Nghiên cứu xử lý Rhodamine B bằng phương pháp oxi hóa sử dụng quặng pyrolusite làm xúc tác ở nhiệt độ thường và áp suất thường

V iălongăbiêtă năsơuăs c, emăxinăg iăl iăcamă năchơnăthanhăt iăth yăgiáoă PGS.TS.. Emăxinăchơnăthanhăcamă năcacăthơy, côătrongăphongăthốănghiêmăHoaăMôiă Tr ngăđaătơnătốnhăchốăbaoăvaăh ng

Trang 1

LU NăV NăTH CăS ăKHOAăH C

NG IăH NG D N KHOA H C:PGS.TS TR N H NGăCỌN

HƠ N i - 2016

Trang 2

L I C M N

Sau m t th i gian h c t păvƠănghiênăc u,ăemăđƣăhoƠnăthƠnhălu năv năc a

mìnhăv iăđ tƠi:ăắNghiên c u x lý Rhodamine B b ng ph ng pháp oxi hóa s

d ng qu ng pyrolusite lƠm xúc tác nhi t đ th ng vƠ áp su t th ngẰ

hoƠnăthƠnhăb n lu năv nănƠy,ăngoƠiăs n l cătìmătòi,ănghiênăc u c a b năthơn,ăph n

l n em nh năđ c s giúpăđ t nătìnhăc aăcácăth yăcôătrongăkhoaăHóaăH c - Tr ng

i H c Khoa H c T nhiênă- aiăHocăQuôcăGiaăHaăNôi

V iălongăbiêtă năsơuăs c, emăxinăg iăl iăcamă năchơnăthanhăt iăth yăgiáoă

PGS.TS Tr n H ng Côn đaăgiaoăđêătaiăvaănhiêtătốnhăgiupăđ , choăemănh ngăkiênă

th căquyăbauătrongăquaătrốnhăth căhiênăluơnăv n

Emăxinăchơnăthanhăcamă năcacăthơy, côătrongăphongăthốănghiêmăHoaăMôiă

Tr ngăđaătơnătốnhăchốăbaoăvaăh ngădơnăemătrongăsuôtăth iăgianălamăviêcătaiăphongă th́ănghi m

Emăxinăcamă năcacăphongăthốănghiêmătrongăKhoaăHoaăHoc- Tr ngă aiăHocă KhoaăHocăT ăNhiênăđaătaoăđiêuăkiênăgiupăđ ăemătrongăquaătrốnhălamăth cănghiêm

Xinăchơnăthanhăcamă năcacăb năhocăviên, sinhăviênălamăviêcătrongăphongăthốă nghiêmăHoaăMôiăTr ngăđaăgiupăđ ătôiătrongăquaătrốnhătốmătaiăliêuăvaălamăth că nghiêm

