MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 3 1.1 Tổng quan về đối tượng nghiên cứu 3 1.1.1 Giới thiệu về vật liệu khung cơ kim 3 1.1.2 Vật liệu khung cơ kim trên cơ sở Cr (III) 5 1.1.3 Phẩm nhuộm azo và metyl da cam 8 1.2 Tổng quan về phương pháp nghiên cứu 10 1.2.1 Phương pháp tổng hợp vật liệu khung cơ kim trên cơ sở Cr(III) 10 1.2.2 Phương pháp xác định đặc trưng vật liệu khung cơ kim trên cơ sở Cr(III) 11 1.2.3 Phương pháp phân tích metyl da cam trong nước thải phẩm nhuộm azo 13 1.2.4 Phương pháp xử lý metyl da cam trong nước thải phẩm nhuộm azo 14 1.2.5 Phương pháp xác định hiệu quả hấp phụ và dung lượng hấp phụ cực đại 14 1.3 Tổng quan về các nghiên cứu liên quan đến đề tài 15 CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM 17 2.1 Đối tượng nghiên cứu 17 2.2 Hóa chất, thiết bị, dụng cụ 17 2.2.1 Hóa chất 17 2.2.2 Dụng cụ, thiết bị 17 2.3 Thực nghiệm 17 2.3.1 Tổng hợp vật liệu khung cơ kim trên cơ sở Cr (III) 18 2.3.2 Đánh giá đặc trưng vật liệu khung cơ kim trên cơ sở Cr (III) 19 2.3.3 Xác định nồng độ MO trong dung dịch 22 2.3.4 Khảo sát khả năng hấp phụ và các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ MO của vật liệu khung cơ kim trên cơ sở Cr(III) 24 2.3.5 Thử nghiệm hiệu quả xử lý MO trong nước thải phẩm nhuộm azo của vật liệu khung cơ kim trên cơ sở Cr(III) 25 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 28 3.1 Kết quả tổng hợp vật liệu khung cơ kim trên cơ sở Cr(III) 28 3.1.1 Hình thái bề ngoài của vật liệu khung cơ kim trên cơ sở Cr(III) 28 3.1.2 Đánh giá đặc trưng của vật liệu khung cơ kim trên cơ sở Cr(III) 28 3.2 Kết quả khảo sát khả năng hấp phụ, yếu tố ảnh hưởng và dung lượng hấp phụ MO của vật liệu khung cơ kim trên cơ sở Cr(III) 33 3.2.1 Khảo sát khả năng hấp phụ MO của vật liệu khung cơ kim trên cơ sở Cr(III) 33 3.2.2 Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ MO của vật liệu khung cơ kim trên cơ sở Cr(III) 33 3.2.3 Khảo sát dung lượng hấp phụ cực đại MO của vật liệu khung cơ kim trên cơ sở Cr(III) 36 3.3 Kết quả thử nghiệm hiệu quả xử lý MO trong nước thải phẩm nhuộm azo của vật liệu khung cơ kim trên cơ sở Cr(III) 39 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 42 TÀI LIỆU THAM KHẢO 44 PHỤ LỤC 46
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI KHOA MÔI TRƯỜNG LÊ THỊ TRÂM ANH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU XỬ LÝ METYL DA CAM TRONG PHẨM NHUỘM AZO SỬ DỤNG VẬT LIỆU KHUNG CƠ KIM TRÊN CƠ SỞ Cr (III) HÀ NỘI - 2017 TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI KHOA MÔI TRƯỜNG LÊ THỊ TRÂM ANH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU XỬ LÝ METYL DA CAM TRONG PHẨM NHUỘM AZO SỬ DỤNG VẬT LIỆU KHUNG CƠ KIM TRÊN CƠ SỞ Cr (III) Ngành: Công nghệ kỹ thuật môi trường Mã ngành: 52 51 04 06 GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: