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

TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA SƢ PHẠM LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC KHẢO SÁT KHẢ NĂNG HẤP PHỤ ION Cu2+ TRÊN VẬT LIỆU HẤP PHỤ CHẾ TẠO TỪ VỎ LẠC Chuyên ngành SƢ PHẠM HÓA HỌC Giáo viên hƣớng dẫn: Sinh viên thực hiện: Th.S NGUYỄN MỘNG HOÀNG NGÔ THỊ QUẾ ANH MSSV: 2111794 Cần thơ- 2015 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Th.S Nguyễn Mộng Hoàng LỜI CÁM ƠN  Trong trình thực đề tài nghiên cứu, em học hỏi tích lũy đƣợc nhiều kiền thức kinh nghiệm quý báu Để hoàn thành luận văn này, cố gắng thân, em nhận đƣợc ủng hộ, giúp đỡ thầy cô, gia đình bạn bè Nay em xin gửi lời cám ơn sâu sắc đến:  Thầy Nguyễn Mộng Hoàng, trực tiếp hƣớng dẫn theo sát em trình thực đề tài, tận tình giúp đỡ đóng góp ý kiến để luận văn em đƣợc hoàn chỉnh  Cô Phan Thị Ngọc Mai, Thầy Nguyễn Điền Trung tận tình dẫn, đóng góp ý kiến tạo điều kiện thuận lợi cho em trình thực đề tài nghiên cứu  Quý thầy cô môn Sƣ phạm Hóa học – Khoa Sƣ phạm – Trƣờng Đại học Cần Thơ tận tình giảng dạy trang bị cho em vốn kiến thức quý báu suốt thời gian học tập trƣờng  Gia đình, bạn bè tập thể lớp Sƣ phạm Hóa học K37 – Khoa Sƣ phạm – Trƣờng Đại học Cần Thơ tận tình giúp đỡ đồng hành em suốt thời gian qua Xin chân thành cám ơn! SVTH: Ngô Thị Quế Anh i Luận văn tốt nghiệp GVHD: Th.S Nguyễn Mộng Hoàng NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN  SVTH: Ngô Thị Quế Anh ii Luận văn tốt nghiệp GVHD: Th.S Nguyễn Mộng Hoàng NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN  SVTH: Ngô Thị Quế Anh iii Luận văn tốt nghiệp GVHD: Th.S Nguyễn Mộng Hoàng NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN  SVTH: Ngô Thị Quế Anh iv Luận văn tốt nghiệp GVHD: Th.S Nguyễn Mộng Hoàng TÓM TẮT LUẬN VĂN Nhằm góp phần giải tình trạng ô nhiễm nguồn nƣớc kim loại nặng vật liệu sẵn có, rẻ tiền nên em thực đề tài “ Khảo sát khả hấp phụ ion Cu2+ vật liệu hấp phụ chế tạo từ vỏ lạc” Trong đề tài này, xử lí hoạt hóa nguyên liệu vỏ lạc axit citric để thu đƣợc vật liệu hấp phụ, sau tiến hành khảo sát khả hấp phụ ion Cu2+ vật liệu hấp phụ vừa chế tạo, khảo sát yếu tố ảnh hƣởng đến khả hấp phụ nhƣ thời gian, pH, nồng độ đầu ion Cu2+ nhiệt độ phòng, 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+ trƣớc sau hấp phụ đƣợc xác định phƣơng 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 lạc biến tính axit citric có khả hấp phụ tốt vỏ lạc nguyên liệu Độ hấp phụ cực đại vật liệu hấp phụ 46,95 mg/g số cân hấp phụ k = 0,025 SVTH: Ngô Thị Quế Anh v Luận văn tốt nghiệp GVHD: Th.S Nguyễn Mộng Hoàng MỤC LỤC LỜI CÁM ƠN i NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG 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 CÁC HÌNH x DANH MỤC BẢNG xi PHẦN MỞ ĐẦU 1 ĐẶT VẤN ĐỀ MỤC ĐÍCH ĐỀ TÀI .1 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Chƣơng 1.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT Giới thiệu sơ lƣợc kim loại nặng 1.1.1 Tình trạng nguồn nƣớc bị ô nhiễm kim loại nặng 1.1.2 Tác dụng sinh hóa kim loại nặng ngƣời môi trƣờng 1.1.3 Ảnh hƣởng kim loại đồng đến ngƣời sinh vật .4 1.2 Một số phƣơng pháp xử lý nguồn nƣớc bị ô nhiễm kim loại nặng 1.2.1 Phƣơng pháp kết tủa 1.2.2 Phƣơng pháp trao đổi ion .5 1.2.3 Phƣơng pháp hấp phụ 1.3 Các khái niệm loại hấp phụ 1.3.1 Các khái niệm [9, 16, 17] SVTH: Ngô Thị Quế Anh vi Luận văn tốt nghiệp GVHD: Th.S Nguyễn Mộng Hoàng 1.3.2 Các loại hấp phụ [3, 9, 15] .6 1.3.3 Sự hấp phụ giới hạn rắn - dung dịch [9, 16, 17] 1.3.4 Hấp phụ môi trƣờng