NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG HẤP PHỤ METYL ĐỎ TRONG DUNG DỊCH NƯỚC CỦA CÁC VẬT LIỆU HẤP PHỤ CHẾ TẠO TỪ BÃ MÍA VÀ THỬ NGHIỆM XỬ LÝ MÔI TRƯỜNG

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM NGUYỄN THỊ THANH TÚ NGUYỄN THỊ THANH TÚ NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG HẤP PHỤ METYL ĐỎ TRONG DUNG DỊCH NƯỚC CỦA CÁC VẬT LIỆU HẤP PHỤ CHẾ TẠO TỪ BÃ MÍA VÀ THỬ NGHIỆM XỬ LÝ MÔI TRƯỜNG NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG HẤP PHỤ METYL ĐỎ TRONG DUNG DỊCH NƯỚC CỦA CÁC VẬT LIỆU HẤP PHỤ CHẾ TẠO TỪ BÃ MÍA VÀ THỬ NGHIỆM XỬ LÝ MÔI TRƯỜNG Chuyên ngành: Hoá phân tích Mã số: 60.44.29 LUẬN VĂN THẠC SĨ HOÁ HỌC LUẬN VĂN THẠC SĨ HOÁ HỌC Hướng dẫn khoa học: PGS.TS LÊ HỮU THIỀNG Thái Nguyên, 2010 Thái Nguyên, 2010 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 2.4 Khảo sát khả hấp phụ nguyên liệu VLHP 29 MỤC LỤC Trang 2.5 Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến khả hấp phụ VLHP 30 MỞ ĐẦU 2.5.1 Ảnh hưởng pH 30 Chƣơng TỔNG QUAN 2.5.2 Ảnh hưởng thời gian 32 1.1 Nước thải dệt nhuộm 2.5.3 Ảnh hưởng khối lượng VLHP 36 1.1.1 Sơ lược thuốc nhuộm 2.5.4 Ảnh hưởng kích thước VLHP 39 1.1.2 Thuốc nhuộm azo 2.5.5 Ảnh hưởng nồng độ metyl đỏ ban đầu 40 1.1.3 Tác hại ô nhiễm nước thải dệt nhuộm thuốc nhuộm 2.5.6 So sánh khả hấp phụ VLHP với than hoạt tính 44 1.1.4 Nguồn phát sinh nước thải công nghiệp dệt nhuộm 2.6 Xử lý thử mẫu nước thải chứa metyl đỏ 45 1.2 Giới thiệu phương pháp hấp phụ KẾT LUẬN 47 1.2.1 Hiện tượng hấp phụ TÀI LIỆU THAM KHẢO 49 1.2.2 Hấp phụ môi trường nước 10 1.2.3 Động học hấp phụ 11 1.2.4 Cân hấp phụ - Các phương trình đẳng nhiệt hấp phụ 12 1.3 Giới thiệu phương pháp phân tích trắc quang 15 1.3.1 Cơ sở phương pháp phân tích trắc quang 16 1.3.2 Các phương pháp phân tích định lượng trắc quang 17 1.4 Giới thiệu vật liệu hấp phụ (VLHP) bã mía 18 1.5 Một số hướng nghiên cứu sử dụng bã mía làm VLHP xử lý môi trường 19 Chƣơng THỰC NGHIỆM VÀ THẢO LUẬN KẾT QUẢ 22 2.1 Hóa chất thiết bị 22 2.1.1 Hoá chất 22 2.1.2 Thiết bị 23 2.2 Chế tạo khảo sát số đặc trưng cấu trúc VLHP 23 2.2.1 Chế tạo VLHP từ bã mía 23 2.2.2 Một số đặc trưng cấu trúc VLHP 24 2.3 Định lượng metyl đỏ 28 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Chế tạo VLHP từ bã mía MỞ ĐẦU Ô nhiễm môi trường nước vấn đề toàn xã hội Khảo sát khả hấp phụ yếu tố ảnh hưởng đến khả quan tâm Ở Việt Nam tồn thực trạng nước thải hầu hết hấp phụ VLHP chế tạo từ bã mía metyl đỏ môi sở sản xuất xử lí sơ chí thải trực tiếp môi trường trường nước Hậu môi trường nước kể nước mặt nước ngầm nhiều khu vực bị ô nhiễm nghiêm trọng Vì vậy, bên cạnh việc nâng cao ý thức Thử xử lí số mẫu nước thải chứa metyl đỏ VLHP chế tạo người, xiết chặt công tác quản lí môi trường việc tìm phương pháp nhằm loại bỏ ion kim loại nặng, hợp chất hữu độc hại khỏi môi trường nước có ý nghĩa to lớn Thuốc nhuộm sử dụng rộng rãi ngành công nghiệp như: dệt may, cao su, giấy, mỹ phẩm…Do tính tan cao, thuốc nhuộm tác nhân gây ô nhiễm nguồn nước hậu tổn hại đến người sinh vật sống Hơn nữa, thuốc nhuộm nước thải khó loại bỏ chúng ổn định với ánh sáng, nhiệt tác nhân gây oxy hoá Trong số nhiều phương pháp nghiên cứu để tách loại phẩm màu môi trường nước, phương pháp hấp phụ lựa chọn mang lại hiệu cao Ưu điểm phương pháp từ nguyên liệu rẻ tiền, sẵn có, qui trình đơn giản không đưa thêm vào môi trường tác nhân độc hại Hiện nay, có nhiều chất hấp phụ rẻ tiền, dễ kiếm (như: bã mía, vỏ lạc, lõi ngô, vỏ dừa, rơm, bèo tây, chuối sợi…) sử dụng để loại bỏ chất gây độc hại môi trường nước Bã mía (phụ phẩm ngành công nghiệp mía đường) đánh giá tiềm để chế tạo vật liệu hấp phụ (VLHP) để xử lí ô nhiễm môi trường Xuất phát từ lí trên, luận văn thực đề tài: “Nghiên cứu khả hấp phụ metyl đỏ dung dịch nước vật liệu hấp phụ chế tạo từ bã mía thử nghiệm xử lý môi trường” Với mục đích đó, đề tài nghiên cứu nội dung sau: Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn CHƢƠNG trúc thuốc nhuộm bao gồm nhóm mang màu nhóm trợ màu Nhóm mang TỔNG QUAN màu nhóm chứa nối đôi liên hợp với hệ điện tử  không cố định như:  C  C  ,  C  N  ,  N  N  ,  NO2 … Nhóm trợ màu 1.1 Nƣớc thải dệt nhuộm nhóm cho nhận điện tử như:  NH , COOH , SO3 H , OH … Ngành dệt nhuộm ngành quan trọng có từ lâu đời gắn liền với nhu cầu loài người may mặc Sản lượng dệt giới ngày tăng với gia tăng chất lượng sản phẩm, đa dạng mẫu mã, mầu sắc sản phẩm Chẳng hạn Ấn Độ, hàng năm sản xuất khoảng 4000 triệu mét vải với lực lượng lao động ngành xấp xỉ 95 vạn người 670 xí nghiệp Ở Việt Nam, ngành công nghiệp dệt may trở thành ngành mũi nhọn ngành công nghiệp, mục tiêu ngành đến năm 2010 sản xuất tỷ mét vải [3] đóng vai trò tăng cường màu nhóm mang màu cách dịch chuyển lượng hệ điện tử [5] - Khái quát số loại thuốc nhuộm Thuốc nhuộm tổng hợp đa dạng thành phần hoá học, màu sắc, phạm vi sử dụng Có hai cách phân loại thuốc nhuộm phổ biến nhất: Phân loại theo cấu trúc hoá học gồm có: thuốc nhuộm azo, thuốc nhuộm antraquinon, thuốc nhuộm triarylmetan, thuốc nhuộm phtaloxiamin [8] Phân loại theo đặc tính áp dụng gồm có: thuốc nhuộm hoàn nguyên, Nguồn nước thải phát sinh công nghệ dệt nhuộm từ công đoạn hồ sợi, giũ hồ, nấu, tẩy, nhuộm hoàn tất, lượng nước thải chủ yếu trình giặt sau công đoạn Nhu cầu sử dụng nước nhà máy dệt nhuộm lớn thay đổi theo mặt hàng khác Nhu cầu sử dụng nước cho mét vải nằm phạm vi từ 12 đến 65 lít thải từ 10 đến 40 lít Vấn đề ô nhiễm chủ yếu ngành dệt nhuộm ô nhiễm nguồn nước [3], [8] thuốc nhuộm lưu hoá, thuốc nhuộm trực tiếp, thuốc nhuộm phân tán, thuốc nhuộm bazơ cation, thuốc nhuộm axit, thuốc nhuộm hoạt tính [8] Ở đề cập đến số loại thuốc nhuộm nhằm làm sáng tỏ loại thuốc nhuộm sử dụng phần thực nghiệm luận văn ● Thuốc nhuộm azo: nhóm mang màu nhóm azo (  N  N  ) phân tử thuốc nhuộm có nhóm azo (monoazo) hay nhiều nhóm azo (diazo, triazo, polyazo) 1.1.1 Sơ lược thuốc nhuộm ● Thuốc nhuộm trực tiếp: Là loại thuốc nhuộm anion có dạng tổng quát Thuốc nhuộm chất hữu có màu, hấp thụ mạnh phần định quang phổ ánh sáng nhìn thấy có khả gắn kết vào vật liệu dệt điều kiện quy định (tính gắn màu) Ar–SO3Na Khi hoà tan nước phân ly cho dạng anion thuốc nhuộm bắt màu vào sợi Trong tổng số thuốc nhuộm trực tiếp có 92% thuốc nhuộm azo Thuốc nhuộm có nguồn gốc thiên nhiên tổng hợp Hiện người sử dụng thuốc nhuộm tổng hợp Đặc điểm bật loại thuốc nhuộm độ bền màu tính chất không bị phân hủy Màu sắc ● Thuốc nhuộm bazơ cation: Các thuốc nhuộm bazơ dễ nhuộm tơ tằm, cầm màu tananh Là muối clorua, oxalat muối kép bazơ hữu chúng dễ tan nước cho cation mang màu