NGHIÊN CỨU BIẾN TÍNH PHỤ PHẨM TỪ CÂY ĐAY LÀM VẬT LIỆU SỬ LÍ MỘT SỐ KIM LOẠI NẶNG TRONG NƯỚC

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI ẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - PHẠM THỊ DINH NGHIÊN CỨU BIẾN TÍNH PHỤ PHẨM TỪ CÂY AY LÀM VẬT LIỆU XỬ LÝ MỘT SỐ KIM LOẠI NẶ LUẬN VĂ HẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – 2015 O ỚC ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI ẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Phạm Thị Dinh NGHIÊN CỨU BIẾN TÍNH PHỤ PHẨM TỪ CÂY AY LÀM VẬT LIỆU XỬ LÝ MỘT SỐ KIM LOẠI NẶ O : Kỹ thuật môi trường : 60520320 LUẬN VĂN THẠ SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS ĐỖ QUANG HUY HÀ NỘI – 2015 ỚC L I CẢM Ơ Lời đầu tiên, với lòng biết ơn kính trọng sâu sắc, xin chân thành cảm ơn PGS.TS Đỗ Quang Huy, Bộ môn Công nghệ Môi trường, Khoa Môi trường, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên giao đề tài trực tiếp hướng dẫn, tận tình giúp đỡ suốt trình thực luận văn Cảm ơn thầy tâm huyết dẫn góp ý để hoàn thành luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn thầy cô thuộc Bộ môn Công nghệ môi trường, Bộ môn Thổ nhưỡng môi trường đất, Khoa Môi trường, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội tạo điều kiện thuận lợi để học tập làm việc suốt thời gian nghiên cứu Tôi xin cảm ơn tới ThS Bùi Trung Thành, Trung tâm Nghiên cứu công nghệ xử lý môi trường, Bộ Quốc phòng cộng tác trình thực đề tài Tôi xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè quan tâm động viên đóng góp ý kiến giúp đỡ suốt trình hoàn thiện luận văn Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, tháng năm 2015 Học viên Phạm Thị Dinh i MỤC LỤC LỜI CẢ ƠN i DANH MỤC BẢNG iv DANH MỤC HÌNH ẢNH iv DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT vii MỞ ĐẦU .1 Chương – TỔNG QUAN .3 1.1 Xử lý kim loại nặ tro ước vật liệu có nguồn gốc thực vật .3 1.1.1 Hiện trạng ô nhiễm kim loại nặng nước 1.1.2 Xử lý kim loại nặng nước sinh khối thực vật 1.2 Đặc điểm sinh học câ đa 22 1.3 Tình hình sản xuất đa tr 1.4 Các ả ưở 1.5 Tiềm ă to t ế giới 23 môi trường câ đa v sản phẩm từ đa 25 sử dụng phụ phẩm câ đa l m vật liệu xử lý ô nhiễm môi trường 27 Chương - ỐI Ợ VÀ PH Ơ PHÁP HIÊ CỨU 30 2.1 Đối tượng nghiên cứu .30 2.2 P ươ p áp i cứu 30 2.2.1 Phương pháp biến tính vật liệu .30 2.2.2 Xác định đặc tính vật liệu .34 2.2.3 Khảo sát khả hấp phụ ion kim loại nặng vật liệu biến tính 36 Chương - KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 37 3.1 Đặc tí bột t â đa .37 ii 3.1.1 Đặc điểm hình thái bề mặt bột thân đay 37 3.1.2 Đặc điểm cấu trúc bột thân đay .38 3.1.3 Đặc điểm liên kết, nhóm chức 39 3.2 Quy trình biến tính tạo vật liệu amidoxime hóa từ bột t â đa .40 3.2.1 Xử lý dung dịch NaOH 40 3.2.2 Đồng trùng hợp ghép acrylonitrile lên bột thân đay hệ khơi mào natri bisunphit/amoni pesunphat (SB/APS) 45 3.2.3 Phản ứng amidoxime hoá 52 3.3 Đặc tính vật liệ đ biến tính .56 3.4 Khả ă xử lý kim loại nặng (Cu2+, Zn2+, Ni2+) vật