nƣớc 10 1.3.5 Cân hấp phụ - phƣơng trình đẳng nhiệt hấp phụ 10 1.4 Giới thiệu vật liệu hấp phụ - vỏ lạc 13 1.4.1 Giới thiệu sơ lƣợc lạc 13 1.4.2 Cấu tạo thành phần vỏ lạc 14 1.4.3 Một số hƣớng nghiên cứu sử dụng phụ phẩm nông nghiệp làm VLHP 15 Phƣơng pháp định lƣợng kim loại [5, 8, 22, 26] 16 1.5 Chƣơng THỰC NGHIỆM 18 Nguyên liệu, hóa chất, dụng cụ thiết bị 18 2.1 2.1.1 Nguyên liệu 18 2.1.2 Hóa chất 18 2.1.3 Dụng cụ thiết bị 18 2.2 Xác định nồng độ đồng phƣơng pháp chuẩn độ complexon 19 2.3 Chế VLHP từ nguyên liệu vỏ lạc 20 2.3.1 Quy trình chế tạo VLHP 20 2.3.2 Khảo sát ảnh hƣởng nồng độ axit xitric đến trình biến tính vỏ lạc 22 2.4 Khảo sát khả hấp phụ VLHP nguyên liệu vỏ lạc 22 2.4.1 Khảo sát khả hấp phụ nguyên liệu vỏ lạc 22 2.4.2 Khảo sát khả hấp phụ VLHP 23 2.5 Khảo sát yếu tố ảnh hƣởng đến khả hấp phụ VLHP .23 2.5.1 Ảnh hƣởng thời gian .23 2.5.2 Ảnh hƣởng pH 23 2.5.3 Ảnh hƣởng lƣợng VLHP 24 SVTH: Ngô Thị Quế Anh vii Luận văn tốt nghiệp 2.5.4 2.6 GVHD: Th.S Nguyễn Mộng Hoàng Ảnh hƣởng nồng độ - cân hấp phụ 24 Xác định độ hấp phụ cực đại số cân hấp phụ theo mô hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir 25 Chƣơng 3.1 KẾT QUẢ - THẢO LUẬN 26 Kết khảo sát ảnh hƣởng nồng độ axit xitric đến trình biến tính vỏ lạc 26 3.2 Kết khảo sát khả hấp phụ VLHP nguyên liệu vỏ lạc 28 3.2.1 Kết khảo sát khả hấp phụ nguyên liệu vỏ lạc 28 3.2.2 Kết khảo sát khả hấp phụ VLHP .28 3.3 Kết khảo sát yếu tố ảnh hƣởng 30 3.3.1 Kết khảo sát ảnh hƣởng thời gian .30 3.3.2 Kết khảo sát ảnh hƣởng pH 32 3.3.3 Kết khảo sát ảnh hƣởng lƣợng VLHP 33 3.3.4 Kết khảo sát ảnh hƣởng nồng độ đầu ion Cu2+ 35 3.4 Xác định độ hấp phụ cực đại số cân hấp phụ 36 Chƣơng Chƣơng 4: KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 39 4.1 Kết luận 39 4.2 Kiến nghị .39 Chƣơng TÀI LIỆU THAM KHẢO 40 PHỤ LỤC 43 SVTH: Ngô Thị Quế Anh viii Luận văn tốt nghiệp GVHD: Th.S Nguyễn Mộng Hoàng DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT STT Từ viết tắt EDTA Nguyên nghĩa Axit etilenđiamin tetraacetic Food and Agriculture Organization of the United Nation (Tổ FAO chức Lƣơng thực Nông nghiệp Liên Hiệp Quốc) The Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives JECFA (Ủy ban Chuyên gia FAO/WHO Phụ gia Thực phẩm) VLHP Vật liệu hấp phụ (Vỏ lạc sau hoạt hóa) WHO World Health Organization (Tổ chức Y tế giới) HĐBM Hoạt động bề mặt SVTH: Ngô Thị Quế Anh ix Luận văn tốt nghiệp GVHD: Th.S Nguyễn Mộng Hoàng ảng 3.7: Ảnh hƣởng lƣợng VLHP đến khả hấp phụ ion Cu2+ VLHP Các thông số hấp phụ Khối lƣợng chất hấp phụ Nồng đầu Co Nồng độ cân Độ hấp phụ a Hiệu suất hấp (gam) (N) Ccb (N) (mg/g) phụ H% 0,2 0,02 14,60.10-3 43,20 27,00 0,4 0,02 10,40.10-3 38,40 48,00 0,6 0,02 6,80.10-3 35,20 66,00 0,8 0,02 4,00.10-3 32,00 80,00 1,0 0,02 1,80.10-3 29,12 91,00 1,2 0,02 1,60.10-3 24,53 92,00 1,4 0,02 1,60.10-3 21,03 92,00 Từ số liệu bảng 3.7 ta vẽ đƣợc đồ thị biểu diễn ảnh hƣởng lƣợng VLHP đến khả hấp phụ ion Cu2+ VLHP đƣợc thể hình 3.4 100 90 80 H% 70 60 50 40 30 20 10 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,2 1,4 1,6 Khối lƣợng (g) Hình 3.4: Đồ thị biểu diễn ảnh hƣởng lƣợng VLHP đến khả hấp phụ ion Cu2+ VLHP Qua số liệu thực nghiệm cho thấy, tăng khối lƣợng VLHP hiệu suất hấp phụ tăng Từ 0,2 – 1,0 gam, hiệu suất hấp phụ tăng nhanh, từ 1,0 – 1,4 gam tăng chậm dần ổn định Hiệu suất hấp phụ tăng lên với việc tăng lƣợng VLHP nồng độ đầu dung dich Cu2+ không đổi giải thích tăng diện tích bề mặt VLHP số tâm hấp phụ Tuy nhiên, đến lƣợng VLHP định, hiệu suất hấp phụ cực đại việc