HƠăN i, ngƠyă16 thángă7ăăn măβ016

H căviên

Nguy n Th Khanh

Trang 3

M C L C

M U 12

CH NG 1: T NG QUAN 14

1.1 N c th i d t nhu m 14

1.1.1 Thu c nhu m 14

1.1.β.ăPhơnălo i 14

1.1.3 Ngu năphátăsinhăn c th iătrongăcôngănghi p d t nhu m 18

1.1.4.ăỌănhi măn c th i d t nhu m 19

1.1.5.ăTácăh i c aăôănhi măn c th i d t nhu m 21

1.2 c đi m n c th i d t nhu m Vi t Nam 21

1.2.1 M căđ tiêuăhaoăhóaăch t, thu c nhu m c aăngƠnhăd t 21

1.β.β.ăThôngăs ôănhi măđi năhìnhăc aăn c th i d t nhu m Vi t Nam 23

1.3 Ph ng pháp x lý n c th i d t nhu m 25

1.γ.1.ăPh ngăphápăhóaălý 26

1.γ.1.1.ăPh ngăphápăkeoăt 26

1.γ.1.β.ăPh ngăphápăh p ph 27

1.γ.β.ăPh ngăphápăl c Error! Bookmark not defined 1.γ.γ.ăPh ngăphápăsinhăh c Error! Bookmark not defined 1.γ.4.ăPh ngăphápăđi năhóa Error! Bookmark not defined 1.γ.5.ăPh ngăphápăhóaăh c Error! Bookmark not defined 1.γ.5.1.ăPh ngăphápăkh hóaăh c Error! Bookmark not defined 1.γ.5.β.ăPh ngăphápăoxyăhóaăhóaăh c Error! Bookmark not defined 1.γ.5.γ.Ph ngăphápăoxyăhóaăphaăl ng (WO) Error! Bookmark not defined

1.4 Gi i thi u chung v Rhodamine B (RhB) Error! Bookmark not defined 1.5 Pyrolu site, mangan đioxit Error! Bookmark not defined

1.5.1 Gi i thi u chung v qu ng pyrolusit Error! Bookmark not defined

1.5.2 Gi i thi u v manganăđioxit Error! Bookmark not defined

1.6 ụ t ng Error! Bookmark not defined

Trang 4

CH NG 2 TH C NGHI M Error! Bookmark not defined

2.1 M c tiêu vƠ n i dung nghiên c u Error! Bookmark not defined

2.1.1 M cătiêuănghiênăc u Error! Bookmark not defined

2.1.2 N iădungăvƠăph ngăphápănghiênăc u Error! Bookmark not defined

2.2 D ng c vƠ hóa ch t Error! Bookmark not defined

2.2.1 D ng c Error! Bookmark not defined

β.β.β.ăHóaăch t Error! Bookmark not defined

2.2.2.1 Chu n b hóaăch tăđ ch t o v t li u Error! Bookmark not defined

2.2.2.2 Chu n b hóaăch tăđ phơnăt́chăm u Error! Bookmark not defined

2.3 Các ph ng pháp phơn tích áp d ng trong th c nghi m Error!

Bookmark not defined

β.γ.1.ăXácăđ nh Rhodamine B b ngăph ngăphápătr c quang Error! Bookmark not

defined

β.γ.β.1.ăNguyênăt căxácăđ nh c aăph ngăpháp Error! Bookmark not defined β.γ.β.β.ăXơyăd ngăđ ng chu năxácăđ nh Mangan Error! Bookmark not defined β.γ.γ.ăXácăđ nh s t b ngăph ngăphápătr c quang Error! Bookmark not defined β.γ.γ.1.ăNguyênăt căxácăđ nh c aăph ngăpháp Error! Bookmark not defined β.γ.γ.β.ăXơyăd ngăđ ng chu năxácăđ nh Fe Error! Bookmark not defined

2.4 Các ph ng pháp đánh giá đ c tính c a v t li u Error! Bookmark not

defined

2.4.1 Ph tánăx n ngăl ng tia X (EDX hay EDS) Error! Bookmark not defined β.4.β.ăPh ngăphápăhi năviăđi n t quétă(SEM) Error! Bookmark not defined

Trang 5

2.5 Ph ng pháp ch t o v t li u t qu ng pyrolusite Error! Bookmark not

defined

CH NG 3: K T QU VÀ TH O LU N Error! Bookmark not defined 3.1 Nghiên c u ch t o v t li u t qu ng pyrolusite Error! Bookmark not

