Nghiên cứu chiết tách Tanin từ vỏ cây đước Nhơn Hội để ứng dụng làm vật liệu hấp thụ Ion kim loại nặng trong nước

Header Page of 126 Công trình ñược hoàn thành BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Người hướng dẫn khoa học: PGS TS Lê Tự Hải NGUYỄN HẢI LINH Phản biện : GS TSKH Trần Văn Sung Phản biện : TS Trần Mạnh Lục NGHIÊN CỨU CHIẾT TÁCH TANIN TỪ VỎ CÂY ĐƯỚC NHƠN HỘI ĐỂ ỨNG DỤNG LÀM VẬT LIỆU HẤP PHỤ ION KIM LOẠI NẶNG TRONG NƯỚC Chuyên ngành: Hóa hữu Luận văn ñã ñược bảo vệ trước hội ñồng chấm Luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ Khoa học họp Đại học Đà Nẵng vào ngày 14 tháng 11 năm 2012 Mã số: 60 44 27 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Có thể tìm hiểu luận văn tại: Đà Nẵng – 2012 Footer Page of 126 - Trung tâm Thông tin – Học liệu, Đại học Đà Nẵng Thư viện trường Đại học Sư phạm, Đại học Đà Nẵn Header Page of 126 MỞ ĐẦU - Biến tính tanin ñể làm vật liệu hấp phụ kim loại nặng nước thải LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI Hóa hữu lĩnh vực hóa học ñã có từ lâu ñời sức hấp dẫn tính mẻ cho ñến ngày hôm Cùng - Khảo sát yếu tố ảnh hưởng khả hấp phụ kim loại nặng tanin 2.2 Nhiệm vụ nghiên cứu với thay ñổi sống nay, giới ñại ñang - Tách tanin từ ñước với hiệu suất cao có xu hướng quay với hợp chất thiên nhiên có ñộng vật - Tạo vật liệu hấp phụ từ tanin có khả hấp phụ kim loại cỏ Hiện nay, với phát triển ngành công nặng (pH, thời gian, nồng ñộ ion kim loại nặng) nghiệp hiên ñại ñã kéo theo ô nhiễm môi trường nặng số ñịa ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU phương, ñặc biệt ô nhiễm môi trường nước kim loại nặng Kim loại nặng tích lũy theo chuỗi thức ăn thâm nhập vào thể người 3.1 Đối tượng: Vỏ ñước ñược lấy từ ñước khu vực Nhơn Hội tỉnh Bình Định gây bệnh lý nguy hiểm ñồng thời ảnh hưởng ñến khả 3.2 Phạm vi nghiên cứu: Chiết tách tanin vỏ ñước sinh sản Do ñó việc xử lí kim loại nặng nước thải biến tính tanin ñể làm vật liệu hấp phụ kim loại nặng Cu2+ cần thiết quan trọng ñể bảo vệ sức khỏe người nước Luận văn nghiên cứu tanin, hợp chất có nhiều loài thực vật, dễ ñược tìm thấy tự nhiên, có khả hấp NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 4.1 Nội dung phụ kim loại nặng Khả ñã ñược ứng dụng từ lâu y 4.1.1 Tách tanin từ vỏ ñước học trường hợp bị ngộ ñộc kim loại nặng Vì thế, chiết 4.1.2 Định tính ñịnh lượng tanin tách tanin từ thực vật ứng dụng làm vật liệu hấp phụ ion kim loại Định tính nặng nội dung ñề tài ml dịch chiết + giọt dung dịch FeCl3 5%, có xuất Tanin hợp chất có nhiều chè, loại keo kết tủa xanh ñen xanh nâu nhạt, chứng tỏ có mặt tràm, ñước, sú, vẹt … Bình Định ñịa phương có