tăng lƣợng VLHP không ý nghĩa Khi lƣợng SVTH: Ngô Thị Quế Anh 34 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Th.S Nguyễn Mộng Hoàng VLHP lớn tạo lớp chất hấp phụ, khuếch tán ion Cu2+ từ vào lớp bên khó khăn Đồng thời tƣơng tác đẩy ion Cu2+ bị hấp phụ lớp VLHP phía với ion Cu2+ dung dịch gây cản trở khuếch tán ion Cu2+ Cho nên khối lƣợng VLHP 1,0 gam đƣợc chọn cho thí nghiệm 3.3.4 Kết khảo sát ảnh hƣởng nồng độ đầu ion Cu2+ Sau tiến hành khảo sát ảnh hƣởng nồng độ đầu ion Cu2+ đến khả hấp phụ VLHP thu đƣợc kết trình bày phụ lục Tính kết trung bình thí nghiệm, tính nồng độ Cu2+ (N) dung dịch sau hấp phụ theo công thức 1.10, từ tính độ hấp phụ a (mg/g) VLHP theo công thức 1.12 hiệu suất hấp phụ theo công thức 1.2, ta thu đƣợc kết trình bày bảng 3.8 ảng 3.8: Ảnh hƣởng nồng độ đầu đến hiệu suất hấp phụ Cu2+ VLHP Các thông số hấp phụ Nồng đầu Nồng độ cân Độ hấp phụ Hiệu suất hấp phụ Co (N) Ccb (N) a (mg/g) H% 0.005 2,38.10-4 7,62 95,20 0,010 6,00.10-4 15,04 94,00 0,015 11,85.10-4 22,10 92,10 0,020 1,82.10-3 29,09 90,90 0,025 3,50.10-3 34,40 86,00 Từ số liệu bảng 3.8 ta vẽ đƣợc đồ thị biểu diễn ảnh hƣởng nồng độ đầu ion Cu2+ đến khả hấp phụ ion Cu2+ VLHP đƣợc thể hình 3.5 96 94 H% 92 90 88 86 84 0,005 0,01 0,015 0,02 0,025 0,03 Nồng độ ban đầu Co (N) Hình 3.5: Đồ thị biểu diễn ảnh hƣởng nồng độ đầu ion Cu2+đến khả hấp phụ ion Cu2+ VLHP SVTH: Ngô Thị Quế Anh 35 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Th.S Nguyễn Mộng Hoàng Từ số liệu thực nghiệm cho thấy, tăng nồng độ đầu Cu2+ hiệu suất hấp phụ VLHP giảm dần Vì nồng độ ion Cu2+ ban đầu thấp, trung tâm hoạt động bề mặt VLHP chƣa đƣợc lắp đầy ion Cu2+, nên nồng độ ion Cu2+ tăng hiệu suất hấp phụ tăng Tuy nhiên, đến thời điểm đó, trung tâm hoạt động đƣợc lắp đầy, bề mặt VLHP dần đƣợc bão hòa ion Cu2+ khả hấp phụ VLHP với ion Cu2+ giảm nhanh [32] Khi nồng độ ion Cu2+ tăng cao tồn tƣơng tác đẩy ion Cu2+ hấp phụ bề mặt chất hấp phụ với ion Cu2+ dung dịch Đồng thời nồng độ ion Cu2+ tăng cân phản ứng hiđrat hóa chuyển dịch theo chiều thuận làm nồng độ H+ tăng cản trở hấp phụ ion Cu2+: Cu2  H O [CuOH]  H  3.4 Xác định độ hấp phụ cực đại số cân hấp phụ Từ kết thực nghiệm thu đƣợc sau khảo sát yếu tố ảnh hƣởng đến khả hấp phụ VLHP, tiến hành khảo sát cân hấp phụ theo mô hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir Sau tính kết trung bình thí nghiệm, tính nồng độ Cu2+ (N) dung dịch sau hấp phụ theo công thức 1.10, từ tính độ hấp phụ a (mg/g) VLHP theo công thức 1.12 hiệu suất hấp phụ theo công thức 1.2, đồng thời tính nồng độ Cu2+ (mg/l) dung dịch trƣớc sau hấp phụ theo công thức 1.11 Từ nồng độ nồng độ Cu2+ (mg/l) ta tính đƣợc Ccb/a (g/l) theo công thức: Ccb/ a  Ccb a thu đƣợc kết trình bày bảng 3.9 SVTH: Ngô Thị Quế Anh 36 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Th.S Nguyễn Mộng Hoàng ảng 3.9: Số liệu nghiên cứu cân hấp phụ theo mô hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir Nồng độ đầu Nồng độ cân Độ hấp phụ Co (mg/l) Ccb (mg/l) a (mg/g) 160,00 7,62 7,62 1,000 320,00 19,20 15,04 1,277 480,00 37,92 22,10 1,716 640,00 58,24 29,09 2,002 800,00 112,00 34,40 3,256 Ccb/a (g/l) Từ số liệu bảng 3.9 ta vẽ đƣợc đồ thị biểu diễn đƣờng đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir VLHP ion Cu2+ đƣợc thể hình 3.6 40 35 a (mg/g) 30 25 20 15 10 0 20 40 60 80 100 120 Nồng độ cân Ccb (mg/l) Hình 3.6: Đƣờng 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 3.6 nhận thấy độ hấp phụ a phụ thuộc vào nồng độ cân Ccb theo đƣờng cong đƣờng cong có dấu hiệu