liệ đ biến tính .60 3.4.1 Xác định giá trị pH xử lý 60 3.4.2 Xác định hệ số hấp phụ vật liệu biến tính với ion KLN 60 3.4.3 Xác định thời gian lưu tối ưu cho trình xử lý ion KLN (Zn2+, Ni2+, Cu2+) vật liệu biến tính .65 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO 69 PHỤ LỤC 76 iii DA H MỤC BẢ Bảng Nồ độ kim loại nặ tro ước thải số sở sản xuất .4 Bảng Diệ tíc , ă s ất sả lượ đa tơ tỉnh Long An .24 Bảng Diệ tíc , ă s ất sả lượ đa câ tỉnh Long An .25 Bảng Thành phầ di Bảng Ả dưỡng có phận câ đa 26 ưởng điều kiện phản ứ đến khả ă ép AN l bột thân đa 33 Bả P ươ p áp xác định số tính chất vật lý, hóa học vật liệu 35 Bảng Kết xác đị d lượng hấp phụ vật liệu .61 Bảng Các hệ số hấp phụ đẳng nhiệt vật liệu với Zn2+, Ni2+ Cu2+ 63 DA H MỤC HÌ H Ả H Hì c ế phá hủy enzym kim loại nặng .3 Hình Cấu trúc vách tế bào mặt cắt ngang vi sợi Hình Cấu trúc phân tử cellulose .7 Hình Cấu trúc phân cấp cellulose .7 Hình Vùng tinh thể v vù vô định hình cellulose Hình Cấu trúc hóa học hợp chất hemicellulose Hình Cấu trúc hóa học lignin 10 Hình Phản ứng este hóa cellulose axit xitric 17 Hì Sơ đồ p ươ p áp biến tính polyme 18 Hình 10 Các nhóm chức ghép nối vào cellulose tạo vật liệu có nhiề đặc tính tốt .21 Hì 11 â đa (Hibisc s a abi s) 23 iv Hình 12 Tỷ trọng sản xuất đa tr t ế giới 24 Hình 13 Vị trí đỉnh nhiễu xạ đặc trư cellulose I (a) cellulose II (b) phổ nhiễu xạ tia X 31 Hình 14 Ảnh SEM bề mặt bột t â đa 37 Hình 15 Phổ nhiễu xạ tia X bột t â đa 38 Hình 16 Phổ hấp thụ hồng ngoại bột t â đa 39 Hình 17 Ả ưởng nồ độ NaOH đến khối lượng lại v m lượng cellulose bột t â đa .40 Hình 18 Phổ nhiễu xạ tia X bột t â đa ba đầu xử lý nồ độ dung dịch NaOH khác 41 Hình 19 Sự biế đổi số tinh thể cellulose bột t â đa k i xử lý với dung dịch NaOH nồ độ khác .42 Hình 20 Phổ hấp thụ hồng ngoại bột t â đa ba đầu xử lý nồ độ NaOH khác 43 Hình 21 Ả ưởng tỷ lệ SB/APS đến khả ă ép AN l bột t â đa 46 Hình 22 Ả ưởng tổng nồ độ hệ k m o đến khả ă ép AN lên bột t â đa 48 Hình 23 Ả ưởng tỷ lệ khối lượ AN/đa đến khả ă ép AN lên bột t â đa 49 Hình 24 Ả ưởng thời gian phản ứ đến khả ă ép AN l bột thân đa 50 Hình 25 Ả ưởng nhiệt độ đến khả ă ép AN l bột t â đa 51 Hình 26 Ả ưởng nồ Hình 27 Ả ưởng nhiệt độ phản ứng .53 Hình 28 Ả ưởng thời gian phản ứng 54 độ NH2OH.HCl .52 v Hình 29 Quy trình biến tính tạo vật liệu amidoxime hóa từ bột t â đa .55 Hì 30 Đặc điểm hình thái bề mặt bột t â đa ba đầ (a), đa xử lý NaOH 15% (b), đa đ ép AN (c) v vật liệ đ biến tính (d) 56 Hình 31 Phổ hấp thụ hồng ngoại bột t â đa ba đầu (a), sau xử lý NaOH 15% (b) ghép AN (c) .57 Hình 32 Phổ hấp thụ hồng ngoại vật liệu 58 Hình 33 Thế zeta bột t â đa ba đầu, sau xử lý NaOH 15% vật liệu .59 Hì 34 Điện tích âm bề mặt vật liệ đ biến tính pH khác 60 Hì 35 P ươ trì ấp phụ đẳng nhiệt Freundlich (a) Langmuir (b) vật liệu với Zn2+, Ni2+ Cu2+ 62 Hình 36 Phản ứng tạo phức vật liệu amidoxime hóa ion Cu2+ 64 Hình 37 Các phản ứng tạo thành vật liệu amidoxime hóa phản ứng tạo phức vật