defined

3.1.1 Kh oăsátă nhăh ng c a th iăgianăvƠăn ngăđ HClăđ năquáătrìnhăch t o v t

li u t qu ng Pyrolusite Error! Bookmark not defined

3.1.1.1 Bi năt́nhăqu ngăpyrolusiteăthƠnhăv t li u M-1 Error! Bookmark not

defined

3.1.1.2 Bi năt́nhăqu ngăpyrolusiteăthƠnhăv t li u M-2 Error! Bookmark not

defined

γ.1.β.ăHìnhătháiăc uătrúcăv t li u Error! Bookmark not defined

3.2 Kh n ng x lý rhdamine B c a qu ng t nhiÊn M-0 Error! Bookmark

not defined

3.2.1 Kh n ngăx lýăRhBătrongămôiătr ngăpHăkhácănhauăc a v t li u M-0

Error! Bookmark not defined

3.2.2 nhăh ng c a n ngăđ đ uăvƠoăc aăRhBăđ n kh n ngăx lýăc a v t li u

M-0Error! Bookmark not defined

3.3 Kh n ng x lý rhodamine B c a v t li u M-1 Error! Bookmark not

defined

3.4 Kh n ng x lý rhdamine B c a v t li u M-2 Error! Bookmark not

defined

Trang 6

3.5 X lý Rhodamine B b ng ph ng pháp đ ng trên c t Error! Bookmark

Trang 7

DANH M C B NG

D T NHU M 18

B NG 1.2: T N TH T THU C NHU M KHI NHU MăCÁCăLO IăX ăS I 19

B NG 1.3: N NG D THU C NHU MăTRONGăN C SONG 20

B NG 1.4: M Că S D NGăCÁCăLO I THU C NHU MăQUAăCÁCăN M22

B NG 1.5: M C D S D NG HOA CH T VA THU C NHU M C Aă11ăC ă

S D T MAY DI N HINH HA N I 22

B NG 1.6: TH OXI HOA KH C A M T S C P OXI HOA KH TH NG

G P ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED

B NG 2.1: K T QU XAC D NHăD NG CHU N RHB ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED

B NG 2.2: K T QU XÁCă NHă NG CHU N MN ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED

B NG 2.3: K T QU XÁCă NHă NG CHU N FE ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED

B NG 3.1: K T QU PHAN TICH N NG D MN2+, FE3+ TRONG DUNG

D CH HCL ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED

B NG 3.2 :ă KÝă HI U CAC V T LI U CH T Oă D C T QU NG

PYROLUSITE ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED

B NG 3.3: THANH PH N NGUYEN T C A QU NG T NHIEN M-0

ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED

B NG 3.4: THANH PH N NGUYEN T C A V T LI U M-1 ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED

BOOKMARK NOT DEFINED

Trang 8

B NG 3.6: NHă H NG C A TH I GIAN D N KH NANG X LÝă RHBă

NOT DEFINED

TRONGăMOIăTR NG PH 4,6,8,10,12,14 C A V T LI U M-0 ERROR!

B NG 3.8: KH N NGăX LÝăN NGă RHBăKHÁCăNHAUăC A V T LI U

M-0 PH 2 ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED

TRONGăMOIăTR NG PH 2 C A V T LI U M-1ERROR! BOOKMARK NOT

DEFINED

B NG 3.11: KH N NGăX LÝăN NG RHBăKHÁCăNHAUăC A V T LI U

TRONGăMOIăTR NG PH 2 C A V T LI U M-2ERROR! BOOKMARK NOT

DEFINED

B NG 3.14: KH N NGăX LÝăN NGă RHBăKHÁCăNHAUăC A V T LI U

B NG 3.15: K T QU V T LI U X LÝăRHBăCH Y QUA C T TRONG MOI

TR NG PH 2 ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED

B NG 3.16: KH O SAT KH NANG TAI S D NG V T LI U ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED

Trang 10

DANH M C HÌNH NH

Hìnhă1.1:ăC u t o h t keo 26 Hìnhă1.β:ăS thayăđ i th ătheoăkho ngăcáchăt b m t h t keo 26

Hìnhă1.γ : C uătrúcăc a pyrolusite Error! Bookmark not defined Hìnhă1.4:ăHo tăhóaăpyrolusit Error! Bookmark not defined