chuyển sang đƣờng thẳng, nghĩa phản ứng gần đạt cân Đƣờng đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir đƣợc đƣa dạng tuyến tính nhƣ hình 3.7 SVTH: Ngô Thị Quế Anh 37 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Th.S Nguyễn Mộng Hoàng 3,5 y = 0,0213x + 0,8507 R² = 0,9961 Ccb /a(g/L) 2,5 1,5 0,5 0 20 40 60 80 100 120 Nồng độ cân Ccb (mg/l) Hình 3.7: Đƣờng đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir dạng tuyến tính VLHP ion Cu2+ Từ đƣờng đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir dạng tuyến tính hình 3.7, ta xác định đƣợc nồng độ hấp phụ cực đại ion Cu2+ 46,95 mg/g số cân hấp phụ k = 0,025 Từ kết trên, đánh giá khả hấp phụ ion Cu2+ VLHP tốt, loại vật liệu tốt để xử lí môi trƣờng SVTH: Ngô Thị Quế Anh 38 Luận văn tốt nghiệp Chƣơng GVHD: Th.S Nguyễn Mộng Hoàng Chƣơng 4: KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 4.1 Kết luận Qua trình nghiên cứu kết thực nghiệm thu đƣợc, rút kết luận sau: Đã chế tạo thành công VLHP từ nguồn phế thải nông nghiệp vỏ lạc thông qua trình este hóa xitric Đã khảo sát đƣợc số yếu tố ảnh hƣởng đến hấp phụ VLHP ion Cu2+ theo phƣơng pháp hấp phụ tĩnh Các kết thu đƣợc: - Khả hấp phụ VLHP cao nhiều so với nguyên liệu vỏ lạc - Thời gian đạt cân hấp phụ VLHP 30 phút - Khoảng pH để hấp phụ ion Cu2+ VLHP xảy tốt pH = - Khi lƣợng VLHP tăng, độ hấp phụ cuả 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 đƣợc độ hấp phụ cực đại ion Cu2+ 46,95 mg/g số cân hấp phụ k = 0,025 4.2 Kiến nghị - Nghiên cứu sâu yếu tố ảnh hƣởng đến tính chất VLHP trình điều chế - Khảo sát đặc điểm bề mặt: cấu trúc phân tử, cấu trúc xốp nguyên liệu vỏ lạc VLHP phƣơng pháp phổ hấp phụ hồng ngoại IR kính hiển vi điện tử quét (SEM) - Mở rộng nghiên cứu khả hấp phụ VLHP ion kim loại nặng khác ứng dụng vào xử lí nƣớc thải quy mô phòng thí nghiệm - Nghiên cứu khả giải hấp VLHP khả tái sử dụng VLHP sau xử lý nƣớc thải SVTH: Ngô Thị Quế Anh 39 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Th.S Nguyễn Mộng Hoàng Chƣơng TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt (1) Lê Huy Bá (chủ biên) (2000), Độc học môi trường, Nhà xuất ĐH Quốc gia Tp Hồ Chí Minh (2) Lê Văn Cát (1999), Cơ sở hóa học kĩ thuật xử lí nước thải, Thanh niên, Hà Nội.Nhà xuất (3) Lê Văn Cát (2002), Hấp phụ trao đổi ion kĩ thuật xử lý nước, Nhà xuất Thống kê Hà Nội (4) Đặng Kim Chi (2005), Hóa học môi trường, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật (5) Nguyễn Tinh Dung (2002), Hóa học phân tích, phần III: Các phương pháp định lượng hoá học, Nhà xuất Giáo dục, Hà Nội (6) Nguyễn Thùy Dƣơng (2008), Nghiên cứu khả hấp phụ số ion kim loại nặng vật liệu hấp phụ chế tạo từ vỏ lạc thăm dò xử lí môi trường, Luận văn thạc sĩ Hóa học, Đại học Thái Nguyên (7) Dƣơng Thị Hạnh (2005), Nghiên cứu khả sử dụng vật liệu hấp phụ chế tạo từ tro bay để xử lý nguồn nước bị ô nhiễm kim loại nặng kẽm niken, Khóa luận tốt nghiệp Đại học, Đại học Quốc gia Hà Nội (8) Trần Tứ Hiếu (2004), Hóa học phân tích, Nhà xuất Đại học Quốc gia Hà Nội, Hà Nội (9) Nguyễn Đình Huề (1982), Giáo trình hóa lí, Nhà xuất Giáo dục, Hà Nội (10) Nguyễn Đình Huề ( 2000 ), Hóa lí II, Nhà xuất Giáo dục (11) Lò Văn Huynh (2002), Nghiên cứu sử dung than hoạt tính để loại bỏ số chất hữu môi trường nước, Luận án tiến sĩ Hóa học, Hà Nội (12) Luận văn “Nghiên cứu khả hấp phụ số ion kim loại vật liệu hấp phụ chế tạo từ bã mía thăm dò xử lí môi trường”, Đại học Thái Nguyên (13) Đoàn Thị Thanh Nhàn (1996), Giáo trình công nghiệp, Nhà xuất Nông nghiệp Hà Nội (14) Hoàng