NGHIÊN cứu KHẢ NĂNG hấp PHỤ THUỐC NHUỘM

1. Kết luận: Đã khảo sát đẳng nhiệt hấp phụ màu phẩm nhuộm trong dung dịch nước bằng vật liệu tro trấu hoạt tính. Kết quả cho thấy quá trình hấp phụ màu phẩm nhuộm tuân theo mô hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir1. Quá trình hấp phụ đạt cân bằng sau 110 phút. Mô hình động học biểu kiến bậc nhất mô tả thích hợp cho quá trình hấp phụ màu phẩm nhuộm trong dung dịch nước bằng vật liệu tro trấu hoạt tính. Đã xác định được năng lượng hoạt hóa của quá trình hấp phụ màu phẩm nhuộm lên tro trấu là Ea = 1314,381 calmol Đã xác định các tham số nhiệt động của quá trình hấp phụ màu phẩm nhuộm trong dung dịch nước bằng vật liệu silica hoạt tính ΔH = 6723,41 (kcalmol) < 0 ΔS = 27,3332 (kcalmol.K) < 0

ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC KHOA HÓA HỌC BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG HẤP PHỤ THUỐC NHUỘM CỦA TRO TRẤU TRONG DUNG DỊCH NƯỚC Giảng viên cố vấn: Sinh viên thực hiện: ThS Trần Minh Ngọc Trương Thị Kim Huệ Nguyễn Minh Quân Nguyễn Mạnh Huế, 01/2016 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI - Xử lý nước thải công nghiệp trước thải môi trường vấn đề cần quan tâm nhà máy sản xuất công nghiệp - Tro trấu: nguồn phế thải nông nghiệp phổ biến giới nói chung Việt Nam nói riêng MỤC TIÊU ĐỀ TÀI Đánh giá khả hấp phụ chất màu phẩm nhuộm dianix orange S-G 200% tro trấu dung dịch nước ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU Khả hấp phụ thuốc nhuộm tro trấu dung dich nước TỔNG QUAN KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ NỘI DUNG PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN TỔNG QUAN Nguyên liệu vỏ trấu: - Trấu lớp vỏ hạt lúa tách trình xay xát - Đốt vỏ trấu: 75% chất hữu dễ bay cháy 25% lại chuyển thành tro - Mỗi năm lượng vỏ trấu thải khoảng 8.8 triệu - Ứng dụng vỏ trấu: + Làm chất đốt + Sản xuất gas sinh học (khí hóa trấu) + Sản xuất oxit silic, thủy tinh lỏng + Làm vật liệu xây dựng TỔNG QUAN Phẩm màu dianix orange S-G: - Công thức phân tử: C24H21N5O4 - Công thức cấu tạo: - Tổng hợp từ 4-nitrobenzen amine diazo, 2-((2-cyanoethyl) (phenyl) amino) ethyl benzoate TỔNG QUAN Hấp phụ: - Hấp phụ trình xảy chất khí hay chất lỏng bị hút bề mặt chất rắn xốp Bảng Đặc trưng loại hấp phụ Hấp phụ vật lý Hấp phụ hóa học Nhiệt hấp phụ Khơng lớn Khá lớn, từ 9.556-191.12 kcal/mol Tính chất hấp phụ Khơng có chọn lọc Chọn lọc cao Nhiệt độ xảy Thấp Nhiệt độ cao Loại tương tác Tương tác phân tử Lực có chất hóa học Entanpi Thấp, ΔH < 4.778 kcal/mol Lớp xảy hấp phụ Đa lớp Đơn lớp Năng lượng hoạt hóa Thấp Khá lớn Quá trình hấp phụ Thuận nghịch Bất thuận nghịch TỔNG QUAN Các loại chất hấp phụ: - Than hoạt tính: chất gồm chủ yếu ngun tố cacbon ở dạng vơ định hình, phần có dạng tinh thể vụn grafit - Silic đioxit: một ơxít của silic có cơng thức hóa học là SiO2 Silic đioxit chất dạng tinh thể, nóng chảy o 1650 C, khơng tan nước - Zeolit: aluminosilicat tinh thể có cấu trúc khơng gian chiều với hệ thống lỗ xốp đồng trật tự, có tên khác rây phân tử - Vật liệu mao quản trung bình TỔNG QUAN Tình hình nghiên cứu: - Trong nước: Ở Việt Nam, nguồn nguyên liệu vỏ trấu dồi số lượng đề tài nghiên cứu tro trấu hạn chế - Ngồi nước: Hiện nay, giới có nhiều đề tài nghiên cứu tro trấu, đặc biệt ý nhiều lĩnh vực hấp phụ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 10 Ở nhiệt độ 313K (A) (B) Hình 11 Động học hấp phụ theo mơ hình bậc (A) bậc (B) biểu kiến 313 K   41 Ở nhiệt độ 323K Bảng 12 Ảnh hưởng nhiệt độ đến trình hấp phụ màu phẩm nhuộm lên tro trấu 323 K t (phút) A Ce (mg/L) qt (mg/g) qe-qt t/qt ln(qe-qt) 10 0,9878 90,9703 0,225743 2,02995 44,29825 0,708011 20 