TS NGUYỄN THỊ HOÀI PHƯƠNG TS LÊ THỊ TRINH HÀ NỘI - 2017 LỜI CẢM ƠN Trước hết, em xin chân thành cảm ơn thầy, cô giáo Khoa Môi trường, Phòng, Ban Trường Đại học Tài nguyên Môi trường Hà Nội tạo điều kiện thuận lợi để em nghiên cứu hoàn thành đồ án tốt nghiệp Đặc biệt, em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành sâu sắc tới TS Lê Thị Trinh, TS Nguyễn Thị Hoài Phương, người tận tình hướng dẫn, tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ em trình nghiên cứu hoàn thành đồ án tốt nghiệp Em xin cảm ơn anh, chị Viện Hóa học – Vật liệu thầy, cô cán quản lý Phòng thí nghiệm Khoa Môi trường – Trường Đại học Tài nguyên Môi trường Hà Nội nhiệt tình giúp đỡ em trình thực nghiệm, chia sẻ kinh nghiệm làm việc Ngoài ra, em muốn gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè động viên giúp đỡ em trình nghiên cứu hoàn thành đồ án tốt nghiệp Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng Sinh viên năm 2017 Lê Thị Trâm Anh LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan đồ án tốt nghiệp công trình nghiên cứu thực cá nhân em, số liệu kết nghiên cứu nêu đồ án trung thực, cá nhân em tiến hành thực nghiệm Hà Nội, ngày tháng năm 2017 Sinh viên Lê Thị Trâm Anh MỤC LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT DMF H2BDC MIL-101(Cr) MO MOFs SEM BET SBU XRD FT-IR CUS N,N-dimetylmethanamide acid 1,4-benzene dicarboxylic Vật liệu khung kim sở Cr (III) (Materials of Institute Lavoisier) Metyl da cam (Methyl Orange) Vật liệu khung kim loại – hữu (Metal – Organic Frameworks) Hiển vi điện tử quét (Scanning Electron Microscopy) Phương pháp đẳng nhiệt hấp phụ- khử hấp phụ nito (Brunauer, Emmet and Teller) Các đơn vị cấu trúc thứ cấp (Secondary Building Units) Nhiễu xạ tia X (X-Ray Diffraction) Phổ hồng ngoại (Infra Red Spectrocopy) Điểm chưa bão hòa số phối trí (Coordinatively Unsaturated Site) DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH MỞ ĐẦU Đặt vấn đề Ở nước ta, nguồn nước ngày ô nhiễm trầm trọng, chất hữu độc hại tác nhân lớn cần có biện pháp kiểm soát xử lý kịp thời Nước thải số công ty, nhà máy hầu hết làng nghề xả trực tiếp từ trình hoạt động chưa qua xử lý vào nguồn nước tiếp nhận sông, hồ, kênh, rạch… Đây nguyên nhân gây ảnh hưởng đến mỹ quan, đời sống sinh vật thủy sinh, sức khỏe người Vì vậy, xử lý chất hữu độc hại nước thải trước xả thải vào môi trường vấn đề cấp thiết Trong tiến trình công nghiệp hóa nước ta ngành công nghiệp dệt nhuộm ngành mũi nhọn có sản lượng lớn, kim ngạch xuất đứng thứ hai giá trị xuất đóng góp 10-15% vào GDP [1], đồng nghĩa với lượng phát thải nước thải môi trường tương đối lớn Hiện nay, số sở sản xuất xưởng dệt nhuộm chưa ứng dụng công nghệ xử lý nước thải trước xả thải môi trường, điều gây ô nhiễm môi trường nước nghiêm trọng Bên cạnh thải lượng lớn, nước thải dệt nhuộm