Khoá luận tốt nghiệp Nghiên cứu sử dụng hỗn hợp PANi - than hoạt tính hấp thu thuốc bảo vệ thực vật

TRƯỜNG ĐẠI HỌC s PHẠM HÀ NỘI KHOA HÓA HỌC ===£0|Ũ3o8=== Nguyễn Thị Huyền NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG HỒN HỢP PANi - THAN HOẠT TÍNH HẤP THU THUỐC BẢO VỆ• THỰC VẬT • • KHÓA LUÂN TỐT NGHIÊP ĐAI HOC • • • • Chuyên ngành: Hốa học Hữu Người hướng dẫn khoa học TS Dương Quang Huấn HÀ NỘI-2016 LỜI CẢM ƠN Với lòng kính trọng biết ơn chân thành, tồi xin chân thành cảm ơn thầy giáo TS Dương Quang Huấn định hướng hướng dẫn tận tình suốt trình nghiên cứu để hoàn thành khóa luận tốt nghiệp Tôi xin chân thành cảm ơn lãnh đạo trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2, Ban chủ nhiệm thầy cô khoa Hóa học hết lòng quan tâm giúp đỡ suốt thời gian năm học tập Tôi xin chân thành cảm ơn bạn bè người thân tạo điều kiện động viên, khuyến khích học tập đến đích cuối Hà Nội, ngày 05 tháng năm 2016 Sinh viên Nguyễn Thị Huyền MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU 1 Lí chọn đề tà i 2 Mục đích nghiên cứu Nhiệm vụ nghiên u Đối tuợng phạm vi nghiên u Phuơng pháp nghiên u Ý nghĩa khoa học thục tiễn CHƯƠNG I TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu chung thuốc BVTV - POP 1.1.1 Định nghĩa 1.1.2 Phân loại thuốc bảo vệ thục v ậ t 1.1.3 Khái niệm hợp chất hữu khó phân hủy PO P 1.1.4 Một số hợp chất POP tiêu biểu 1.1.5 Đặc điểm hóa học PO P 1.1.6 Tình hình ô nhiễm thuốc BVTV 1.1.7 Các phuơng pháp xử lý ô nhiễm thuốc BVTV b iết 10 1.2 Tổng quan PANi 11 1.2.1 Cấu trúc polyanilin 12 1.2.2 Phương pháp tổng hợp polyanilin 15 1.2.3 ứng dụng PANi 15 1.3 Tổng quan than hoạt tín h 16 1.3.1 Cấu tạo than hoạt tín h 16 1.3.2 ứng dụng than hoạt tính 17 1.4 Quá trình hấp p h ụ 17 1.4.1 Các khái niệm b ản 17 1.4.2 Dung lượng hấp p h ụ 18 1.4.3 Hiệu suất hấp p h ụ 19 CHƯƠNG PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN c ứ u VÀ THựC NGHIỆM 20 2.1 Các phương pháp nghiên u 20 2.1.1 Phương pháp chiết rửa thuốc BVTV khỏi đất ô nhiễm 20 2.1.2 Phân tích hàm lượng thuốc BVTV GCMS 20 2.1.3 Phần mềm xử lí số liệu Origin Excel 21 2.2 Thực nghiệm 21 2.2.1 Máy móc thiết b ị 22 2.2.2 Dụng cụ hóa chất 22 2.2.3 Tiến hành thí nghiệm 22 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 26 3.1 Hiệu suất tổng hợp PANi 26 3.2 Đặc trưng PANi 26 3.3 Kết phân tích nồng độ thuốc BVTV 27 3.3.1 Nồng độ dung dịch chiết từ đ ấ t 27 3.3.2 Nồng độ thuốc BVTV sau hấp thu lại mẫu 28 3.3.3 Khả hấp thu thuốc BVTV vật liệu 29 3.3.4 Dung lượng hấp th u 30 3.3.5 Ảnh hưởng nồng độ đến khả hấp thu thuốc BVTV PANi 31 KẾT LUẬN 33 TÀI LIỆU THAM KHẢO 34 DANH MUC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Chữ viết đầy đủ BVTV Bảo vệ thực vật DDD Dichlorodiphenyldichloroethan DDE Dichlorodiphenyldichloroethylen DDT 1,1,1-trichloro-2,2-bis(4chlorophenyl)ethan GCMS Gas Chromatography Mass Spectometry IR Infra Red PANi Polianilin PCB Polychlorinated Biphenyls POP