Trong màu thuốc nhuộm có cấu trúc hóa học: cách chung nhất, cấu Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn thuốc nhuộm bazơ, lớp hoá học phân bố: azo (43%), metin (17%), triazylmetan (11%), arycydin (7%), antriquinon (5%) loại khác ● Thuốc nhuộm axit: Là muối axit mạnh bazơ mạnh chúng tan – + 1.1.3 Tác hại ô nhiễm nước thải dệt nhuộm thuốc nhuộm Thuốc nhuộm tổng hợp có từ lâu ngày sử dụng nhiều dệt may, giấy, cao su, nhựa, da, mỹ phẩm, dược phẩm ngành Ar–SO3Na → Ar–SO3 + Na , anion mang công nghiệp thực phẩm Vì thuốc nhuộm có đặc điểm: sử dụng dễ dàng, giá màu thuốc nhuộm tạo liên kết ion với tâm tĩnh điện dương vật liệu Thuốc thành rẻ, ổn định đa dạng so với màu sắc tự nhiên Tuy nhiên việc sử dụng nhuộm axit có khả tự nhuộm màu xơ sợi protein (len, tơ tằm, polyamit) rộng rãi thuốc nhuộm sản phẩm chúng gây ô nhiễm nguồn nước môi trường axit Xét cấu tạo hoá học có 79% thuốc nhuộm axit azo, ảnh hưởng tới người môi trường Khi vào nguồn nước nhận 10% antraquinon, 5% triarylmetan 6% lớp hoá học khác sông, hồ…Với nồng độ nhỏ thuốc nhuộm cho cảm giác màu 1.1.2 Thuốc nhuộm azo sắc Màu đậm nước thải cản trở hấp thụ oxy ánh sáng mặt trời, gây nước phân ly thành ion: Thuốc nhuộm azo chứa nhóm azo (  N  N  ) phân tử bất lợi cho hô hấp, sinh trưởng loại thuỷ sinh vật Như tác nhóm trợ màu tuỳ theo đặc tính nhóm trợ màu Nếu nhóm trợ màu mang động xấu đến khả phân giải vi sinh chất hữu tính bazơ có nhóm đẩy electron mạnh –NH2, –NR2… gọi thuốc nước thải Đối với cá loại thủy sinh: thử nghiệm cá 3000 nhuộm azo-bazơ Nếu nhóm trợ màu có tính axit nhóm – OH, – thuốc nhuộm nằm tất nhóm từ không độc, độc vừa, độc đến cực COOH, –SO3H gọi thuốc nhuộm azo-axit Đây họ thuốc nhuộm quan độc Trong có khoảng 37% thuốc nhuộm gây độc cho cá thủy sinh, 2% trọng có số lượng lớn chiếm khoảng 60-70% số lượng thuốc thuốc nhuộm mức độ độc cực độc cho cá thủy sinh [10], [16] nhuộm tổng hợp [5], [6] Đối với người gây bệnh da, đường hô hấp, phổi Phần lớn thuốc nhuộm sử dụng thuốc nhuộm azo Đây phẩm Ngoài ra, số thuốc nhuộm chất chuyển hoá chúng độc hại có nhuộm có màu sắc tươi sáng diện một vài nhóm azo thể gây ung thư (như thuốc nhuộm Benzidin, Sudan) Các nhà sản xuất châu ( N  N ) tạo hệ liên hợp với cấu trúc nhân thơm Metyl đỏ monoazo Âu ngừng sản suất loại này, thực tế chúng tìm thấy thường sử dụng phòng thí nghiệm, dệt may ngành công nghiệp thị trường giá thành rẻ hiệu nhuộm màu cao [10] khác Metyl đỏ gây bệnh mắt, da, đường hô hấp, đường tiêu hóa [9] 1.1.4 Nguồn phát sinh nước thải công nghiệp dệt nhuộm Quá trình xử lý hóa học vật liệu gồm xử lý ướt xử lý khô Xử lý ướt Công thức phân tử: C15H15N3O2 gồm: xử lý trước, tẩy trắng, làm bóng nhuộm, in hoa Công đoạn xử lý ướt sử Công thức cấu tạo: dụng nhiều nước, nói chung để xử lý hoàn tất 1kg hàng dệt cần 50  300lít nước tùy chủng loại vật liệu máy móc thiết bị Hầu hết lượng nước cỡ 88,4% thải ngoài, 11,6% lượng nước bay trình gia công Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Bảng 1.1 Các nguồn chủ yếu phát sinh nước thải gọi chất hấp phụ; chất tích luỹ bề mặt chất hấp phụ gọi chất bị hấp phụ công nghiệp dệt nhuộm[8] Bản chất tượng hấp phụ tương tác phân tử chất hấp Sản xuất vải Sản xuất vải sợi pha Sản xuất vải, sợi len pha sợi (tổng hợp/bông, visco) (tổng hợp/len) Giũ hồ Giũ hồ Giặt Giặt Giặt Cacbon hóa (với len 100%) Làm bóng Làm bóng Định hình ướt phân tử, ion ) bề mặt phân chia pha lực liên kết Van Der Walls Nấu – tẩy trắng Nấu – tẩy trắng Tẩy trắng (nếu yêu cầu) yếu Đó tổng hợp nhiều loại lực hút khác nhau: tĩnh điện, tán xạ, cảm Nhuộm Nhuộm Nhuộm In hoa In hoa In hoa phụ chất bị hấp phụ Tuỳ theo chất lực tương tác mà người ta phân biệt hai loại hấp phụ hấp phụ vật lý hấp phụ hoá học [1], [3], [4] 1.2.1.1 Hấp phụ vật lý Các phân tử chất bị hấp phụ liên kết với tiểu phân (nguyên tử, ứng lực định hướng Lực liên kết yếu nên dễ bị phá vỡ Trong hấp phụ vật lý, phân tử chất bị hấp phụ chất hấp phụ không tạo thành hợp chất hoá học (không hình thành liên kết hoá học) mà chất bị hấp phụ bị ngưng tụ bề mặt phân chia pha bị giữ lại bề mặt Các chất gây ô nhiễm nước thải công nghiệp dệt nhuộm bao gồm: chất hấp phụ Ở hấp phụ vật lý, nhiệt hấp phụ không lớn [1], [3], [4] 1.2.1.2 Hấp phụ hoá học Các tạp chất tách từ vải sợi dầu mỡ, hợp chất chứa nitơ, pectin, chất bụi bẩn dính vào sợi (trung bình chiếm 6% khối lượng xơ sợi) Hấp phụ hoá học xảy phân tử chất hấp phụ tạo hợp chất hoá học với phân tử chất bị hấp phụ Lực hấp phụ hoá học lực liên Các hoá chất sử dụng quy trình công nghệ hồ tinh bột, kết hoá học thông thường (liên kết ion, liên kết cộng hoá trị, liên kết phối H2SO4, CH3COOH, NaOH, NaOCl, H2O2, Na2CO3, Na2SO3… loại thuốc trí ) Lực liên kết mạnh nên khó bị phá vỡ Nhiệt hấp phụ hoá học lớn, nhuộm, chất trợ, chất ngấm, chất cầm màu, chất tẩy giặt Lượng hoá chất đạt tới giá trị 800kJ/mol [1], [3], [4] sử dụng với loại vải, loại màu thường khác chủ yếu vào 1.2.2 Hấp phụ môi trường nước nước thải công đoạn tương ứng [3] Trong nước, tương tác chất hấp phụ chất bị hấp phụ phức 1.2 Giới thiệu phƣơng pháp hấp phụ tạp nhiều hệ có ba thành phần gây tương tác: nước, 1.2.1 Hiện tượng hấp phụ chất hấp phụ chất bị hấp phụ Do có mặt dung môi nên hệ Hấp phụ tích lũy chất bề mặt phân cách pha (khí-rắn, xảy trình hấp phụ cạnh tranh chất bị hấp phụ dung môi bề lỏng-rắn, khí- lỏng, lỏng-lỏng) Chất có bề mặt, xảy hấp phụ mặt chất hấp phụ Cặp có tương tác mạnh hấp phụ xảy cho cặp Tính chọn lọc cặp tương tác phụ thuộc vào yếu tố: độ tan chất bị Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 10 http://www.lrc-tnu.edu.vn hấp phụ nước, tính ưa nước kị nước chất hấp phụ, mức độ kị ♦ Phân tử chất bị hấp phụ chuyển động đến bề mặt chất hấp phụ nước chất bị hấp phụ môi trường nước chứa hệ mao quản - Giai đoạn khuếch tán màng So với hấp phụ pha khí, hấp phụ môi trường nước thường có ♦ Chất bị hấp phụ khuếch tán vào bên hệ mao quản chất hấp phụ - tốc độ chậm nhiều Đó tương tác chất bị hấp phụ với dung môi Giai đoạn khuếch tán vào mao quản nước với bề mặt chất hấp phụ làm cho trình khuếch tán phân tử chất tan chậm ♦ Các phân tử chất bị hấp phụ gắn vào bề mặt chất hấp phụ - Giai đoạn hấp phụ thực Sự hấp phụ môi trường nước chịu ảnh hưởng nhiều pH Trong tất giai đoạn đó, giai đoạn có tốc độ chậm môi trường Sự thay đổi pH không dẫn đến thay đổi chất chất bị định hay khống chế chủ yếu toàn trình hấp phụ [1], [3], [4] hấp phụ (các chất có tính axit yếu, bazơ yếu hay trung tính phân li khác 1.2.4 Cân hấp phụ - Các phương trình đẳng nhiệt hấp phụ giá trị pH khác nhau) mà làm ảnh hưởng