0,8904 81,32673 0,466832 1,788861 42,84199 0,581579 30 0,7788 70,27723 0,743069 1,512624 40,37308 0,413846 40 0,6999 62,46535 0,938366 1,317327 42,62728 0,275604 50 0,6312 55,66337 1,108416 1,147277 45,10942 0,137392 60 0,5789 50,48515 1,237871 1,017822 48,47031 0,017665 70 0,5009 42,76238 1,430941 0,824752 48,91887 -0,19267 80 0,4256 35,30693 1,617327 0,638366 49,46434 -0,44884 90 0,3312 25,9604 1,85099 0,404703 48,62263 -0,9046 100 0,2845 21,33663 1,966584 0,289109 50,84959 -1,24095 110 0,1677 9,772277 2,255693 48,7655 42 Ở nhiệt độ 323K (A) (B) Hình 12 Động học hấp phụ theo mơ hình bậc (A) bậc (B) biểu kiến 323 K 43 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Từ đồ thị trên, nhận thấy trình hấp phụ màu phẩm nhuộm lên tro trấu tuân theo phương trình bậc biểu kiến với độ xác cao (hệ số tương quan r > 0,9 nhiệt độ khảo sát ) 44 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 2.5 Năng lượng hoạt hóa (Ea)  Năng lượng hoạt hóa xác định thơng qua phương trình:   Lấy ln hai vế phương trình thu phương trình tuyến tính có dạng Với R: số (R=1,987cal/mol.K) k: số tốc độ phản ứng 45 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Hằng số tốc độ Bảng 13 Hằng số tốc độ phản ứng k ứng với nhiệt độ khác T 1/T k ln k 303 0,0033 0,0197 -4,023 313 0,0032 0,0188 -3,947 323 0,0031 0,0205 -3,887 46 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Từ kết thu trên,để xác định lượng hoạt hóa Ea, chúng tơi xây dựng đồ thị thể phụ thuộc ln k theo 1/T Trong k số tốc độ phản ứng phương trình biểu kiến bậc Hình 13 Đồ thị thể phụ thuộc ln k theo 1/T 47 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Từ đồ thị chúng tơi xác định lượng hoạt hóa q trình hấp phụ màu phẩm nhuộm tro trấu E a = 1314,381 cal/mol 48 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận: Đã khảo sát đẳng nhiệt hấp phụ màu phẩm nhuộm dung dịch nước vật liệu tro trấu hoạt tính Kết cho thấy trình hấp phụ màu phẩm nhuộm tuân theo mơ hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir-1 Q trình hấp phụ đạt cân sau 110 phút Mơ hình động học biểu kiến bậc mơ tả thích hợp cho trình hấp phụ màu phẩm nhuộm dung dịch nước vật liệu tro trấu hoạt tính Đã xác định lượng hoạt hóa trình hấp phụ màu phẩm nhuộm lên tro trấu E a = 1314,381 cal/mol Đã xác định tham số nhiệt động trình hấp phụ màu phẩm nhuộm dung dịch nước vật liệu silica hoạt tính ΔH = - 6723,41 (kcal/mol) < ΔS = -27,3332 (kcal/mol.K) < 49 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kiến nghị: Nghiên cứu khả tái sử dụng vật liệu tro trấu sau sử dụng để hấp phụ màu phẩm nhuộm Nghiên cứu khả xử lý nước thải vật liệu tro trấu hoạt tính Mở rộng nghiên cứu khả hấp phụ vật liệu tro trấu hoạt tính dung dịch khác 50 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Đỗ Diên ( 2014), giáo trình hóa lý hệ phân tán, Đại học Khoa Học Huế [2] Đinh Quang Khiếu, Phạm Thị Kim Oanh, Trần Quốc Viêt,Trần Thái Hòa (2009) ,”nghiên cứu tổng hợp vật liệu rây phân tử mao quản trung bình SBA16”,tạp chí khoa học số 5,Đại học Huế [3] Lê Thanh Hưng, Phạm Thành Quân, Lê Minh Tâm, Nguyễn Xuân Thơm (2008), “ Nghiên cứu khả hấp phụ trao đổi ion xơ dừa vỏ trấu biến tính” [4] Lê Thị Tịnh (2011), “ Nghiên cứu khả hấp phụ Crom vỏ trấu ứng dụng tách Crom khỏi nguồn nước thải, Luận vẳn thạc sỹ Hóa Học, Trường Đại học Khoa Học Kỹ Thuật Hà Nội [5] Niên giám thống kê (2013) nhà xuất thống kê [6] Nguyễn Trung Minh, Nguyễn Thị Thu, Cù Sĩ Thắng (2009) giáo trình kĩ thuật phân tích vật lý, Nxb khoa học kỹ thuật Hà Nội [7] Phạm Luận (2006) , phương pháp phân tích phổ nguyên tử, Nxb Đại học Quốc gia Hà Nội 51 TÀI LIỆU THAM KHẢO [8] Phan Văn Tường, vật liệu Vơ cơ, Khoa