liệu với ion KLN 64 Hình 38 Phức chất hai nhóm chức amidoxime ion KLN 65 Hình 39 Hiệu suất xử lý kim loại (Zn2+, Ni2+, Cu2+) theo thời gian vật liệu .66 vi DA H MỤC CHỮ VIẾ AAS : P ươ AN : Acrylonitrile FTIR : P ươ KLN : Kim loại nặng PAN : Polyacrylonitrile R/L : Tỷ lệ rắn/lỏng SEM : Kính hiể vi điện tử quét TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam v/p : Vòng/phút X-ray : P ươ Ắ p áp p â tích phổ hấp thụ nguyên tử p áp p â tíc p ổ hấp thụ hồng ngoại p áp iễu xạ tia X vii MỞ ẦU Quá trình công nghiệp óa tă a đ trở thành nhân tố tích cực phát triển kinh tế xã hội đất ước Tuy nhiên, bên cạnh lợi ích mà mang lại, ia tă có độc tí oạt động công nghiệp sản sinh nhiều chất thải cao, tác động tiêu cực đến sức khỏe co ười hệ sinh thái Kim loại nặng (KLN) hợp chất c ú chất độc tồn lâ d i tro môi trường có khả ă biết đế tíc lũ tro t ể sinh vật Ở dạng vết, chúng nguyên tố vi lượng cần thiết c o t ể ười Tuy nhiên, nồ lâ d i đế co độ cao, ion KLN lại có tí ười hệ sinh thái Nhữ độc, gây rủi ro tác động cấp tính KLN t ường biểu nhanh tiếp xúc v t ường gây tổ t ươ đến hệ hô hấp, tim đập nhanh, suy thận chí gây tử vong Khi nhiễm v o thể, KLN tích tụ mô gây biế đổi Có nhiề p ươ p áp xử lý ước thải chứa KLN p ươ hóa học, trao đổi io , điện hóa, hấp phụ sinh học,… ác p ươ p áp kết tủa p áp có ược điểm phạm vi ứng dụng khác Tuy nhiên, công nghệ yêu cầu phải bổ sung hóa chất nên gây ô nhiễm thứ cấp giá thành cao Vì vậy, việc làm cấp thiết l tìm p ươ p áp xử lý hiệu kinh tế để xử lý KLN tro ước ướng nghiên cứu nhằm tạo p ươ p áp xử Việc nghiên cứu sử dụng vật liệu tự quan tâm giới Đâ l lý i iản, thân thiện với môi trường bổ sung hóa chất giá thành phù hợp Việt Nam ước có tỷ trọng sản xuất nông nghiệp cao, lượng phế phẩm dư thừa trình chế biến sản phẩm nông nghiệp lớn Các phế phẩm t ường bị bỏ lại, c í l đốt ruộng gây hậu nghiêm trọ môi trường ả ưở đến đến vấ đề nhân sinh xã hội khác Ở Việt Nam, nhiều nghiên cứu tái chế phụ phẩm nông nghiệp, tro có p ụ phẩm từ câ đa để tạo vật liệu xử lý KLN tro ước Để 17 Das J., Mohanty A K., Singh B (1989), “Fe to ’s Rea e t Initiated Graft Copolymeization of Methyl Methacrylate o to J te Fibers”, Textile Research Journal, pp 525-529 18 David William O’ o ell, oli Birki s aw, T omas Fra cis O’Dw er (2008); “Heav metal adsorbe ts prepared from t e modificatio of cell lose: A review”, Bioresource Technology, 99, pp 6709–6724 19 D iraj S d, Garima a aja , P Ka r (2008), “A ric lt ral waste material as potential adsorbent for sequesteing heavy metal ions from aqueous solutions – A review”, Bioresource Technology, 99, pp 6017-6027 20 Eddy M.F.M Yusslee, Lutfor M.R., Dahon N.H., Arshad Sazmal E (2015), “Synthesis Of Chemically Modified Silica Gel With Amidoxime And Its Adsorption Performance For The Removal Of Copper(II) And Lead(II) From Aqueous Phase”, Journal of Applied Science and Agriculture, 10(5), pp 24-32 21 Gopal Pa da, S jo K Das, Ar K G a (2009), “J te stick powder as a potential