Nghiên cứu ảnh hưởng của sóng siêu âm tần số 40KHz đến hiệu quả biến tính vỏ trấu để hấp phụ as và pb trong nước

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG - ISO 9001:2008 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP NGÀNH: KỸ THUẬT MÔI TRƢỜNG Sinh viên : Trần Thùy Linh Giảng viên hƣớng dẫn: TS.Võ Hoàng Tùng HẢI PHÒNG - 2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG - NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA SÓNG SIÊU ÂM TẦN SỐ 40KHz ĐẾN HIỆU QUẢ BIẾN TÍNH VỎ TRẤU ĐỂ HẤP PHỤ As VÀ Pb TRONG NƢỚC KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY NGÀNH: KỸ THUẬT MÔI TRƢỜNG Sinh viên : Trần Thùy Linh Giảng viên hƣớng dẫn: TS Võ Hoàng Tùng HẢI PHÒNG – 2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Sinh viên: Trần Thùy Linh Mã SV:1312301041 Lớp: MT1701 Ngành:Kỹ thuật môi trường Tên đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng sóng siêu âm tần số 40KHz đến hiệu biến tính vỏ trấu để hấp phụ As Pb nước.” NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI Nội dung yêu cầu cần giải nhiệm vụ đề tài tốt nghiệp ( lý luận, thực tiễn, số liệu cần tính toán vẽ) …………………………………………………………………………… Các số liệu cần thiết để thiết kế, tính toán …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… Địa điểm thực tập tốt nghiệp …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… CÁN BỘ HƢỚNG DẪN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Ngƣời hƣớng dẫn thứ nhất: Họ tên: Võ Hoàng Tùng Học hàm, học vị: Tiến sĩ Cơ quan công tác:Trường ĐH Dân lập Hải Phòng Nội dung hướng dẫn:Toàn khóa luận Ngƣời hƣớng dẫn thứ hai: Họ tên: Học hàm, học vị: Cơ quan công tác: Nội dung hướng dẫn: Đề tài tốt nghiệp giao ngày tháng năm 2017 Yêu cầu phải hoàn thành xong trước ngày Đã nhận nhiệm vụ ĐTTN tháng năm 2016 Đã giao nhiệm vụ ĐTTN Người hướng dẫn Sinh viên Hải Phòng, ngày tháng năm 2017 Hiệu trƣởng GS.TS.NGƢT Trần Hữu Nghị PHẦN NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƢỚNG DẪN Tinh thần thái độ sinh viên trình làm đề tài tốt nghiệp: …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… Đánh giá chất lƣợng khóa luận (so với nội dung yêu cầu đề nhiệm vụ Đ.T T.N mặt lý luận, thực tiễn, tính toán số liệu…): …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… Cho điểm cán hƣớng dẫn (ghi số chữ): …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… Hải Phòng, ngày … tháng … năm 2017 Cán hƣớng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) LỜI CẢM ƠN Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới: - TS.Võ Hoàng Tùng giảng viên khoa Môi trường -Trường ĐH Dân Lập Hải Phòng đồng thời giảng viên giao đề tài trực tiếp hướng dẫn tận tình để em hoàn thành nghiên cứu - Khoa Môi trường – Trường ĐH Dân Lập Hải Phòng tạo điều kiện tốt để em hoàn thành nghiên cứu phòng thí nghiệm - Trung Tâm kỹ thuật tiêu chuẩn đo lường chất lượng Hải Phòng tạo điều kiện giúp đỡ em trình đo mẫu, thu thập kết - Các thầy cô giáo Khoa Môi Trường bạn sinh viên hướng dẫn làm việc phòng thí nghiệm Ngoài nỗ lực tìm tòi, nghiên