nguồn polyphenol dịch chiết ñước dồi phong phú, vỏ ñước khu vực Nhơn Hội Phản ứng Stiasny (phân biệt tanin ngưng tụ tanin thuỷ phân) ñối tượng thuận lợi ñể chiết tách tanin Định lượng: Sử dụng phương pháp Lowenthal: oxi hóa khử MỤC TIÊU VÀ NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU 2.1 Mục tiêu nghiên cứu chất oxi hóa KMnO4 với chất thị indigocacmin 4.1.3 Khảo sát yếu tố ảnh hưởng ñến trình chiết tanin - Tách tanin từ ñước - Tỉ lệ nguyên liệu rắn dung môi lỏng - Khảo sát yếu tố ảnh hưởng ñến trình tách tanin - Dung môi chiết Footer Page of 126 Header Page of 126 - Thời gian chiết Phương pháp hấp phụ - Nhiệt ñộ - Phương pháp AAS xác ñịnh nồng ñộ ion kim loại 4.1.4 Nghiên cứu sản phẩm tanin từ ñước BỐ CỤC ĐỀ TÀI: gồm phần - Xác ñịnh cấu trúc tanin MỞ ĐẦU - Khảo sát số thông số hóa lý 1.Tính cấp thiết ñề tài 4.1.5 Biến tính tanin ñể hấp phụ kim loại nặng Mục tiêu nghiên cứu - Tạo vật liệu từ tanin ñể hấp phụ kim loại nặng Đối tượng phạm vi nghiên cứu - Khảo sát yếu tố ảnh hưởng ñến khả hấp phụ tanin Phương pháp nội dung nghiên cứu (pH, thời gian khuấy, nồng ñộ chất hấp phụ nồng ñộ chất bị hấp Bố cục ñề tài phụ) Tổng quan tài liệu nghiên cứu 4.2 Phương pháp 4.2.1 Nghiên cứu lí thuyết - Tổng quan lí thuyết ñước, tình hình thực tế ñước năm gần ñây NỘI DUNG Chương 1: Tổng quan Chương 2: Những nghiên cứu thực nghiệm Chương 3: Kết bàn luận - Thành phần, tính chất ứng dụng tanin KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ - Tính ñộc số ion kim loại nặng DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO - Lý thuyết hấp phụ QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN 4.2.2 Nghiên cứu thực nghiệm - Phương pháp tách hợp chất hữu Phương pháp chiết - Phương pháp phân tích hóa học Phân tích ñịnh tính ñịnh lượng tanin - Phương pháp phân tích vật lý (xác ñịnh thành phần cấu tạo tanin) PHỤ LỤC TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU Sự tồn ion kim loại nặng nước gây ảnh hưởng ñến sức khỏe nòi giống người, có nhiều công trình nghiên cứu nước ñưa phương pháp ñể xử lí vấn ñề Sau ñây số công trình nghiên cứu mà thu thập ñược: Luận văn Hóa học Nguyễn Thùy Dương Đại học Sư Phương pháp ño phổ IR phạm Thái Nguyên “Nghiên cứu khả hấp phụ số ion kim Phương pháp sắc ký lỏng cao áp ghép khối phổ (HPLC – loại nặng vật liệu hấp phụ chế tạo từ vỏ lạc thăm dò xử lý môi MS) trường” Hoàn thành vào năm 2008 - Phương pháp tách ion kim loại nặng nước Footer Page of 126 Header Page of 126 CHƯƠNG TỔNG QUAN Đề tài “Nghiên cứu hấp phụ Zn (II) dạng cột hạt vật liệu BVQN chế tạo từ ñuôi thải quặng Bauxit Bảo Lộc” ñược nghiên cứu Doãn Đình Hùng, Nguyễn Minh Trung Viện