biomass for the removal of congo red and rhodamine B from their aq eo s sol tio ”, Journal of Hazardous Materials, 164, pp 374–379 22 Hany El-Hamshary, Mohamed H El-Newehy, Salem S Al-Deyab (2011), “Oxidatio of P e ol b H dro e Peroxide atal zed b etal-Containing Poly(amidoxime) Grafted Starc ”, Molecules, 16, pp 9900-9911 23 Harmse P.F.H (2010), “Literat re Review of P sical a d Pretreatme t Processes for Li emical ocell losic Biomass”, Energy research Centre of the Netherlands, ECN-E 10-013 71 24 Joana M Dias, Maria C.M Alvim-Ferraz, Manuel F Almeida, José RiveraUtrilla, Manuel Sánchez-Polo (2007), “Waste materials for activated carbo preparation and its use in aqueous-p ase treatme t: A review”, Journal of Environmental Management, 85, pp 833-846 25 Isabel Villaescusa, Núria Fiol, María Martínez, Núria Miralles, Jordi Poch, Joan Serarols (2004), “Removal of copper a d ickel io s from aq eo s sol tio s b rape stalks wastes”, Water Research, 38, pp 992-1002 26 Israt Jahan M., Abdul Motin M., Moniuzzaman M., Asadullah M (2008), “Arsenic removal from water using activates carbon obtained from chemical activatio of j te stick”, Indian Journal of Chemical Technology, 15, pp 413-416 27 Joana M Dias, Maria C.M Alvim-Ferraz, Manuel F Almeida, Jose´ RiveraUtrilla, Manuel Sa´nchez-Polo (2007), “Waste materials for activated carbon preparation and its use in aqueous-p ase treatme t: A review”, Journal of Environmental Management, 85, pp 833–846 28 Kalia S., Sabaa M.W (2013), “Polysaccharide Based Graft Copolymes”, Verlag Berlin Heidelberg 29 Kamarul Izhan Bin Soh (2010), “Graft copol merizatio met acr late o to rice of met l sk”, Bachelor of Chemical Engineering thesis, Universiti Malaysia Pahang 30 K llar R., Vars e V K., Nait a i S., So i P L (2008), “Grafti of Acrylonitrile onto cellulosic material derived from bamboo (Dendrocalamus strict s)”, Express Polymer Letters, 2(1), pp 12–18 31 Lee H V., Hamid S B A., Zai S K (2014), “ o versio of Li Biomass to Na ocell lose: Str ct re a d World Journal, pp 1-20 72 ocell losic emical Process”, The Scientiic 32 Leonard Y Mwaikambo, Martin P Ansell (2002), “ emical odificatio of Hemp, Sisal , J te , a d Kapok Fibers b Alkalizatio ”, Journal of Applied Polyme Science, 84, pp 2222–2234 33 Li arlsso (2014), “S rface modification of cellulose by covalent grafting a d p sical”, Doctoral Thesis , KTH Chemical Science and Engineering 34 Luiz Pereira Ramos (2003), “T e c emistr i volved i t e steam treatme t of li ocell losic materials”, Quim Nova, Vol.26, No.6, 863-871 35 María Martisnez, Núiria Miralles, Soraya Hidalgo, Núria Fiol, Isabel Villaesc sa, Jordi Poc (2006), “Removal of lead(II) a d cadmi m(II) from aq eo s sol tio s si rape stalk waste”, Journal of Hazardous Materials, Vol.133, pp 203-211 36 Mehmet Emin Argun, Şükrü Dursun (2006), “Removal of eav metal io s si c emicall modified adsorbe ts”, J Int Environmental Application & Science, Vol 1(1-2), pp 27-40 37 