cứu thân, nhờ giúp đỡ người xung quanh, đặc biệt thầy cô, bạn sinh viên khoa Môi trường đóng góp phần không nhỏ nghiên cứu Em xin chân thành cảm ơn! Hải Phòng, ngày tháng năm 2017 Sinh viên Trần Thùy Linh MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN LỜI MỞ ĐẦU CHƢƠNG I: TỔNG QUAN 1.1 Khái quát Asen Chì 1.1.1 Giới thiệu chung 1.1.2 Tính chất 1.1.3 Ứng dụng vai trò sống 1.2 Ô nhiểm nguồn nước tác nhân Asen Chì 1.3 Tác động tới sức khỏe người 10 1.3.1 Ảnh hưởng Asen tới sức khỏe người 10 1.3.2 Ảnh hưởng nhiễm độc chì tới sức khỏe người 11 1.4 Các phương pháp xử lý Asen Chì nước 11 1.4.1 Phương pháp hấp phụ 12 1.5 Giới thiệu vật liệu hấp phụ 16 1.6 Phương pháp chế tạo vật liệu hấp phụ 19 1.6.1 Biến tính vỏ trấu axit sunfuric 19 1.6.2 Sóng siêu âm ảnh hưởng đến trình hấp phụ 19 1.7 Phương pháp phân tích kim loại Chì Asen nước………… 21 1.7.1 Một số phương pháp phân tích kim loại nặng nước 21 1.7.2 Phương pháp phổ khối nguyên tử ICP – OES 22 CHƢƠNG II: THỰC NGHIỆM 24 2.1 Vật liệu 24 2.2 Mục tiêu nghiên cứu 24 2.3 Dụng cụ, thiết bị, hóa chất cần thiết cho nghiên cứu 24 2.3.1 Chuẩn bị dụng cụ, hóa chất 24 2.3.2 Chuẩn bị dung dịch thí nghiệm 25 2.4 Phương pháp nghiên cứu 25 2.4.1 Biến tính vỏ trấu axit sunfuric 25 2.4.2 Khảo sát khả hấp phụ VLHP đối vơi Pb 26 2.4.3 Khảo sát khả hấp phụ VLHP As 26 2.4.4 Khảo sát ảnh hưởng thời gian siêu âm nồng độ axit (trong trình chế tạo VLHP) đến hiệu hấp phụ As Pb nước 26 2.4.5 So sánh khả hấp phụ vật liệu thô, vật liệu qua biến tính vật liệu biến tính môi trường siêu âm 27 CHƢƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 28 3.1 Ảnh hưởng trình chế tạo VLHP đến hiệu hấp phụ Pb 29 3.2 Ảnh hưởng trình chế tạo VLHP đến hiệu hấp phụ As 36 3.3 So sánh khả hấp phụ vật liệu thô, vật liệu qua biến tính vật liệu biến tính môi trường siêu âm 43 CHƢƠNG IV: KẾT LUẬN 47 TÀI LIỆU THAM KHẢO 48 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình1.1: Asen ········································································· Hình1.2: Bột chì ······································································· Hình 1.3: Đồ thị đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir ························· 15 Hình1.4: Đồ thị xác định số phương trình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir ························································································· 16 hình1.5: Vỏ trấu ······································································ 18 Hinh1.6: Máy phân tích quang phổ phát xạ ICP-OES trung tâm tiêu chuẩn đo lường chất lượng Hải Phòng ··················································· 23 Hình 2.1: Đường chuẩn xác định nồng độ Pb2+ sau hấp phụ··················· 27 Hình 2.2: Đường chuẩn xác định nồng độ As3+ sau hấp phụ ·················· 28 Hình 3.1 : Tải trọng hấp phụ cực đại VLHP biến tính với nồng độ axit 0.5M siêu âm khoảng thời gian ·································· 30 Hình3.2: Tải trọng hấp phụ cực đại VLHP biến tính với nồng độ axit 1M siêu âm khoảng thời gian ···································· 31 Hình 3.3: Tải trọng hấp phụ cực đại VLHP biến tính với nồng độ axit 2M thời gian siêu âm ··············································· 31 Hình 3.4: Tải trọng hấp phụ cực đại VLHP biến tính với nồng độ axit 3M siêu âm khoảng thời gian ···································· 32 Hình 3.5: Tải trọng hấp phụ cực đại VLHP biến tính với nồng độ axit khác thời gian siêu âm 30 phút ······························ 33 Hình 3.6: Tải trọng hấp phụ cực đại VLHP biến tính với nồng độ axit khác thời gian siêu âm ································ 34 Hình 3.7: Tải trọng hấp phụ cực đại VLHP biến tính với nồng độ axit khác thời gian siêu âm 1.5 ······························ 34 Hình 3.8: Tải trọng hấp phụ cực đại VLHP biến tính với nồng độ axit khác thời gian siêu âm ································ 35 Hình 3.10: Đồ thị tải trọng hấp phụ cực đại VLHP biến tính với nồng độ axit khác thời gian siêu âm ························· 38 Hình 3.11: Đồ thị tải trọng hấp phụ cực đại VLHP biến tính với nồng độ axit khác thời gian siêu âm 1.5 ························ 38 Hình 3.12: Đồ thị tải trọng hấp phụ cực đại VLHP biến tính với nồng độ axit khác thời gian siêu âm ·························· 39 TRƯỜNG ĐHDL HẢI PHÒNG KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Tải trọng hấp phụ cực đại qmax (mg/g) 250 199.83 200 159.96 150 117.39 91.36 100 50 0 0.5 1.5 2.5 3.5 nồng độ acid sử dụng biến tính vật liệu (M) Hình 3.6: Tải trọng hấp phụ cực đại VLHP đƣợc biến tính với nồng độ axit khác thời gian siêu âm Tại 1giờ siêu âm, tải trọng hấp phụ cực đại VLHP chế tạo tăng dần từ 91.36 mg/g đến 199.83 mg/g nồng độ axit tăng từ 0.5 đến 3M Tải trọng hấp phụ cực đại qmax (mg/g) 300 257.94 235.36 250 200 156.89 150 105.63 100 50 0 0.5 1.5 2.5 3.5 nồng độ acid sử dụng biến tính vật liệu (M) Hình 3.7: Tải trọng hấp phụ cực đại VLHP đƣợc biến tính với nồng độ axit khác thời gian siêu âm 1.5 Sinh viên: Trần Thùy Linh Trang 34 TRƯỜNG ĐHDL HẢI PHÒNG KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Tại 1.5 siêu âm, tải trọng hấp phụ cực đại VLHP chế tạo tăng dần từ 1105.63 mg/g đến 257.94 mg/g nồng độ axit tăng từ 0.5 đến 3M Tải trọng hấp phụ cực đại qmax (mg/g) 300 239.43 250 214.85 193.25 200 119.89 150 100 50 0 0.5 1.5 2.5 3.5 nồng độ acid sử dụng biến tính vật liệu (M) Hình 3.8: Tải trọng hấp phụ cực đại cực đại VLHP đƣợc biến tính với nồng độ axit khác thời gian siêu âm Tại siêu âm, tải trọng hấp phụ cực đại VLHP chế tạo tăng dần từ 119.89 mg/g đến 239.43 mg/g nồng độ axit tăng từ 0.5 đến 2M Khi tăng tiếp nồng độ axit lên 3M, tải trọng hấp phụ cực đại giảm xuống 214.85 mg/g Có thể thấy tải trọng hấp phụ cực đại vật liệu hấp phụ chế tạo từ vỏ trấu ion Pb2+ lớn Hiệu hấp phụ đạt tối ưu với VLHP ngâm axit H2SO4 3M với thời gian siêu âm 30 phút Tuy nhiên, xét góc độ kinh tế nồng axit cao tốn kinh phí hóa chất, thời gian dài tốn chi phí nhân công Bởi vậy, thời gian siêu âm nồng độ axit tối ưu để lựa chọn 2M siêu âm Thời gian siêu âm giúp cho tải trọng hấp phụ cực đại tăng