chứa nhiều hợp chất hữu mang màu, có cấu trúc bền, khó phân hủy sinh học có độc tính cao người động thực vật Nhằm ngăn chặn trạng cần phải kết hợp công cụ quản lý biện pháp kỹ thuật cách phù hợp Nhờ phát triển khoa học công nghệ có nhiều công nghệ xử lý ưu việt ứng dụng xử lý nước thải dệt nhuộm Trong đó, phương pháp xử lý hiệu đặc biệt để loại bỏ hợp chất mang màu thuốc nhuộm dòng nước thải ưu tiên sử dụng phương pháp hấp phụ Trong phương pháp việc lựa chọn vật liệu hấp phụ phù hợp vấn đề mấu chốt định đến hiệu xử lý Trong năm qua, xu hướng nghiên cứu phát triển vật liệu tiên tiến có kích thước nano diện tích bề mặt riêng lớn, làm chất hấp phụ xúc tác chọn lọc cho số trình xử lý chất ô nhiễm môi trường có ý nghĩa quan trọng mặt khoa học thực tiễn ứng dụng Trong đó, vật liệu khung kim (MOFs, Metal Organic Frameworks) thuộc nhóm vật liệu xốp lai hữu – vô nhiều quan tâm năm gần ứng dụng rộng rãi lĩnh vực môi trường Vật liệu khung kim vật liệu có kết hợp kim loại chất hữu để hình thành cấu trúc không gian ba chiều Trong vật liệu MOFs, nút kim loại (Cu, Cr, Fe…) cầu nối hữu hợp thành hệ thống khung mạng không gian ba chiều tạo mao quản tích lớn Tùy theo phương pháp tổng hợp, hóa chất sử dụng thu loại vật liệu MOFs khác Vật liệu khung kim sở Cr (III) bao gồm cụm kim loại Cr (III) liên kết với mối liên kết hữu đa chức tạo nên mạng lưới không gian ba chiều xốp với thể tích rỗng lớn diện tích bề mặt lớn, cấu trúc dễ dàng thay đổi hình dạng, có khả hấp phụ cao chất khí, chất hữu bay chất vô cơ, thuốc nhuộm, kim loại nặng.[4] Ở Việt Nam, việc nghiên cứu vật liệu khung kim mới, khả ứng dụng vật liệu MOFs xúc tác hấp phụ quan tâm nghiên cứu, đặc biệt lĩnh vực làm chất hấp phụ hiệu cao việc loại bỏ chất độc hại kim loại nặng, chất màu, chất hữu mang màu metyl da cam Trong số MOFs, vật liệu khung kim sở Cr (III) (MIL–101 (Cr), Material Institute Lavoisier), loại vật liệu có độ bền cao, diện tích bề mặt lớn, cấu trúc khung mạng với kích thước lỗ xốp lớn, nhờ MIL – 101(Cr) ứng dụng lĩnh vực hấp phụ Để nghiên cứu trình tổng hợp khả hấp phụ, tính ứng dụng đặc biệt vật liệu MOFs, chọn đề tài “Nghiên cứu xử lý metyl da cam phẩm nhuộm azo sử dụng vật liệu khung kim sở Cr (III)” Mục tiêu nghiên cứu - Khảo sát khả xử lý phẩm nhuộm vật liệu khung kim sở Cr(III); - Ứng dụng vật liệu khung kim sở Cr(III) vào xử lý metyl da cam phẩm nhuộm azo Nội dung nghiên cứu - Tổng hợp vật liệu khung kim sở Cr(III) theo kết nghiên cứu có; - Đánh giá đặc trưng vật liệu: hình thái học, kích thước, thành phần hóa học - Khảo sát khả hấp phụ metyl da cam vật liệu tổng hợp; - Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến khả hấp phụ phẩm nhuộm nước thải vật liệu khung kim sở Cr(III): thời gian hấp phụ, pH, khối lượng vật liệu sử dụng; - Khảo sát dung lượng hấp phụ cực đại metyl da cam vật