Mohammad Asadullah, Mohammad Asaduzzaman, Mohammad Shajahan Kabir, “ Mohammad Golam Mostofa, Tomohisa Miyazawa (2010), emical a d str ct ral eval atio of activated carbo prepared from j te sticks for Brillia t Gree d e removal from aq eo s sol tio ”, Journal of Hazardous Materials ,174, pp 437–443 38 Nursel Pekel, N retti Şa i er, Ol Güve (2000), “Developme t of ew chelating hydrogels based on N-vinyl imidazole and acrylonitrile”, Radiation Physics and Chemistry, 59, pp 485-491 39 Paavo Mansikkamӓki, a La ti e , Kari Rissa e (2007), “T e co versio from cellulose I to cellulose II in NaOH mercerization performed in alcohol–water systems: An X-ra powder diffractio st d ”, Carbohydrate Polymes, 68, pp 35–43 73 40 Pengju Lv, Yuezhen Bin, Yongqiang Li, Ru Chen, Xuan Wang, Baoyan Zhao (2009), “St dies o raft copol meizatio of c itosa wit Acrylonitrile by t e redox s stem”, Polyme, 50, pp 5675–5680 41 P šić T., Gra carić A , Soljačić I., Ribitsch V (1999), “T e effect of mercerisatio o t e electroki etic pote tial of cotto ”, JSDC, 115, pp 121124 42 Rao Lei, Xu Jie, Xu Jun, Zhan Ruiyun (1994), “Structure and Properties of Polyvinyl Alcohol Amidoxime Chelate Fiber”, Journal of Applied Polymer Science, 53, pp 325-329 43 Román-Aguirr M., Márquez-Lucero A., Zaragoza-Contreras E.A (2004), “El cidati t e raft copol meizatio of met l met acrylate onto wood- fiber”, Carbohydrate Polymes, 55, pp 201–210 44 Sanna Hokkanen (2014), “ odified a o a d microcell lose based adsorptio materials i water treatme t”, Thesis of Doctor of Science, Lappeenranta University of Technology 45 Segal L., Creely J J., arti A E., Jr., o rad (1959), “A Empirical Method for Estimating the Degree of Crystallinity of Native Cellulose Using the X-Ra Diffractometer”, Textile Research Journal, pp 786-793 46 So vik Ba erjee, Dastidar G (2005), “Use of j te processing wastes for treatme t of wastewater co tami ated wit d e a d ot er or a ics”, Bioresource Technology, 96 (2005) 1919–1928 47 Wa N a W.S., Ha afia A.K (2008), “Removal of eav metal io s from wastewater by chemically modified plant wastes as adsorbents: A review”, Bioresource Technology, 99.3935–3948 48 Yanping Liu, Hong Hu (2008), “X-ray Diffraction Study of Bamboo Fibers Treated wit NaOH”, Fibers and Polymes, 9(6), pp 735-739 74 49 Yi Wa (2008), “ ell lose fiber dissol tio i sodi m droxide solution at low temperat re: Dissol tio ki etics a d sol bilit improveme t”, Doctor of Philosophy thesis, Georgia Institute of Technology 50 Yiying Yue B.S., “A comparative st d of cell lose I a d cell lose II fibers a d a ocr stals”, Master of Science thesis, School of Renewable Natural Resources, College of Agriculture, Louisiana State University and Agricultural & Mechanical College 51 Yu Jia , Hao Pa , Bi Liao (2009), “Removal of copper(II) ions from aq eo s sol tio b modified ba asse”, Journal of Hazardous Materials, 164, pp 1–9 52 Yuh-S a Ho (2003), “Removal of copper io s from aq eo s sol tio b tree