lên đáng kể Sinh viên: Trần Thùy Linh Trang 35 TRƯỜNG ĐHDL HẢI PHÒNG KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Mối quan hệ nồng độ axit thời gian siêu âm: Nồng độ axit sử dụng cao thời gian siêu âm giảm Với nồng độ axit 0.5M sau biến tính, tải trọng hấp phụ cực đại thu 119.89(mg/g) Tăng nồng độ lên 1M sau 1.5 siêu âm, tải trọng hấp phụ cực đại 156.89 (mg/g) Tăng tiếp nồng độ axit lên 2M sau siêu âm tải trọng tăng lên 159.96 (mg/g) Mặt khác, nghiên cứu Trường Đại Học Đà Nẵng -Khoa Hóa vật liệu hấp phụ chế tạo từ vỏ trấu có khả hấp phụ ion Pb2+ nước tốt [10] Tuy nhiên, nghiên cứu dừng lại vật liệu hấp phụ biến tính điều kiện thường Và sở để so sánh, chứng minh tác dụng sóng siêu âm việc tăng hiệu hấp phụ rút ngắn thời gian chế tạo vật liệu hấp phụ 3.2 Ảnh hƣởng trình chế tạo VLHP đến hiệu hấp phụ As nƣớc Bảng 3.3: Ảnh hưởng thời gian siêu âm nồng độ axit H2SO4 chế tạo VLHP đến nồng độ As3+trong nước sau hấp phụ (ppm) Thời gian siêu âm (h) 0.5 1.5 0.5 9678.4 9606.2 9413 9181.8 9654.2 9492.6 8956.8 9083.4 9355 8960.8 9062.6 9179.2 9005.6 9133.8 9407.2 9481.6 Nồng độ (M) Sinh viên: Trần Thùy Linh Trang 36 TRƯỜNG ĐHDL HẢI PHÒNG KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Bảng 3.4: Ảnh hƣởng thời gian siêu âm nồng độ axit H2SO4 chế tạo VLHP đến tải trọng hấp phụ cực đại As3+ nƣớc (mg/g) Thời gian siêu âm (h) 0.5 1.5 0.5 15.63 19.69 29.35 40.91 17.29 25.37 52.16 45.83 32.25 51.96 46.87 41.04 49.72 43.31 29.64 25.92 Nồng độ (M) Vật liệu hấp phụ chế tạo từ vỏ trấu có khả hấp phụ ion As3+ nước Tuy nhiên khả hấp phụ không tốt chì (Pb2+) Tải trọng hấp phụ cực đại qmax (mg/g) 60 49.72 50 40 32.25 30 20 15.63 17.29 10 0 0.5 1.5 2.5 3.5 nồng độ acid sử dụng biến tính (M) Hình 3.9: Đồ thị tải trọng hấp phụ cực đại VLHP đƣợc biến tính với nồng độ axit khác thời gian siêu âm 30 phút Sinh viên: Trần Thùy Linh Trang 37 TRƯỜNG ĐHDL HẢI PHÒNG KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Tại 30 phút siêu âm, tải trọng hấp phụ cực đại VLHP chế tạo tăng dần từ 15.63 mg/g đến 49.72 mg/g nồng độ axit tăng từ 0.5 đến 3M Tải trọng hấp phụ cực đại qmax (mg/g) 60 51.96 50 43.31 40 25.37 30 19.69 20 10 0 0.5 1.5 2.5 3.5 nồng độ acid sử dụng biến tính (M) Hình 3.10: Đồ thị tải trọng hấp phụ cực đại VLHP đƣợc biến tính với nồng độ axit khác thời gian siêu âm Tại siêu âm, tải trọng hấp phụ cực đại VLHP chế tạo tăng dần từ 19.69mg/g đến 51.96 mg/g nồng độ axit tăng từ 0.5 đến 2M Khi tăng tiếp nồng độ axit lên 3M, tải trọng hấp phụ cực đại giảm xuống 43.31 mg/g Tải trọng hấp phụ cực đại qmax (mg/g) 60 52.16 50 46.87 40 29.35 30 29.64 20 10 0 0.5 1.5 2.5 3.5 nồng độ acid sử dụng biến tính (M) Hình 3.11: Đồ thị tải trọng hấp phụ cực đại VLHP đƣợc biến tính với nồng độ axit khác thời gian siêu âm 1.5 Sinh viên: Trần Thùy Linh Trang 38 TRƯỜNG ĐHDL HẢI PHÒNG KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Tải trọng hấp phụ cực đại qmax (mg/g) Tại 1.5 siêu âm, tải trọng hấp phụ cực đại VLHP chế tạo tăng dần từ 29.35 mg/g đến 52.16 mg/g nồng độ axit tăng từ 0.5 đến M