Nghiên cứu khả năng hấp phụ mn 2+ trên bentonit cổ định – thanh hóa

TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP ViỆT TRÌ KHOA: CÔNG NGHỆ MÔI TRƢỜNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG HẤP PHỤ Mn 2+ TRÊN BENTONIT CỔ ĐỊNH – THANH HÓA Giảng viên hướng dẫn : TS Thân Văn Liên Sinh viên thực : Hoàng Thành Đạt Lớp : MT1D12 NỘI DUNG Chƣơng 1: Tổng quan Chƣơng 2: Đối tƣợng Phƣơng pháp nghiên cứu Chƣơng 3: Kết thảo luận Chƣơng 1: Tổng Quan 1.1 Tổng quan bentonite 1.2 Sự hấp phụ ion kim loại nặng từ môi trƣờng nƣớc bentonite 1.3 Ứng dụng bentonite Chƣơng : Đối tƣợng Phƣơng pháp nghiên cứu  Đối tƣợng nghiên cứu Bảng 2.1: Thành phần hóa học bentonite Cổ Định – Thanh Hóa Thành phần hóa học Hàm lƣợng, % SiO2 47,47 Al2O3 4,92 Fe2O3 22,79 CaO 0,18 MgO 8,94 K2O 0,23 Na2O 0,01 MnO 0,16 Cr2O4 0,13 SO3 0,07 Độ ẩm Mất nung 12,60 9,20  Phƣơng pháp trắc quang phân tích mangan Nguyên tắc: oxi hóa Mn2+ thành MnO4- theo phản ứng sau: 2Mn2+ + 5/2S2O8 + 8H2O = 2MnO4- + 5SO42- + 16H+ Phản ứng sảy môi trường axit H2SO4, HNO3 có xúc tác AgNO3  Xây dựng đường chuẩn Mn Bảng 2.1 Quan hệ mật độ quang D nồng độ Mn2+ STT Mn (mg/l) D 0 0.05 0.001 0.10 0.004 0.25 0.01 0,5 0.017 0.04 0.086 0.123 0.164 0.207 D 0.25 y = 0.0415x - 0.0008 R² = 0.9995 0.2 0.15 0.1 0.05 0 Nồng độ Mn (II) (mg/l) -0.05 Hình 2.1: Đường chuẩn Mn CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Xác định thời gian đạt cân hấp phụ Bảng 3.1: Mối quan hệ mật độ quang thời gian đạt cân hấp phụ Thời gian khuấy ( h ) 1.5 2.5 3.5 Nồng độ cân (g/.l) 1.92 1.824 1.713 1.628 1.567 1.568 1.568 Hấp dung A ( 2.66 Mn2+ 5.86 9.56 12.4 14.43 14.44 14.44 mg/g) Hình 3.1 Đồ thị thể phụ thuộc hấp phụ vào thời gian - Khi thời gian hấp phụ thay đổi từ 0,5 đến 4h , lượng Mn2+ dung dịch bị hấp phụ biến đổi tỉ lệ thuận theo thời gian thời gian 3h thời gian tối ưu cho hấp phụ Mn2+ cuả bentonite 3.2.Ảnh hƣởng lƣợng bentonit dùng để hấp phụ Bảng 3.2 Kết phụ thuộc hấp phụ vào lượng bentonite Khối lượng 0.25 0.5 0.97 0.92 bentonit (g) Nồng độ cân Mn2+ 0.706 0.408 0.106 14.7 14.8 14.9 (g/l) Hấp dung ( mg/g) Hình 3.2 Đồ thị biểu diễn phụ thuộc hấp phụ vào lượng bentonit Khi tăng lượng bentonit từ 0,25g/50ml đến 3g/50ml hấp dung hiệu suất hấp phụ tăng lượng bentonit tốt dùng để hấp phụ 50ml Mn2+ 1g/l 1g 10 3.3 Ảnh hƣởng nồng độ chất bị hấp phụ Bảng 3.3 Sự phụ thuộc hấp dung A vào nồng độ dung dịch Mn2+ C0 ( g/l ) 1.5 0.5 0.25 0.1 C ( g/l ) 0.976 0.981 0.592 0.2219 0.0147 0.004 A ( mg/g) 25.6 25.5 20.4 13.905 9.2 4.8 11 Hình 3.3 Mối quan hệ hấp phụ nồng độ dung dịch Mn2+ Từ đồ thị ta thấy nồng độ dung dịch Mn2+ 1,5g/l hấp dung đạt giá trị cực đại 25,95 mg/g 12 3.4 Ảnh hƣởng