đến nhóm chức bề mặt chất hấp phụ [1], [3], [4] Quá trình hấp phụ trình thuận nghịch Các phân tử chất bị hấp phụ hấp phụ bề mặt chất hấp phụ di chuyển ngược Đặc tính chất hữu môi trường nước lại pha mang Theo thời gian, lượng chất bị hấp phụ tích tụ bề mặt chất Trong môi trường nước, chất hữu có độ tan khác Khả rắn nhiều tốc độ di chuyển ngược lại pha mang lớn Đến hấp phụ VLHP chất hữu có độ tan cao yếu với thời điểm đó, tốc độ hấp phụ tốc độ giải hấp trình hấp phụ chất hữu có độ tan thấp Như vậy, từ độ tan chất hữu đạt cân nước dự đoán khả hấp phụ chúng VLHP Phần lớn chất hữu tồn nước dạng phân tử trung hoà, bị phân cực Do trình hấp phụ VLHP chất hữu chủ yếu theo chế hấp phụ vật lý Khả hấp phụ chất hữu VLHP phụ Một hệ hấp phụ đạt đến trạng thái cân bằng, lượng chất bị hấp phụ hàm nhiệt độ, áp suất nồng độ chất bị hấp phụ: q = f (T,P C) (1.1) Ở nhiệt độ không đổi (T=const), đường biểu diễn phụ thuộc q thuộc vào: pH dung dịch, lượng chất hấp phụ, nồng độ chất bị hấp phụ… [5] vào P C (q= fT (P C)) gọi đường đẳng nhiệt hấp phụ 1.2.3 Động học hấp phụ Đường đẳng nhiệt hấp phụ xây dựng sở lý thuyết, kinh nghiệm Trong môi trường nước, trình hấp phụ xảy chủ yếu bề mặt chất hấp phụ, trình động học hấp phụ xảy theo loạt giai đoạn nhau: bán kinh nghiệm tuỳ thuộc vào tiền đề, giả thiết, chất kinh nghiệm xử lý số liệu thực nghiêm [1], [3], [4] Một số đường đẳng nhiệt hấp phụ thông dụng nêu bảng 1.2 ♦ Các chất bị hấp phụ chuyển động đến bề mặt chất hấp phụ - Giai đoạn khuếch tán dung dịch Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 11 http://www.lrc-tnu.edu.vn Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 12 http://www.lrc-tnu.edu.vn Bảng 1.2 Một số đường đẳng nhiệt hấp phụ thông dụng [5] Đường đẳng nhiệt hấp phụ Phương trình Bản chất hấp phụ v b p = vm + b p Vật lí hóa học Henry v = k p Vật lí hóa học Freundlich v = k p 1n , (n>1) Vật lí hóa học Shlygin-Frumkin-Temkin v = ln C p o v m a Hóa học Brunauer-Emmett-Teller (C - 1) p p = + v ( po - p ) vm C vm C po hấp phụ trung tâm bên cạnh hấp phụ rắn- khí Tuy nhiên, phương trình áp dụng cho hấp phụ môi trường nước Khi phương trình Langmuir biểu diễn sau: q bCcb   qmax  bCcb (1.2) Trong đó: q , qmax : dung lượng hấp phụ cân bằng, dung lượng hấp phụ cực đại (mg/g)  : độ che phủ Vật lí, nhiều lớp b : số Langmuir Ccb : nồng độ chất bị hấp phụ đạt cân hấp phụ (mg/l) Trong phương trình trên, ν thể tích chất bị hấp phụ, νm thể tích hấp phụ cực đại, p áp suất chất bị hấp phụ pha khí, p o áp suất bão hoà chất bị hấp phụ trạng thái lỏng tinh khiết nhiệt độ Các kí Phương trình Langmuir hai tính chất đặc trưng hệ: +Trong vùng nồng độ nhỏ: b.Ccb > q  qmax mô tả vùng hấp phụ hiệu a, b, k, n số Trong đề tài này, nghiên cứu cân hấp phụ VLHP metyl đỏ môi trường nước theo mô hình đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir bão hòa Khi nồng độ chất bị hấp phụ nằm hai giới hạn đường đẳng nhiệt biểu diễn đoạn cong Để xác định số Phương trình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir xây dựng dựa giả thuyết: phương trình đẳng nhiệt Langmuir, đưa phương trình (1.2) dạng phương trình đường thẳng: ♦ Tiểu phân bị hấp phụ liên kết với bề mặt trung tâm xác định ♦ Mỗi trung tâm hấp phụ tiểu phân Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên tiểu phân không phụ thuộc vào có mặt tiểu phân Phương trình đẳng nhiệt Langmuir nêu bảng 1.2 xây dựng cho hệ Langmuir (BET) ♦ Bề mặt chất hấp phụ đồng nhất, nghĩa lượng hấp phụ 13 http://www.lrc-tnu.edu.vn Ccb 1   Ccb q b.qmax qmax Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 14 (1.3) http://www.lrc-tnu.edu.vn Xây dựng đồ thị phụ thuộc Ccb vào Ccb xác định q số: b , qmax phương trình Đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir C đồ thị phụ thuộc cb vào Ccb có dạng hình 1.1 1.2 q nghiên cứu hoá địa, hoá sinh, môi trường nhiều lĩnh vực khác [2] Ở đề cập vài nét phương pháp trắc quang nhằm làm sáng tỏ vấn đề trình bày phần thực nghiệm 1.3.1 Cơ sở phương pháp phân tích trắc quang Ccb q q (mg/g) tin cậy sử dụng nhiều kiểm tra sản xuất hoá học, luyện kim Nguyên tắc chung phương pháp phân tích trắc quang muốn xác định cấu tử X đó, chuyển thành hợp chất có khả hấp thụ ánh q max sáng đo hấp thụ ánh sáng suy hàm lượng chất cần xác định X tg Cơ sở phương pháp định luật hấp thụ ánh sáng BouguerLambert-Beer Biểu thức định luật: N Ccb (mg / l ) Ccb (mg / l ) O O Hình 1.1: Đường đẳng nhiệt hấp phụ Hình 1.2: Sự phụ thuộc Langmuir tg  qmax  qmax  tg ON  ; Ccb vào Ccb q A = lg Io = εLC I (1.3) Trong đó: Io, I cường độ ánh sáng vào khỏi dung dịch L bề dày dung dịch ánh sáng qua C nồng độ chất hấp thụ ánh sáng dung dịch qmax b ε hệ số hấp thụ quang phân tử, phụ thuộc vào chất chất hấp thụ ánh sáng bước sóng ánh sáng tới ( ε = f (λ ) ) 1.3 Giới thiệu phƣơng pháp phân tích trắc quang Phương pháp trắc quang phương pháp phân tích sử dụng phổ biến phương pháp phân tích hóa lý Bằng phương pháp định lượng nhanh chóng với độ nhạy độ xác cao Thực tế phương pháp có khả sử dụng vô hạn để xác định hầu hết nguyên tố bảng hệ thống tuần hoàn (trừ khí trơ), hợp chất vô hợp chất hữu Các công trình khoa học đăng tạp chí phương pháp trắc quang chiếm khoảng 40% tổng số công trình công bố Phương pháp phân tích trắc quang phát triển mạnh đơn giản, đáng Như vậy, độ hấp thụ quang A hàm đại lượng: bước sóng, bề dày dung dịch nồng độ chất hấp thụ ánh sáng A = f (λ,L,C) (1.4) Do đo A bước sóng λ định với cuvet có bề dày L xác định đường biểu diễn A = f(C) phải có dạng y = a.x đường thẳng Tuy nhiên, yếu tố ảnh hưởng đến hấp thụ ánh sáng dung dịch (bước sóng ánh sáng tới, pha loãng dung dịch, nồng độ H+, có mặt ion lạ) nên đồ thị dạng đường thẳng với giá trị nồng độ Do biểu thức 1.3 có dạng: Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 15 http://www.lrc-tnu.edu.vn Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 16 http://www.lrc-tnu.edu.vn b Aλ = k.ε.L.(Cx ) (1.5) mà ta chọn phương pháp thích hợp Trong đề tài sử dụng phương pháp đường chuẩn để định lượng metyl đỏ Trong đó: Phương pháp đường chuẩn: Từ phương trình sở A = k.(Cx)b Cx: nồng độ chất hấp thụ ánh sáng dung dịch nguyên tắc, để xây dựng đường chuẩn phục vụ cho việc định lượng k: số thực nghiệm b: số có giá trị < b £ Nó hệ số gắn liền với nồng độ Cx Khi Cx nhỏ b = 1, Cx lớn b < Đối với chất phân tích dung môi xác định cuvet có bề dày xác định ε = const L = const Đặt K = k.