ñịa chất – Viện 1.1 TÌM HIỂU VỀ CÂY ĐƯỚC Khoa học Công nghệ Việt Nam Đăng tạp chí Các khoa học trái ñất 2011 Họ ñước có tên khoa học: Rhizophoraceae Trong số ñược biết ñến nhiều chi Rhizophora, Việt Nam có Các ñề tài hướng tiếp cận với hợp chất hữu có khả hấp phụ ion kim loại nặng, tiếp cận với hướng sử dụng phương pháp sinh học ñể hấp phụ ion kim loại nặng như: Đước ñôi (Rhizophora apiculata), Đước xanh hay Đước nhọn (Rhizophora mucronata) ñước chằng (Rhizophora stylosa) [25] 1.1.1 Hình thái 2+ Cây gỗ lớn cao 20-30 m, ñường kính từ 60-70 cm Bộ rễ Nghiên cứu khả hấp thu số kim loại nặng (Cu , 2+ 2+ Pb , Zn ) nước nấm men Saccharomyces cerevisiae Đề ñước ñộc ñáo, bao gồm rễ cộc rễ phụ Lá dày cứng, có màng tài ñược thực Nguyễn Thị Hà, Trần Thị Hồng, Nguyễn Thị sáp có khả giữ nước thải lượng muối thừa khỏi thể.[6] Thanh Nhàn, Đỗ Thị Cẩm Vân, Lê Thị Thu Yến thuộc Khoa Môi 1.1.2 Phân bố trường, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà 1.1.3 Công dụng Nội 2006 Ngoài ñề tài nghiên cứu nước, giới có nhiều công trình nghiên cứu vấn ñề này: Đề tài “Adsorption Performance of Packed Bed Column for the removal of Lead (ii) using oil Palm Fibre” ñược thực Nwabanne, J T Igbokwe, P K Department of Chemical Engineering Nnamdi Azikiwe University P.M.B Awka Nigeria 05/2012 Vỏ ñước nhọn ñước ñôi nguồn tanin quan trọng, dùng ñể thuộc da, nhuộm lưới ñánh cá làm dây thừng ñi biển [9] 1.2 TANIN 1.2.1 Giới thiệu 1.2.2 Khái niệm Năm 1913 Dekker ñịnh nghĩa tanin sau: tanin polyphenol ña nguyên tử có vị chát, có tính thuộc da bị kết tủa khỏi dung dịch protein alkaloid Trong tự nhiên tanin thường kết hợp với nhiều nhóm hợp chất khác ñược gọi tannoid [17] 1.2.3 Phân loại a Tanin thủy phân Pyrogalic Tanin (hay Gallo-Tanin) Footer Page of 126 Header Page of 126 Tanin Elagic (Elagi – Tanin) tới tăng nhanh hàm lượng kim loại nặng nguồn nước b Tanin ngưng tụ (tanin pyrocatechin) thải [32] Được tạo thành từ phân tử catechin Việc lạm dụng thuốc trừ sâu canh tác công nghiệp epicatechin, ñó hai chất ñồng phân Các phân tử việc không ñúng kỹ thuật trồng trọt ñã thải môi trường lượng nối với (thường vị trí 4-8 hay 6-8) nối ñôi C-C ion kim loại ñáng kể [30] bền, ñó có tanin không thủy phân ñược 1.3.4 Một số thiệt hại ô nhiễm ion kim loại nặng gây Ở nước ta, nghiên cứu ñối với người dân xã Hòa Hậu, 1.2.4 Tính chất tanin a Tính chất vật lí Vịnh Trụ, Bồ Đề (Hà Nam) nơi có nguồn nước bị nhiễm thạch tín b Tính chât hóa học trầm trọng nước ta Tỷ lệ người mắc bệnh chung 1.2.5 Các yếu tố ảnh hưởng ñến ñộ bền tannin cao, từ 43,5% ñến 51,8% Các bệnh da chiếm tỷ lệ 28,3% so So với hợp chất thiên nhiên, tanin chất có ñộ bền Nó thể tính bền môi trường axit.