Persistent organic pollutans SEM Scanning Electron Microscope VLHT Vật liệu hấp thu POP Persistent organic pollutant DANH MUC BẢNG VÀ HÌNH VẼ • Bảng 3.1 Quy kết vân đặc trưng phổ IR PANi Bảng 3.2 Kêt hàm lượng chât mẫu đât ban đâu chưa xử lý Bảng 3.3 Kết thuốc BVTV sau lần tách chiết Bảng 3.4 Nông độ hóa chât thuôc BVTV mẫu ban đâu (ppm) Bảng 3.5 Nông độ thuôc BVTV sau hâp thu lại mẫu Bảng 3.6 Nông độ thuôc BVTV hâp thu băng vật liệu Bảng 3.7 Dung lượng hấp thu cho chất POP Bảng 3.8 Anh hưởng nông độ đên khả hâp thu thuôc BVTV PANi Hình 1.1 Câu tạo polyanilin Hình 1.2 Cấu trúc PANi Hình 1.3 Sơ đô tông họp PANi từ ANi (NH4)2S2Ù8 Hình 3.1 Phô hông ngoại (IR) PANi Hình 3.2 Ảnh SEM PANi Hình 3.3 Săc kí đô phân tích thuôc BVTV sô mẫu tách chiêt Hình 3.4 Săc kí đô phân tích thuôc BVTV sô mẫu hâp thu Hình 3.5 Biêu đô nông độ thuôc BVTV sau hâp thu lại tíong mẫu Hình 3.6 Biểu đồ tổng nồng độ thuốc BVTV hấp thu vật liệu Hình 3.7 Biêu đô hiệu suât hâp thu nông độ thuôc BVTV hâp thu băng vật liệu Hình 3.8 Biểu đồ dung lượng hấp thu cho chất Hình 3.9 Biêu đô tông dung lượng hâp thu Hình 3.10 Biêu đô hiệu suât hâp thu thuôc BVTV PANi nông độ khác Hình 3.11 Đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir dạng tuyến tính PANi M Ở ĐẦU Lí chọn đề tài Thuốc bảo vệ thực vật đóng vai trò quan trọng sản xuất nông nghiệp nước ta nước giới, trồng lương thực, rau màu để phòng trừ loại sâu bệnh, chuột, cỏ dại nhằm nâng cao hiệu kinh tế góp phần tăng suất, tăng mùa vụ, thay đổi cấu trồng Tuy nhiên, người thiếu hiểu biết việc sử dụng thuốc BVTV ảnh hưởng đến môi trường sinh thái, đặc biệt ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe người Hiện nay, Việt Nam nước giới tình trạng ô nhiễm thuốc BVTV xảy diện rộng^lo dư lượng thuốc bảo vệ thực vật sau sử dụng tồn dư ngấm sâu đất, di chuyển sang nguồn nước phát tán môi trường xung quanh, đặc biệt loại khó phân hủy (Persistent Organic Pollutant - POP) Chúng có tác dụng nguy hiểm, gây nhiều bệnh ung thư mà tạo biến đổi gen di truyền, gây dị tật bẩm sinh cho hệ sau - tương tự dioxin (chất độc màu da cam) mà quân đội Mỹ sử dụng chiến tranh nước ta Trong số polyme dẫn điện, polyanilin (PANi) nhà khoa học dành quan tâm nghiên cứu khả ứng dụng lớn, dễ tổng hợp thân thiện với môi trường Polyanlin biến tính, lai ghép với nhiều vật liệu vô cơ, hữu nhằm làm tăng khả ứng dụng thực tế Than hoạt tính chất có khả hấp phụ cao kim loại nặng, hợp chất hữu khó phân hủy nhờ vào cấu trúc xơ rỗng Mặt khác, than hoạt tính chất không độc, giá thành sản xuất rẻ nên sử dụng phổ biến Với mục tiêu tìm kiếm chất có khả xử lý hiệu POP, nghiên cứu ban đầu sử dụng hỗn hợp PANi - than hoạt tính để khảo sát khả tách POP chúng môi trường đất chọn đề tài: “Nghiên cứu sử dụng hỗn hợp PANi - than hoạt tính hấp thu thuốc bảo vệ thực vật’’ làm đề tài khóa luận tốt ngiệp Mục đích nghiên cứu - Tổng hợp PANi phương pháp hóa học - Hấp thu thuốc BVTV PANi tổng hợp phương