ε.L ta có: Aλ = K.Cb (1.6) Phương trình (1.5) sở để định lượng chất theo phép đo phổ hấp thụ quang phân tử UV-Vis (phương pháp trắc quang) Trong phân tích người ta sử dụng vùng nồng độ tuyến tính A C, vùng tuyến tính rộng hay hẹp phụ thuộc vào chất hấp thụ quang chất điều kiện thực nghiệm [2], [4] 1.3.2 Các phương pháp phân tích định lượng trắc quang Có nhiều phương pháp khác để định lượng chất phương pháp trắc quang Từ phương pháp đơn giản không cần máy móc như: phương pháp dãy chuẩn nhìn màu, phương pháp chuẩn độ so sánh màu, phương pháp cân màu mắt… phương pháp đơn giản, không cần máy móc đo phổ xác định nồng độ gần chất cần định lượng, thích hợp cho việc kiểm tra ngưỡng cho phép chất xem có đạt hay không Các phương pháp phải sử dụng máy quang phổ như: phương pháp đường chuẩn, phương pháp dãy tiêu chuẩn, phương pháp chuẩn độ trắc quang, phương pháp cân bằng, phương pháp thêm, phương pháp vi sai,… Tùy theo điều kiện đối tượng phân tích cụ thể chất trước hết phải pha chế dãy dung dịch chuẩn có nồng độ chất hấp thụ ánh sáng nằm vùng nồng độ tuyến tính (b = 1) Tiến hành đo độ hấp thụ quang A dãy dung dịch chuẩn Từ giá trị độ hấp thụ quang A đo dựng đồ thị A = f(C) Sau có đường chuẩn, pha chế dung dịch cần xác định điều kiện giống xây dựng đường chuẩn Đo độ hấp thụ quang A chúng với điều kiện đo xây dựng đường chuẩn (cùng dung dịch so sánh, cuvet, bước sóng) giá trị Ax Áp giá trị Ax đo vào đường chuẩn tìm giá trị nồng độ C x tương ứng [2] 1.4 Giới thiệu VLHP bã mía Theo thống kê giới, khoảng 200 quốc gia vùng lãnh thổ trồng mía sản lượng đạt 1324,6 triệu Còn Việt Nam niên vụ 20092010, diện tích mía nguyên liệu vào khoảng 290 000 diện tích tập trung nhà máy đường 221 816 với sản lượng đạt 16 triệu Theo tính toán nhà khoa học, việc chế biến 10 triệu mía để làm đường sinh lượng phế thải khổng lồ: 2,5 triệu bã mía Trước 80% lượng bã mía đuợc sử dụng để đốt lò nhà máy sản xuất đuờng Bã mía dùng làm bột giấy, ép thành ván dùng kiến trúc, cao làm furfural nguyên liệu cho ngành sợi tổng hợp Trong tương lai mà rừng ngày giảm, nguồn nguyên liệu làm bột giấy từ rừng giảm bã mía nguyên liệu quan trọng để thay [9] Bã mía chiếm khoảng 25 – 30% trọng lượng mía đem ép Trong bã mía trung bình chứa 49% nước, 48% xơ (trong 45 – 55% xenlulozơ), Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 17 http://www.lrc-tnu.edu.vn Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 18 http://www.lrc-tnu.edu.vn Qua ảnh SEM VLHP hai độ phóng đại phân giải khác thấy: VLHP có cấu trúc mao quản tương đối đồng có độ bền học cao Các tâm hấp phụ đồng Như sơ đánh giá khả hấp phụ VLHP tốt so với nguyên liệu 2.2.2.2 Phổ hồng ngoại (IR) Cấu trúc VLHP 1, VLHP phân tích qua phổ hồng ngoại VLHP 1, VLHP so sánh với phổ hồng ngoại nguyên liệu Kết hình 2.3, 2.4 2.5 Hình 2.2 Ảnh SEM VLHP hai độ phóng đại phân giải khác Hình 2.3 Phổ hồng ngoại nguyên liệu Nhận xét: Qua ảnh SEM VLHP nguyên liệu độ phóng đại độ phân giải thấy bề mặt VLHP xốp so với bề mặt nguyên liệu Như sơ đánh giá khả hấp phụ VLHP tốt so với nguyên liệu Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 25 http://www.lrc-tnu.edu.vn Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 26 http://www.lrc-tnu.edu.vn Nhận xét: So sánh phổ hồng ngoại VLHP nguyên liệu cho thấy dải hấp thụ nhóm cacbonyl C=O dịch chuyển vùng có số sóng cao (1741,53cm-1) so với vị trí nguyên liệu (1734,80cm-1) Chứng tỏ việc xử lý có kết Trên phổ hồng ngoại VLHP dải hấp thụ từ số sóng 2865,02 đến 2935,52cm-1 tương ứng với hấp thụ nhóm CH2, CH3 đối xứng bất đối xứng Các dải hấp thụ từ 1032,77 đến 1105,63cm-1 có liên quan đến phân huỷ lignin Nói chung dải phổ nhóm có nguồn gốc từ nhóm OH cấu trúc nguyên liệu, làm tăng vị trí hấp phụ VLHP [9] 2.3 Định lƣợng metyl đỏ Dựng đường chuẩn xác định nồng độ metyl đỏ: Từ dung dịch metyl đỏ Hình 2.4 Phổ hồng ngoại VLHP gốc nồng độ 500 mg/l chuẩn bị dung dịch có nồng độ: 50, 100, 150, 200, 250mg/l, mẫu trắng không chứa metyl đỏ Dùng dung dịch NaOH 0,01M HCl 0,01M để điều chỉnh môi trường dung dịch đến pH=7,0 Đem đo độ hấp thụ quang dung dịch bước sóng =617nm dùng cuvet 1cm [9] Từ số liệu thực nghiệm xây dựng đường chuẩn xác định nồng độ metyl đỏ Bảng 2.1 Số liệu xây dựng đường chuẩn xác định nồng độ metyl đỏ STT C (mg/l) 50 100 150 200 250 Độ hấp thụ 0,113 0,197 0,283 0,363 0,4546 Hình 2.5 Phổ hồng ngoại VLHP Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 27 http://www.lrc-tnu.edu.vn Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 28 http://www.lrc-tnu.edu.vn Bảng 2.2 Các thông số hấp phụ nguyên liệu VLHP y = 0.0849x + 0.0274 0.5 Độ hấp thụ R = 0.9997 0.4 Nguyên liệu 0.3 VLHP VLHP 0.2 Co Ccb H Co Ccb H Co Ccb H 0.1 (mg/l) (mg/l) (%) (mg/l) (mg/l) (%) (mg/l) (mg/)l (%) 248,27 169,62 31,68 248,27 87,52 64,75 248,27 30,93 87,54 50 100 150 200 250 C (mg/l) Nhận xét: Kết bảng 2.2 cho thấy nguyên liệu hai loại Hình 2.6 Đường chuẩn xác định nồng độ metyl đỏ VLHP có khả hấp phụ metyl đỏ Tuy nhiên, so sánh dung lượng hấp phụ, hiệu suất hấp phụ nguyên liệu với hai loại VLHP metyl 2.4 Khảo sát khả hấp phụ nguyên liệu VLHP Cân loại nguyên liệu, VLHP 1, VLHP 0,4g cho riêng rẽ vào cốc thủy tinh dung tích 250ml Thêm vào cốc 100ml dung dịch metyl đỏ nồng độ 248,27mg/l (giá trị xác định theo đường chuẩn sau pha) Tiến hành khuấy máy khuấy với tốc độ 160 vòng/phút 120 phút (thời gian khuấy thời gian hấp phụ), nhiệt độ phòng (27±10C) Xác định nồng độ metyl đỏ lại dung dịch Tính dung lượng hấp phụ q (mg/g) hiệu suất hấp phụ H (%) hai loại VLHP nguyên liệu metyl đỏ theo công thức: q liệu Cụ thể: hiệu suất hấp phụ dung lượng hấp phụ VLHP cao gần lần, VLHP cao gần lần so với nguyên liệu 2.5 Khảo sát yếu tố ảnh hƣởng đến khả hấp phụ VLHP 2.5.1 Ảnh hưởng pH Chuẩn bị cốc thủy tinh dung tích 250ml có đánh số thứ tự, cốc chứa 0,4g VLHP 100ml dung dịch metyl đỏ nồng độ 248,27mg/l Dùng dung dịch NaOH 0,01M HCl 0,01M để điều chỉnh pH dung dịch đến giá trị tương ứng 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, Khuấy dung (Co  Ccb ).V m H đỏ nhận thấy khả hấp phụ hai loại VLHP tốt nguyên ( 2.1 ) Co  Ccb 100 Co ( 2.2 ) Trong đó: dịch với tốc độ 160 vòng/phút 120 phút, nhiệt độ phòng (27±10C) Lọc bỏ bã rắn, xác định nồng độ metyl đỏ lại dung dịch sau hấp phụ Tính dung lượng hấp phụ hiệu suất hấp phụ VLHP metyl đỏ theo công thức (2.1) (2.2) Co, Ccb: nồng độ metyl đỏ ban đầu sau hấp phụ tương ứng (mg/l) Kết trình bày bảng 2.3 hình 2.7 V: thể tích dung dịch metyl đỏ (l) m: lượng VLHP (g) Các kết bảng 2.2 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 29 http://www.lrc-tnu.edu.vn Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 30 http://www.lrc-tnu.edu.vn Bảng 2.3 Ảnh hưởng pH đến hiệu suất dung lượng hấp phụ VLHP Nhận