Nhâm (2003), Hóa vô cơ, Tập II, Tập III , Nhà xuất Giáo dục (15) Trần Văn Nhân, Nguyễn Thạc Sửu, Nguyễn Văn Tuế (1998), Hóa lí tập II, Nhà xuất Giáo dục, Hải Phòng SVTH: Ngô Thị Quế Anh 40 Luận văn tốt nghiệp (16) GVHD: Th.S Nguyễn Mộng Hoàng Trần Văn Nhân, Nguyễn Thạc Sửu, Nguyễn Văn Tuế (2004), Giáo trình Hóa lí tập II, Nhà xuất Giáo dục (17) S.S.VOIUTSKI (1973), Hóa học chất keo, tập I, Nhà xuất Đại học trung học chuyên nghiệp (18) Trịnh Thị Thanh (2001), Độc học, môi trường sức khoẻ người, Nhà xuất Đại học Quốc gia Hà Nội (19) Lê Hữu Thiềng, Nguyễn Thị Nhƣ Huỳnh (2010), Nghiên cứu khả hấp phụ số ion kim loại nặng môi trường nước than vỏ lạc thử nghiệm xử lí môi trường, Luận văn Thạc sĩ Hóa học, Đại học Thái Nguyên (20) Tiêu chuẩn Việt Nam 2005, Bộ Tài nguyên Môi trƣờng (21) Hồ Sĩ Tráng (2006), Cơ sở hóa học gỗ xenluloza, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật (22) Lâm Minh Triết, Diệp Ngọc Sƣơng (2000), Các phương pháp phân tích kim loại nước nước thải, Nhà xuất Khoa học kĩ thuật, Tp Hồ Chí Minh (23) Phạm Nguyệt Tú (2006), Nghiên cứu sử dụng vật liệu chế tạo từ lõi ngô để xử lý nguồn nước bị ô nhiễm dầu số kim loại nặng, Khóa luận tốt nghiệp Đại học, Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội (24) Nguyễn Đức Vận (2004), Hóa vô tập 2: Các kim loại điển hình , Nhà xuất Khoa học kĩ thuật, Hà Nội (25) XI Venexki (1970), Những câu chuyện kim loại, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Tài liệu tiếng Anh (26) David Harvey (2000), Modern Analytical Chemistry, McGraw -Hill, The United States of America (27) 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 (28) Jaakko Paasivirta (1991), Chemical E toxicalog , Lewis Publishers (29) 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 SVTH: Ngô Thị Quế Anh 41 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Th.S Nguyễn Mộng Hoàng aqueous single metal solution by chemically modified sugarcane bagasse, Bioresource Technology, 98, 1291-1297 (30) W.E.Masshall, L.H.Wartelle, D.E Borler, M.M.Johns, C.A Toles (1999), Enhanced metal adsorption by soybean hulls modified with xitric acid, Southern Regional Reseacrh Center, USA, Bioresource Technology, p 263 – 268 (31) W.E Marshall., L.H Wartelle., D.E Boler, M.M Johns., C.A Toles (1999), “Enhanced metal adsorption by soybean hulls modified with citric acid”, Bioresource Technology 69, pp 263-268 (32) 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, 5, 2, 161-168 (33) Karuppanna Periasamy and Chinnaiya Namasivayam (1994), “Process Development for Removal and Recovery of Cadmium of from Wasterwater by a Lowcost Absorbent: adsorption Rates and Equilibrium Studies”, Industrial and engineering Chemistry Research, 33, 317-320 (34) Trivette Vanghan., Chung W.Seo., Wayne E.Marshall (2001), “Removal of selected metal ions from aqueous solution using modified corncobs”, Bioresource Technology, pp.133-139 Trang web (35) http://doan.edu.vn/do-an/de-tai-tim-hieu-ve-protein-dau-phong-25308/ (36) http://www.gso.gov.vn (37) http://www.vietrade.gov.vn (38) http://pubs.sciepub.com/jephh/2/1/1/ SVTH: Ngô Thị Quế Anh 42 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Th.S Nguyễn Mộng Hoàng PHỤ LỤC Phụ lục 1: Kết khảo sát khả hấp phụ VLHP (đã đƣợc hoạt hóa với axit xitric có nồng độ khác nhau) sau thí nghiệm Nồng độ Thể tích EDTA chuẩn độ axit xitric 0,4 0,6 0,8 1,0 Ccb (N) Độ hấp Hiệu suất phụ a hấp phụ (mg/g) H% Lần Lần Lần M1 5,3 5,3 5,3 5,30 1,06.10-2 15,04 47,00 M2 5,3 5,3 5,3 5,30 1,06.10-2 15,04 47,00 M3 