Khi tăng tiếp nồng độ axit lên 2M 3M, tải trọng hấp phụ cực đại giảm xuống 46.87 sau 29.64 mg/g 45.83 50 45 40.91 40 41.04 35 30 25 25.92 20 15 10 0 0.5 1.5 2.5 3.5 nồng độ acid sử dụng biến tính (M) Hình 3.12: Đồ thị tải trọng hấp phụ cực đại VLHP đƣợc biến tính với nồng độ axit khác thời gian siêu âm Tại 2h siêu âm, tải trọng hấp phụ cực đại VLHP chế tạo tăng dần từ 40.91 mg/g đến 45.83 mg/g nồng độ axit tăng từ 0.5 đến 1M Khi tăng tiếp nồng độ axit lên 2M 3M, tải trọng hấp phụ cực đại giảm xuống 40.04 sau giảm xuống 25.92 mg/g Ảnh hưởng nồng độ axit H2SO4 sử dụng trình biến tính đến khả hấp phụ Asen nước VLHP: Khi tăng nồng độ axit giai đoạn biến tính vật liệu khả hấp phụ Asen vật liêu sau biến tính tăng Cụ thể: Đối với VLHP siêu âm 30 phút : Tải trọng hấp phụ cực đại tăng gấp lần tăng nồng độ axit từ 0.5M lên đến 3M Mẫu VLHP siêu âm giờ: tải trọng hấp phụ cực đại tăng 2.1 lần tăng nồng độ axit từ 0.5M lên 3M Sinh viên: Trần Thùy Linh Trang 39 TRƯỜNG ĐHDL HẢI PHÒNG KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Tuy nhiên, thời gian siêu âm vượt giới hạn tăng tải trọng vật liệu tải trọng hấp phụ cực đại As3+ có xu hướng tỷ lệ nghịch với nồng độ H2SO4 biến tính mẫu Tải trọng hấp phụ cực đại đạt tối ưu vật liệu ngâm axit với nồng độ 2M Ảnh hưởng thời gian siêu âm vật liệu hấp phụ đến khả hấp Tải trọng hấp phụ cực đại qmax (mg/g) phụ As3+trong nước: 45 40.91 40 35 30 29.35 25 19.69 20 15.63 15 10 0 0.5 1.5 2.5 Thời gian siêu âm vật liêu (h) Hình 3.13: Đồ thị tải trọng hấp phụ cực đại VLHP đƣợc biến tính với nồng độ axit 0.5M siêu âm khoảng thời gian khác Ngâm nồng độ axit 0.5M, tải trọng hấp phụ cực đại VLHP chế tạo tăng từ 15.63 mg/g đến 40.91 mg/g thời gian siêu âm tăng từ 0.5 đến 2giờ Sinh viên: Trần Thùy Linh Trang 40 TRƯỜNG ĐHDL HẢI PHÒNG Tải trọng hấp phụ cực đại qmax (mg/g) KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP 60 52.16 50 45.83 40 25.37 30 17.29 20 10 0 0.5 1.5 2.5 Thời gian siêu âm vật liêu (h) Hình 3.14: Đồ thị tải trọng hấp phụ cực đại VLHP đƣợc biến tính với nồng độ axit 1M siêu âm khoảng thời gian khác Tải trọng hấp phụ cực đại qmax (mg/g) Ngâm nồng độ axit 1M, tải trọng hấp phụ cực đại VLHP chế tạo tăng từ 17.29mg/g đến 52.16 mg/g thời gian siêu âm tăng từ 0.5 đến 1.5giờ Sau giảm xuống 45.83 tăng thời gian siêu âm lên 2h 60 51.96 50 46.87 41.04 40 32.25 30 20 10 0 0.5 1.5 2.5 Thời gian siêu âm vật liêu (h) Hình 3.15: Đồ thị tải trọng hấp phụ cực đại VLHP đƣợc biến tính với nồng độ axit 2M thời gian siêu âm Ngâm nồng độ axit 2M, tải trọng hấp phụ cực đại VLHP chế tạo tăng từ 32.25 mg/g đến 51.96 mg/g thời gian siêu âm tăng từ 0.5 Sinh viên: Trần Thùy Linh Trang 41 TRƯỜNG ĐHDL HẢI PHÒNG KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Tải trọng hấp phụ cực đại qmax (mg/g) đến 1giờ Sau giảm xuống 46.87 tăng thời gian siêu âm lên 1.5 Tiếp tục tăng thời gian siêu âm lên tải trọng hấp phụ cực đại vật liệu lại tiếp tục giảm thêm 5.83 mg/g xuống 41.04 mg/g 60 49.72 50 43.31 40 30 29.64 25.92 20 10 0 0.5 1.5 2.5 Thời gian siêu âm