fer ”, Water Research, 37, pp 2323-2330 75 PHỤ LỤC Phụ lục 1: Phổ nhiễu xạ tia X bột t â đa ba đầu xử lý với dung dịch NaOH nồ độ khác Hình Phổ nhiễu xạ tia X bột t â đa Hình Phổ nhiễu xạ tia X bột thâ đa xử lý với dung dịch NaOH 5% 76 Hình Phổ nhiễu xạ tia X bột t â đa xử lý với dung dịch NaOH 10% Hình Phổ nhiễu xạ tia X bột t â đa xử lý với dung dịch NaOH 15% 77 Hình Phổ nhiễu xạ tia X bột t â đa xử lý với dung dịch NaOH 20% Hình Phổ nhiễu xạ tia X bột t â đa xử lý với dung dịch NaOH 25% 78 Phụ lục 2: Một số hình ảnh minh họa Hình T â câ đa Hình Vật liệu 79 Phụ lục 3: Các bảng số liệu kết thực nghiệm Bảng Số liệu ả ưởng nồ độ dung dịc NaOH đến khối lượ đa cò lại v 0,700 70,0 63,5 0,9725 1,5632 59,07 62,46 1,412 0,635 0,612 61,2 1,0496 1,6354 58,58 45,45 0,790 1,391 0,601 60,1 1,0285 1,6271 59,86 56,09 0,769 1,355 0,586 58.6 0,9682 1,5638 59,56 55,81 Khối lượng K ối lượ đay iấ lọc (g) (g) K ối lượ iấ lọc v đa cò lại sa xử lý (g) 0,795 10 0,790 1,495 1,425 0,800 20 25 15 K ối lượ đa cò lại (g) Tỷ lệ đa cò lại (%) - xe l lozơ số tinh thể hí nghiệm xác định hàm lượng xenlulozơ K ối K ối Hàm lượ iấ lượ lượ lọc v iấ lọc xenlulozơ xe l lozơ (g) (%) (g) 1,4862 48,24 1,0038 1,7027 59,96 1,1031 hí nghiệm xử lý dung dịch NaOH ồng độ NaOH (%) m lượ 80 CrI (%) 55,76 72,48 Bảng Số liệu ả ồng độ APS (mol/L) ồng độ SB (mol/L) Khối lượng bột thân đay (g) Khối lượng giấy lọc (g) 1,3275 1,3247 0,989 1,2690 1,2447 0,20 0,15 0,10 0,05 0,00 0,2 ưởng tỷ lệ SB/APS đến tỷ lệ ghép hiệu suất ghép Bảng Số liệu ả ưởng nồ ồng độ APS (mol/L) ồng độ SB (mol/L) 0,0200 0,015 0,0375 0,050 Khối lượng [I] bột thân (mol/L) đay (g) 0,0350 0,0875 0,0750 0,100 0,1750 0,1500 0,200 0,3500 0,2250 0,300 0,3000 0,400 Khối lượng giấy lọc (g) Khối lượng sau giấy lọc sản phẩm ghép (g) Khối lượng sản phẩm ghép (g) 2,3416 2,456 2,0273 2,2945 2,2698 0,0141 0,1313 0,0383 0,0255 0,0251 ỷ lệ ghép G (%) Hiệu suất ghép E (%) 1,41 13,13 3,83 2,55 2,51 0,35 3,24 0,95 0,63 0,62 độ hệ k m o đến tỷ lệ ghép hiệu suất ghép Khối lượng sau giấy lọc sản phẩm ghép (g) Khối lượng sản phẩm ghép (g) ỷ lệ ghép G (%) 2,16 6,94 0,53 Hiệu suất ghép E (%) 1,1440 1,0316 2,1656 2,1010 0,0216 0,0694 1,1030 2,2087 0,1057 10,57 2,61 1,3247 2,4560 0,1313 13,13 3,24 0,52500 1,6580 2,7124 0,0544 5,44 1,34 0,7000 1,6526 2,6766 0,0240 2,40 0,59 81 1,71 Bảng Số liệu ả Khối lượng AN (g) 1,62 3,24 4,05 4,86 6,48 8,10 Khối lượng đay (g) Khối lượng giấy lọc (g) 0,9995 1,0310 1,3247 1,0514 1,0386 1,0452 Bảng Số liệu ả hời gian (giờ) 2,0 2,5 3,0 3,5 Khối lượng đay (g) ưởng tỷ lệ AN/đa đến hiệu suất ghép tỷ lệ ghép Khối lượng giấy lọc sản phẩm ghép (g) 2,0354 2,1488 2,4560 2,9377 2,129 2,067 ưởng thời gian phản ứ Khối lượng giấy lọc (g) 1,0514 1,0740 0,9785 1,0190 ỷ lệ ghép G (%) 3,59 11,78 13,13 88,63 9,04 2,18 Hiệu suất ghép E (%) 2,22 3,64 3,24 18,24 1,40 0,27 đến hiệu suất ghép tỷ lệ ghép Khối lượng giấy lọc sản phẩm ghép (g) 2,9377 3,3876 3,1636 2,9678 82 Khối lượng sản phẩm ghép (g) 0,0359 