Nghiên cứu xử lý môi trường nhiễm Cu2+, Pb2+ bằng vật liệu Bã chè - Bã cafe - PANi

TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI KHOA HOÁ HỌC - TRẦN THỊ THU HIỀN NGHIÊN CỨU XỬ LÝ MÔI TRƢỜNG NHIỄM Cu2+, Pb2+ BẰNG VẬT LIỆU BÃ CHÈ - BÃ CAFE - PANi KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên ngành: Hóa lý Ngƣời hƣớng dẫn khoa học TS NGUYỄN THẾ DUYẾN HÀ NỘI – 2017 Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp LỜI CẢM ƠN Lời đầ tiên, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS Nguyễn Thế Duyến - giảng viên khoa Hóa Học, trƣờng Đại học Sƣ phạm Hà Nội giao đề tài tận tình hƣớng dẫn, giúp đỡ em nhiều suốt q trình nghiên cứu để hồn thành khóa luận tốt nghiệp Em xin trân trọng cảm ơn thầy Khoa Hóa Học – Truờng Đại Học Sƣ Phạm Hà Nội tạo điều kiện thuận lợi cho em thời gian học tập nghiên cứu truờng Cuối em xin bày tỏ lòng biết ơn tới gia đình, bạn bè, ngƣời thân động viên giúp đỡ em trình làm khóa luận Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2017 Ngƣời thực Trần Thị Thu Hiền Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp MỤC LỤC DANH MỤC VIẾT TẮT iii DANH MỤC CÁC BẢNG iv DANH MỤC CÁC HÌNH v MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục tiêu nghiên cứu Nội dung nghiên cứu Phƣơng pháp nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu polyanilin (PANi) 1.1.1 Cấu trúc phân tử polyanilin 1.1.2 Tính chất polyanilin 1.1.2.1 Tính dẫn điện 1.1.2.2 Tính điện sắc 1.1.2.3 Khả tích trữ lƣợng 1.1.2.4 Khả bảo vệ chống ăn mòn kim loại 1.1.3 Phƣơng pháp tổng hợp PANi 1.1.3.1 Tổng hợp phƣơng pháp điện hóa 1.1.3.2 Tổng hợp phƣơng pháp hóa học 1.1.4 Ứng dụng PANi 1.2 Giới thiệu bã cafe, bã chè 10 1.2.1 Giới thiệu bã cafe 10 1.2.2 Giới thiệu bã chè 13 1.3 Xử lí môi trƣờng nƣớc phụ phẩm nông nghiệp 16 1.3.1 Xử lí mơi trƣờng PANi 17 1.3.2 Xử lí mơi trƣờng bã cafe 17 Trần Thị Thu Hiền i K39A – Sư phạm Hóa học Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp 1.3.3 Xử lí mơi trƣờng bã chè 17 CHƢƠNG 2: THỰC NGHIỆM VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 19 2.1 Đối tƣợng nghiên cứu 19 2.2 Hóa chất – dụng cụ, thiết bị 19 2.2.1 Hóa chất 19 2.2.2 Dụng cụ 19 2.2.3 Thiết bị 19 2.3 Phƣơng pháp nghiên cứu 20 2.4 Tổng hợp vật liệu 20 2.4.1 Xử lí bã cafe, bã chè trƣớc tổng hợp 20 2.4.2 Tổng hợp vật liệu 21 2.4.3 hấp thu vật liệu ion Cu2+, Pb2+ 22 2.4.3.1 Polyanilin 22 2.4.3.2 Bã cafe 22 2.4.3.3 Bã chè 23 2.4.3.4 Bã chè - Bã cafe - PANi 23 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 24 3.1 Khả hấp thu vật liệu 24 3.1.1 Khả hấp thu ion Pb2+ 24 3.1.2 Khả hấp thu ion Cu2+ 26 3.2 Đánh giá khả xử lý ion kim loại 28 3.2.1 Vật liệu PANi 