liệu khung kim sở Cr(III); - Thử nghiệm hiệu xử lý metyl da cam mẫu nước thải phẩm nhuộm azo vật liệu khung kim sở Cr(III) CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan đối tượng nghiên cứu 1.1.1 Giới thiệu vật liệu khung kim a) Giới thiệu chung vật liệu khung kim Vật liệu khung kim (MOFs, Metal Organic Frameworks) vật liệu hình thành ion kim loại cụm ion kim loại với cầu nối phân tử hữu không gian ba chiều Trong vật liệu MOFs, kim loại (Cr, Zn, Al, Ti, Fe…) cầu nối hữu liên kết với liên kết phối trí tạo thành hệ thống khung mạng không gian ba chiều tạo thể tích mao quản lớn (gần 4.3 cm3/g) thể hình 1.1 Vật liệu MOFs có diện tích bề mặt riêng lớn, lớn nhiều so với vật liệu mao quản khác, đạt từ 1.000 m 2/g đến 6.000 m2/g [18] Hình 1.1: Cách xây dựng khung MOF chung Các đơn vị cất trúc (Secondary Building Units, SBUs) mô tả cấu trúc không gian hình học đơn vị mở rộng cấu trúc vật liệu nhóm kim loại, nhóm cacboxylat SBUs xem nút phối trí cho cầu nối hữu Cấu trúc khung vật liệu vững nhờ cầu nối cacboxylat khóa cation kim loại – oxi – cacbon với điểm mở rộng xác định hình dạng hình học cho đơn vị cấu trúc SBUs [18] Một số ví dụ SBU hình học thể hình 1.2 MOFs thường tổng hợp từ dung dịch điều kiện nhiệt độ cao dung môi thích hợp Tùy thuộc vào phương pháp tổng hợp, loại ion kim loại cầu nối hữu thu loại vật liệu MOFs khác MIL-101, MOF-5, MIL-125, MIL-47, MOF-77, MIL-53… [14] 10 30 9,622 51,69 60 8,671 56,64 90 2,036 89,82 120 1,863 90,69 180 1,672 91,64 300 2,260 88,70 Hình 3.6: Ảnh hưởng thời gian hấp phụ đến khả hấp phụ MO Từ bảng 3.2 hình 3.6 ta thấy: - Trong khoảng thời gian nghiên cứu từ 30-300 phút, hiệu hấp phụ tỉ lệ thuận với thời gian hấp phụ; - Hiệu hấp phụ vật liệu tương đối cao, cụ thể sau 30 phút hiệu đạt 51,69%, sau 90 phút hiệu đạt 89,82%, sau 120 phút 180 phút hiệu tăng lên không đáng kể, thời gian hấp phụ 300 phút hiệu hấp phụ giảm 88,70% Nguyên nhân thời gian hấp phụ dài, vật liệu đạt đến trạng thái cân bằng, hiệu hấp phụ giảm xảy tượng giải hấp phụ; - Thời gian tối ưu phản ứng hấp phụ chọn 90 phút b) Ảnh hưởng pH Tiến hành thí nghiệm khảo sát (2) phần b mục 2.3.4, kết đánh giá hiệu hấp phụ MO nước pH khác thể bảng 3.3 hình 3.7 Bảng 3.3: Kết khảo sát khả hấp phụ MO theo pH TT pH Nồng độ sau hấp phụ (mg/l) Hiệu hấp phụ (%) 3,66 4,808 75,96 5,14 4,158 79,21 7,18 2,036 89,82 41 9,38 7,048 64,76 11,05 11,896 40,52 Hình 3.7: Ảnh hưởng pH đến khả hấp phụ MO Từ bảng 3.3 hình 3.7 ta thấy: - Trong khoảng pH nghiên cứu từ đến 11, pH ảnh hưởng lớn đến khả hấp phụ vật liệu; - Ở pH cao (môi trường kiềm) hiệu hấp phụ giảm thấp so với pH trung tính Nguyên nhân môi trường kiềm có cạnh tranh hấp phụ gốc OH- metyl da cam lên tâm hoạt động, mặt khác pH cao, metyl da cam tồn dạng muối có mức độ cồng kềnh lớn nhiều so với OH - nên hiệu hấp phụ giảm