vật liêu (h) Hình 3.16: Đồ thị tải trọng hấp phụ cực đại VLHP đƣợc biến tính với nồng độ axit 3M siêu âm khoảng thời gian khác Ngâm nồng độ axit 3M, tải trọng hấp phụ cực đại VLHP chế tạo giảm dần từ 49.72 mg/g xuống 25.92 mg/g thời gian siêu âm tăng từ 0.5 đến 2giờ Thời gian siêu âm lớn tải trọng hấp phụ cực đại cao, khả hấp phụ tốt Mẫu 0.5M có tải trọng hấp phụ cực đại tăng 2.6 lần tăng thời gian siêu âm từ 30 phút lên Mẫu 1M có tải trọng hấp phụ cực đại tăng gấp lần tăng thời gian siêu âm vật liệu từ 30 phút lên tới 30 phút Mẫu 2M có tải trọng hấp phụ cực đại tăng 1.6 lần tăng thời gian siêu âm vật liệu từ 30 phút lên Tuy nhiên, vượt khả giãn nở mao quản vật liệu tải trọng hấp phụ cực đại có xu hướng giảm Cụ thể nồng độ axit cao thời gian biến tính dài Khi tải trọng hấp phụ cực đại giảm dần Đối với mẫu 3M, tải trọng hấp phụ cực đại giảm dần thời gian siêu âm vật Sinh viên: Trần Thùy Linh Trang 42 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐHDL HẢI PHÒNG liệu tăng giảm 1.9 lần tăng thời gian siêu âm vật liệu từ 30 phút lên đến Theo bảng số liệu thu được, thời gian siêu âm tối ưu để vật liệu sau biến tính hấp phụ As2+ 1.5 Mối liên hệ thời gian siêu âm nồng độ axit H2SO4 sử dụng biến tính vật liệu: Thời gian siêu âm tỉ lệ nghịch với nồng độ axit H2SO4 Xét với mẫu nồng độ axit sử dụng biến tính vật liệu 0.5M, siêu âm 2h, tải trọng hấp phụ cực đại vật liệu với As3+ 40.91 (mg/g) Khi tăng nồng độ axit lên 1M tải giảm thời gian siêu âm xuống 1.5 tải trọng hấp phụ cực đại tăng lên 52.16 mg/g Thời gian siêu âm giảm tải trọng hấp phụ cực đại tăng lên Khi tăng nồng độ axit lên 2M thời gian siêu âm để vật liệu đạt tải trọng cực đại tối ưu giờ, qmax = 51.59mg/g Tiếp tục tăng nồng độ axit lên 3M, thời gian siêu âm tương ứng để vật liệu đạt tải trọng cao tiếp tục giảm Như vậy, sóng siêu âm không làm tăng hấp phụ VLHP ion As3+ nước mà rút ngắn thời gian chế tạo vật liệu hấp phụ Thời gian siêu âm nồng độ axit tối ưu VLHP dùng để hấp phụ Asen nước siêu âm 1.5 với nồng độ axit H2SO4 1M 3.3 So sánh khả hấp phụ vật liệu thô, vật liệu qua biến tính vật liệu đƣợc biến tính môi trƣờng siêu âm Chuẩn bị mẫu: Mẫu : vật liệu thô với vỏ trấu xay rối( kích thước khoảng từ 0.51.5mm) Rửa vật liệu nước cất sau đem sấy khô ta VLHPthô Lấy 1g VLHPthô đem hấp phụ 50ml Pb2+(hoặc As3+) 10.000ppm Lắc 30 phút sau lọc lấy nước đem đo ICP-OES So sánh kết thu Mẫu 2: cho vào bình tam giác bình chứa 200ml axit H2SO4 nồng độ khác (0.5M ; 1M; 2M; 3M) 10g vỏ trấu rửa sạch, sấy khô Để bình điều kiện thường, nhiệt độ phòng vòng 24 Sau rửa mẫu, sấy khô ta thu VLHPĐKT Lấy 1g mẫu ( mẫu biến tính với Sinh viên: Trần Thùy Linh Trang 43 TRƯỜNG ĐHDL HẢI PHÒNG KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP nồng độ axit khác nhau) đem hấp phụ vào bình chứa 50ml dung dịch Pb2+(hoặc As3+) 10.000ppm Lắc 30 phút sau lọc lấy nước đem đo ICP-OES lấy kết tốt để so sánh Đối với VLHPĐKT VLHPsiêu âm mẫu đem so sánh mẫu cho kết tốt với tải trọng hấp phụ cực đại tối ưu nồng độ ion kim loại sau hấp phụ nhỏ Bảng 