5,3 5,3 5,3 5,30 1,06.10-2 15,04 47,00 M1 1,3 1,3 1,3 1,30 2,60.10-3 27,84 87,00 M2 1,3 1,3 1,3 1,30 2,60.10-3 27,84 87,00 M3 1,3 1,3 1,3 1,30 2,60.10-3 27,84 87,00 M1 0,9 0,9 0,9 0,90 1,80.10-3 29,12 91,00 M2 0,9 1,0 0,9 0,93 1,86.10-3 29,02 90,70 M3 0,9 0,9 0,9 0,90 1,80.10-3 29,12 91,00 M1 0,9 0,9 0,9 0,90 1,80.10-3 29,12 91,00 M2 0,9 0,9 0,9 0,90 1,80.10-3 29,12 91,00 M3 0,9 0,9 0,9 0,90 1,80.10-3 29,12 91,00 M1 0,9 0,9 0,9 0,90 1,80.10-3 29,12 91,00 M2 0,9 0,9 0,9 0,90 1,80.10-3 29,12 91,00 M3 0,9 0,9 0,9 0,90 1,80.10-3 29,12 91,00 (M) 0,2 Vtb Nồng độ cân SVTH: Ngô Thị Quế Anh 43 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Th.S Nguyễn Mộng Hoàng Phụ lục 2: Kết khảo sát ảnh hƣởng thời gian đến khả hấp phụ VLHP sau thí nghiệm Thời gian (phút) 10 20 30 40 50 60 Thể tích EDTA chuẩn độ Vtb Nồng độ cân Ccb (N) Độ hấp Hiệu suất phụ a hấp phụ (mg/g) H% Lần Lần Lần M1 1,5 1,6 1,6 1,57 3,14.10-3 26,98 84,30 M2 1,5 1,5 1,5 1,50 3,00.10-3 27,20 85,00 M3 1,5 1,5 1,5 1,50 3,00.10-3 27,20 85,00 M1 1,0 1,1 1,0 1,03 2,06.10-3 28,70 89,70 M2 1,0 1,0 1,0 1,00 2,00.10-3 28,80 90,00 M3 1,0 1,0 1,0 1,00 2,00.10-3 28,80 90,00 M1 0,9 0,9 0,9 0,90 1,80.10-3 29,12 91,00 M2 0,9 1,0 0,9 0,93 1,86.10-3 29,02 90,70 M3 0,9 0,9 0,9 0,90 1,80.10-3 29,12 91,00 M1 0,9 0,9 0,9 0,90 1,80.10-3 29,12 91,00 M2 0,9 0,9 0,9 0,90 1,80.10-3 29,12 91,00 M3 0,9 0,9 0,9 0,90 1,80.10-3 29,12 91,00 M1 0,9 0,9 0,9 0,90 1,80.10-3 29,12 91,00 M2 0,9 0,9 0,9 0,90 1,80.10-3 29,12 91,00 M3 0,9 0,9 0,9 0,90 1,80.10-3 29,12 91,00 M1 0,9 0,9 1,0 0,93 1,86.10-3 29,02 90,70 M2 0,9 0,9 0,9 0,90 1,80.10-3 29,12 91,00 M3 0,9 0,9 0,9 0,90 1,80.10-3 29,12 91,00 M1 0,9 0,9 0,9 0,90 1,80.10-3 29,12 91,00 M2 0,9 0,9 0,9 0,90 1,80.10-3 29,12 91,00 M3 0,9 0,9 0,9 0,90 1,80.10-3 29,12 91,00 SVTH: Ngô Thị Quế Anh 44 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Th.S Nguyễn Mộng Hoàng Phụ lục 3: Kết khảo sát ảnh hƣởng pH đến khả hấp phụ VLHP sau thí nghiệm Thể tích EDTA chuẩn độ pH Vtb Nồng độ cân Ccb (N) Độ hấp Hiệu suất phụ a hấp phụ (mg/g) H% Lần Lần Lần M1 9,6 9,6 9,6 9,60 19,20.10-3 1,28 4,00 1,00 M2 9,6 9,6 9,6 9,60 19,20.10-3 1,28 4,00 M3 9,6 9,6 9,6 9,60 19,20.10-3 1,28 4,00 M1 7,0 7,0 7,0 7,00 14,00.10-3 9,60 30,00 2,01 M2 7,0 7,0 7,0 7,00 14,00.10-3 9,60 30,00 M3 7,0 7,0 7,0 7,00 14,00.10-3 9,60 30,00 M1 2,3 2,3 2,3 2,30 4,60.10-3 24,64 77,00 3,01 M2 2,4 2,3 2,3 2,33 4,66.10-3 24,54 76,70 M3 2,3 2,3 2,3 2,30 4,60.10-3 24,64 77,00 M1 1,1 1,1 1,1 1,10 2,20.10-3 28,48 89,00 4,00 M2 1,1 1,1 1,1 1,10 2,20.10-3 28,48 89,00 M3 1,1 1,1 1,1 1,10 2,20.10-3 28,48 89,00 M1 0,9 0,9 0,9 0,90 1,80.10-3 29,12 91,00 5,01 M2 0,9 0,9 0,9 0,90 1,80.10-3 29,12 91,00 M3 0,9 0,9 0,9 0,90 1,80.10-3 29,12 91,00 SVTH: Ngô Thị Quế Anh 45 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Th.S Nguyễn Mộng Hoàng Phụ lục 4: Kết khảo sát ảnh hƣởng lƣợng VLHP đến khả hấp phụ VLHP sau thí nghiệm Khối lƣợng VLHP (gam) 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 Thể tích EDTA chuẩn độ Lần Lần Vtb Lần Nồng độ Độ hấp Hiệu suất cân phụ a hấp phụ Ccb (N) (mg/g) H% M1 7,3 7,3 7,3 7,30 14,60.10-3 43,20 27,00 M2 7,3 7,3 7,3 7,30 14,60.10- 43,20 27,00 M3 7,3 7,3 7,3 7,30 14,60.10- 43,20 27,00 M1 5,2 5,2 5,2 5,20 10,40.10-3 38,40 48,00 M2 5,2 5,2 5,2 5,20 10,40.10-3 38,40 48,00 M3 5,2 5,2 5,2 5,20 10,40.10-3 38,40 48,00 M1 3,4 3,4 3,4 3,40 6,80.10-3 35,20 66,00 M2 3,4 3,4 3,4 3,40 6,80.10-3 35,20 66,00 M3 3,4 3,4 3,4 3,40 6,80.10-3 35,20 66,00 M1 2,0 2,0 2,0 2,00 4,00.10-3 32,00 80,00 M2 2,0 2,0 2,0 2,00 4,00.10-3 