pH Bảng 3.4 Kết phụ thuộc hấp phụ vào pH pH Nồng độ cân hấp phụ (g/l) 1.09 0.984 0.812 0.876 0.992 Hấp dung (mg/l) 20.5 25.8 34.4 31.2 25.4 13 Hình 3.4 Mối quan hệ hấp phụ pH Khi tăng pH từ đến hấp dung tăng tiếp tục tăng pH từ đến giá trị hấp dung giảm Hấp dung cực đại pH = 35,4 mg/g 14 3.5 Ảnh hƣởng tỷ lệ thể tích dung dịch hấp phụ lƣợng bentonit : V/m Bảng 3.5 Sự thay đổi hấp phụ A Mn với tỉ lệ V/m khác Vl(ml) 10 Ccb(g/l) 0.114 A (mg/g ) 8.86 20 30 0.475 0.632 10.5 12 40 50 60 70 0.65 0.715 0.719 0.756 0.771 0.825 13.9 16.8 18.6 18.3 18.7 15.4 80 90 15 Hình 3.5 Sự phụ thuộc dung lượng hấp phụ mg/g bentonit vào tỷ lệ V/m - Hấp dung dung dịch tỷ lệ thuận với tỷ lệ V/m Hấp dung Mn2+ đạt giá trị cực đại tỷ lệ V/m = 70 18,6mg/g 16 KẾT LUẬN - Bentonit Cổ Định – Thanh Hóa có khả hấp phụ mạnh với Mn2+ sử dụng để tách Mn2+ khỏi nước thải công nghiệp - Điều kiện tối ưu cho trình hấp phụ ion Mn2+ bentonit sau:  pH=4  Thời gian khuấy trộn:  Tỷ lệ V l/mr tối ưu để có hấp phụ cực đại 18.6 mg/g  Hấp phụ cực đại Mn2+: 25,95 mg/g 17 18 [...]... khi tỷ lệ V/m = 70 là 18,6mg/g 16 KẾT LUẬN - Bentonit Cổ Định – Thanh Hóa có khả năng hấp phụ mạnh với Mn2 + có thể sử dụng để tách Mn2 + ra khỏi nước thải công nghiệp - Điều kiện tối ưu cho quá trình hấp phụ đối với ion Mn2 + của bentonit như sau:  pH=4  Thời gian khuấy trộn: 3 giờ  Tỷ lệ V l/mr tối ưu để có hấp phụ cực đại là 18.6 mg/g  Hấp phụ cực đại Mn2 +: 25,95 mg/g 17 18 ... quả sự phụ thuộc hấp phụ vào pH pH 2 3 4 5 6 Nồng độ cân bằng hấp phụ (g/l) 1.09 0.984 0.812 0.876 0.992 Hấp dung (mg/l) 20.5 25.8 34.4 31.2 25.4 13 Hình 3.4 Mối quan hệ giữa hấp phụ và pH Khi tăng pH từ 2 đến 4 thì hấp dung tăng nhưng nếu tiếp tục tăng pH từ 4 đến 6 thì giá trị hấp dung giảm Hấp dung cực đại tại pH = 4 là 35,4 mg/g 14 3.5 Ảnh hƣởng của tỷ lệ thể tích dung dịch hấp phụ và lƣợng bentonit. ..3.3 Ảnh hƣởng của nồng độ chất bị hấp phụ Bảng 3.3 Sự phụ thuộc của hấp dung A vào nồng độ của dung dịch Mn2 + C0 ( g/l ) 2 1.5 1 0.5 0.25 0.1 C ( g/l ) 0.976 0.981 0.592 0.2219 0.0147 0.004 A ( mg/g) 25.6 25.5 20.4 13.905 9.2 4.8 11 Hình 3.3 Mối quan hệ giữa hấp phụ và nồng độ dung dịch Mn2 + Từ đồ thị ta thấy khi nồng độ của dung dịch Mn2 + 1,5g/l thì hấp dung đạt giá trị cực đại 25,95 mg/g 12... bentonit : V/m Bảng 3.5 Sự thay đổi hấp phụ A đối với Mn với các tỉ lệ V/m khác nhau Vl(ml) 10 Ccb(g/l) 0.114 A (mg/g ) 8.86 20 30 0.475 0.632 10.5 12 40 50 60 70 0.65 0.715 0.719 0.756 0.771 0.825 13.9 16.8 18.6 18.3 18.7 15.4 80 90 15 Hình 3.5 Sự phụ thuộc của dung lượng hấp phụ mg/g trên bentonit vào tỷ lệ V/m - Hấp dung của dung dịch tỷ lệ thuận với tỷ lệ V/m Hấp dung của Mn2 + đạt giá trị cực đại khi tỷ