28 3.2.2 Vật liệu bã chè 29 3.2.3 Vật liệu bã cafe 31 3.2.4 Vật liệu bã chè - bã cafe - PANi 32 KẾT LUẬN 35 TÀI LIỆU THAM KHẢO 36 Trần Thị Thu Hiền ii K39A – Sư phạm Hóa học Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp DANH MỤC VIẾT TẮT Chữ viết tắt Tên tiếng Việt AAS Phƣơng pháp phổ hấp thu nguyên tử PANi Polyanilin ANi Anilin DDT Diclo Diphenyl Tricloetan BC Bã chè BCF Bã cafe BVTV Bảo vệ thực vật PPNN Phụ phẩm nông nghiệp NN&PTNT Nông nghiệp phát triển nông thôn Trần Thị Thu Hiền iii Tên tiếng Anh Atomic Absorption Spectrophotometric Polyaniline Aniline Diclo Diphenyl Tricloethane K39A – Sư phạm Hóa học Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Độ dẫn điện PANi số môi trƣờng khác Bảng 1.2 Thành phần hàm lƣợng cafe 12 Bảng 1.3 Thành phần % khối lƣợng chất hóa học có bã cafe 13 Bảng 3.1 Hàm lƣợng ion Cu2+, Pb2+ sau thời gian t (vật liệu PANi) 29 Bảng 3.2 Hàm lƣợng ion Cu2+, Pb2+ sau thời gian t (vật liệu bã chè) 30 Bảng 3.3 Hàm lƣợng ion Cu2+, Pb2+ sau thời gian t (vật liệu bã cafe) 31 Bảng 3.4 Hàm lƣợng ion Cu2+, Pb2+ sau thời gian t (vật liệu bã chè bã cafe - PANi) 32 Trần Thị Thu Hiền iv K39A – Sư phạm Hóa học Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Cơng thức tổng quát polyanilin Hình 1.3 Sơ đồ tổng hợp PANi phƣơng pháp hóa học Hình 1.4 Hình ảnh bã cafe 11 Hình 1.5 Hình ảnh bã chè 15 Hình 3.1 Sự phụ thuộc nồng độ chất hấp thu ion Pb2+ theo thời gian vật liệu Nồng độ ban đầu Co = 20 mg/L, pH = 25 Hình 3.2 Sự phụ thuộc hiệu suất hấp thu ion Pb2+ theo thời gian vật liệu Nồng độ ban đầu Co = 20 mg/L, pH = 25 Hình 3.3 Sự phụ thuộc nồng độ chất hấp thu ion Cu2+ theo thời gian vật liệu Nồng độ ban đầu Co = 20 mg/L, pH = 27 Hình 3.4 Sự phụ thuộc hiệu suất hấp thu ion Cu2+ theo thời gian vật liệu Nồng độ ban đầu Co = 20 mg/l, pH = 28 Hình 3.5 Sự phụ thuộc nồng độ vật liệu polyanilin (PANi) vào thời gian ion kim loại nặng pH=7 29 Hình 3.6 Sự phụ thuộc nồng độ vật liệu bã chè (BC) vào thời gian ion kim loại nặng pH=7 30 Hình 3.7 Sự phụ thuộc nồng độ vật liệu bã cafe (BCF) vào thời gian ion kim loại nặng pH=7 31 Hình 3.8 Sự phụ thuộc nồng độ vật liệu BC - BCF - PANi vào thời gian ion kim loại nặng pH=7 32 Hình 3.9 Mơ hình xử lí nƣớc ô nhiễm sử dụng vật liệu bã chè - bã cafe PANi tự chế tạo 34 Trần Thị Thu Hiền v K39A – Sư phạm Hóa học Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Trong lĩnh vực polyme nhà khoa học ý nhiều tới polyme dẫn điện Các polyme dẫn nhƣ polyanilin, polythiophen, polypyrol,… gắn liền với nhiều ứng dụng thực tế nhƣ làm linh kiện điện tử, làm màng sơn bảo vệ kim loại… số polyme dẫn polyanilin số polyme dẫn đƣợc nhiều nhà khoa học quan tâm