3.5: So sánh khả hấp phụ ion Pb2+ VLHP thô, biến tính ĐKT biến tính qua siêu âm Hấp phụ Pb2+ nƣớc Vật liệu thô Vật liệu biến tính ĐKT (24h) Vật liệu biên tính qua siêu âm C1 qmax C1 qmax C1 qmax (ppm) (mg/g) (ppm) (mg/g) (ppm) (mg/g) 9908.4 4.58 7455.4 127.23 4841.2 257.94 Hình 17: Biểu đồ tải trọng hấp phụ cực đại Pb nƣớc vật liệu từ vỏ trấu Sinh viên: Trần Thùy Linh Trang 44 TRƯỜNG ĐHDL HẢI PHÒNG KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Khả hấp phụ Pb nước VLHP siêu âm cao cao vượt trội hẳn so với VLHP biến tính ĐKT vật liệu thô Tải trọng hấp phụ cực đại vật liệu đạt tối ưu với biến tính qua siêu âm (qmax=257.94mg/g cao gấp lần qmax vật liệu biến tính điều kiện thường gấp 56 lần tải trọng hấp phụ cực đại vật liệu thô chưa qua biến tính) Bảng 3.6: So sánh khả hấp phụ ion As3+ VLHP thô, biến tính ĐKT biến tính qua siêu âm Hấp phụ As3+ nƣớc Vật liệu biến tính ĐKT (24h) Vật liệu thô Vật liệu biên tính qua siêu âm qmax C1 qmax C1 qmax (ppm) (mg/g) (ppm) (mg/g) (ppm) (mg/g) 9996 0.2 9641.4 17.93 8956.8 52.16 Tải trọng hấp phụ cực đại As nước qmax (mg/g) C1 60 52.16 50 40 Tải trọng hấp phụ Qmax (mg/g) 30 17.93 20 10 0.2 Vật liệu thô vật liệu biến tính ĐKT vật liệu biến tính sóng siêu âm Hình 18: Biểu đồ tải trọng hấp phụ cực đại As nƣớc vật liệu từ vỏ trấu Sinh viên: Trần Thùy Linh Trang 45 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐHDL HẢI PHÒNG Cũng tương tự Pb2+.Vật liệu hấp phụ biến tính qua siêu âm tần số 40KHz thể hhả hấp phụ As3+ nước vượt trội nhiều so với vật liệu thô vật liệu biến tính điều kiện thường Vật liệu biến tính qua siêu âm tần số 40KHz cho kết tải trọng hấp phụ tốt hấp phụ As3+ nước (qmax= 52.16mg/g cao gấp 2.9 lần so với vật liệu biến tính axit điều kiện thường gấp 260 lần so với vật liệu thô chưa qua biến tính) Nhƣ vậy: Sóng siêu âm tần số 40KHz làm tăng khả hấp phụ ion kim loại nặng vật liệu Không rút ngắn thời gian chế tạo vật liệu Mẫu vật liệu biến tính ĐKT cần 24 ngâm axit để tải trọng hấp phụ cực đại tối ưu Trong khi sử dụng sóng siêu âm, thời gian rút ngắn nhiều Đối với hấp phụ Pb2+ mẫu siêu âm đạt tải trọng tối ưu mẫu siêu âm Như thời gian rút xuống 22 tiếng lại cho hiệu gấp đôi Đối với hấp phụ As3+ mẫu siêu âm cho tải trọng hấp phụ cực đại cao mẫu siêu âm 1.5 Thời gian chế tạo vật liệu giảm 22.5 tiếng nhiên tải trọng hấp phụ cực đại không giảm mà tăng lên gần gấp Sinh viên: Trần Thùy Linh Trang 46 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐHDL HẢI PHÒNG CHƢƠNG IV: KẾT LUẬN Qua trình thực khóa luận tốt nghiệp với đề tài : “Nghiên cứu ảnh hưởng sóng siêu âm tần số 40KHz đến hiệu biến tính vỏ trấu để hấp phụ As Pb nước”, em thu kết sau: Chế tạo vật liệu hấp phụ từ vỏ trấu qua trình biến tính axit H2SO4 môi trường siêu âm với tần số 40KHz Sóng siêu âm tần số 40KHz có khả làm tăng khả tiếp xúc thẩm thấu axit H2SO4 vào sâu bên mao quản vật liệu, làm giãn mao quản vật liệu.Vật liệu qua siêu âm có khả hấp phụ tốt, tải trọng hấp phụ cực đại cao Khảo sát thời gian siêu âm nồng độ axit sử dụng trình siêu âm cho thấy: VLHP ngâm axit H2SO4 3M siêu âm 1.5h cho kết tốt hấp phụ Pb nước (qmax=257.94 mg/g) Tuy nhiên, xét mặt kinh tế để ứng dụng thực tiễn VLHP ngâm axit 2M với thời gian cho tải trọng hấp phụ cực đại tối ưu (qmax= 239.43 mg/g) Còn hấp phụ As nước vật liệu cho kết tối ưu vật liệu hấp phụ ngâm axit H2SO4 1M siêu âm 1.5 M (qmax= 52.16 mg/g) Vật liệu hấp phụ chế tạo có khả hấp phụ Pb As nước Khảo sát khả hấp phụ vật liệu chế tạo ion As3+ ion Pb2+ nước nhận thấy VLHP hấp phụ Pb tốt Tải trọng hấp phụ cực đại lớn Vật liệu hấp phụ biến tính môi trường siêu âm cho kết hấp phụ cực đại tốt gấp nhiều lần so với vật liệu thô vật liệu biến tính H2SO4 điều kiện thường Thời gian biến tính vật liệu giảm nhiều sử dụng sóng siêu âm Tại ĐKT ta phải 24h để biến tính vật liệu tương ứng môi trường siêu âm khoảng 30 phút đến siêu âm Sinh viên: Trần Thùy Linh Trang 47 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐHDL HẢI PHÒNG TÀI LIỆU THAM KHẢO 1- Phạm Thị Thanh Hồng Luận văn thạc sĩ: “Nghiên cứu xác định tổng số tổng dạng Asen số hải sản phương pháp trắc quang” (2009) Trang 3-15.26-29 2- Đại học Nông Lâm Thái Nguyên- Luận văn- Đề tài : “ Độc học chì” (2014) Trang 7-18 3- Khoa Sinh- Môi Trường.Đại Học Sư Phạm Đại Học Đà Nẵng.Tiểu luận : “ Ô nhiễm kim loại nặng nước” (2014) Trang4-18 4- Hoàng Đình Quyền Khóa luận tốt nghiệp:“ Nghiên cứu ảnh hưởng sóng siêu âm đến trình hấp phụ Mangan vật liệu lọc”(2017) Trang 8-24 5- Trần Văn Nhân, Ngô Thị Nga, Giáo trình công nghệ xử lý nước thải, NXB Khoa học Kĩ thuật Hà Nội (2002) 6- Nguyễn Bin, Giáotrình trình, thiết bị công nghệ hóa chất thực phẩm , tập - NXB Khoa học Kĩ thuật Hà Nội (2004) 7- Huỳnh Thị Thành Huyền Đại Học Đà Nẵng- “Nghiên cứu chế tạo vật liệu hấp phụ từ vỏ trấu Khảo sát khả hấp phụ ion Pb2+ nước” (2016) Trang 25-27.29.33-43 8- Trần Ngọc Ánh Khóa luận tốt nghiệp : “Nghiên cứu ảnh hưởng sóng siêu âm đến trình biến tính than hoạt tính axit sulfuric” (2016) Trang 13-25 9- Đại học Công Nghiệp TP.HCM- Khoa Công nghệ Hóa học- Đề tài: “Phương pháp cực phổ” 10- Nguyễn Thị Mỹ Thiện Luận văn Thạc sĩ vật lý.“Nghiên cứu phân tích mẫu địa hóa phương pháp phổ phát xạ plasma cảm ứng (ICPOES)” (2016).Trang 23-29 11- Trần Văn Đức Đại học Đà Nẵng Đề tài: “ Nghiên cứu hấp phụ ion kim loại nặng Cu2+ Zn2+ nước vật liệu SiO2 tách từ vỏ trấu” (2012) Sinh viên: Trần Thùy Linh Trang 48 ...BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG - NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA SÓNG SIÊU ÂM TẦN SỐ 40KHz ĐẾN HIỆU QUẢ BIẾN TÍNH VỎ TRẤU ĐỂ HẤP PHỤ As VÀ Pb TRONG NƢỚC KHÓA... dụng hiệu hấp phụ phụ phẩm nông nghiệp có sẵn Việt Nam, đồng thời sử dụng chúng để hấp phụ KLN nước, em chọn thực đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng sóng siêu âm tần số 40KHz đến hiệu biến tính vỏ trấu. .. Nghiên cứu ảnh hưởng sóng siêu âm tần số 40KHz đến hiệu biến tính vỏ trấu để hấp phụ As Pb nước. ” NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI Nội dung yêu cầu cần giải nhiệm vụ đề tài tốt nghiệp ( lý luận, thực tiễn, số liệu