[11] với trung bình toàn quốc từ – 5% [12] 1.4 HẤP PHỤ 1.3 KIM LOẠI NẶNG 1.4.1 Các khái niệm 1.3.1 Định nghĩa nguồn gốc phát sinh a Hấp phụ Kim loại nặng kim loại có tỷ trọng lớn 5g/cm Hấp phụ trình chứa vật chất (các phân tử khí, thông kim loại kim liên quan ñến ô nhiễm môi phân tử, ion chất tan) lên bề mặt phân cách pha Bề mặt trường ñộc hại [16] phân cách pha khí – rắn, lỏng – rắn khí – lỏng Chất 1.3.2 Tính chất kim loại nặng mà bề mặt xảy trình hấp phụ gọi chất hấp a Đồng phụ, chất ñược tụ tập bề mặt phân cách pha ñược gọi Đồng kim loại màu ñỏ, dẫn ñiện, dẫn nhiệt tốt, khó chất bị hấp phụ [5] nóng chảy phân bố rộng rãi tự nhiên Hợp kim ñồng dễ b Hấp phụ vật lý hấp phụ hóa học chế hóa học bền với hóa chất Trong công nghiệp, ñồng kim c Giải hấp phụ loại màu quan trọng nhất, ñược dùng chủ yếu công nghiệp ñiện, d Nhiệt hấp phụ công nghiệp nhuộm, y học… [2] 1.4.2 Các phương trình ñẳng nhiệt hấp phụ b Một số kim loại khác a Phương trình ñẳng nhiệt Freundlich Chì, Cadimi, Mangan, Niken b Phương trình ñẳng nhiệt Langmuir 1.3.3 Tình hình ô nhiễm ion kim loại nặng Sự phát triển khu công nghiệp, khu chế xuất ñã ñã dẫn Footer Page of 126 Header Page of 126 10 CHƯƠNG 2.2 TÁCH TANIN NỘI DUNG 2.2.1 Tách tanin rắn 2.1NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ YẾU TỐ ĐẾN Lấy vỏ ñước ñã phơi khô ñem ñi nghiền mịn thu ñược bột chất khô, ñem chất bột cho vào bình cầu ñể chiết lấy tanin ñiều QUÁ TRÌNH TÁCH TANIN 2.1.1 Nguyên liệu kiện tối ưu ñã ñược khảo sát ta thu ñược dịch chiết Dịch chiết 2.1.2 Các yếu tố ảnh hưởng lẫn số tạp chất nên ñược cho vào phễu chiết dùng dung môi chiết clorofom ñể loại bỏ tạp chất ta thu ñược dịch chiết a Khảo sát ảnh hưởng nhiệt ñộ Cân g vỏ ñước cho vào bình cầu chứa 100ml nước cất, ñun 0 0 bếp cách thủy nhiệt ñộ 50 C, 60 C, 70 C, 80 C, 90 C thời gian 30 phút chứa tanin Đem dịch chiết tanin cất quay thu ñược tanin rắn 2.2.2 Phân tích sản phẩm tanin rắn a Phổ IR b Khảo sát ảnh hưởng thời gian b Phổ HPLC – MS Cân g vỏ ñước cho vào bình cầu chứa 100ml nước cất, ñun Phân tích sắc ký lỏng hiệu cao (HPLC) cho biết có bao cách thủy nhiệt ñộ tối ưu Khảo sát thời gian 20phút, 30 phút, nhiêu chất tanin rắn ñồng thời ñịnh tính chất dựa 40 phút, 50 phút, 60 phút, 70 phút vào thời gian lưu, chất có thời gian lưu cố ñịnh c Khảo sát ảnh hưởng tỉ lệ nước : rượu Tỉ lệ nước : rượu ñược khảo sát 0:60; 10:50; 20:40; 30:30; 40: 20; 50:10; 60:0 2.3 VẬT LIỆU HẤP PHỤ 2.3.1 Tổng hợp vật liệu hấp phụ 2.3.2 Phân tích vật liệu hấp phụ d Khảo sát ảnh hưởng tỉ lệ rắn : lỏng a Phân tích phổ IR Tỉ lệ rắn : lỏng ñược khảo sát 1:20; 1:30; 1:40; 