pháp hóa học kết hợp với than hoạt tính Nhiệm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu tình hình ô nhiễm thuốc BVTV - Nghiên cứu phương pháp tổng hợp PANi phương pháp hóa học - Nghiên cứu hấp thu thuốc BVTV PANi - than hoạt tính - Phân tích, đánh giá kết mẫu nước có chứa thuốc BVTV hấp thu Đổi tượng phạm vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu: Thuốc BVTV, PANi, than hoạt tính - Phạm vi nghiên cứu: Phòng thí nghiệm Phương pháp nghiên cứu - Đọc tìm hiểu tài liệu có liên quan tới PANi thuốc BVTV, phương pháp hấp thu chất ô nhiễm - Các phương pháp IR, SEM để để đánh giá PANi - Phương pháp GC/MS để phân tích hàm lượng thuốc BVTV - Các phần mềm chuyên dụng để đánh giá, phân tích xử lí số liệu Ý nghĩa khoa học thực tiễn Kết nghiên cứu báo cáo góp phần làm sở khoa học để mở phương pháp xử lí chất ô nhiễm đơn giản hiệu CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu chung thuốc BVTV 1.1.1 Định nghĩa thuốc bảo vệ thực vật [8] Thuốc BVTV hợp chất hoá học (vô cơ, hữu cơ), chế phẩm sinh học (chất kháng sinh, vi khuẩn, nấm, siêu vi trùng, tuyến trùng, ), chất có nguồn gốc thực vật, động vật, sử dụng để bảo vệ trồng nông sản, chống lại phá hại sinh vật gây hại (côn trùng, nhện, tuyến trùng, chuột, chim, thú rừng, nấm, vi khuẩn, rong rêu, cỏ dại, ) Theo quy định Điều 1, Chương 1, Điều lệ quản lý thuốc BVTV (ban hành kèm theo Nghị định số 58/2002/NĐ-CP ngày 03/6/2002 Chính phủ), thuốc bảo vệ thực vật chế phẩm có nguồn gốc hóa chất, thực vật, động vật, vi sinh vật chế phẩm khác dùng để phòng trừ sinh vật gây hại tài nguyên thực vật Gồm chế phẩm dùng để phòng trừ sinh vật gây hại tài nguyên thực vật; chế phẩm điều hoà sinh trưởng thực vật, chất làm rụng hay khô lá; chế phẩm có tác dụng xua đuổi thu hút loài sinh vật gây hại tài nguyên thực vật đến để tiêu diệt Ở nhiều nước giới thuốc BVTV có tên gọi thuốc trừ dịch hại Sở dĩ gọi thuốc trừ dịch hại sinh vật gây hại cho trồng nông sản (côn trùng, nhện, tuyến trùng, chuột, chim, nấm, vi khuẩn, cỏ dại, ) có tên chung dịch hại, chất dùng để diệt trừ chúng gọi thuốc trừ dịch hại 1.1.2 Phân loại thuốc bảo vệ thực vật [8, 9, 19] 1.1.2.1 Phân loại theo mục đích sử dụng - Nhóm chất trừ sâu, trừ nhện, trừ côn trùng gây hại + Nhóm chất trừ sâu có chứa clo: DDT, Clodan + Nhóm chất trừ sâu có chứa phốt pho: Wophatox, Diazinon, Malathion, Monitor 2.1.3.1 Phần mềm Origin Origin phần mềm hỗ trợ cho kỹ sư nhà khoa học để phân tích liệu cách thể dạng đồ thị Các ưu điểm phần mềm Origin: • Sử dụng cách dễ dàng với giao diện đồ họa kiểu cửa sổ • Trao đổi liệu dễ dàng với nhiều phần mềm xử lý liệu {Excel, Matlab, Ladview ) • Hiển thị liệu cần phân tích dạng đồ thị fGraph) khác cách linh hoạt mềm dẻo Các liệu lấy từ nhiều nguồn liệu khác • Tự động cập nhật giá trị • Hỗ trợ lập trình ngôn ngữ c chuẩn (ANSI C) • Hỗ trợ truyền thông thông qua cổng COM 2.1.3.2 Phần mềm Excel Microsoft Excel (gọi tắt: Excel) chương trình ứng