xuống môi trường có gốc OH-; - Ở pH thấp (môi trường axit), hiệu hấp phụ vật liệu không cao môi trường trung tính, cao môi trường kiềm; - Do đó, nên tiến hành phản ứng hấp phụ môi trường trung tính để thu hiệu cao c) Ảnh hưởng khối lượng vật liệu MIL-101(Cr) sử dụng Tiến hành thí nghiệm khảo sát (3) phần b mục 2.3.4, kết đánh giá hiệu hấp phụ MO nước sử dụng khối lượng vật liệu khác thể bảng 3.4 hình 3.8 Bảng 3.4: Kết khảo sát khả hấp phụ MO theo khối lượng vật liệu TT Khối lượng vật liệu (g) Nồng độ sau hấp phụ (mg/l) Hiệu hấp phụ (%) 0,005 9,371 53,14 0,01 2,036 89,82 0,02 1,829 90,85 0,03 1,566 92,17 0,05 1,325 93,37 42 Hình 3.8: Ảnh hưởng khối lượng vật liệu đến khả hấp phụ MO Từ bảng 3.4 hình 3.8 ta thấy: - Trong khoảng khối lượng vật liệu nghiên cứu 0,005 – 0,05g, khối lượng vật liệu MIL-101(Cr) sử dụng nhiều hiệu hấp phụ tăng; - Nếu sử dụng 0,01g vật liệu hiệu suất đạt 89,82%, tăng khối lượng vật liệu lên 0,02g, 0,03g 0,05g hiệu hấp phụ tăng không đáng kể hấp phụ đạt đến trạng thái cân bằng, lượng MO dung dịch hấp phụ gần hết - Do đó, chọn sử dụng khối lượng vật liệu tối ưu 0,01g vật liệu MIL-101(Cr) để xử lý dung dịch MO có nồng độ 20mg/l 3.2.3 Khảo sát dung lượng hấp phụ cực đại MO vật liệu khung kim sở Cr(III) Tiến hành thí nghiệm phần c mục 2.3.4, kết đánh giá dung lượng hấp phụ nước nồng độ MO ban đầu khác thể bảng 3.5 hình 3.9 3.10 Bảng 3.5: Kết khảo sát dung lượng hấp phụ MO MIL-101(Cr) TT Nồng độ ban đầu C0 (mg/l) Nồng độ sau hấp phụ Cs (mg/l) Dung lượng hấp phụ q (mg/g) Cs/q 10 0.709 27.87 0.025 20 2.036 53.89 0.038 30 11.069 56.79 0.195 50 30.991 57.03 0.543 100 78.219 65.34 1.197 Hình 3.9: Đường đẳng nhiệt Langmuir vật liệu MIL-101(Cr) Hình 3.10: Đồ thị quan hệ Cs/q Cs vật liệu MIL-101(Cr) 43 Từ đồ thị ta tính dung lượng hấp phụ MO cực đại vật liệu MIL101(Cr) sau: Kết cho thấy, với 1g vật liệu MIL-101(Cr) hấp phụ tối đa 65,79 mg MO môi trường nước 3.3 Kết thử nghiệm hiệu xử lý MO nước thải phẩm nhuộm azo vật liệu khung kim sở Cr(III) Mẫu nước thải có pH trung tính, nồng độ MO 45,122 mg/l Kết ứng dụng vật liệu MIL-101(Cr) xử lý metyl da cam nước thải phẩm nhuộm azo mô hình cột thể bảng 3.6 hình 3.11 Bảng 3.6: Kết ứng dụng vật liệu MIL-101(Cr) vào xử lý mẫu môi trường Lần thu mẫu Thể tích mẫu (ml) 30 30 20 10 5 Nồng độ sau hấp phụ (mg/l) 3,307 4,310 11,527 22,725 44,556 45,183 Hiệu hấp phụ (%) 92,67 90,45 74,45 49,64 1,25 -0,14 Hình 3.11: Hiệu hấp phụ qua lần thu mẫu cột hấp phụ Từ bảng 3.6 hình 3.11, nhận thấy: - Hiệu hấp phụ cột lần lấy mẫu đầu cao, hiệu hấp phụ 30 ml nước thải ban đầu 92,67%; - Hiệu hấp phụ cột hấp phụ giảm dần qua lần lấy mẫu cụ thể lần thu mẫu hiệu đạt 92,67%, lần đạt 90,45%, lần giảm 74,45%, lần 49,64%, tiếp tục đến lần giảm mạnh 1,25% - Đặc biệt, lần thu mẫu thứ 6, 5ml nước sau xử lý có nồng độ MO cao nước thải