1:50; b Đo SEM 1:60; 1:70; 1:80 2.1.3 Xác ñịnh hàm lượng tanin Xác ñịnh theo phương pháp Lowenthal 2.1.4 Phân tích ñịnh tính ml dịch chiết + giọt dung dịch FeCl3 5%, có xuất kết tủa xanh ñen xanh nâu nhạt, chứng tỏ có mặt polyphenol dịch chiết Phản ứng Stiasny ñể phân biệt tanin ngưng tụ tanin thuỷ phân Footer Page of 126 2.4 KHẢO SÁT CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG KHẢ NĂNG HẤP PHỤ Cu2+ 2.4.1 Hấp phụ bể Hiệu suất trình hấp phụ số phân bố Kd ñược xác ñịnh dựa vào công thức sau: %A = Trong ñó: Co − Ce 100 Co Kd = Co − Ce V (cm / g ) Ce m Co: nồng ñộ kim loại trước xử lý (mg/l) Ce: nồng ñộ kim loại sau xử lý (mg/l) Header Page of 126 11 12 V: thể tích dung dịch (50ml) 2.4.2 Hấp phụ cột m: khối lượng TK (g/50ml) Cột hấp phụ xy lanh nhựa dung tích 10 ml, chiều cao cm (dùng lần).Cân khối lượng chất hấp phụ ñịnh dồn a pH dung dịch hấp phụ 2+ vùng vào cột Cột ñược dồn cho cột hoàn toàn bọt khí, pH = – Với ñiều kiện: nồng ñộ chất hấp phụ 0,5 g/50 ml, 50 ml ñặt miếng lối cột hấp phụ ñể tránh chất hấp phụ bị Tiến hành khảo sát pH hấp phụ dung dịch Cu 2+ dung dịch Cu 20mg/l, khuấy vòng 60 phút nhiệt ñộ phòng rơi [7] b Thời gian khuấy a Tốc ñộ dòng Khảo sát hiệu suất hấp phụ thời gian 20, 40, 60, 80, 100, 120 Sau nhồi 0,5g chất vào cột ta tiến hành nhỏ 50 ml dung dịch Cu2+ 20mg/l vào cột hấp phụ với tốc ñộ khác phút c Nồng ñộ chất hấp phụ khoảng thời gian 60 phút, 80 phút, 100 phút 120 phút Nồng ñộ chất hấp phụ ñược khảo sát từ giá trị 0,1 – g /50ml với 50 ml dung dịch Cu2+ 20mg/l pH tối ưu thời gian khuấy tối b Nồng ñộ ion Cu2+ Tiến hành nhồi g chất hấp phụ vào cột hấp phụ, nhỏ 50 ml dung dịch Cu2+ với nồng ñộ khác 10mg/l, 20mg/l, 40mg/l, ưu d Nồng ñộ ion Cu2+ 60mg/l, 80mg/l, 100mg/l vào cột hấp phụ tốc ñộ dòng tối ưu 2+ Dùng 50 ml dung dịch Cu nồng ñộ 10mg/l, 20mg/l, 40mg/l, 60mg/l, 80mg/l, 100mg/l ñể khảo sát khả ảnh hưởng nồng ñộ ion Cu2+ ñến khả hấp phụ e Giải hấp Vật liệu sau hấp phụ ñược tiến hành giải hấp ñiều kiện: thời gian khuấy 60 phút, pH dung dịch giải hấp ñược ñiều chỉnh từ 2, 3, 4, 5, 6, dung dịch NaOH 1M HNO3 1M ñược pha từ chất chuẩn gốc nước cất lần f Tái sử dụng vật liệu hấp phụ Sau giải hấp vật liệu hấp phụ ñược tách khỏi dung dịch máy quay li tâm, sau ñó ñược ñua vào tủ sấy, sấy 800C cho ñến vật liệu hấp phụ khô tiếp tục ñem ñi hấp phụ lần 2, lần ñể ñánh giá khả tái sử dụng vật liệu Footer Page of 126 Header Page of 126 14 13 Bảng 3.2 Ảnh hưởng thời gian ñến hiệu suất tách tanin Thời gian (phút) a (ml) mẫu b (ml) mẫu X% CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 20 2,2 0,5 17,67 30 2,3 0,5 18,71 40 2,5 0,5 20,79 Kết ñịnh tính cho thấy