0,1178 0,1313 0,8863 0,0904 0,0218 Khối lượng sản phẩm ghép (g) 0,8863 1,3136 1,1851 0,9488 ỷ lệ ghép G (%) 88,63 131,36 118,51 94,88 Hiệu suất ghép E (%) 18,24 27,03 24,38 19,52 Bảng Số liệu ả hiệt độ (ºC) 40 50 60 70 Khối lượng đay (g) 1 1 ưởng nhiệt độ phản ứ Khối lượng giấy lọc (g) 1,6057 1,0155 1,0740 1,0220 Khối lượng giấy lọc sản phẩm ghép (g) 3,1047 2,6719 3,3876 3,2514 Bảng Số liệu yếu tố ả ưởng đế Nhiệt độ (ºC) Thời gian (phút) Khối lượng sản phẩm ghép (g) 0,4990 0,6564 1,3136 1,2294 m lượ itơ tro ỷ lệ ghép G (%) 49,90 65,64 131,36 122,94 0,0 2,5 5,0 7,5 10,0 12,5 15,0 25 30 40 50 60 70 80 30 60 120 180 240 300 360 83 Hiệu suất ghép E (%) 10,27 13,51 27,03 25,30 vật liệu Hàm lượng tổng nitơ (%) 3,18 4,44 4,61 5,91 8,35 8,43 8,54 8,38 8,93 9,37 9,81 10,47 8,16 7,83 6,92 8,01 9,84 10,22 10,79 11,06 11,08 Yếu tố Nồ độ NH2OH.HCl (%) đến tỷ lệ ghép hiệu suất ghép Bảng Xác định hệ số hấp phụ đẳng nhiệt Phương trình hấp phụ đẳng nhiệt KLN Ni Zn Cu Co (mg/L) 20 40 60 80 100 20 40 60 80 100 20 40 60 80 100 Ce (mg/L) KPH 7,9 11,9 21,9 39,9 KPH 1,7 3,8 4,8 7,8 25,7 KPH 5,8 8,5 22,2 31,7 48,8 Qs (mg/g) 16 32,1 48,1 58,1 60,1 18,3 36,2 55,2 72,2 74,3 14,2 31,5 37,8 48,3 51,2 Freundlich LnCe LnQs 1,39 2,07 2,48 3,09 3,69 0,53 1,34 1,57 2,05 3,25 1,76 2,14 3,10 3,46 3,89 2,77 3,47 3,87 4,06 4,10 2,91 3,59 4,01 4,28 4,31 2,65 3,45 3,63 3,88 3,94 84 LnKf Langmuir Kf  2,19 8,94 0,57 2,42 11,26 0,93 1,85 6,36 0,59 Ce/Qs 0,25 0,25 0,25 0,38 0,66 0,09 0,10 0,09 0,11 0,35 0,41 0,27 0,59 0,66 0,95 Qmax (mg/g) KL 68,49 0,10 89,29 0,24 47,39 0,08 Bảng Hiệu suất xử lý KLN theo thời gian vật liệ amiđoxim oá bột t â đa hời gian (giờ) Hiệu suất xử lý (H,%) Zn Cu Ni 0 0,5 72,4 43,6 53,3 85,3 48,2 59,6 94,7 67,0 67,3 98,5 73,7 78,4 97,4 85,4 89,3 98,3 87,8 94,5 97 93,2 96,3 10 97,7 94,6 97,1 12 98,6 97,5 96,8 85 [...]... v o ướng nghiên cứu tiềm ă , tôi c ọn và thực hiệ đề tài Nghiên cứu biến tính phụ phẩm từ cây đay làm vật liệu xử lý một số kim loại nặng trong nước Đề tài được tiến hành với các mục đíc biến tính phụ phẩm từ câ đa để xử lý một số ion KLN (Cu2+, Ni2+, Zn2+) tro ước Nội dung nghiên cứu tập trung vào một số vấ đề sau: - Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình biến tính bột gỗ thân cây đay theo... đặc tính cơ bản của bột thân đay và vật liệu biến tính, - Đánh giá khả năng xử lý KLN (Cu2+, Ni2+, Zn2+) trong nước của vật liệu đã biến tính 2 Chương 1 – Ổ QUA 1.1 Xử lý kim loại nặng trong nước bằng vật liệu có nguồn gốc thực vật 1.1.1 Hiện trạng ô nhiễm kim loại nặng trong nước Thuật ngữ kim loại nặng chỉ những nguyên tố kim loại có tỷ trọng lớ g/cm3 Kim loạinặng tồn tại tro nguồn gốc tự nhiên, kim. .. thực vật ăm ầ đâ , việc sử dụng phế phẩm nông nghiệp được đặc biệt quan tâm, nhiều nghiên cứ được tiến hành nhằm tìm ra p ươ các phế phẩm này thành vật liệu có ích Tro 12 p áp c ển đó, ướng nghiên cứu sử dụng phế phẩm nông nghiệp làm vật liệu xử lý KLN tro tiềm ă ước là một trong nhữ ướng có ứng dụng