nghiên cứu khả tổng hợp đơn giản, nguồn nguyên liệu sẵn có có cấu trúc đặc biệt Những năm gần bã cafe, bã chè đƣợc thải từ nghành công nghiệp sản xuất nƣớc giải khát ngày tăng nhanh Trong bã cafe, bã chè vật liệu lignoxenlulozo, có thành phần xenlulozo có khả tách kim loại nặng hòa tan nƣớc nhờ vào cấu trúc xốp thành phần chúng Hiện Việt Nam tình trạng nhiễm nƣớc vấn đề đáng lo ngại nƣớc nhiễm kim loại nặng vấn đề cấp thiết Nƣớc mặt bị ô nhiễm lan truyền chất ô nhiễm vào đất, vào nƣớc ngầm thành phần môi trƣờng liên quan khác im loại nặng tích luỹ theo chuỗi thức ăn thâm nhập vào thể ngƣời Các kim loại có tính độc hại cao gây tác hại xấu đến sinh vật ngƣời Do đó, việc tách ion Cu2+ Pb2+ khỏi nguồn nƣớc, đặc biệt nƣớc thải công nghiệp, nông nghiệp vấn đề môi trƣờng quan trọng cần phải giải Với lí em chọn đề tài: “Nghiên cứu xử lý môi trƣờng nhiễm Cu2+, Pb2+ vật liệu Bã chè - Bã cafe - PANi” mong muốn đƣa biện pháp xử lý ion Cu2+, Pb2+ nƣớc thải vật liệu đƣợc tổng hợp từ nguyên liệu có sẵn, phong phú thân thiện với môi trƣờng Trần Thị Thu Hiền K39A – Sư phạm Hóa học Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Mục tiêu nghiên cứu Đánh giá khả xử lý ion kim loại nặng Cu2+, Pb2+ môi trƣờng nƣớc vật liệu bã chè - bã cafe - PANi So sánh khả xử lý vật liệu ion kim loại nặng Nội dung nghiên cứu Khảo sát hấp thu ion kim loại Cu2+, Pb2+ vật liệu hấp thu bã chè - bã cafe - PANi Khảo sát ảnh hƣởng thời gian, nồng độ ion Cu2+, Pb2+, khối lƣợng chất hấp thu đến khả hấp thu ion Cu2+, Pb2+ vật liệu Phƣơng pháp nghiên cứu Phƣơng pháp phổ hấp thụ nguyên tử AAS để xác định nồng độ nguyên tố dung dịch Ý nghĩa khoa học thực tiễn Khảo sát hấp thu ion kim loại nặng Cu2+, Pb2+ nƣớc thải vật liệu đƣợc tổng hợp từ ngun liệu có sẵn, phong phú, thân thiện với mơi trƣờng bã chè - bã cafe - PANi Trần Thị Thu Hiền K39A – Sư phạm Hóa học Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp CHƢƠNG TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu polyanilin (PANi) Các hợp chất polyanilin đƣợc phát 150 năm trƣớc đây, nhƣng có từ năm 1980, polyanilin bắt đầu đƣợc ý tính chất dẫn điện Trong số họ polyme dẫn điện chất bán dẫn hữu cơ, polyanilin chất dễ dàng tổng hợp nhất, môi trƣờng ổn định Mặc d phƣơng pháp tổng hợp polyanilin tƣơng đối đơn giản, nhƣng lại có chế tr ng hợp trình oxy hóa phức tạp Nhờ có nhiều tính ƣu việt, nên polyanilin polyme đƣợc nghiên cứu nhiều 50 năm gần Polyme dẫn đƣợc thu hút khả tạo sản phẩm để thay kết hợp độc đáo chúng tính gia cơng, ổn định kiểm sốt tính dẫn điện, tính quang học tính chất cơ, ứng dụng cho nhiều ngành khác [1] 1.1.1 Cấu trúc phân tử polyanilin Polyanilin sản phẩm cộng