dịch chiết có chứa tanin 50 2,4 0,5 19,71 3.1.2 Định tính phân biệt tanin thủy phân tanin ngưng tụ 60 2,4 0,5 19,71 3.1 PHÂN TÍCH ĐỊNH TÍNH 3.1.1 Định tính tanin Dịch chiết tanin thu ñược từ vỏ ñước chứa tanin thủy phân tanin ngưng tụ 3.2 ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC YẾU TỐ ĐẾN QUÁ TRÌNH CHIẾT TÁCH TANIN 3.2.1 Nhiệt ñộ Bảng 3.1 Ảnh hưởng nhiệt ñộ ñến hiệu suất tách tanin Nhiệt ñộ a (ml) mẫu b (ml) mẫu X% 500C 1,6 0,5 11,43 600C 2,2 0,5 17,67 700C 2,3 0,5 18,71 800C 2,3 0,5 18,71 900C 2,4 0,5 19,75 Dựa vào bảng ta thấy nhiệt ñộ tối ưu ñể tách tanin 700C 3.2.2 Thời gian Như vậy, 40 phút thời gian tối ưu ñể tách ñược tanin với hiệu suất cao 3.2.3 Tỉ lệ dung môi nước : rượu Bảng 3.3 Ảnh hưởng tỉ lệ dung môi ñến hiệu suất tách tanin Tỉ lệ dung môi a (ml) mẫu b (ml) mẫu X% (nước : rượu) 60 : 2,2 0,5 17,67 50 : 10 2,7 0,5 22,86 40 : 20 2,9 0,5 24,94 30 : 30 3,0 0,5 25,98 20: 40 2,9 0,5 24,94 10 : 50 2,8 0,5 23,90 : 60 2,7 0,5 22,86 Tỉ lệ dung môi nước : rượu tối ưu ñể tách tanin 1:1 Footer Page of 126 Header Page of 126 15 16 3.3.3 Phân tích phổ HPLC – MS 3.2.4 Tỉ lệ rắn : lỏng Bảng 3.4 Ảnh hưởng tỉ lệ rắn : lỏng ñến hiệu suất tách tanin Tỉ lệ rắn : a (ml) mẫu b (ml) mẫu X% lỏng : 20 2,2 0,5 17,67 : 30 2,4 0,5 19,75 : 40 2,5 0,5 20,79 : 50 2,7 0,5 22,86 : 60 3,0 0,5 25,98 : 70 3,0 0,5 25,98 : 80 3,0 0,5 25,98 Bảng 3.6 Các cấu tử tanin rắn Cấu tử 1.M = 210 Công thức phân tử: C11H14O4 Tên gọi: 4-hydroxy-3,5dimethoxycinnamyl M = 290 Công thức phân tử: C15H14O6 Tên gọi: Luteolinidin M = 314 Tỉ lệ rắn : lỏng tối ưu ñể tách tanin : 60 Công thức phân tử: C9H10O6 3.3 TÁCH TANIN RẮN 3.3.1 Tanin rắn Tên gọi: 3,4,5,6,7-pentahydroxy 3.3.2 Phân tích phổ hồng ngoại IR benzodihydropyran Bảng 3.5 Các nhóm chức tanin rắn Tần số (cm ) Loại dao ñộng Tần số (cm-1) Loại dao ñộng M = 306 -1 3385,50 -OH (phenol có 1284,85 liên kết hidro) -CO (Csp2 nhân thơm) 1609,70 C=C (nhân thơm) 1050,51 -C-O-C 1522,15 C=C (nhân thơm) 637,87 -C-H (dao ñộng biến dạng C-H nhân thơm) 1444,64 C=C (nhân thơm) Footer Page of 126 Công thức phân tử: C15H14O7 Tên gọi: Epigallocatechin (EGC) Công thức cấu tạo Header Page 10 of 126 18 17 3.4 TỔNG HỢP VẬT LIỆU HẤP PHỤ TỪ TANIN Phản ứng tanin HCHO 3.5 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN KHẢ NĂNG HẤP PHỤ ION KIM LOẠI CỦA TANIN BIẾN TÍNH 3.5.1 Hấp phụ bể a pH dung dịch hấp phụ Bảng 3.8 Hiệu suất hấp phụ theo pH pH Nồng ñộ Cu2+ sau hấp Hiệu suất (%) phụ (mg/l) Phản ứng tanin formaldehyde ñược viết ngắn gọn : 18,3500 8,250 4,0000 80,000 2,0296 89,852 2,0000 90,000 b Thời gian hấp phụ 3.4.1 Phân tích phổ hồng ngoại IR Bảng 3.9 Khảo sát thời