Hìnhă1.5:ăC uătrúcătinhăth -MnO 2 Error! Bookmark not defined

Hìnhă1.6:ăC uătrúcătinhăth c a ramsdellite Error! Bookmark not defined Hìnhă1.7:ăC uătrúcătinhăth c aă -MnO2 Error! Bookmark not defined

Hìnhă1.8:ăC uătrúcătinhăth c aă -MnO 2 Error! Bookmark not defined

Hìnhă1.9:ăCôngăth c c u t o c a RhB Error! Bookmark not defined Hìnhăβ.1 :ăăB căsóngăc căđ i c a RhB cácăpHăkhácănhauError! Bookmark not

defined

not defined

Hìnhăγ.βă: nh SEM v t li u M-1 (500nm -1ăµm) Error! Bookmark not defined Hìnhăγ.γa.ă nh SEM v t li u M-2(10 -γăµm) Error! Bookmark not defined Hìnhăγ.γb.ă nh SEM v t li u M-βă(1ăµm) Error! Bookmark not defined Hìnhăγ.4:ăBi uăđ EDX c a qu ng t nhiên Error! Bookmark not defined Hìnhăγ.5: Bi uăđ EDX c aăvơtăli u M-1 Error! Bookmark not defined Hìnhăγ.6: Bi uăđ EDX c aăvơtăli u M-2 Error! Bookmark not defined

Hìnhă3.7: nhăh ng c a th iăgianăđ n kh n ngăx lýăRhBătrongămôiătr ng pH 2 c a

v t li u M-0 Error! Bookmark not defined

Trang 11

Hìnhă γ.8:ă nhă h ng c a th iă giană đ n kh n ngă x lýă RhBă trongă môiă tr ng pH

4,6,8,10,12,14 c a v t li u M-0 Error! Bookmark not defined

Hình 3.9:ă th đ ng cong x lýăn ngăđ RhBăkhácănhauăc a v t li u M-0 pH 2

Hình 3.10: Hi u su t x lýăRhBăc a v t li u M-0 cácăn ngăđ khácănhau Error!

Bookmark not defined

Hìnhăγ.11: nhăh ng c a th iăgianăđ n kh n ngăx lýăRhBătrongămôiătr ng pH 2 c a

Hìnhă γ.1β:ă nhă h ng c a th iă giană đ n kh n ngă x lýă RhBă trongă môiă tr ng pH

Hìnhăγ.1γ:ă th đ ng cong x lýăn ngăđ RhBăkhácănhauăc a v t li u M-1 pH

2 Error! Bookmark not defined

Hìnhă3.14: Hi u su t x lýăRhBăc a v t li u M-1 cácăn ngăđ khácănhau Error!

Hìnhăγ.15: nhăh ng c a th i gianăđ n kh n ngăx lýăRhBătrongămôiătr ng pH 2 c a

Hìnhă γ.16: nhă h ng c a th iă giană đ n kh n ngă x lýă RhBă trongămôiă tr ng pH

pH2 Error! Bookmark not defined

Hình 3.18: Hi u su t x lýăRhBăc a v t li u M-2 cácăn ngăđ khácănhau Error!

Hìnhăγ.19: K t qu v t li u x lýăRhBăch y qua c t trongămôiătr ng pH 2 Error!

Hình 3.20: Kh n ngătáiăs d ng v t li u Error! Bookmark not defined

Trang 12

DANH M C CH VI T T T

S th t Vi t t t Tên đ y đ

1 TNHT Thu c nhu m ho tăt́nh

2 POPs Cácăh p ch t h uăc ăkhóăphơnăh y- persistent

organic pollutants

1 Abs h p th quang - Absorbance

2 EDX Energy-dispersive X-ray spectroscopy

Trang 13

Tr-êng §¹i häc Khoa häc Tù nhiªnViÖn Hãa häc

LuËn v¨n Th¹c sü NguyÔn ThÞ Trang

M U

s n xu tăvƠăphátătri nănhanhăchóngăc aăcácăngƠnhăcôngănghi p.ăBênăc nh nh ng l iắchătoă

tr ng do ch t th iăcôngănghi păgơyăra.ăV i Vi t Nam, m t trong nh ng ngu n th iăđángă chúăýănh tălƠăn c th i d t nhu m,ăđ c bi tălƠăn c th i ch a thu c nhu m ho tăt́nh.ă Chúngătaăbi t r ngăngƠnhăd tămayăđƣăđemăl i ngo i t nhi u th haiăchoăđ tăn c (8 t