dụng Microsoft Office chạy môi trường Windows Thế mạnh Excel tính toán công thức Excel loại bảng tính điện tử dùng để tổ chức, tính toán công thức (Formulas), phân tích tổng hợp số liệu Các nhiệm vụ mà bạn thực với Excel từ việc viết hóa đơn tới việc tạo biểu đồ 3-D quản lý sổ kế toán cho doanh nghiệp Không gian việc Excel, kiểu liệu cách tạo bảng tính đơn giản 2.2 Thực nghiệm 2.2.1 Máy móc thiết bị - Tủ sấy - Máy khuấy từ - Cân phân tích - Máy hút chân không 2.2.2 Dụng cụ hóa chất 21 Dụng cụ - Bình tam giác - Pipet - Chậu thủy tinh - Hộp nhựa - Công tơ hút - Cốc thủy tinh - Phễu lọc bruce - Giấy lọc - Quỳ tím - Đũa thủy tinh - Khẩu trang, găng tay Hóa chất - Than hoạt tính - Aninlin (ANi) - Dung dịch axit HC1 5% HC1 IM - Amoni pesuníat (APS) - Dung môi tách chiết có phụ gia QH2 2.2.3 Tiến hành thí nghiệm 2.2.3.1 Tổng hợp VLHP PANi Bước 1: Cho dung dịch 200 ml dung dịch axit HC1 IM vào bình tam giác, khuấy máy khuấy từ đặt chậu nước đá Sau đó, cho từ từ giọt 4,9 ml (~5 gam) ANi vào khuấy cho tan hết ANi đến dung dịch đồng Bước 2: Cho từ từ dung dịch amoni pesuníat (pha 12,54 gam APS với 31 ml nước cất) khuấy cho đồng Phản ứng trùng hợp tiến hành thời gian 15 Bước 3: Kết thúc phản ứng, lọc tách rửa PANi nước cất nhiều lần đến đạt pH trung tính Sau đó, rửa dung dịch axeton để loại bỏ hết ANi dư Cuối 22 cùng, sấy khô PANi nhiệt độ 70°c tủ sấy Cân, tính hiệu suất trình tổng hợp bảo quản PANi lọ nhựa đậy kín 2.2.3.2 Tách thuốc BVTV khỏi đất ô nhiễm Sử dụng dung môi QH2 nhóm nghiên cứu sử dụng [6] để tách chiết thuốc BVTV khỏi đất ô nhiễm Cách tiến hành Lấy 01 mẫu đất có khối lượng 100 gam, sau trộn mẫu cho không bị vón cục bết, hạt nhỏ mịn Pha chế dung môi QH2, tích V = 300 ml để lưu tối thiểu 30 phút cho phụ gia phân tán dung môi nước Chiết mẫu đất với 300 ml dung dịch QH2 sau: Lắp thẳng đứng cột chiết rửa nước cất lên giá sắt Sau nhồi cột chiết với thứ tự sau: Lớp lót mịn —>Lớp lót xốp —>Lớp lót mịn —> —*■Mầu đất —» Lớp phủ mịn —*■Lớp phủ định vị Tiến hành chiết lần 100 ml đầu dung dịch QH2 vào cột chiết với tốc độ 10 giọưphút, Mau chiết lần kí hiệu QH2-1, chiết lần kí hiệu QH2-2, chiết lần kí hiệu QH2-3, mẫu sau chiết rửa bảo quản cẩn thận lọ nhựa, đậy kín Mau đất sau chiết lưu cất ữong túi kín khí, dung môi chiết bảo quản cẩn thận đem phân tích hàm lượng POP phương pháp sắc kí khí ghép khối phổ GCMS 2.2.3.3 Sử dụng VLHT PANi - than hoạt tính hấp thu thuốc BVTV Thí nghiệm 1; Nghiên cửu khả hấp thu thuốc BVTV PANi than hoạt tính > Bước 1: Rửa dụng cụ - Lấy bình tam giác dung tích 100 ml - Tráng bình tam giác nước để loại hết cặn bẩn 23 - Chọn chổi rửa thích hợp với loại bình Dùng chổi rửa thấm xà phòng cọ kỹ từ vào Xả nước nhiều lần, tráng lại nước cất để pH đạt đến trung tính - Úp ngược dụng cụ cho nước, dùng máy sấy để sấy khô - Với pipet rửa với nước cất dùng máy sấy để sấy khô > Bước 2: Chuẩn bị thí nghiệm - Cân mẫu vật liệu hấp thu PANi, than hoạt tính PANi