gian ñạt trạng thái cân trình Bảng 3.7 Các nhóm chức có vật liệu hấp phụ Thời gian hấp phụ Nồng ñộ Cu2+ sau hấp phụ (phút) (mg/l) dao ñộng biến 20 3,0622 84,689 có liên kết dạng nhóm 40 2,4574 87,713 hidro) OH (phenol) 60 1,8156 90.922 Tần số Loại dao (cm-1) ñộng 3378,89 -OH (phenol Tần số (cm-1) 1383,61 Loại dao ñộng Hiệu suất (%) 1609,26 C=C (nhân 1288,67 ñặc trưng vòng 1450,56 thơm) 1117,70 benzen có nhóm 80 1,8132 90,934 100 1,813 90,935 120 1,812 90,940 3.4.2 Phân tích ảnh SEM Footer Page 10 of 126 Header Page 11 of 126 20 19 c Khối lượng chất hấp phụ e Đường ñẳng nhiệt hấp phụ ion Cu2+ Dựa vào ñường ñẳng nhiệt hấp phụ ta xác ñịnh Bảng 3.10 Ảnh hưởng nồng ñộ chất hấp phụ ñến hiệu suất số K, n sau: K = 101,5407 = 35 n = 1/ 0,7958 = 1,26 Nồng ñộ chất hấp phụ hấp phụ Nồng ñộ Cu2+ sau hấp Hiệu suất (g/100ml) phụ (mg/l) (%) 0,5g 2,016 89,920 sau: 1g 0,8088 95,956 pH 1,5g 0,8078 95,961 C hấp 2g 0,806 95,970 f Giải hấp Khảo sát pH tối ưu cho trình giải hấp ta ñược kết Bảng 3.13 Ảnh hưởng pH ñến trình giải hấp d Nồng ñộ ion Cu 19,190 19,190 19,190 19,190 19,190 19,190 10,18 0,035 0,028 0,015 0,022 0,018 52,426 0,18 0,145 0,08 0,115 0,1 phụ (mg/l) C giải 2+ hấp 2+ Bảng 3.11 Ảnh hưởng nồng ñộ ion Cu ñến hiệu suất (mg/l) hấp phụ Nồng ñộ Cu2+ sau hấp phụ Hiệu suất (mg/l) (%) 10 0,8138 95,931 20 0,8088 95,956 Bảng 3.14 Hiệu suất hấp phụ sau lần tái sử dụng Số lần Hấp phụ lần Hấp phụ lần 40 0,8118 95,941 C ban ñầu (mg/l) 20 20 60 1,0328 94,836 C hấp phụ (mg/l) 16.630 13.337 Hiệu suất hấp phụ 83.15 66.685 2+ Nồng ñộ Cu (mg/l) 80 1,2000 94,000 100 1,3426 93,287 Footer Page 11 of 126 %A giải hấp g Tái sử dụng (%) Header Page 12 of 126 22 21 c Đường ñẳng nhiệt hấp phụ hấp phụ cột 3.5.2 Hấp phụ cột Dựa vào ñồ thị, ta tính ñược số K = 10 1.8395 = 69,1 a Tốc ñộ dòng Bảng 3.15 Tốc ñộ dòng ảnh hưởng ñến hiệu suất hấp phụ cột Thời gian Nồng ñộ Cu2+ sau hấp phụ Hiệu suất (%) (mg/l) n = 1,3 3.5.3 So sánh hấp phụ cột hấp phụ bể Xét thiết bị hấp phụ bể ñơn giản hấp phụ cột, thời 60 0.6092 96,954 80 0.2068 98,966 100 0.0214 99,893 120 0.0220 99,890 gian hấp phụ tối ưu ngắn Tuy nhiên, hấp phụ bể lại có nhược ñiểm sau hấp phụ vật liệu hấp phụ dung dịch ñem ñi hấp phụ bị lẫn vào nhau, phải qua khâu tách chúng khỏi Đối với hấp phụ cột thiết bị dù phức tạp hơn, dung dịch sau hấp phụ không bị lẫn chất hấp phụ nên không cần tách, lượng chất hấp phụ bị hao hụt trình hấp phụ mà hiệu suất hấp phụ cao so với hấp phụ bể b Nồng ñộ ion Cu2+ Bảng 3.16 Ảnh hưởng nồng ñộ ion Cu2+ ñến hiệu suất hấp phụ cột Nồng ñộ Cu2+ Nồng ñộ Cu2+ sau hấp phụ Hiệu suất (mg/l) (mg/l) (%) 10 0,0019 99,991 20 0,0035 99,893 40 0,0020 98,810 