32,00 80,00 M3 2,0 2,0 2,0 2,00 4,00.10-3 32,00 80,00 M1 0,9 0,9 0,9 0,90 1,80.10-3 29,12 91,00 M2 0,9 0,9 0,9 0,90 1,80.10-3 29,12 91,00 M3 0,9 0,9 0,9 0,90 1,80.10-3 29,12 91,00 M1 0,8 0,8 0,8 0,80 1,60.10-3 24,53 92,00 M2 0,8 0,8 0,8 0,80 1,60.10-3 24,53 92,00 M3 0,8 0,8 0,8 0,80 1,60.10-3 24,53 92,00 M1 0,8 0,8 0,8 0,80 1,60.10-3 21,03 92,00 M2 0,8 0,8 0,8 0,80 1,60.10-3 21,03 92,00 M3 0,8 0,8 0,8 0,80 1,60.10-3 21,03 92,00 SVTH: Ngô Thị Quế Anh 46 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Th.S Nguyễn Mộng Hoàng Phụ lục 5: Kết khảo sát ảnh hƣởng nồng độ đầu ion Cu2+ đến khả hấp phụ VLHP sau thí nghiệm Nồng độ Thể tích EDTA chuẩn độ đầu Co (N) Nồng độ Vtb cân Ccb (N) Lần Lần Lần Độ hấp phụ Hiệu suất a (mg/g) hấp phụ H% M1 0,4 0,4 0,5 0,43 2,15.10-4 7,66 95,70 0,005 M2 0,5 0,5 0,5 0,50 2,50.10-4 7,60 95,00 M3 0,5 0,5 0,5 0,50 2,50.10-4 7,60 95,00 M1 0,6 0,6 0,6 0,60 6,00.10-4 15,04 94,00 0,010 M2 0,6 0,6 0,6 0,60 6,00.10-4 15,04 94,00 M3 0,6 0,6 0,6 0,60 6,00.10-4 15,04 94,00 M1 0,8 0,7 0,8 0,77 11,55.10-4 22,15 92,30 0,015 M2 0,8 0,8 0,8 0,80 12,00.10-4 22,08 92,00 M3 0,8 0,8 0,8 0,80 12,00.10-4 22,08 92,00 M1 0,9 1.0 0,9 0,93 1,86.10-3 29,02 90,70 0,020 M2 0,9 0,9 0,9 0,90 1,80.10-3 29,12 91,00 M3 0,9 0,9 0,9 0,90 1,80.10-3 29,12 91,00 M1 1,4 1,4 1,4 1,40 3,50.10-3 34,40 86,00 0,025 M2 1,4 1,4 1,4 1,40 3,50.10-3 34,40 86,00 M3 1,4 1,4 1,4 1,40 3,50.10-3 34,40 86,00 SVTH: Ngô Thị Quế Anh 47 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Th.S Nguyễn Mộng Hoàng Phụ lục 6: Chuẩn bị hóa chất - Dung dịch NaOH 0,1 M: Pha từ dung dich chuẩn - Dung dịch H2SO4 0,1 M: Pha từ dung dịch chuẩn - Dung dịch axit xitric (C6H8O7.H2O) 0,6 M: Cân 63,042 gam tinh thể axit xitric, hòa tan nƣớc cất, cho vào bình định mức 500 ml, thêm nƣớc cất đến vạch - Dung dịch CuSO4.5H2O 0,02 N: Cân 1,2485 gam CuSO4.5H2O, hòa tan nƣớc cất, cho vào bình định mức 500 ml, thêm nƣớc cất đến vạch - Dung dịch EDTA (C10H14N2O8Na2.2H2O) 0,02 N: Hòa tan 1,8612g EDTA nƣớc cất, cho vào bình định mức 500ml, thêm nƣớc cất đến vạch Bảo quản bình thủy tinh màu nâu - Dung dịch NH4Cl M: Cân 13,3725 gam tinh thể NH4Cl, hòa tan nƣớc cất, cho vào bình định mức 500 ml, thêm nƣớc cất đến vạch - Murexit: Trộn gam murexit với 99 gam NaCl khan SVTH: Ngô Thị Quế Anh 48 [...]... chế tạo vật liệu hấp phụ ion kim loại năng trong môi trƣờng nƣớc [21] Xuất phát từ những lí do trên, chúng tôi chọn đề tài: Khảo sát khả năng hấp phụ ion Cu2+ trên vật liệu hấp phụ chế tạo từ vỏ lạc 2 MỤC ĐÍCH ĐỀ TÀI Chế tạo vật liệu hấp phụ, khảo sát khả năng hấp phụ ion Cu2+ của vật liệu hấp phụ Từ đó, khảo sát các yếu tố ảnh hƣởng đến khả năng hấp phụ của vật liệu hấp phụ nhằm đƣa ra các điều... tốt nhất để giúp cho quá trình hấp phụ ion kim loại của vật liệu hấp phụ đạt hiệu quả cao SVTH: Ngô Thị Quế Anh 1 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Th.S Nguyễn Mộng Hoàng 3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Chế tạo vật liệu hấp phụ từ vỏ lạc Khảo sát khả năng hấp phụ của vật liệu hấp phụ bằng phƣơng pháp phân tích thể tích Khảo sát các yếu tố ảnh hƣởng đến khả năng hấp phụ của vật liệu hấp phụ SVTH: Ngô Thị Quế Anh 2 Luận... giữa hấp phụ vật lý và hấp phụ hóa học 6 Bảng 1.2 Một số đƣờng đẳng nhiệt hấp phụ thƣờng gặp 11 Bảng 1.3: Diện tích và sản lƣợng lạc của Viêt Nam từ 2008 – 2014 [36, 37] 14 Bảng 3.1: Kết quả khảo sát khả năng hấp phụ của các VLHP 27 Bảng 3.2: Kết quả khảo sát khả năng hấp phụ của nguyên liệu vỏ lạc 28 Bảng 3.3: Kết quả khảo sát khả năng hấp phụ của