của vật liệu hấp phụ từ kết quả thu được so sánh với các kết quả nghiên cứu trước đây nhằm đưa ra các điều kiện tốt để tiến hành hấp phụ Ngoài ra, từ kết quả thu được so sánh và đánh giá khả năng hoạt hóa của axit sunfuric và axit xitric để tìm ra chất hoạt hóa tốt hơn 3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU  Chế tạo vật liệu hấp phụ. .. các nguồn phụ phẩm công nghiệp có khối lượng lớn ở nước ta là bã mía Bã mía với thành phần chính là các xenlulozơ và hemixenlulozơ rất thích hợp cho việc nghiên cứu biến đổi tạo ra các vật liệu hấp phụ để tách loại các ion kim loại nặng trong môi trường nước Xuất phát từ những lí do trên đề tài Khảo sát khả năng hấp phụ ion Cu2+ trên vật liệu hấp phụ chế tạo từ bã mía hoạt hóa bằng axit xitric – so. .. ảnh về các giai đoạn của quy trình chế tạo vật liệu hấp phụ từ bã mía hoạt hóa bằng axit xitric được trình bày dưới đây: Hình 2.3: Bã mía cắt nhỏ Hình 2.5: Bã mía nguyên liệu sau khi Hình 2.4: Bã mía nguyên liệu Hình 2.6: Hình ảnh của VLHP trộn với axit xitric 55% tỉ lệ 1:10 (g:ml) 2.3 Khảo sát khả năng hấp phụ của VLHP và bã mía nguyên liệu 2.3.1 Khảo sát khả năng hấp phụ của bã mía nguyên liệu -... so sánh với các nghiên cứu hoạt hóa bằng axit sunfuric được chọn để nghiên cứu Đây không phải là một đề tài mới nhưng nội dung của đề tài này sẽ đánh trọng tâm vào việc khảo sát và so sánh với các đề tài đã thực hiện trước đây, nhằm tìm ra một phương pháp tốt nhất cho việc hấp phụ kim loại nặng từ vật liệu hấp phụ chế tạo từ bã mía 2 MỤC ĐÍCH ĐỀ TÀI Chế tạo vật liệu hấp phụ, khảo sát khả năng hấp phụ. .. nguyên liệu bằng axit xitric, nhận thấy rằng nồng độ của axit xitric có ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ của vật liệu hấp phụ sau này Do vậy, việc khảo sát để tìm ra một nồng độ axit xitric tốt nhất để hoạt hóa bã mía nguyên liệu là một việc cần tiến hành Kết quả khảo sát được trình bày trong bảng 2.1 Bảng 2.1: Khảo sát nồng độ axit xitric tốt nhất hoạt hóa bã mía nguyên liệu Nồng độ axit xitric (%) 15 25... thành hai loại hấp phụ: hấp phụ vật lý và hấp phụ hóa học 1.3.2 Các loại hấp phụ Hấp phụ vật lí (Physisorption) Hấp phụ hóa học (Chemisorption) Lực hấp phụ mang bản chất lực Lực hấp phụ mang bản chất liên kết hóa Vanderwaals Không có trao đổi điện tử học Có sự trao đổi điện tử Nhiệt hấp phụ vài kcal/mol Nhiệt hấp phụ vài chục kcal/mol Năng lượng hoạt hóa không quan trọng Năng lượng hoạt hóa có thể quan... sunfuric và axit xitric để tìm ra chất hoạt hóa tốt hơn 3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU  Chế tạo vật liệu hấp phụ từ bã mía hoạt hóa bằng axit xitric  Khảo sát khả năng hấp phụ của nguyên liệu và vật liệu hấp phụ bằng phương pháp thể tích  Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ của vật liệu hấp phụ SVTH: Phan Thị Phương Thảo 2 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Th.S Nguyễn Mộng Hoàng PHẦN NỘI DUNG CHƯƠNG... 3.3: So sánh độ hấp phụ, hiệu suất hấp phụ của bã mía nguyên liệu và VLHP 31 Bảng 3.4: Ảnh hưởng của thời gian đến khả năng hấp phụ ion Cu2+ của VLHP 31 Bảng 3.5: Ảnh hưởng của pH đến khả năng hấp phụ Cu2+ của VLHP 33 Bảng 3.6: Ảnh hưởng của lượng VLHP đến khả năng hấp phụ ion Cu2+ của VLHP 34 Bảng 3.7: Ảnh hưởng của nồng độ đầu đến hiệu suất hấp phụ Cu2+ của VLHP 35 Bảng 3.8: Số liệu nghiên cứu. .. số ion kim loại nặng 6 Bảng 1.2: Nồng độ giới hạn của một số kim loại trong nước thải công nghiệp và nước cấp sinh hoạt 6 Bảng 1.3: Các phương trình đẳng nhiệt hấp phụ thường gặp 13 Bảng 2.1: Khảo sát nồng độ axit xitric tốt nhất hoạt hóa bã mía nguyên liệu 25 Bảng 3.1: Kết quả khảo sát khả năng hấp phụ của bã mía nguyên liệu 30 Bảng 3.2: Kết quả khảo sát khả năng hấp phụ. .. hình hấp phụ đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir: Phương trình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir được xây dựng dựa trên các giả thuyết:  Lực hấp phụ mang bản chất lực hóa học  Sự hấp phụ xảy ra trên các trung tâm hoạt động của chất hấp phụ  Do lực hấp phụ mang bản chất là hóa học nên có khả năng tiến đến bão hòa Vì vậy, mỗi trung tâm hoạt động chỉ có thể hấp phụ một phân tử chất bị hấp phụ nên còn gọi là sự hấp phụ ... nước Xuất phát từ lí đề tài Khảo sát khả hấp phụ ion Cu2+ vật liệu hấp phụ chế tạo từ bã mía hoạt hóa axit xitric – so sánh với nghiên cứu hoạt hóa axit sunfuric chọn để nghiên cứu Đây đề tài... ra, từ kết thu so sánh đánh giá khả hoạt hóa axit sunfuric axit xitric để tìm chất hoạt hóa tốt NỘI DUNG NGHIÊN CỨU  Chế tạo vật liệu hấp phụ từ bã mía hoạt hóa axit xitric  Khảo sát khả hấp phụ. .. mía hoạt hóa axit xitric – so sánh với nghiên cứu hoạt hóa axit sunfuric thực Trong đề tài này, chế tạo loại vật liệu hấp phụ từ bã mía qua xử lí hoạt hóa axit xitric, tiến hành khảo sát khả hấp