ban đầu, nguyên nhân hấp phụ đạt đến trạng thái cân dẫn đến tượng giải hấp phụ Vì vậy, cần thay lớp vật liệu giải hấp phụ vật liệu cho lần xử lý sau - Tải lượng hấp phụ tối đa cột xác định: 44 - Tải lượng hấp phụ tối ưu cột xác định: Trong đó: Vmax tổng lượng nước thải cột xử lý 95 ml; Vtư tổng lượng nước thải xử lý có hiệu hấp phụ cao lần thu mẫu 1, Vtư 80ml; C0 nồng độ MO nước thải ban đầu (mg/l); mvl khối lượng vật liệu sử dụng(g) Do đó, cột hấp phụ sử dụng 1g vật liệu MIL-101(Cr) xử lý đạt hiệu cao với nước thải chứa 36,1mg MO 45 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Trong trình thực đề tài “Nghiên cứu xử lý metyl da cam phẩm nhuộm azo sử dụng vật liệu khung kim sở Cr(III), thu số kết sau: Đã tổng hợp thành công vật liệu khung kim sở Cr(III) dựa nghiên cứu có Đã khảo sát đặc trưng vật liệu sau tổng hợp đảm bảo liên kết đặc trưng khung kim; độ tinh thể cao, có cấu trúc bát diện với kích thước hạt 1µm; diện tích bề mặt lớn hớn 2.258 m2/g Kết đánh giá đặc trưng vật liệu hoàn toàn phù hợp với nghiên cứu công bố Đã xác định khả hấp phụ MO vật liệu khung kim sở Cr(III) với hiệu hấp phụ đạt 94,13% Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến khả hấp phụ: - Thời gian tỷ lệ thuận với hiệu hấp phụ, thời gian hấp phụ tối ưu lựa chọn 90 phút, - Quá trình hấp phụ diễn môi trường pH trung tính đạt hiệu cao hợn môi trường axit bazơ - Đối với dung dịch MO có nồng độ 20 mg/l để đạt hiệu hấp phụ cao sử dụng 0,01g vật liệu Đã xác định dung lượng hấp phụ cực đại vật liệu khung kim sở Cr(III) MO 65,79 mg/g Đã tiến hành thử nghiệm sử dụng mô hình cột xử lý MO nước thải phẩm nhuộm azo đạt hiệu cao 90%, với tái lượng tối ưu 36,1mg/g KIẾN NGHỊ Với kết đạt cần tiến hành thêm thí nghiệm khác để khai thác tối đa lợi ích từ vật liệu khung kim sở Cr(III): - Nghiên cứu sâu khả hấp phụ chất hữu độc hại khác kim loại nặng môi trường nước; 46 - Nghiên cứu ảnh hưởng tốc độ dòng, khối lượng vật liệu ứng dụng mô hình cột xử lý MO Nghiên cứu khả tái sử dụng vật liệu Do hạn chế mặt thời gian nên khóa luận tồn số vấn đề chưa giải được, hy vọng có hội theo đuổi hoàn thiện hướng nghiên cứu thời gian tới 47 TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG VIỆT Báo cáo ngành dệt may Việt Nam Qúy 2/2016, Công ty cổ phần nghiên cứu ngành tư vấn Việt Nam Cao Hữu Trượng, Hoàng Thị Lĩnh (1995), Hóa học thuốc nhuộm, NXB Khoa học Kỹ thuật Hà Nội Đặng Trấn Phòng, Trần Hiếu Nhuệ (2006), Xử lý nước cấp nước thải dệt nhuộm, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Lê Thành Dũng, Nguyễn Thanh Tùng, Phan Thanh Sơn Nam (2012), Vật liệu khung kim (MOFs): Các ứng dụng từ hấp phụ khí đến xúc tác, Tạp chí Khoa học Công nghệ 50, 751-766 Nguyễn Hữu Phú (1998), Giáo trình hấp phụ xúc tác bề mặt vật liệu vô mao quản, NXB Khoa học Kỹ thuật Nguyễn Hữu Đĩnh, Trần Thị Đà (1999), Ứng dụng số phương pháp phổ nghiên cứu cấu trúc phân tử, NXB Giáo dục, Hà Nội Nguyễn Thế Khoa (2016), Đánh giá diễn biến chất lượng môi trường nước mặt quận Hà Đông, thành phố Hà Nội giai đoạn 2013-2016 , luận án thạc sĩ khoa học môi trường, trường Đại học Thái Nguyên Nguyễn Đình Huề (2000), Hóa lý, NXB Giáo dục Phạm Ngọc Nguyên (2004), Kỹ thuật phân tích vật lý, NXB Kh kỹ thuật 10 Tiêu chuẩn nhà nước TCVN 2305-78 Chất thị metyl da cam 11 Trần Văn Nhân, Nguyễn Thạch Sửu, Nguyễn Văn Tuế (2007), Hóa lý, NXB Giáo dục 12 Võ Thị Thanh Châu, Đinh Quang Khiếu, Hoàng Văn Đức, Trần Ngọc Lưu, Lưu Ngọc Lượng, Trần Trọng Hiếu, Đào Thị Bích Phượng, Đặng Hữu Phú (2015), Nghiên cứu phân hủy quang hóa phẩm nhuộm remazol deep black (RDB) xúc tác MIL-101(Cr), Tạp chí khoa học đại học Thủ Dầu Một số (21) 13 Vũ Như Quỳnh (2005), Giáo trình hợp chất màu hữu cơ, NXB Đại học quốc gia Hà Nội 48 TIẾNG ANH 14 Janiak C., Vieth J K (2010), MOFs, MILs and more: concepts, properties and applications for porous coordination networks (PCNs), New J Chem., 34(11), pp 2366-2388 15 G Férey, C Mellot-Draznieks, C Serre, F Millange, J Dutour, S Surblé, L Margiolaki (2005), A Chromium Terephthaalate-Based Solid with Unusually Large Pore Volumes and Surface Area Science, 309, 2040-2042 16 Hong D.Y., Hwang Y K., Serre C., Férey G., Chang J S (2009), Porous chromium terephthalate MIL-101 with coordinatively unsaturated sites:surface functionalization, encapsulation, sorption and catalysis, Adv Funct.Mater 19, pp 1537–1552 17 Le-Ting Yang, Ling-Guang Qiu, Sheng-Mei Hu, Xia Jiang, An-Jian Xie, Yu-Hua Shen, (2013), Rapid hydrothermal synthesis of MIL-101(Cr) metalorganic framework nanocrystals using expanded graphite as a structuredirecting template, Laboratory of Advanced Porous Materials, School of Chemical Engineering Anhul University, Hefei 230039, China 18 Langmuir I (1916), The constitution and fundamental properties of solids and liquids, Am.Chem.Soc 19 O.M.Yaghi, Jesse L.C.Rowsell (2004), Metal-organic frameworks: a new class of porous materials, department of Chemistry, University of Michigan, 930 North University Avenue, USA 20 Phani B.S.Rallapalli, Manoj C.Raj, Senthilkumar S, Rajesh S.Somani, Hari C Bajaj (2015), HF-Free Synthesis of MIL-101(Cr) and Its Hydrogen Adsorption Studies, Wiley Online Libraly 49 PHỤ LỤC I KẾT QUẢ ĐÁNH GIÁ ĐẶC TRƯNG VẬT LIỆU MIL-101(Cr) - Phổ FT-IR vật liệu MIL-101(Cr) - Giản đồ XRD vật liệu MIL-101(Cr) - Kết đo BET vật liệu MIL-101(Cr) 50 PHỤ LỤC II KẾT QUẢ CÁC KHẢO SÁT VÀ ỨNG DỤNG CỦA VẬT LIỆU MIL-101(Cr) - Đồ thị phương trình đường chuẩn MO - Bảng kết khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến khả hấp phụ MO vật liệu MIL-101 (Cr) Bảng 1: Ảnh hưởng thời gian hấp phụ đến khả hấp phụ MO mvl TT (g) 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 