nhất Sinh khối thực vật cũ ư cellulose c ưa biến tính có khả ă ấp phụ kim loại nặng thấp và tính chất vật. .. khối thực vật c ưa được xử lý có thể mang lại một số vấ đề OD, BOD cũ ư TO tro trong thực vật [47] Sự ia tă giảm oxi tro ư l m tă ước do sự hòa tan của các chất hữ cơ dễ hòa tan OD, BOD và TOC của ước có thể gây ra sự suy ước, dẫ đế đe dọa đế đời sống thủ si Do đó, vật liệu có nguồn gốc thực vật cầ được xử lý trước khi hấp phụ kim loại nặng 1.1.2.3 Một số p ươ Trong nhữ p áp điều chế vật liệu từ sinh... nhiên liệu lỏng Tuy nhiên, phần lớn thâ đa được sử dụng làm nhiêu liệu và làm hàng rào ở nông thôn Khoả nấu tại các hộ ia đì 80% t â đa được sử dụng làm nhiên liệ để đ ở nông thôn, chủ yếu ở Ấ Độ và Bangladesh Ở Việt Nam, t â đa sa k i tác sợi t ường bị thải bỏ, số ít được dùng làm chất đốt, hàng rào 1.5 Tiềm năng sử dụng phụ phẩm cây đay làm vật liệu xử lý ô nhiễm môi trường Trong nhữ ăm ầ đâ , việc sử. .. áp vật lý v p ươ p áp c ế tạo than hoạt tí bề mặt 13 p áp óa p áp tốt nhất p áp biến tính sinh khối thực vật thành vật liệu t ườ dụng và nghiên cứ l p ươ l v p ươ được áp p áp biến tính a) Chế tạo than hoạt tính Than hoạt tí được sử dụng rộng rãi trong xử lý các chất ô nhiễm hữ cơ v các ion kim loại ở nồ độ thấp Cacbon trong thực vật được chuyển hóa thành cacbon hoạt hóa ở nhiệt độ cao Than hoạt tính. .. cơ òa ta , độ màu và hấp phụ kim loại nặng trong ước Tác nhân biến tính l m tă các nhóm chức có khả ă tí oạt động của bề mặt vật liệu do gắn thêm kết hợp với kim loại nặng, loại bỏ các chất hữ cơ dễ hòa tan có sẵn trong vật liệu  Biến tính bằng dung dịch axit vô cơ Biến tính bằng dung dịch axit là quá trình phá vỡ cấu trúc bền vững của vật liệu lignocellulose Ion H+ phá vỡ liên kết nội phân tử và liên... hồi Mù cưa được xử lý bằng HCl loại bỏ được 92,4% Cu2+ ở pH 5, tro k i mù cưa c ỉ loại bỏ được 47% [36] Tuy nhiên, trong một số trường hợp, xử lý vỏ trấu bằng HCl lại làm giảm ấp phụ Cd2+ ơ so với vỏ trấu không xử lý bằ khả ă KLN, bề mặt các vật liệu hấp phụ phải ma axit làm giảm axit Để hấp phụ các điện tích âm Mặc dù biến tính bằng m lượng chất hữ cơ của vật liệu hấp phụ v tă mặt tíc điệ dươ với các... dụ để xử lý ước ô nhiễm màu, kim loại nặng Biến tính vật liệu lignocellulose tự nhiên bằng phản ứ đồng trùng hợp ghép các monome có chứa nhóm vinyl đ cải thiệ được một số ược điểm của vật liệu thô ưm v của vật liệu, tính không thấm ước, ổ định nhiệt, độ đ ồi, trao đổi ion, hạn chế sự xâm nhập của các vi sinh vật [29] Quá trình ghép các monome vinyl lên cellulose hoặc vật liệu lignocellulose t ường bao... p í cao v t ường có hiệu quả khi nồ p áp ấp phụ để loại bỏ các ion kim loại tro độ ion kim ước được xem là p áp iệu quả cao và chi phí thấp [36] Các chất hấp phụ có thể là khoáng chất, chất hữ cơ oặc có nguồn gốc sinh học 1.1.2 Xử lý kim loại nặng trong nước bằng sinh khối thực vật 1.1.2.1 Đặc điểm của nguyên liệu sinh khối thực vật Sinh khối thực vật (vật liệu lignocellulose) là polyme cacbo iđrat