xét: Từ kết trình bày bảng 2.3 hình 2.7 cho thấy: Khi pH tăng hiệu suất hấp phụ VLHP VLHP tăng, nhiên VLHP pH Co Ccb H (mg/l) (mg/l) (%) VLHP q Co VLHP tăng không đáng kể Trong khoảng pH từ  hiệu Ccb H q suất hấp phụ VLHP tăng nhanh Ở pH từ 7÷9 hiệu suất hấp phụ (mg/g) (mg/l) (mg/l) (%) (mg/g) hai VLHP tương đối ổn định Do chọn pH dung dịch nghiên 248,27 119,17 52,00 32,28 248,27 51,62 79,23 49,16 cứu để tiến hành thí nghiệm 248,27 105,94 57,33 35,58 248,27 45,83 81,56 50,61 2.5.2 Ảnh hưởng thời gian 248,27 97,10 60,89 37,79 248,27 39,39 84,15 52,22 248,27 86,62 65,11 40,41 248,27 25,18 89,87 55,77 dung dịch điều chỉnh đến Khuấy dung dịch với tốc độ 160 248,27 53,97 78,26 48,57 248,27 19,39 92,20 57,22 vòng/phút khoảng thời gian khác từ 15  120 phút, nhiệt 248,27 23,93 90,36 56,08 248,27 14,74 94,07 58,38 248,27 18,57 92,52 57,42 248,27 12,87 94,82 58,85 248,27 14,80 94,04 58,37 248,27 11,58 95,34 59,17 Tiến hành hấp phụ với khối lượng VLHP 0,4g 100ml dung dịch metyl đỏ có nồng độ xác định khác (từ 48,80÷248,27mg/l), pH độ phòng (27±10C) Lọc bỏ bã rắn, xác định nồng độ dung dịch metyl đỏ lại dung dịch sau hấp phụ Tính hiệu suất hấp phụ VLHP metyl đỏ Kết bảng 2.4 hình 2.8 Hiệu suất (%) 120 100 80 VLHP VLHP 60 40 20 pH Hình 2.7 Sự phụ thuộc hiệu suất hấp phụ vào pH Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 31 http://www.lrc-tnu.edu.vn Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 32 http://www.lrc-tnu.edu.vn Bảng 2.4 Ảnh hưởng thời gian đến 90 Thời gian hấp phụ (phút) Co (mg/l) 15 30 45 60 90 120 VLHP (H%) 48,80 68,00 71,50 75,80 83,30 84,70 86,03 98,51 63,75 66,10 69,70 76,50 78,86 80,74 Hiệu suất (%) hiệu suất hấp phụ VLHP 85 80 75 70 65 60 55 50 148,5 60,40 62,54 65,70 66,50 67,80 15 68,87 30 45 60 90 120 Thời gian (phút) 197,92 59,60 60,50 63,10 64,20 65,50 66,70 248,27 58,92 59,48 62,08 64,40 64,51 64,75 Hình 2.8 Sự phụ thuộc hiệu suất hấp phụ VLHP vào thời gian Trong đó: VLHP (H%) 1: Sự phụ thuộc hiệu suất hấp phụ vào thời gian nồng độ 48,8 (mg/l) 48,80 85,20 87,90 90,10 92,50 93,40 95,68 98,51 80,70 84,93 86,76 90,20 92,07 93,49 148,5 77,68 80,86 85,20 87,54 88,12 91,48 197,92 70,30 75,00 79,50 83,33 85,85 88,51 Nhận xét: Từ kết thu bảng 2.4 hình 2.8 cho thấy 248,27 67,20 73,66 78,40 82,02 84,63 85,68 khoảng thời gian hấp phụ khảo sát từ 15÷120 phút, nồng độ ban 2: Sự phụ thuộc hiệu suất hấp phụ vào thời gian nồng độ 98,51 (mg/l) 3: Sự phụ thuộc hiệu suất hấp phụ vào thời gian nồng độ 148,5 (mg/l) 4: Sự phụ thuộc hiệu suất hấp phụ vào thời gian nồng độ 197,92 (mg/l) 5: Sự phụ thuộc hiệu suất hấp phụ vào thời gian nồng độ 248,27 (mg/l) đầu khác metyl đỏ hiệu suất hấp phụ VLHP tăng Khi nồng độ metyl đỏ ban đầu cao hiệu suất hấp phụ tăng chậm, nồng độ metyl đỏ ban đầu thấp hiệu suất hấp phụ tăng nhanh (ảnh hưởng thời gian rõ ràng) Mặt khác, nồng độ ban đầu khác metyl đỏ hiệu suất hấp phụ VLHP tăng khoảng 60 phút đầu tương đối ổn định từ phút 60÷120 Do chọn 60 phút thời gian đạt cân Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 33 http://www.lrc-tnu.edu.vn Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 34 http://www.lrc-tnu.edu.vn hấp phụ VLHP hấp phụ VLHP Như vậy, thời gian đạt cân hấp phụ VLHP VLHP không 100 cấu trúc bề mặt chúng khác 95 Hiệu suất (%) 90 85 2.5.3 Ảnh hưởng khối lượng VLHP Tiến hành hấp phụ điều kiện: 100ml dung dịch metyl đỏ nồng 80 độ 248,27mg/l khối lượng VLHP thay đổi từ 0,2÷1,0g, pH 75 dung dịch điều chỉnh đến 7, khuấy dung dịch với tốc độ 160 70 vòng/phút, thời gian hấp phụ từ 15÷120 phút, nhiệt độ phòng (27±10C) 65 Lọc lấy phần dung dịch, xác định nồng độ metyl đỏ lại dung 60 15 30 45 60 90 120 Thời gian (phút) dịch sau hấp phụ Tính hiệu suất hấp phụ VLHP metyl đỏ Kết trình bày bảng 2.5, hình 2.10 2.11 Hình 2.9 Sự phụ thuộc hiệu suất hấp phụ VLHP vào thời gian Trong đó: 1: Sự phụ thuộc hiệu suất hấp phụ vào thời gian nồng độ 48,8 (mg/l) 2: Sự phụ thuộc hiệu suất hấp phụ vào thời gian nồng độ 98,51 (mg/l) 3: Sự phụ thuộc hiệu suất hấp phụ vào thời gian nồng độ 148,5 (mg/l) 4: Sự phụ thuộc hiệu suất hấp phụ vào thời gian nồng độ 197,92 (mg/l) 5: Sự phụ thuộc hiệu suất hấp phụ vào thời gian nồng độ 248,27 (mg/l) Nhận xét: Từ kết thu bảng 2.4 hình 2.9 cho thấy khoảng thời gian hấp phụ khảo sát từ 15÷120 phút, nồng độ ban đầu khác metyl đỏ hiệu suất hấp phụ VLHP tăng Khi nồng độ metyl đỏ ban đầu thấp hiệu suất hấp phụ tăng chậm, nồng độ metyl đỏ ban đầu cao hiệu suất hấp phụ tăng nhanh (ảnh hưởng thời gian rõ ràng) Mặt khác, nồng độ ban đầu khác metyl đỏ hiệu suất hấp phụ VLHP tăng khoảng 90 phút đầu tương đối ổn định từ phút 90÷120 Do chọn 90 phút thời gian đạt cân Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 35 http://www.lrc-tnu.edu.vn Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 36 http://www.lrc-tnu.edu.vn Bảng 2.5 Ảnh hưởng khối lượng VLHP đến hiệu suất hấp phụ Thời gian hấp phụ Trong đó: 1: Sự phụ thuộc hiệu suất vào khối lượng thời gian hấp phụ 15 phút Khối lượng VLHP (g) 0,2 0,4 0,6 0,8 2: Sự phụ thuộc hiệu suất vào khối lượng thời gian hấp phụ 30 phút 1,0 (phút) 3: Sự phụ thuộc hiệu suất vào khối lượng thời gian hấp phụ 45 phút VLHP (H%) 4: Sự phụ thuộc hiệu suất vào khối lượng thời gian hấp phụ 60 phút 15 38,70 58,92 60,70 63,26 70,40 30 42,62 59,48 65,27 68,21 75,48 45 50,42 62,08 68,89 70,42 76,27 100 60 53,11 64,40 70,89 75,72 80,03 VLHP (H%) 15 40,20 67,20 69,80 75,90 79,27 30 45,62 73,66 74,10 79,90 85,73 45 51,12 78,40 78,50 88,40 89,62 60 53,72 82,02 83,06 91,50 91,90 Hiệu suất (%) 90 80 70 60 50 40 30 90 56,90 84,63 86,50 93,20 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 Khối lượng (g) 94,20 Hình 2.11 Sự phụ thuộc hiệu suất hấp phụ VLHP vào khối lượng VLHP 90 Hiệu suất (%) 80 23 70 Trong 1: Sự phụ thuộc hiệu suất vào khối lượng thời gian hấp phụ 15 phút 2: Sự phụ thuộc hiệu suất vào khối lượng thời gian hấp phụ 30 phút 60 3: Sự phụ thuộc hiệu suất vào khối lượng thời gian hấp phụ 45 phút 50 4: Sự phụ thuộc hiệu suất vào khối lượng thời gian hấp phụ 60 phút 40 5: Sự phụ thuộc hiệu suất vào khối lượng thời gian hấp phụ 90 phút 30 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 Khối lượng (g) VLHP tăng từ 0,2÷1,0g/100ml dung dịch, thời gian hấp phụ khác Hình 2.10 Sự phụ thuộc hiệu suất hấp phụ VLHP1vào khối lượng VLHP Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 37 Nhận xét: Các kết thực nghiệm thu cho thấy khối lượng http://www.lrc-tnu.edu.vn hiệu suất hấp phụ hai VLHP tăng Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 38 http://www.lrc-tnu.edu.vn Ở tất thời gian