USD) sau xu t kh u d u m vƠătheoăd đoánătrongăm tăt ngălaiăg năgiáătr kinh t mƠă ngƠnhămangăl i s t ngănhanhăh năxu t kh u d u m B i th vi c x lýăch t th i d t

nhu m v iăl ngăngƠyăcƠngăt ngăcóăýăngh aătoăl n:ăđ m b oăphátătri n b n v ngăngƠnhă ngƠnhăD tămayătrongămôiătr ng c nh tranh, lu tămôiătr ng th t ch tăvƠăcácăcamăk t môiătr ng chung c a Vi tăNamătr c th gi iăđ c th c hi n

Cácăh p ch t h uăc ăôănhi măkhóăphơnăh yă(POPs)ălƠăcác h p ch t h uăc ăr t b n

đ r t nh c ngăđ c bi tăgơyănguyăh i l năđ i v iămôiătr ngăvƠăs c kh eăconăng i

Vi t Nam, POPs ch y uăcóătrongăt năd ăthu c b o v th c v tăvƠăd c ph m, thu c

nhu m

căđi m n i b t c aăn c th i d t nhu mălƠăn căcóăch a n ngăđ cao ch tămƠuă

nhu m r tăkhóăx lýăngƠyăcƠngănhi u, ph bi n.ăNóăđ aăđ n nguy c ăôănhi mămôiătr ng nghiêmătr ngăvƠăc n m tăchiăph́ăkhôngănh cho x lý

Trongăkhiăđó,ăhi n nay, Vi t Nam c ngănh ăth gi i, v năch aăcóăm tăph ngăphápă nƠoăx lýăn c th i d t nhu m ch a thu c nhu m ho tăt́nhă(TNHT)ăth t s hi u qu vƠă

kinh t

Cácăph ngăpháp truy n th ngăvƠăc nh ngăph ngăpháp hi năđ i ch cóăth chuy n

Trang 14

ng.ăNh ăv yăxúcătácăgi vaiătròăthenăch t trong v năđ x lýăch tămƠuăh uăc ăb n.ăXúcă tácăoxiăhóaălƠăcácăkimălo iăquýăđƣăđ c bi t t lơuăv ho tăt́nhăcaoăc aănó,ăsongăđơyălƠă

lo iăxúcătácăr t d nhi măđ căvƠăr tăđ t cho x lýămôiătr ng.ăNhómăxúcătácăoxităkimălo i

chuy n ti păđ căng iătaăchúăýăđ n nhi uăh nă kh́aăc nhănƠy.ă i uăđángăchúăýălƠăcácă

oxit kim lo iănƠyăđ uăcóătrongăthƠnhăph n qu ng t nhiên.ăN uăcóăth bi n qu ngăthƠnhă xúcătácăthìăđơy th c s lƠălo iăxúcătácăcóăt́nhăc nh tranh nh t v giáăthƠnh

Ch́nhăvìăv y, Em đƣăcóăýăt ngădùngăqu ng t nhiênăcóăho tăt́nhăxúcătácăoxiăhóaă lƠmăxúcătácăchoăph n ng Em đƣăch n l căxúcătácăt nh ng qu ng ph bi n,ăcóăti m

n ngăxúcătácăc a Vi tăNam.ăH n n a,ăđ đápăđ căđ ng th iăcácăyêuăc u v ho tăt́nhăxúcă tác,ăth i gian s ng,ăanătoƠnăv iămôiătr ngăvƠăchiăph́ăh pălý,ăem đƣăbi năt́nhăqu ngăđ c