Hóa,Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên Hà Nội [9] Tạp chí y học thực hành số ( 859), (2013), Nhà xuất y tế [10] Trần Ngọc Tuyền, Nguyễn Đức Vũ Quyên ( 2010), “ Nghiên cứu tổng hợp zeolite 4A từ tro trấu “,tạp chí hóa học [11] Trần Tứ Hiếu, Từ Vọng Nghi, Nguyễn Văn Ri, Nguyễn Xuân Trung ( 2007) [12] Trần Văn Đức (2012), Nghiên cứu hấp phụ ion kim loại nặng Cu 2+ nước vật liệu SiO tách từ vỏ trấu, Luận văn thạc sĩ Hóa Học, Đại học Đà Nằng Tiếng Anh [13] An D., Guo Y., B Zou, Zhu Y., Wang Z., (2011), “Astudy on the consecutive preparation of silica powders and active carbon from rice husk ash”, Biomass and Bioenergy, Vol 35, pp.1227-1234 [14] Calpe C., (2007), Review of the rice market situation in 2007, Food and Agriculture Organization of the United nations ( FAO), Rome, Italy 52 TÀI LIỆU THAM KHẢO [15] Ersoz G., (2013), “ Fenton-like oxidation of Reactive Black using rice husk ash based catalyst”, Applied Catalysis B: Enviromental, Vol.147, pp.353-358 [16] Kamash A.M., Zak A.A., M.Abed El Geleel M., (2005), “Modeling batch kinetics and thermodynamics of zinc and cadmium ions removal from waste solutions using synthetic zeolite A”, Juormal of Hazardour Materials, Vol B127, 211-220 [17] Lakshami U.R., Srivalta V.C., Mall I.D., Lataye D.H., (2008), “Rice husk ash as an effective adsorbent: Evalution of adsorptive charatristics for IC dye” , Journal of Enviromental Management, Vol 90, pp 710-720 [18] Lin L., Zhai S.R., Xiao Z.Y., Song Y., An Q.D., Song X.W , (2013),” Dye adsorption of mesoporous activated carbons produced from NaOH pretreated rice husk”, Bioresource Technology, Vol 136, pp.437-443 [19] Liu Y., Guo Y., Zuo B., Zhu Y., Wang Z., Gao W., (2012),” Simultaneous reparation of silica and activated carbons from rice husk ash”, Journal of Cleaner Prodiction Vol 32, pp 204-209 53 TÀI LIỆU THAM KHẢO [20] Mane V.S., Mall I.D., Srivastava V.C., (2006)” Kinetic and equilibrium iso therm studies for the adsotive removal of Brilliant Green dye from aqueous solution by rice husk ash”, Journal of Enviromental Management, Vol 163, pp 390-400 [21] Naiya T.K., Bhattacharya A.K., Mandal S., Das S.K (2009),” The sorption of lead(II) ions on rice husk ash”, Journal of Hazardous Material, Vol.163, pp 12541264 [22] Sharma P., Kaur R., Baskar C., Wook-Jin Chung., (2010),” Removal of methylene blue from aqueous waste using rice husk and rice husk ash”, Desalination, Vol 259, pp 249-257 [23] Somasundaram S., Sekar K., Gupta V.K., Ganesan S., (2013), “Synthesiis and characterization of mosoporous activated carbon from rice husk for adsorption of glycine from alcohol-aqueous mixture”, Journal of Molecular Liquids, Vol 177, pp 416-425 [24] Tavlieva M.P., Genieva S.D., Georgieva V.G., Vlaev L.T., (2013) “ Kinetic study of brilliant green adsorption from aqueous solution onto white rice husk ash”, Journal of Coloid and Interface Science, Vol 409, pp 112-122 54 CÁM ƠN QUÝ THẦY CÔ VÀ CÁC BẠN ĐÃ CHÚ Ý LẮNG NGHE 11/8/17 55 ... hấp phụ - Nghiên cứu động học trình hấp phụ - Xác định tham số nhiệt động trình hấp phụ -Xác định lượng hoạt hóa q trình hấp phụ 13 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU   Nghiên cứu động học trình hấp phụ: ... ethyl benzoate TỔNG QUAN Hấp phụ: - Hấp phụ trình xảy chất khí hay chất lỏng bị hút bề mặt chất rắn xốp Bảng Đặc trưng loại hấp phụ Hấp phụ vật lý Hấp phụ hóa học Nhiệt hấp phụ Khơng lớn Khá lớn,... học hấp phụ bậc biểu kiến có dạng: - Phương trình động học hấp phụ bậc hai biểu kiến biểu diễn dạng: 14 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU   Nghiên cứu đẳng nhiệt hấp phụ: - Hai mô hình đẳng nhiệt hấp phụ