trộn học với than hoạt tính (kí hiệu: PANi+THT), mẫu 0,5 gam - Pha dung dịch mẫu có nồng độ Co= 1546,3 ppm >• Bước 3: Tiến hành thí nghiệm hấp thu Cho vào 03 bình tam giác bình 20 ml dung dịch chuẩn POP có Co = 1546,3ppm đặt lên máy khuấy từ khuấy khoảng thời gian 15 phút Sau cho vào bình tam giác lượng vật liệu hấp thu theo thứ tự là: - Bình 1: 0,5 gam PANi - Bình 2: 0,5 gam PANi + THT (phối trộn học) - Bình 3: 0,5 gam than hoạt tính Dùng nilón giấy bạc bịt kín miệng bình tam giác lại đặt lên máy khuấy từ Tiến hành khuấy từ khoảng 10 Sau kết thúc thí nghiệm, dùng máy quay ly tâm để tách riêng phần rắn dung môi, lấy lml phần dung môi xử lý hấp thu cho vào ống đem phân tích hàm lượng POP lại chưa bị hấp thu phương pháp GCMS Chất rắn lại bảo quản lọ thủy tinh nhỏ, dùng giấy bạc bịt kín để tránh tiếp xúc không khí Thí nghiệm 2: Nghiên cứu ảnh hưởng nồng độ dung dịch ban đầu đến khả hấp thu PANi Cân mẫu PANi, mẫu 0,5 gam; sau cho vào bình tam giác đánh số thứ tự từ đến Pha 06 dung dịch mẫu có nồng độ khác nhau, cụ thể là: 24 Coi = 107,6 ppm; Co2 = 201,88 ppm; Co3= 403,4 ppm; Co4= 604,80 ppm; Co5 = 805,5 ppm; Co6= 1006,9 ppm Cho vào dung dịch mẫu vào bình tam giác từ —»■6 Dùng nilong giấy bạc bịt kín miệng bình tam giác lại đặt lên máy khuấy từ Tiến hành khuấy từ khoảng 10 Sau lấy dung dịch thu đem quay ly tâm để tách riêng phần rắn lỏng Lấy lml dung dịch lỏng mẫu từ —» phân tích để xác định nồng độ POP lại chưa bị hấp thu phương pháp GCMS 25 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Hiệu suất tổng hợp PANi Hiệu suất theo công thức: %H = — x l0 % mi Trong đó: mi khối lượng ANi, m2 khối lượng PANi Dựa vào kết thực nghiệm, ta có: %H= 92% 3.2 Đặc trưng PANi Phổ IR 10/24/2*15 9:05: !4PM Oapartmont of Inorganic ClMnnlsừy HUS-VNU ^ S M IM A D Z U Resolution: [cm-1] Atmosphere Collection: OFF Hình 3.1 Phổ hồng ngoại(IR) PANi Trên phổ đồ hồng ngoại PANi xuất tín hiệu nhóm đặc trưng cho PANi tổng hợp quy kết nhóm bảng 3.1 Bảng 3.1 Quy kết vân đặc trưng phổ IR PANi Tần số (em'1) 3431 2933 2306 1566 1489 1296 1242 1138 Quy kết VNH V củ a n h óm am in b ậc hai CH v ò n g b en zen V NH+ v c=c thơm v C =N v ò n g q u y n o it diam in V C-N+ V C -N V v ò n g b e n zen đ iam in CH v ò n g q u yn oit 26 Ả n h h iể n v ỉ đ i ệ n tử q u é t ( S E M ) c f ế ' 1« f r'- • ỉ * -ỆỆ Ổ # ểBÊ IMS-NKL x1OOk SE(M) 1 I I I 1 1 50ũnm Hình 3.2: Ảnh SEM PANi Kết phân tích ảnh SEM cho thấy đường kính sợi PANi nhỏ đạt cỡ micromet đến nanomet 3.3 Kết phân tích nồng độ thuốc BVTV 3.3.1 Nồng độ dung dịch chiết từ đất Mau đất trước tách chiết phân tích hàm lượng thuốc BVTV có đất kết sau: Bảng 3.2 Kết hàm lượng chất mẫu đất ban đầu chưa xử lý p,p '-DDE o,p'-DDD p,p'- DDD o,p'-DDT p,p'- DDT Tổng 1250 2093 1352 760 6074 11529 Sau tiến hành tách chiết lần, thu dung dịch tổng có chứa thuốc BVTV kết thể thể bảng 3.3 Bảng 3.3 Kết thuốc BVTV sau lần tách chiết p,p '-DDE p,p'- DDD p,p'- DDD o,p'-DDT