Vdd (ml) 30 30 30 30 30 30 Điều kiện hấp phụ T Cbđ pH (phút) (mg/l) 30 20 7.18 60 20 7.18 90 20 7.18 120 20 7.18 180 20 7.18 300 20 7.18 Hiệu hấp 51.69 56.64 89.82 90.69 91.64 88.70 Kết Abs f 0.171 0.153 0.362 0.331 0.297 0.402 10 10 1 1 Cs (mg/l) 9.662 8.671 2.036 1.863 1.672 2.260 Bảng 2: Ảnh hưởng pH đến khả hấp phụ MO T T mvl (g) 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 Vd d (ml) 30 30 30 30 30 Điều kiện hấp phụ T (phút) 90 90 90 90 90 Cbđ (mg/l) 20 20 20 20 20 Hiệu hấp phụ (%) Kết pH Abs f 3.66 5.14 7.18 9.38 11.05 0.170 0.147 0.362 0.124 0.221 5 10 10 Cs (mg/l) 4.808 4.158 2.036 7.048 11.896 75.96 79.21 89.82 64.76 40.52 Bảng 3: Ảnh hưởng khối lượng vật liệu đến khả hấp phụ MO TT mvl Vdd Điều kiện hấp phụ 51 Kết Hiệu (g) 0.00 0.01 0.02 0.03 0.05 (ml) hấp phụ (%) T (phút ) Cbđ (mg/l) pH Abs f Cs (mg/l) 30 90 20 7.18 0.166 10 9.371 53.14 30 30 30 30 90 90 90 90 20 20 20 20 7.18 7.18 7.18 7.18 0.362 0.325 0.278 0.235 1 1 2.036 1.829 1.566 1.325 89.82 90.85 92.17 93.37 - Bảng kết khảo sát dung lượng hấp phụ cực đại MO vật liệu MIL-101(Cr) TT mvl (g) 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 Vdd (ml) 30 30 30 30 30 Kết Điều kiện hấp phụ T (phút) 90 90 90 90 90 Cbđ (mg/l) 10 20 30 50 100 52 Dung lượng hấp phụ (mg/g) pH Abs f 7.18 7.18 7.18 7.18 7.18 0.125 0.362 0.196 0.109 0.138 1 10 50 100 Cs (mg/l) 0.709 2.036 11.069 30.991 78.219 27.87 53.89 56.79 57.03 65.34 - Bảng kết thử nghiệm hấp phụ MO nước thải phẩm nhuộm azo vật liệu MIL-101(Cr) Lần thu mẫu Ban đầu Lần Lần Lần Lần Lần Lần Thể tích mẫu (ml) 30 30 20 10 5 Abs f 0.159 0.116 0.152 0.204 0.161 0.157 0.160 50 5 10 25 50 50 Nồng độ (mg/l) 45.122 3.307 4.310 11.527 22.725 44.556 45.183 Hiệu hấp phụ (%) 92.67 90.45 74.45 49.64 1.25 -0.14 PHỤ LỤC III MỘT SỐ HÌNH ẢNH TRONG QUÁ TRÌNH THỰC NGHIỆM 53 Hình 1: Thu hồi vật liệu sau sấy Hình 2: Tinh chế vật liệu Hình 3: Chuẩn bị dung dịch MO Hình 4: Khuấy mẫu MO 54 Hình 5: Hỗn hợp dung dịch vật liệu Hình 6: Đường chuẩn MO Hình 8: Nồi nhuộm vải Hình 7: Ống xả thải nồi nhuộm vải Hình 9: Mẫu nước thải phẩm nhuộm azo chứa metyl da cam 55 Hình 10: Mô hình cột hấp phụ MO ...TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI KHOA MÔI TRƯỜNG LÊ THỊ TRÂM ANH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU XỬ LÝ METYL DA CAM TRONG PHẨM NHUỘM AZO SỬ DỤNG VẬT LIỆU KHUNG... hoàn thành đồ án tốt nghiệp Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng Sinh viên năm 2017 Lê Thị Trâm Anh LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan đồ án tốt nghiệp công trình nghiên cứu thực cá nhân em, số... đồ án trung thực, cá nhân em tiến hành thực nghiệm Hà Nội, ngày tháng năm 2017 Sinh viên Lê Thị Trâm Anh MỤC LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT DMF H2BDC MIL-101(Cr) MO MOFs SEM BET SBU XRD FT-IR CUS