hợp nhiều phân tử anilin điều kiện có mặt tác nhân oxi hóa làm xúc tác Cơng thức tổng qt polyanilin gồm hai nhóm cấu trúc m n nhƣ sau [7] : Hình 1.1 Công thức tổng quát polyanilin Trần Thị Thu Hiền K39A – Sư phạm Hóa học Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp CHƢƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Khả n ng hấp thu vật liệu Để nghiên cứu khả hấp thu ion Cu2+ (CuSO4) Pb2+ (Pb(NO3)) vật liệu bã chè - bã cafe - PANi, bã cafe, bã chè PANi em tiến hành cố định nồng độ dung dịch ion hấp thu ban đầu (Co = 20mg/L), thể tích hấp thu (V = 250ml), khối lƣợng chất hấp thu (m = 1g), thời gian hấp thu tƣơng ứng 30, 60, 90, 120 150 phút, tốc độ khuấy 400 vòng/phút Hàm lƣợng ion kim loại đƣợc xác định phƣơng pháp phổ hấp thu nguyên tử AAS Các vật liệu nghiên cứu đƣợc ký hiệu: - BC - BCF - PANi: A0 - BCF: A1 - BC: A2 - PANi: A3 3.1.1 Khả n ng hấp thu ion Pb2+ Kết nghiên cứu khả hấp thu vật liệu với ion Pb2+ đƣợc giới thiệu hình 3.1 3.2 Kết cho thấy, sau 150 phút nồng độ hấp thu ion Pb2+ giảm xuống Đối với vật liệu BC - BCF - PANi ban đầu ion kim loại Pb2+ có nồng độ C0 = 20 mg/L sau khoảng thời gian 150 phút giảm xuống 5,89 mg/ , Đối với vật liệu PANi ban đầu ion kim loại Pb2+ có nồng độ C0 = 20 mg/L sau khoảng thời gian 150 phút giảm xuống 6,31 mg/ Đối với vật liệu bã cafe ban đầu ion kim loại Pb2+ có nồng độ C0 = 20 mg/L sau khoảng thời gian 150 phút giảm xuống 7,52 mg/ Đối với vật liệu bã chè ban Trần Thị Thu Hiền 24 K39A – Sư phạm Hóa học Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp đầu ion ion Pb2+ có nồng độ C0 = 20 mg/L sau khoảng thời gian 150 phút giảm xuống 8,88 mg/L 25 BC BCF PANi BC-BCF-PANi C, mg/l 20 15 10 0 30 60 90 120 150 t, phút Hình 3.1 Sự phụ thuộc nồng ion Pb2+ theo thời gian vật liệu Nồng độ ban đầu Co = 20 mg/L, pH = 100 PANi BC BCF BC-BCF-PANi H, % 80 60 40 20 0 30 60 90 120 150 t, phút Hình 3.2 Sự phụ thuộc hiệu suất hấp thu ion Pb2+ theo thời gian vật liệu Nồng độ ban đầu Co = 20 mg/L, pH = Trần Thị Thu Hiền 25 K39A – Sư phạm Hóa học Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Trong trình hấp thu vật liệu BC - BCF - PANi nồng độ ion Pb2+ giảm xuống đáng kể Kết cho thấy, với vật liệu BC - BCF - PANi cho khả hấp thu lớn so với PANi, BCF BC Cụ thể, sau 150 phút hiệu suất hấp thu ion Pb2+ của: - Vật liệu BC - BCF - PANi cao (70,55%) - Vật liệu BC thấp (55,6%) - Các vật liệu PANi BCF tƣơng ứng 68,45% 62,4% Khi sử dụng vật liệu BC - BCF - PANi hiệu suất trình hấp thu tăng lên đáng kể, tỷ lệ hiệu suất hấp thu vật liệu A0 : A1 : A2 : A3 tƣơng ứng 1,27 : 1,12 : 1,00 : 1,23 Kết cho thấy, với vật liệu compozit tổng hợp cho khả hấp thu tốt Đối