V i mong mu năđ c tham gia gi i quy t v năđ ôănhi m môiătr ngăđó,ălu năv nă

nƠyăt pătrungănghiênăc uăđ tƠi:ăắNghiên c u x lý Rhodamine B b ng ph ng pháp

oxi hóa s d ng qu ng pyrolusite lƠm xúc tác nhi t đ th ng vƠ áp su t th ngẰ

Trang 15

CH NG 1: T NG QUAN 1.1 N c th i d t nhu m

1.1.1 Thu c nhu m

Thu c nhu mălƠănh ng ch t h uăc ăcóămƠu,ăh p th m nh m t ph n nh tăđ nh c a quang ph ánhăsángănhìnăth yăvƠăcóăkh n ngăg n k tăvƠoăv t li u d t trong nh ng

đi u ki năquyăđ nhă(t́nhăg nămƠu)

Thu c nhu măcóăth cóăngu n g căthiênănhiênăho c t ng h p Hi n nay,ăconăng i

h uănh ăch s d ng thu c nhu m t ng h p.ă căđi m n i b t c aăcácălo i thu c nhu mălƠăđ b nămƠu- t́nhăch tăkhôngăb phơnăh y b i nh ngăđi u ki n,ătácăđ ng khácănhauăc aămôiătr ng,ăđơyăv aălƠăyêuăc u v i thu c nhu m l i v aălƠăv năđ

v i x lýăn c th i d t nhu m.ăMƠuăs c c a thu c nhu măcóăđ călƠădoăc uătrúcăhóaăh c c aănó:ăm tăcáchăchungănh t, c uătrúcăthu c nhu m bao g mănhómămangămƠuăvƠănhómătr mƠu.ăNhómămangămƠuălƠănh ngănhómăch aăcácăn iăđôiăliênăh p

v i h đi n t khôngăc đ nhănh : >C=C<, >C=N-, >C=O, -N=N-, -NO2 ầă

Nhómătr mƠuălƠănh ngănhómăth cho ho c nh năđi n t ,ănh :ă-NH2, COOH, SO3H, -OHăđóngăvaiătròăt ngăc ngămƠuăc aănhómămangămƠuăb ngăcáchăd ch chuy năn ngăl ng c a h đi n t [4,10,11,14]

-V t li u d tăth ngălƠăx ăthiênănhiênă(t ăt m,ălen,ăgai ),ăx ănhơnăt oă(t ăvisco,ăt ăacetat,ă ),ăx ăt ng h pă(t ăpolyamit,ăpolyeste, )

1.1.2 Phân lo i

Thu c nhu m t ng h p r tăđaăd ng v thƠnhăph năhóaăh c,ămƠuăs c, ph m vi s d ng Tùyăthu c c u t o,ăt́nhăch tăvƠăph m vi s d ng, thu c nhu măđ căphơnăchiaăthƠnhăcácăh ,ăcácălo iăkhácănhau.ăCóăhaiăcáchăphơnălo i thu c nhu m ph bi n nh t:

+ăPhơnălo i theo c uătrúcăhóaăh c

+ăPhơnălo iătheoăđ căt́nhăápăd ng

Phơn lo i theo c u trúc hóa h c lƠăcáchăphơnălo i d aătrênăc u t o c aănhómă

mangămƠu,ătheoăđóăthu c nhu măđ căphơnăthƠnhăβ0-30 h thu c nhu măkhácănhau[10,17] Cácăh ch́nhălƠ:

 Thu c nhu măazo:ănhómămangămƠuălƠănhómăazoă(-N=N-),ăphơnăt thu c nhu măcóăm t (monoazo) hay nhi uănhómăazoă(diazo,ătriazo,ăpolyazo).ă ơyălƠăh

Định dạng
Số trang	31
Dung lượng	793,99 KB