60 0,0033 97,984 80 0,0287 96,857 100 0,0315 96,843 Footer Page 12 of 126 Header Page 13 of 126 23 24 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 99,893%, tương ứng với dung lượng hấp phụ 0,9989mg/g Hấp Qua trình nghiên cứu, rút ñược kết sau ñây: phụ cột tuân theo phương trình ñẳng nhiệt Freundlich với số K = 69,1 n = 1,3 1.Trong vỏ ñước Nhơn Hội có chứa loại tanin: tanin Vật liệu hấp phụ giải hấp tốt pH = (ñiều chỉnh pH thủy phân tanin cô ñặc Điều kiện tối ưu ñể tách tanin g axit HNO3) với hiệu suất giải hấp 52,426% Vật liệu hấp phụ sau bột vỏ ñước thời gian 40 phút, tỉ lệ dung môi nước : rượu 1: 1, tỉ giải hấp có khả tái sử dụng lại lần hiệu suất hấp lệ rắn : lỏng 1: 60 Với ñiều kiện tách tối ưu ta tách ñược tanin phụ lần 2, lần 83,15% 66,685% bột vỏ ñước với hàm lượng 25.98% Tanin rắn thu ñược ñược phân tích phương pháp phổ IR phương pháp sắc ký lỏng hiệu cao kết nối khối phổ (HPLC – MS) ta thấy: tanin rắn có chứa nhóm chức: – OH (phenol), C = C (nhân thơm), - CO (ñính vào nhân thơm), - C – O – C Ngoài ra, từ phương pháp sắc ký ta biết ñược tanin rắn có 14 cấu tử Đã tổng hợp ñược vật liệu hấp phụ từ tanin với HCHO khảo sát vật liệu IR SEM Kết ño SEM vật liệu hấp phụ cho thấy bề mặt hấp phụ tương ñối xốp có nhiều lỗ rỗng nên thuận lợi cho trình hấp phụ Điều kiện tối ưu ñể tách ion Cu2+ khỏi dung dịch 50 ml dung dịch Cu2+ 20mg /l pH = 5, thời gian khuấy 60 phút, nồng ñộ chất hấp phụ 1g / 50 ml, nồng ñộ ion Cu2+ ñược khảo sát từ 10 – 100 mg / l Kết thu ñược hiệu suất hấp phụ cao 95,956%, tương ứng với dung lượng hấp phụ 0,9596mg/g Hấp phụ tuân theo phương trình hấp phụ ñẳng nhiệt Freundlich với số K = 35 n = 1,26 (hấp phụ bể) Khi tiến hành hấp phụ ion Cu2+ phương pháp hấp phụ cột ta thấy thời gian tối ưu (tốc ñộ dòng tối ưu) 100 phút nồng ñộ ion Cu2+ ñược khảo sát từ 10 – 100mg/l với hiệu suất tối ưu Footer Page 13 of 126 Một số kiến nghị 1.Tiếp tục nghiên cứu ứng dụng vật liệu hấp phụ tanin ñể xử lý ion kim loại nặng nước Nghiên cứu trình chế tạo vật liệu hấp phụ dạng viên ñể ứng dụng hấp phụ cột  ... 4.1.1 Tách tanin từ vỏ ñước học trường hợp bị ngộ ñộc kim loại nặng Vì thế, chiết 4.1.2 Định tính ñịnh lượng tanin tách tanin từ thực vật ứng dụng làm vật liệu hấp phụ ion kim loại Định tính nặng. .. số kiến nghị 1.Tiếp tục nghiên cứu ứng dụng vật liệu hấp phụ tanin ñể xử lý ion kim loại nặng nước Nghiên cứu trình chế tạo vật liệu hấp phụ dạng viên ñể ứng dụng hấp phụ cột ... ảnh hưởng ñến khả 3.2 Phạm vi nghiên cứu: Chiết tách tanin vỏ ñước sinh sản Do ñó việc xử lí kim loại nặng nước thải biến tính tanin ñể làm vật liệu hấp phụ kim loại nặng Cu2+ cần thiết quan trọng