p,p'- DDT Tổng 511 991 767 565 5063 7897 27 Dung dịch chiết sử dụng để nghiên cứu, đánh giá khả hấp thu vật liệu PANi tổng hợp Hình 3.3 Sắc kí đồ phân tích thuốc BVTV sổ mẫu tách chiết 3.3.2 Nồng độ thuốc BVTV sau hấp thu lại mẫu Ban đầu Sử dụng dung dịch tách chiết từ đất ô nhiễm để pha loãng, thu nồng độ ban đầu theo ý muốn có nồng độ Co = 1546,3 ppm Bảng 3.4: Nồng độ hóa chất thuốc BVTVtrong mẫu ban đầu (ppm) p,p '-DDE o,p'-DDD p,p'- DDD o,p'-DDT p,p'- DDT Tổng 476.20 191.70 123.15 59.85 695.40 1546.30 Hấp thu Bảng 3.5: Nồng độ thuốc BVTV sau hấp thu lại mẫu Chất PANi-HH HH+THT THT p,p'- DDE 194.6706 149.0030 196.623 Ỡ,p'-DDD 49.4586 38.09654 38.09654 p,p'- DDD 47.26497 31.25301 42.33651 o,p'-DDT 17.58992 16.90822 13.91572 p,p'- DDT 164.0449 141.1732 182.8972 28 Chnmiamaaro DiViCMSmH5\DDD&DDEU 1.26 SIM Mau pANĨ-HH OM.aiid _ QmnMngMỊ IXiTMSiĩH ‘‘/>1m,ýlH)lY1!ílt Iy.lilI-11tr KMO-ỊỊgd 144.840 PA N i « A _ 18.0 L _ L _ ¡9.0 19.4 1*0 j k 19.0 194 Hình 3.4 sẳc kí đồ phân tích thuốc BVTV sổ mẫu hấp thu Từ bảng 3.5 biểu đồ hình 3.5 ta thấy nồng độ thuốc BVTV sau hấp thu lại mẫu có khác Chất p,p'- DDE lại nhiều (X= 540,2966 ppm), chấtp,p'- DDD lại sau hấp thụ lớn thứ cụ thể (X= 488,1153 ppm) nồng độ lại sau hấp thu nhỏ 0,p DDT (X= 48,41386 ppm) Hình 3.5 Biểu đồ nồng độ thuốc BVTV sau hấp thu lại mẫu 3.3.3 Khả hấp thu thuốc BVTV cửa vật liệu Bảng 3.6 Nồng độ thuốc BVTV hấp thu vật liệu Chất PANi HH+THT THT p,p'- DDE 281.5294 327.197 279.577 o,p'- DDD 142.2414 153.6035 153.6035 p,p'- DDD 75.88503 91.89699 80.81349 o,p'-DDT 42.26009 42.94178 45.93428 p,p'- DDT 531.3551 554.2268 512.5028 Tổng 1073.271 1169.866 1072.431 69.40898 75.65583 % H hấp thu 29 69.35465 1200 1150 1100 Tổng 1050 1000 PANi HH+THT THT Hình 3.6 Biểu đồ tổng nồng độ thuốc Hình 3.7 Biểu đồ hiệu suất hấp thu nồng độ BVTV hấp thu vật liệu thuốc BVTVđã hấp thu vật liệu Từ hình 3.6 hình 3.7 ta thấy rõ vật liệu HH+THT có khả hấp thụ tốt (X = 1169,866 ppm, %H = 75,65583 %); PANi THT hấp thụ thuốc BVTV xấp xỉ nhau, THT hấp thụ PANi không đáng kể ( PNAi 2=1073,271 ppm, %H = 69,40898%, THT 2=1072,43 ppm, %H = 69,35465%) 3.3.4 Dung lượng hấp thu thuốc BVTV Bảng 3.7 Dung lượng hấp thu cho chất POP Chất PANi-HH HH+THT THT p,p'~ DDE 11.26118 13.08788 11.18308 o,p’-DDD 5.689656 6.144138 6.144138 p,p'- DDD 3.035401 3.67588 3.23254 o,p'-DDT 1.690403 1.717671 1.837371 p,p'- DDT 21.25421 22.16907 20.50011 Tổng 42.93084 46.79464 42.89724 30 Hình 3.8 Biểu đồ dung lượng hấp thu cho chất Hình 3.9 Biểu đồ tổng dung lượng hấp thu Từ kết ta thấy, vật liệu PANi trộn học với than hoạt tính có khả hấp thuốc BVTV lớn với dung lượng hấp thu q = 46,79464 mg/g nhỏ than hoạt tính với q = 42,89724 mg/g Cụ thể đó, chất DDT hấp thu lớn tương ứng với dung lượng lớn (X = 22,34 —> 23,89 mg/g), nhỏ hợp chất DDD (X = 8,73 —*■9,82 mg/g) vật liệu sử dụng để hấp thu, kết phù hợp với kết phân tích nồng độ chất POP mẫu chuẩn ban đầu tất vật liệu hấp