hấp phụ khác nhau: với khối lượng VLHP từ 0,2÷0,4g/100ml dung dịch, hiệu suất hấp phụ hai VLHP tăng Bảng 2.6 Ảnh hưởng kích thước VLHP đến hiệu suất nhanh; với khối lượng VLHP từ 0,4÷1,0g/100ml dung dịch, hiệu suất hấp phụ hai VLHP tăng chậm Sự hấp phụ tăng lên khối lượng VLHP giải thích tăng lên diện tích bề mặt vị trí hấp phụ VLHP Chúng chọn khối lượng VLHP 0,4g dung lượng hấp phụ chúng Kích thước hạt (mm) ≤0,02 0,03÷0,05 0,06÷0,1 VLHP (H%) cho thí nghiệm 2.5.4 Ảnh hưởng kích thước VLHP Tiến hành hấp phụ điều kiện: 100ml dung dịch metyl đỏ nồng độ 248,27mg/l, pH = khối lượng VLHP 0,4g (với kích thước khác từ ≤0,02mm; 0,03÷0,05mm; 0,06÷0,1mm), khuấy dung dịch với tốc độ 160 vòng/phút, thời gian hấp phụ 120 phút nhiệt độ phòng Co (mg/l) 248,27 248,27 248,27 Ccb (mg/l) 76,65 86,76 98,51 H (%) 69,13 65,05 60,32 q (mg/g) 42,91 40,38 37,44 VLHP (H%) (27±10C) Lọc lấy phần dung dịch, xác định nồng độ metyl đỏ lại dung dịch sau hấp phụ Tính dung lượng hiệu suất hấp phụ Co (mg/l) 248,27 248,27 248,27 VLHP metyl đỏ Ccb (mg/l) 20,48 28,72 45,23 H (%) 91,75 88,43 81,78 q (mg/g) 56,95 54,89 50,76 Kết trình bày bảng 2.6 Nhận xét: Kết bảng 2.6 cho thấy khoảng kích thước VLHP khảo sát, tăng kích thước hiệu suất hấp phụ dung lượng hấp phụ VLHP giảm có giảm diện tích bề mặt riêng vị trí hấp phụ Ở kích thước ≤0,02mm hiệu suất hấp phụ VLHP lớn nhất, chọn kích thước ≤0,02mm cho thí nghiệm 2.5.5 Ảnh hưởng nồng độ metyl đỏ ban đầu Tiến hành hấp phụ với 0,4g VLHP 100ml dung dịch metyl đỏ có nồng độ xác định khác (từ 48,80÷248,27mg/l), pH dung Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 39 http://www.lrc-tnu.edu.vn Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 40 http://www.lrc-tnu.edu.vn dịch điều chỉnh đến 7, khuấy dung dịch với tốc độ 160 vòng/phút, Nhận xét: Từ kết thực nghiệm thu cho thấy hai thời gian hấp phụ VLHP VLHP tương ứng 60 phút 90 phút, VLHP thời gian hấp phụ khác nồng độ metyl đỏ ban đầu tăng nhiệt độ phòng (27±1 C) Lọc lấy phần dung dịch, xác định nồng độ metyl hiệu suất hấp phụ giảm Trong khoảng nồng metyl đỏ ban đầu khảo sát đỏ lại dung dịch sau hấp phụ Tính dung lượng hiệu suất (48,8÷248,27mg/l) hiệu suất hấp phụ VLHP giảm từ 83,30÷64,40%, hấp phụ VLHP metyl đỏ Kết trình bày bảng 2.7 VLHP giảm từ 93,40÷84,63% Như vậy, khả hấp phụ metyl đỏ Bảng 2.7 Ảnh hưởng nồng độ metyl đỏ ban đầu đến hiệu suất dung lượng hấp phụ VLHP VLHP VLHP Langmuir Ccb H q Ccb/q Co Ccb H q Ccb/q (mg/l) (mg/l) (%) (mg/g) (g/l) (mg/l) (mg/l) (%) (mg/g) (g/l) 48,80 8,15 83,30 10,16 0,80 48,80 3,22 93,40 11,40 0.28 98,51 23,15 76,50 18,84 1,23 98,51 7,81 92,07 23,68 0.33 148,50 49,75 66,50 24,69 1.49 148,50 17,65 88,12 32,71 0.54 70,68 64,20 31,81 2,02 197,92 28,01 Từ kết thu bảng 2.7 nghiên cứu cân hấp phụ metyl đỏ hai loại VLHP theo mô hình đẳng nhiệt hấp phụ Co 197,92 VLHP tốt so với VLHP 85,85 42,48 Kết trình bày hình 2.13, 2.14 2.15, 2.16 a VLHP 2.5 45 40 0.66 y = 17.732Ln(x) + 10.506 R2 = 0.9948 35 64,40 39,97 2.21 248,27 38,16 84,63 52,53 0.73 30 25 20 1.5 15 120 Hiệu suất (%) Ccb/q (g/l) 88,38 q (mg/g) 248,27 y = 0.447x + 0.085 R = 0.9956 10 100 0.5 80 VLHP VLHP 60 40 5.71 18.97 46.23 65.91 87.52 5.71 Ccb (mg/l) 18.97 46.23 65.91 87.52 Ccb (mg/l) 20 Hình 2.13 Đường đẳng nhiệt hấp phụ 48.8 98.51 148.5 197.92 248.27 Langmuir metyl đỏ VLHP Hình 2.14 Sự phụ thuộc Ccb/q vào Ccb metyl đỏ VLHP1 Nồng độ ban đầu (mg/l) Hình 2.12 Sự phụ thuộc hiệu suất hấp phụ VLHP VLHP vào nồng độ metyl đỏ ban đầu Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 41 http://www.lrc-tnu.edu.vn Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 42 http://www.lrc-tnu.edu.vn 2.5.6 So sánh khả hấp phụ VLHP với than hoạt tính b VLHP y = 23.832Ln(x) + 10.711 R2 = 0.9952 60 50 Ccb/q (g/l) q (mg/g) 40 30 20 Để đánh giá khả hấp phụ VLHP tiến hành so sánh dung y = 0.12x + 0.046 R2 = 0.995 0.7 0.6 lượng hiệu suất hấp phụ vật liệu với than hoạt tính CAS 7440-44-0 0.5 (Trung Quốc) điều kiện hấp phụ tối ưu loại VLHP 0.4 Tiến hành hấp phụ tương tự VLHP kết xác định 0.3 điều kiện hấp phụ than hoạt tính metyl đỏ là: pH = 6, thời 0.2 10 gian đạt cân hấp phụ 45 phút 0.1 Tiến hành hấp phụ với 0,4g loại vật liệu: VLHP than hoạt 0 2,09 6,39 12,60 22,71 2,09 35,59 6,39 12,60 22,71 35,59 Ccb (mg/l) Ccb (mg/l) tính; 100ml dung dịch metyl đỏ có nồng độ 248,27mg/l; VLHP pH dung dịch điều chỉnh đến 7, than hoạt tính pH Hình 2.15 Đường đẳng nhiệt hấp phụ Hình 2.16 Sự phụ thuộc Ccb/q vào Langmuir metyl đỏ VLHP Ccb metyl đỏ VLHP dung dịch điều chỉnh đến 6; khuấy dung dịch với tốc độ 160 vòng/phút, thời gian hấp phụ VLHP than hoạt tính tương ứng 90 phút 45 phút; nhiệt độ phòng (27±10C) Lọc lấy phần dung dịch, xác Nhận xét: Từ kết khảo sát cho thấy: Sự hấp phụ hai loại VLHP dung dịch metyl đỏ mô tả tốt theo mô hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir định nồng độ metyl đỏ lại dung dịch sau hấp phụ Tính dung lượng hiệu suất hấp phụ VLHP metyl đỏ Kết trình bày bảng 2.9 Từ đồ thị biểu diễn phụ thuộc Ccb/q vào Ccb metyl đỏ Bảng 2.9 Các thông số hấp phụ VLHP hình 2.14 2.16, tính giá trị dung lượng hấp phụ cực đại q max than hoạt tính CAS 7440-44-0 số Langmuir b hai loại VLHP Than hoạt tính VLHP Kết trình bày bảng 2.8 Bảng 2.8 Dung lượng hấp phụ cực đại số Langmuir hai loại VLHP VLHP Co Ccb H q Co Ccb H q (mg/l) (mg/l) (%) (mg/g) (mg/l) (mg/l) (%) (mg/g) 248,27 38,16 84,63 52,53 248,27 20,59 91,71 56,92 VLHP qmax (mg/g) b qmax (mg/g) b 46.75 0.071 63,00 0.088 Nhận xét: Dung lượng hấp phụ cực đại VLHP cao VLHP Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 43 http://www.lrc-tnu.edu.vn Nhận xét: Từ kết thực nghiệm thu cho thấy: VLHP có hiệu suất hấp phụ dung lượng hấp phụ không cao than hoạt tính CAS 7440-44-0 (Trung Quốc) Tuy nhiên cho sử dụng Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 44 http://www.lrc-tnu.edu.vn VLHP để hấp phụ metyl đỏ kinh tế Bảng 2.10 Kết phân tích mẫu nước thải chứa metyl đỏ trước sau hấp phụ VLHP Ngoài ra, nhận thấy so với hấp phụ than chế tạo từ hạt na [16] dưa chuột [15] hấp phụ metyl đỏ dung dịch VLHP Mẫu nước hiệu suất hấp phụ VLHP tốt 2.6 Xử lý thử mẫu nước thải chứa metyl đỏ Co C1 H1 VLHP C2 H2 Co C1 H1 C2 H2 (mg/l) (mg/l) (%) (mg/l) (%) (mg/l) (mg/) (%) (mg/l) (%) Mẫu nước thải chứa metyl đỏ lấy từ sở sản xuất công ty làng nghề dệt nhuộm (xin dấu tên): Mẫu 1: Của công ty cổ phần dệt sợi 24,25 8,71 64,1 4,08 83,2 24,25 6,52 73,1 0,44 98,2 35,47 14,81 58,3 7,02 80,2 35,47 10,8 69,5 1,64 95,4 53,16 30,46 42,7 14,49 73,7 53,16 17,4 63,5 5,21 90,2 Mẫu 2: Của làng nghề dệt nhuộm Mẫu 3: Của công