với vật liệu BC - BCF - PANi PANi cho thấy, hiệu suất hấp thu đạt tốt khoảng thời gian từ đến 60 phút, từ 60 phút đến 150 phút hiệu suất hấp thu tăng không đáng kể gần nhƣ đạt đến cân Đối với vật liệu BCF, BC sau khoảng thời gian từ đến 90 phút hiệu suất hấp thu đạt tốt nhất, từ sau 90 phút hiệu suất hấp thu tăng không đáng kể 3.1.2 Khả n ng hấp thu ion Cu2+ Kết nghiên cứu khả hấp thu vật liệu với ion Cu2+ đƣợc giới thiệu hình 3.3 3.4 Kết cho thấy, sau 150 phút nồng độ hấp thu ion Cu2+ giảm xuống Đối với vật liệu BC - BCF - PANi ban đầu ion kim loại Cu2+ có nồng độ C0 = 20 mg/L sau khoảng thời gian 150 phút giảm xuống 4,05 mg/ , Đối với vật liệu PANi ban đầu ion kim loại Cu2+ có nồng độ C0 = 20 mg/L sau khoảng thời gian 150 phút giảm xuống 6,12 mg/ Đối với vật liệu BCF ban đầu ion kim loại Cu2+ có nồng độ C0 = 20 mg/L sau khoảng thời gian 150 phút giảm xuống 7,82 mg/ Đối với vật liệu bã chè ban đầu ion kim loại Cu2+ có nồng độ C0 = 20 mg/L sau khoảng thời gian 150 phút giảm Trần Thị Thu Hiền 26 K39A – Sư phạm Hóa học Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp xuống 10,82 mg/L Với vật liệu BC - BCF - PANi tổng hợp cho khả hấp thu lớn so với PANi, BCF, BC 25 BC BCF C, mg/l 20 PANi BC-BCF-PANi 15 10 0 30 60 90 120 150 t, phút Hình 3.3 Sự phụ thuộc nồng độ ion Cu2+ theo thời gian vật liệu Nồng độ ban đầu Co = 20 mg/L, pH = Kết cho thấy, sau 150 phút hiệu suất hấp thu ion Cu2+ của: - Vật liệu BC - BCF - PANi cao (79,75%) - Vật liệu BC thấp (45,9%) - Các vật liệu PANi BCF tƣơng ứng 69,4% 60,9% Khi sử dụng vật liệu compozit hiệu suất trình hấp phụ tăng lên đáng kể, tỷ lệ hiệu suất hấp phụ vật liệu A0 : A1 : A2 : A3 tƣơng ứng 1,74 : 1,33 : 1,00 : 1,52 Kết cho thấy, với vật liệu BC - BCF - PANi tổng hợp cho khả hấp thu gần gấp đơi so với BC biến tính Đối với vật liệu A0, A1, A3 cho thấy, hiệu suất hấp thu đạt tốt từ đến 90 phút, thời gian từ 90 phút đến 150 phút hiệu suất hấp thu tăng không đáng kể gần nhƣ đạt đến cân Đối với vật liệu A2 hiệu suất hấp thu đạt tốt từ đến 30 phút, thời gian từ 30 phút đến 150 phút hiệu suất hấp thu tăng không đáng kể Trần Thị Thu Hiền 27 K39A – Sư phạm Hóa học Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp 100 PANi BC BCF BC-BCF-PANi H, % 80 60 40 20 0 30 60 90 120 150 t, phút Hình 3.4 Sự phụ thuộc hiệu suất hấp thu ion Cu2+ theo thời gian vật liệu Nồng độ ban đầu Co = 20 mg/l, pH = 3.2 Đánh giá khả n ng xử lý ion kim loại 3.2.1 Vật liệu PANi So sánh khả hấp thu hai ion kim loại Cu2+, Pb2+ vật liệu PANi đƣợc thể hình 3.5 bảng 3.1: Kết cho thấy thời gian tăng lên từ đến 60 phút nồng độ cả hai ion kim loại giảm xuống nhanh, tức khả hấp thu vật liệu