thu 3.3.5 Ảnh hưởng nồng độ đến khả hấp thu thuốc BVTV PANi Bảng 3.8 Ảnh hưởng nồng độ đến khả hấp thu thuốc BVTV PANỈ Chất Coi C 02 C 03 C 04 C 05 C06 Ce 16.14 46.3936 100.85 169.344 281.925 422.898 Co-Ce 91.46 164.4864 302.55 435.456 523.575 584.002 % H xử lý 85% 78% 75% 72% 65% 58% Qe 3.6584 6.579456 12.102 17.41824 20.943 23.36008 Ce/Qe 4.411765 7.051282 8.333333 9.722222 13.46154 18.10345 31 Hình 3.10 Biểu đồ hiệu suất hấp thu thuốc BVTV PANi nồng độ khác Từ hình 3.10 ta thấy, hiệu suất hấp thu mẫu dung dịch thuốc BVTV nông độ khác PANi khác nhau.Khi nồng độ thuốc BVTV mẫu cao, hiệu suất giảm Cụ thể, Coi =107,6 ppm %H = 85% , tăng nồng độ Co6 = 1006,9 ppm hiệu suất giảm xuống 58% 3.3.5.1 Mô hình hấp phụ Langmuỉr Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ ban đầu dung dịch hấp thu đến khả hấp thu hỗn hợp PANi Hình 3.11 Đường đắng nhiệt hấp phụ Langmuỉr dạng tuyến tính PANi Tiến hành khảo sát khả hấp phụ PANi theo mô hình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir dạng tuyến tính (hình 3.11) Từ đó, xác định dung lượng hấp phụ cực đại PANi qmax = 31,847 mg/g, số phương trình Langmuir Kl = 6,609.10"3 1/mg Ta thấy, giá trị Kl thu nằm khoảng hợp lý cho hấp phụ, chứng tỏ PANi vật liệu hấp phụ tương đối tốt cho việc hấp thu thuốc BVTV gây ô nhiễm môi trường nước tiến hành xử lý đất ô nhiễm 32 KÉT LUẬN Đã tổng hợp thành công vật liệu PANi phương pháp hóa học, PANi tồn dạng muối Các đặc trưng vật liệu kiểm chứng phổ hồng ngoại ảnh SEM Đã so sánh khả hấp thu thuốc BVTV khó phân hủy vật liệu: PANi đơn thuần, than hoạt tính, PANi phối trộn học với than hoạt tính Kết cho thấy, PANi phối trộn học với than hoạt tính có khả hấp thu tốt hẳn, đạt hiệu suất cao %H = 75,66 % ứng với dung lượng hấp thu 46,79464 mg/g Tiến hành khảo sát khả hấp phụ PANi theo mô hình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir dạng tuyến tính Từ đó, xác định dung lượng hấp phụ cực đại PANi với qmax = 31,847 mg/g, số phương trình Langmuir Kl = 6,609.10"3 (1/mg) Kiến nghị: Đe tài cần có nghiên cứu khác chi tiết cụ thể khả hấp thu bảo vệ thực vật PANi để có nghiên cứu thay đổi thời gian hấp thu, thay đổi khối lượng vật liệu hấp thu, hấp thu nhiệt độ khác nhau, 33 TÀI LIỆU THAM KHẢO • Tiếng Việt Kiều Tuấn Anh (2012), “Khóa luận tốt nghiệp ”, Chuyên ngành Hóa Hữu cơ,Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2 Vũ Ngọc Ban (2007), “Giáo trình thực hành hóa ir, NXB ĐH Quốc gia Nguyễn Thị Hà, Hồ Thị Hòa (2008), “Nghiên cứu hấp phụ màu/xử lý COD nước thải nhuộm cacbon hoạt hóa chế tạo từ bụi bô ng”, Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên Công nghệ 24 16-22 Trần Thị Thu Hằng (2013), “Nghiên cứu chế tạo vật liệu composừe^trên nhựa Polyethylene mùn cưa”, Luận văn thạc sĩ kỹ thuật, Trường Đại học Đà Nằng Nguyễn Quang Hợp (2015), “Nghiên cứu chế tạo xử lỷ Polyanỉlỉn địnhhướng làm vật liệu hấp thu chất hữu xơ độc hại gây ô nhiễm môi trường’’, Chuyên đề Tiến