ty cổ phần dệt len Các mẫu nước thải sau gạn lọc qua giấy lọc, xác định độ pH nồng độ metyl đỏ ban đầu Kết quả: pH ban đầu mẫu 1; 2; tương ứng là: 9,56; 9,47; 9,12 Nồng độ metyl đỏ ban đầu mẫu 1; 2; tương ứng là: 24,25 (mg/l); 35,47 (mg/l); 53,16 (mg/l) Sau xác định pH nồng độ metyl đỏ ban đầu mẫu nước thải tiến hành thí nghiệm hấp phụ VLHP Trong đó: C1, C2: nồng độ metyl đỏ sau hấp phụ lần lần tương ứng (mg/l) H1, H2: hiệu suất hấp phụ sau hấp phụ lần lần tương ứng (mg/l) Nhận xét: Như vậy, sau hai lần hấp phụ kết cho thấy hai VLHP có khả tách loại metyl đỏ nước thải loãng VLHP cho kết hấp phụ tốt VLHP Nếu tiến hành hấp phụ liên tiếp nhiều lần làm giảm hàm lượng lớn metyl đỏ nước thải Lấy 100ml mẫu nước thải cho vào cốc thuỷ tinh dung tích 250ml, điều chỉnh pH mẫu nước thải đến 7, đem hấp phụ VLHP chế tạo từ bã mía điều kiện xác định thí nghiệm Lọc bỏ bã rắn đem xác định nồng độ màu lại dung dịch sau hấp phụ lần Lấy dung dịch thu sau hấp phụ lần cho hấp phụ lần Xác định nồng độ metyl đỏ lại dung dịch sau hấp phụ lần Kết sau hai lần hấp phụ VLHP nồng độ đầu khác trình bày bảng 2.10 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 45 http://www.lrc-tnu.edu.vn Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 46 http://www.lrc-tnu.edu.vn VLHP 1, VLHP metyl đỏ giảm là: KẾT LUẬN VLHP 1: 83,30÷64,40% Qua trình nghiên cứu dựa số kết thực nghiệm thu VLHP 2: 93,40÷84,63% được, rút số kết luận sau: Đã chế tạo hai loại VLHP từ nguồn phụ phẩm công nghiệp - Dung lượng hấp phụ cực đại VLHP VLHP metyl đỏ 46,75mg/g; 63,00mg/g bã mía thông qua hai trình xử lý hoá học: - Xử lý hoá học fomanđehit thu VLHP So sánh khả hấp phụ VLHP với than hoạt tính CAS - Xử lý hoá học H2SO4 NaHCO3 thu VLHP 7440-44-0, điều kiện tối ưu vật liệu cho thấy hiệu suất hấp phụ Đã xác định đặc điểm bề mặt hai loại VLHP kính hiển vi VLHP tốt điện tử quét (SEM) Các kết nhận cho thấy VLHP chế tạo có độ xốp bề mặt lớn so với nguyên liệu, độ bền học cao Nghiên cứu khả hấp phụ metyl đỏ dung dịch nước hai Qua khảo sát mẫu nước thải sở khác cho thấy sử dụng VLHP chế tạo từ bã mía để xử lý nước thải chứa phẩm màu Như vậy, bã mía qua xử lý fomanđehit axit sunfuric có loại VLHP Kết thu cho thấy: - Độ pH tốt cho hấp phụ VLHP 1, VLHP metyl khả hấp phụ metyl đỏ dung dịch nước với hiệu suất cao Luận văn sở cho việc tiếp tục hướng nghiên cứu, nhằm ứng đỏ - Thời gian đạt cân hấp phụ VLHP 1, VLHP metyl dụng VLHP chế tạo từ bã mía vào trình xử lý nguồn nước bị ô nhiễm thực tế đỏ 60 phút 90 phút - Khảo sát khối lượng VLHP từ 0,2÷1,0g, tăng khối lượng VLHP hiệu suất hấp phụ VLHP 1, VLHP metyl đỏ tăng là: VLHP 1: 53,11÷80,03% VLHP 2: 56,90÷94,20% - Khảo sát kích thước VLHP (từ ≤0,02÷0,1mm) tăng kích thước VLHP hiệu suất hấp phụ giảm tương ứng là: VLHP 1: 69,13÷60,32% VLHP 2: 91,75÷81,78% - Khảo sát nồng độ dung dịch metyl đỏ ban đầu từ 48,8÷248,27 mg/l, tăng nồng độ dung dịch metyl đỏ ban đầu hiệu suất hấp phụ Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 47 http://www.lrc-tnu.edu.vn Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 48 http://www.lrc-tnu.edu.vn 11 Osvaldo Karnitz Jr, Leandro Vinicius Alves Gurgel…“Adsorption of heavy TÀI LIỆU THAM KHẢO metal ion from aqueous single metal solution by chemically modified Lê Văn Cát, “Hấp phụ trao đổi ion kĩ thuật xử lí nước nước sugarcane bagasse”, Bioresourse Technology 98, 1291 – 1297 (2007) 12 Umesh K Garg and Dhiraj Sud, “Optimization of process parameters for thải”, Nxb Thống kê, Hà Nội, (2002) Trần Tứ Hiếu, “Phân tích trắc quang phổ hấp thụ UV-Vis”, Nxb Đại học removal of Cr (VI) from aqueous solutions using modified sugarcane bagasse”, Electronic Journal of Environmental, Agricultural and Food Quốc gia Hà Nội, Hà Nội, (2003) Trần Văn Nhân, Hồ Thị Nga, “Giáo trình công nghệ xử lí nước thải”, Chemistry, 4(6), 1150-1160, (2005) 13 S.Saiful azhar, A.Ghaniey Liew, D.Suhardy, K.Farizul Hafiz, M.D Irfan Nxb Khoa học kĩ thuật, Hà Nội, (2005) Trần Văn Nhân, Nguyễn Thạc Sửu, Nguyễn Văn Tuế, “Hóa lí tập II”, Hatim, “Dye removal from aqueous solution by using adsorption on treated sugarcane bagasse”, American Journal of applied sciences 2(11): Nxb Giáo dục, Hà Nội, (1998) Đặng Trần Phòng, Trần Hiếu Nhuệ, “Xử lí nước cấp nước thải dệt 1499-1503, ISSN 1546-9239, (2005) 14 Sumanjit, Walia TPS, Ravneet Kaur, “Removal of health hazards nhuộm”, NXB Khoa học kĩ thuật, Hà Nội, (2005) Đỗ Đình Rãng, Đặng Đình Bạch, Lê Thị Anh Đào, Nguyễn Mạnh Hà, causing acidic dyes from aqueous solutions by process of adsorption”, Nguyễn Thị Thanh Phong, “Hoá học hữu 3”, NXB Giáo duc, Hà Peer Reviewed open Access Free Published Quarterly Mangalore, South Nội, (2006) India, ISSN 0972-5997, (2007) Hồ Sĩ Tráng, “Cơ sở hoá học gỗ xennluloza, tập 1”, Nxb Khoa học 15 T.Santhi, Smanonmani, T.Ssmitha and K.Mahalakshkl, “Adsorption kinetics of cationic dyes from aqueous solution by bioadsorption onto kỹ thuật, Hà Nội, (2005) Đặng Xuân Việt, “Nghiên cứu phương pháp thích hợp để khử màu thuốc activated carbon prepared from cucumis sativa”, pepartment of nhuộm hoạt tính nước thải dệt nhuộm”, luận án tiến sĩ kỹ thuật, Hà Environmental Engcneery Sepuluh Nopember Institube of tech nology, (2009) 16 T.Santhi, Smanonmani, T.Ssmitha , “Removal of methyl red from aqueous Nội, (2007) A.G.Liew Abdullah, MA, Mohd Salled, M.K.Siti Mazlina, M.J Megat Mohd Noor, M.R Osman, R.Wagiran, and S.Sobri, “Azo dye removal by solution by activated carbon prepared from the annona squmosa seed by adsorption”, Chemical Engineering Research Bulletin 14, 11-18, (2010) adsorption using waste biomass: Sugarcane bagasse”, international Journal of engineering and technogy, vol.2, No.1, pp 8-13, (2005) 10 Mas Rosemal H.Mas Haris and Kathiresan Sathasivam, “The removal of methyl red from aqueous solutions using banana Pseudostem Fibers”, American Journal of applied sciences 6(9): 1690-1700, ISSN 1546-9237 (2009) Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 49 http://www.lrc-tnu.edu.vn Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 50 http://www.lrc-tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC BẢNG Trang LỜI CẢM ƠN Bảng 1.1 Các nguồn chủ yếu phát sinh nước thải công nghiệp dệt nhuộm .9 Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Lê Hữu Thiềng, người thầy tận tình chu đáo giúp đỡ em suốt trình học tập, nghiên cứu hoàn thành luận văn Xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, khoa Sau Đại học, khoa Hóa học Trường ĐHSP Thái Nguyên tạo điều kiện thuận lợi cho em suốt trình học tập nghiên cứu đề tài Xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo, cán phòng thí nghiệm khoa Hóa học Trường ĐHSP Thái Nguyên bạn bè đồng nghiệp giúp đỡ, tạo điều kiện cho suốt trình thực nghiệm Cùng với biết ơn sâu sắc xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu Trường THPT Lý Thái Tổ - tỉnh Bắc Ninh, tổ Hóa - Sinh trường THPT Lý Thái Tổ giúp đỡ động viên trình học tập hoàn thành luận văn Bảng 1.2 Một số đường đẳng nhiệt hấp phụ thông dụng 13 Bảng 1.3 Thành phần hoá học bã mía 19 Bảng 2.1 Số liệu xây dựng đường chuẩn xác định nồng độ metyl đỏ 28 Bảng 2.2 Các thông số hấp phụ nguyên liệu VLHP 30 Bảng 2.3 Ảnh hưởng pH đến hiệu suất dung lượng hấp phụ VLHP 31 Bảng 2.4 Ảnh hưởng thời gian đến hiệu suất hấp phụ VLHP 33 Bảng 2.5 Ảnh hưởng khối lượng VLHP đến hiệu suất hấp phụ 37 Bảng 2.6 Ảnh hưởng kích thước VLHP đến hiệu suất dung lượng hấp phụ chúng 40 Bảng 2.7 Ảnh hưởng nồng độ metyl đỏ ban đầu đến hiệu suất dung lượng hấp phụ VLHP 41 Bảng 2.8 Dung lượng hấp phụ cực đại số Langmuir hai loại VLHP 43 Thái Nguyên, tháng 08 năm 2010 Tác giả Bảng 2.9 Các thông số hấp phụ VLHP than hoạt tính CAS 7440-44-0 44 Bảng 2.10 Kết phân tích mẫu nước thải chứa metyl đỏ trước sau hấp phụ VLHP 46 Nguyễn Thị Thanh Tú Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Trang Hình 1.1 Đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir 15 Hình 1.2 Sự phụ thuộc Ccb/q vào Ccb 15 Hình 2.1 Ảnh SEM nguyên liệu VLHP 24 Hình 2.2 Ảnh SEM VLHP hai độ phóng đại độ phân giải khác 25 Hình 2.3 Phổ hồng ngoại nguyên liệu 26 Hình 2.4 Phổ hồng ngoại VLHP 27 Hình 2.5 Phổ hồng ngoại VLHP 27 Hình 2.6 Đường chuẩn xác định nồng độ metyl đỏ 29 Hình 2.7 Sự phụ thuộc hiệu suất hấp phụ vào pH 31 Hình 2.8 Sự phụ thuộc hiệu suất hấp phụ VLHP vào thời gian 34 Hình 2.9 Sự phụ thuộc hiệu suất hấp phụ VLHP vào thời gian 35 Hình 2.10 Sự phụ thuộc hiệu suất hấp phụ VLHP vào khối lượng VLHP 37 Hình 2.11 Sự phụ thuộc hiệu suất hấp phụ VLHP vào khối lượng VLHP 38 Hình 2.12 Sự phụ thuộc hiệu suất hấp phụ VLHP VLHP vào nồng độ metyl đỏ ban đầu 41 Hình 2.13 Đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir metyl đỏ VLHP 42 Hình 2.14 Sự phụ thuộc Ccb/q vào Ccb metyl đỏ VLHP 42 Hình 2.15 Đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir metyl đỏ VLHP 43 Hình 2.16 Sự phụ thuộc Ccb/q vào Ccb metyl đỏ VLHP2 43 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn [...]... hƣớng nghiên cứu sử dụng bã mía làm VLHP xử lý môi trƣờng Với thành phần chính là xenlulozo và hemixenlulozo, bã mía có thể biến tính để trở thành vật liệu hấp phụ tốt Trên thế giới đã có một số nhà khoa học nghiên cứu biến tính bã mía để làm vật liệu hấp phụ xử lý dung dịch loãng [13] Các tác giả [14] đã tiến hành nghiên cứu và so sánh khả năng tách loại các thuốc nhuộm axit trong dung dịch nước của các. .. khoảng nồng metyl đỏ ban đầu khảo sát đỏ còn lại trong các dung dịch sau hấp phụ Tính dung lượng và hiệu suất (48,8÷248,27mg/l) hiệu suất hấp phụ của VLHP 1 giảm từ 83,30÷64,40%, hấp phụ của các VLHP đối với metyl đỏ Kết quả trình bày ở bảng 2.7 VLHP 2 giảm từ 93,40÷84,63% Như vậy, khả năng hấp phụ metyl đỏ của Bảng 2.7 Ảnh hưởng của nồng độ metyl đỏ ban đầu đến hiệu suất và dung lượng hấp phụ của các VLHP... VLHP 2 này để hấp phụ metyl đỏ sẽ kinh tế hơn Bảng 2.10 Kết quả phân tích các mẫu nước thải chứa metyl đỏ trước và sau khi hấp phụ trên các VLHP Ngoài ra, chúng tôi cũng nhận thấy so với sự hấp phụ của các than chế tạo từ hạt na [16] và dưa chuột [15] cùng hấp phụ metyl đỏ trong dung dịch VLHP 1 Mẫu nước thì hiệu suất hấp phụ của VLHP 2 là khá tốt 2.6 Xử lý thử 3 mẫu nước thải chứa metyl đỏ Co C1 H1... đối với dung dịch metyl đỏ được mô tả khá tốt theo mô hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir định nồng độ metyl đỏ còn lại trong các dung dịch sau hấp phụ Tính dung lượng và hiệu suất hấp phụ của các VLHP đối với metyl đỏ Kết quả được trình bày ở bảng 2.9 Từ đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của Ccb/q vào Ccb đối với metyl đỏ Bảng 2.9 Các thông số hấp phụ của VLHP 2 và hình 2.14 và 2.16, tính được giá trị dung. .. nước thải cho vào 3 cốc thuỷ tinh dung tích 250ml, điều chỉnh pH của các mẫu nước thải đến 7, đem hấp phụ bằng các VLHP chế tạo từ bã mía ở các điều kiện đã xác định được ở các thí nghiệm trên Lọc bỏ bã rắn đem xác định nồng độ màu còn lại trong dung dịch sau hấp phụ lần 1 Lấy dung dịch thu được sau hấp phụ lần 1 cho hấp phụ lần 2 Xác định nồng độ metyl đỏ còn lại trong dung dịch sau hấp phụ lần 2 Kết... nguyên liệu và hai loại Hình 2.6 Đường chuẩn xác định nồng độ metyl đỏ VLHP đều có khả năng hấp phụ metyl đỏ Tuy nhiên, so sánh dung lượng hấp phụ, hiệu suất hấp phụ của nguyên liệu với hai loại VLHP đối với metyl 2.4 Khảo sát khả năng hấp phụ của nguyên liệu và các VLHP Cân mỗi loại nguyên liệu, VLHP 1, VLHP 2 là 0,4g cho riêng rẽ vào 3 cốc thủy tinh dung tích 250ml Thêm vào mỗi cốc 100ml dung dịch metyl. .. tăng các vị trí hấp phụ của VLHP [9] 2.3 Định lƣợng metyl đỏ Dựng đường chuẩn xác định nồng độ metyl đỏ: Từ dung dịch metyl đỏ Hình 2.4 Phổ hồng ngoại của VLHP 1 gốc nồng độ 500 mg/l chuẩn bị các dung dịch có nồng độ: 50, 100, 150, 200, 250mg/l, mẫu trắng không chứa metyl đỏ Dùng dung dịch NaOH 0,01M và HCl 0,01M để điều chỉnh môi trường của các dung dịch đến pH=7,0 Đem đo độ hấp thụ quang của các dung. .. suất hấp phụ và dung lượng hấp phụ của VLHP 1 cao hơn gần 2 lần, của VLHP 2 cao hơn gần 3 lần so với nguyên liệu 2.5 Khảo sát các yếu tố ảnh hƣởng đến khả năng hấp phụ của các VLHP 2.5.1 Ảnh hưởng của pH Chuẩn bị các cốc thủy tinh dung tích 250ml có đánh số thứ tự, mỗi cốc chứa 0,4g các VLHP và 100ml dung dịch metyl đỏ nồng độ 248,27mg/l Dùng dung dịch NaOH 0,01M và HCl 0,01M để điều chỉnh pH của các dung. .. có thể sử dụng các VLHP chế tạo từ bã mía để xử lý nước thải chứa các phẩm màu Như vậy, bã mía qua xử lý bằng fomanđehit hoặc axit sunfuric có loại VLHP Kết quả thu được cho thấy: - Độ pH tốt nhất cho sự hấp phụ của VLHP 1, VLHP 2 đối với metyl khả năng hấp phụ metyl đỏ trong dung dịch nước với hiệu suất khá cao Luận văn này sẽ là cơ sở cho việc tiếp tục các hướng nghiên cứu, nhằm ứng đỏ là 7 - Thời... hấp phụ khảo sát từ 15÷120 phút, đối với các nồng độ ban 2: Sự phụ thuộc của hiệu suất hấp phụ vào thời gian ở nồng độ 98,51 (mg/l) 3: Sự phụ thuộc của hiệu suất hấp phụ vào thời gian ở nồng độ 148,5 (mg/l) 4: Sự phụ thuộc của hiệu suất hấp phụ vào thời gian ở nồng độ 197,92 (mg/l) 5: Sự phụ thuộc của hiệu suất hấp phụ vào thời gian ở nồng độ 248,27 (mg/l) đầu khác nhau của metyl đỏ hiệu suất hấp phụ