PANi tƣơng đối tốt, từ đến 60 phút PANi hấp thu ion Pb2+ tốt ion Cu2+ nhƣng từ 60 phút trở khả hấp thu ion kim loại vật liệu PANi giảm nồng độ ion kim loại giảm vật liệu bị bão hòa nên khả hấp thu khơng tốt nhƣ lúc đầu Trần Thị Thu Hiền 28 K39A – Sư phạm Hóa học Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp 25 Cu2+ Pb2+ C, mg/L 20 15 10 0 30 60 90 120 150 t, phút Hình 3.5 Sự phụ thuộc nồng độ vật liệu polyanilin (PNAi) vào thời gian ion kim loại nặng pH=7 Bảng 3.1 Hàm lượng ion Cu2+, Pb2+ sau thời gian t (vật liệu PANi) Thời gian Hàm lƣợng (mg/L) Cu2+ Pb2+ 20,00 20,00 30 16,32 16,08 60 12,19 12,02 90 9,21 9,91 120 7,99 7,86 150 6,12 6,31 3.2.2 Vật liệu bã chè So sánh khả hấp thu hai ion kim loại Cu2+, Pb2+ vật liệu bã chè đƣợc thể hình 3.6 bảng 3.2: Trần Thị Thu Hiền 29 K39A – Sư phạm Hóa học Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp 25 Cu2+ Pb2+ C, mg/L 20 15 10 0 30 60 90 120 150 t, phút Hình 3.6 Sự phụ thuộc nồng độ vật liệu bã chè (BC) vào thời gian ion kim loại nặng pH=7 Bảng 3.2 Hàm lượng ion Cu2+, Pb2+ sau thời gian t (vật liệu bã chè) Thời gian Hàm lƣợng (mg/L) Cu2+ Pb2+ 20,00 20,00 30 17,02 16,06 60 15,16 13,21 90 13,26 11,04 120 11,99 9,12 150 10,82 8,88 Kết cho thấy, bã chè hấp thu ion Pb2+ tốt ion Cu2+.Từ đến 120 phút vật liệu bã chè hấp thu ion kim loại Pb2+ tốt Còn ion Cu2+c ng bị hấp thu mạnh nhƣng không mạnh ion Pb2+ Từ 120 đến 150 phút nồng độ ion Pb2+ hầu nhƣ khơng biến đổi Đó từ đến 120 phút ion Pb2+ bị Trần Thị Thu Hiền 30 K39A – Sư phạm Hóa học Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp hấp thụ mạnh nên nồng độ giảm, vật liệu bị bão hòa dẫn tới khả hấp thu khơng đƣợc nhƣ lúc đầu 3.2.3 Vật liệu bã cafe So sánh khả hấp thu hai ion kim loại Cu2+, Pb2+ vật liệu bã cafe đƣợc thể hình 3.7 bảng 3.3: 25 2+ Cu 2+ Pb C, mg/l 20 15 10 0 30 60 90 120 150 t, phút Hình 3.7 Sự phụ thuộc nồng độ vật liệu bã cafe (BCF) vào thời gian ion kim loại nặng pH=7 Bảng 3.3 Hàm lượng ion Cu2+, Pb2+ sau thời gian t (vật liệu bã cafe) Hàm lƣợng (mg/L) Thời gian Trần Thị Thu Hiền Cu2+ Pb2+ 20,00 20,00 30 16,02 16,99 60 13,16 13,63 90 10,26 10,86 120 8,99 8,72 150 7,82 7,52 31 K39A – Sư phạm Hóa học Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Kết cho thấy, từ đến 90 phút ion Cu2+ bị vật liệu bã chè hấp thu mạnh so với ion Pb2+ Nhƣng từ 90 đến 150 phút ion Pb2+ bị hấp thu mạnh ion Cu2+ 3.2.4 Vật liệu bã chè - bã cafe - PANi So sánh khả hấp thu vật liệu BC - BCF - PANi ion kim loại đƣợc thể hình 3.8 bảng 3.4: 25 Cu2+ Pb2+ C, mg/L 20 15 10 0 30 60 90 120 150 t, phút Hình 3.8 Sự phụ thuộc nồng độ vật liệu BC - BCF - PANi vào thời gian ion kim loại nặng pH=7 Bảng 