sĩ, Chuyên ngành Hóa Hữu cơ, Viện Hóa học Công nghiệp Việt Nam Nguyễn Quang Hợp, Trần Quang Thiện, Dương Quang Huấn, Nguyễn Văn Bằng, Lê Xuân Quế (2015), “Nghiên cứu tách thuốc bảo vệ thực vật khó phân hủy (POP) tồn dư đất phương pháp chiết nước với phụ gia Q H 2”, Tạp chí Hóa học, T.53, số 4E1, tr.1-4 Dương Quang Huấn (2012), “Luận án tiến s ĩ ’, Viện Hóa học Công nghiệp Việt Nam Phạm Thị Lân (2013), “Khóa luận tốt nghiệp”, Chuyên ngành Hóa Hữu cơ,Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Nguyễn Trần Oánh (chủ biên), Nguyễn Văn Biên, Bùi Trọng Thủy (2007), “Giáo trình sử dụng thuốc bảo vệ thực vậ t”, ĐH Nông nghiệp Hà Nội 10 Bùi Minh Quý, Vi Thị Thanh Thủy, Vũ Quang Tùng, Phan Thị Bình (2012), “Tổng hợp nghiên cứu tính chất compozit PANỈ - mùn cưa”, báo cáo khoa học, Trường Đại học Khoa học - ĐH Thái Nguyên 34 11 Phạm Văn Toàn (2013), “ Thực trạng sử dụng thuốc bảo vệ thực vật số giải pháp giảm thiểu việc sử dung thuốc không hợp lí việc sản xuất lúa đồng sông Cửu Long”, Tạp chí khoa học Trường ĐH cần Thơ, T.49-50 12 Trần Trọng Tuyền (2014), “ Nghiên cứu trình khoáng hóa sổ chất hữu gây ô nhiễm khó phân hủy (POP) hợp chất nano'\ Luận văn thạc sĩ, Trường Đại học Khoa học tự nhiên- Đại học Quốc gia Hà Nội Tiếng Anh 13 Ansari (2006),“Application of polyaniline and its composites for adsorption/ recovery ofchromium(VI) from aqueous solutions”, Acta Chim Slov Vol.53, pp 88-94 14 Ghorbani M et all (2012), “Removal of Zinclons from Aqueous Solution Using Polyaniline nanocomposite Coated on Rice Husk”, Iranica Journal o f Energy & Environment (1, pp.83-88,ISSN 2079-2115 15 Hoa Y s, Wang c c (2004), “Pseudoisotherms for the sorption of cadmium ion onto treefem”, Process Biochemistry,Vol 39, pp 759-763 16 Khan R et all ,(2011), “Spectroscopie, kinetic studies of polyaniline-flyash composite”,Advandces in Chemical Engineering and Science i,pp.37-44 17 Tomar A K., Suman Mahendia and ShyamKumar (2011), “Structural characterization of PMMA blendeded with chemically synthesized PANi”, Advances in Applied Science Research, Vol.2 No.3, pp 327-333 Internet 18 https://vi.wikipedia.org/wiki 19 http://tailieu.vn/doc/giao-trinh- xuc-tac- di-the- 1175594.html 20 http://bvtvphutho.vn/Home/hieubietthuocbvtv/2009/144/Dinh-nghia-va-phan-loainhom-thuoc-BVTV.aspx 35 ... POP, nghiên cứu ban đầu sử dụng hỗn hợp PANi - than hoạt tính để khảo sát khả tách POP chúng môi trường đất chọn đề tài: Nghiên cứu sử dụng hỗn hợp PANi - than hoạt tính hấp thu thuốc bảo vệ thực. .. Nhiệm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu tình hình ô nhiễm thu c BVTV - Nghiên cứu phương pháp tổng hợp PANi phương pháp hóa học - Nghiên cứu hấp thu thuốc BVTV PANi - than hoạt tính - Phân tích, đánh... 2.2.3.3 Sử dụng VLHT PANi - than hoạt tính hấp thu thuốc BVTV Thí nghiệm 1; Nghiên cửu khả hấp thu thuốc BVTV PANi than hoạt tính > Bước 1: Rửa dụng cụ - Lấy bình tam giác dung tích 100 ml - Tráng