VLHP 29 Bảng 3.4: So sánh độ hấp. .. hấp phụ và chất bị hấp phụ, ngƣời ta phân biệt hấp phụ vật lý và hấp phụ hóa học SVTH: Ngô Thị Quế Anh 5 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Th.S Nguyễn Mộng Hoàng 1.3.2 Các loại hấp phụ [3, 9, 15] Ngƣời ta chia thành hai loại hấp phụ: Hấp phụ vật lý và hấp phụ hóa học Sự khác biệt giữa hấp phụ vật lý và hấp phụ hóa học đƣợc cho trong bảng 1.1 ảng 1.1: So sánh giữa hấp phụ vật lý và hấp phụ hóa học Hấp phụ vật. .. trung bình - Tính nồng độ Cu2+ trong dung dịch sau hấp phụ theo công thức 1.10, từ đó tính độ hấp phụ của VLHP theo công thức 1.1 và hiệu suất hấp phụ theo công thức 1.2 Mỗi thí nghiệm đƣợc lặp lại 3 lần lấy kết quả trung bình 2.4 Khảo sát khả năng hấp phụ của VLHP và nguyên liệu vỏ lạc 2.4.1 Khảo sát khả năng hấp phụ của nguyên liệu vỏ lạc - Cân chính xác 1 gam vỏ lạc nguyên liệu cho vào cốc 100 ml,... phụ, hiệu suất hấp phụ của nguyên liệu vỏ lạc và VLHP 29 Bảng 3.5: Ảnh hƣởng của thời gian đến khả năng hấp phụ ion Cu2+ của VLHP 30 Bảng 3.6: Ảnh hƣởng của pH đến khả năng hấp phụ ion Cu2+ của VLHP 32 Bảng 3.7: Ảnh hƣởng của lƣợng VLHP đến khả năng hấp phụ ion Cu2+ của VLHP 34 Bảng 3.8: Ảnh hƣởng của nồng độ đầu đến hiệu suất hấp phụ Cu2+ của VLHP 35 Bảng 3.9: Số liệu nghiên cứu cân bằng hấp phụ. .. Hoàng 1.3.3.2 Sự hấp phụ các chất điện ly Bản chất của chất hấp phụ có ý nghĩa quyết định trong sự hấp phụ các ion Các ion của chất điện ly chỉ bị hấp phụ trên các bề mặt cấu tạo từ những phân tử phân cực hay ion Vì vậy, sự hấp phụ ion còn gọi là sự hấp phụ phân cực Trên bề mặt của chất hấp phụ có một điện tích xác định và nó chỉ có thể hấp phụ các ion tích điện trái dấu với nó Các ion có điện tích... thƣớc ion kim loại có thể tạo phức, sự hấp phụ và tích tụ trên bề mặt chất hấp phụ, điều này ảnh hƣởng đến cả dung lƣợng và cơ chế hấp phụ [2, 3] 1.3.5 Cân bằng hấp phụ - các phƣơng trình đẳng nhiệt hấp phụ Quá trình hấp phụ là một quá trình thuận nghịch Các phần tử chất bị hấp phụ khi đã hấp phụ trên bề mặt chất hấp phụ vẫn có thể di chuyển ngƣợc lại pha mang Theo thời gian, lƣợng chất bị hấp phụ tích... (adsorption): là sự tích lũy các chất khí hay chất tan trên bề mặt phân chia pha thƣờng là chất rắn hay chất lỏng Chất hấp phụ (adsorbent) là chất mà trên bề mặt của nó xảy ra sự hấp phụ Chất bị hấp phụ (adsorbate) là chất có khả năng tích lũy trên bề mặt chất hấp phụ Sự giải hấp (desorption): là quá trình ngƣợc lại với sự hấp phụ tức là chất bị hấp phụ đi ra khỏi bề mặt chất hấp phụ Độ hấp phụ (lƣợng... mặt càng lớn thì khả năng bị hấp phụ lên bề mặt rắn càng kém và khả năng bị hấp phụ của chất tan trên bề mặt rắn càng cao Vì vậy, sự hấp phụ chất tan trong dung dịch nƣớc thƣờng tốt hơn sự hấp phụ chất tan trong dung môi hƣu cơ  Ảnh hưởng của tính chất chất hấp phụ Bản chất và độ xốp của chất hấp phụ cũng ảnh hƣởng rất lớn đến sự hấp phụ trong dung dịch Các chất hấp phụ phân cực hấp phụ tốt chất phân ... cứu chế tạo vật liệu hấp phụ ion kim loại môi trƣờng nƣớc [21] Xuất phát từ lí trên, chọn đề tài: Khảo sát khả hấp phụ ion Cu2+ vật liệu hấp phụ chế tạo từ vỏ lạc MỤC ĐÍCH ĐỀ TÀI Chế tạo vật liệu. .. liệu hấp phụ, khảo sát khả hấp phụ ion Cu2+ vật liệu hấp phụ Từ đó, khảo sát yếu tố ảnh hƣởng đến khả hấp phụ vật liệu hấp phụ nhằm đƣa điều kiện tốt để giúp cho trình hấp phụ ion kim loại vật liệu. .. biến tính vỏ lạc 26 3.2 Kết khảo sát khả hấp phụ VLHP nguyên liệu vỏ lạc 28 3.2.1 Kết khảo sát khả hấp phụ nguyên liệu vỏ lạc 28 3.2.2 Kết khảo sát khả hấp phụ VLHP .28 3.3 Kết khảo sát yếu