3.4 Hàm lượng ion Cu2+, Pb2+ sau thời gian t (BC-CF-PANi) Thời gian Hàm lƣợng (mg/L) Cu2+ Pb2+ 20,00 20,00 30 14,83 15,85 60 10,92 11,23 90 7,68 9,36 120 6,25 8,09 150 4,05 5,89 Trần Thị Thu Hiền 32 K39A – Sư phạm Hóa học Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Kết cho thấy, từ đến 60 phút vật liệu BC - BCF - PANi hấp thu hai ion tƣơng đối mạnh Nhƣng từ thời gian 60 phút trở khả hấp thu BC - BCF - PANi ion Cu2+ lớn so với ion Pb2+ Trong số cật liệu A0, A1, A2, A3 vật liệu A0 có khả hấp thu ion Cu2+ Pb2+ tốt Khả hấp thu vật liệu PANi, BCF, BC tốt ion Pb2+ Với vật liệu BC - BCF - PANi hấp thu ion Cu2+ tốt Từ kết cho thấy khả hấp thu vật liệu với kim loại khác lực, tƣơng tác vật liệu với ion khác Ái lực lớn, độ xốp lớn, kích thƣớc nhỏ khả hấp thu tốt Sau thời gian nghiên cứu hấp thu số kim loại nặng, DDT dung dịch cho thấy khả hấp thu bã chè - bã cafe - PANi cao so với bã chè bã cafe biến tính Đồng thời compozit cho khả hấp thu cao PANi đƣợc tổng hợp phƣơng pháp hóa học Quá trình tổng hợp vật liệu hấp thu ion kim loại nặng đƣợc tiến hành đơn giản thân thiện với môi trƣờng ngƣời Từ kết này, em đƣa mơ hình xử lí nƣớc bị nhiễm kim loại nặng nhƣ hình 3.9 Trần Thị Thu Hiền 33 K39A – Sư phạm Hóa học Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Thu thập bã chè, bã cafe qua sử dụng sinh hoạt ngày, cơng nghiệp… Biến tính bã chè, bã cafe Tổng hợp vật liệu compozit Thiếu lập hệ thống lọc nƣớc có sử dụng vật liệu compozit Lọc lần nƣớc ô nhiễm Lọc lần nƣớc lọc lần Dung dịch hoàn nguyên sau lọc đƣợc đƣa vào bể chứa Hình 3.9 Mơ hình xử lí nước nhiễm sử dụng vật liệu bã chè - bã cafe PANi tự chế tạo Trần Thị Thu Hiền 34 K39A – Sư phạm Hóa học Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp KẾT LUẬN Trong trình thực khóa luận với đề tài “Nghiên cứu khả xử lý ion kim loại nặng Cu2+, Pb2+ môi trƣờng vật liệu BC - BCF PANi” em tiến hành nghiên cứu đƣợc nội dung sau đây: Đã tổng hợp thành công vật liệu PANi, BCF, BC BC - BCF - PANi phƣơng pháp hóa hocjvowis có mặt chất oxi hóa amonipesunfat Đã khảo sát khả hấp thu ion Cu2+, Pb2+ vật liệu PANi, BCF, BC, BC - BCF - PANi kết cho thấy khả hấp thu vật liệu BC - BCF - PANi hai ion tốt Đã khảo sát ảnh hƣởng thời gian, nồng độ ion Cu2+, Pb2+, khối lƣợng chất hấp thu đến khả hấp thu ion Cu2+, Pb2+ vật liệu để so sánh khả xử lý vật liệu ion kim loại nặng Trần Thị Thu Hiền 35 K39A – Sư phạm Hóa học Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Phan Thị Bình (2006), Điện hóa ứng dụng, NXB khoa học kỹ thuật Hà Nội [2] Lê Thạc Cát (2002), Hấp phụ trao đổi ion kỹ thuật xử lí nước thải, NXB Thống kê Hà Nội [3] ê Thanh Hƣng 2008 , “Nghiên cứu khả hấp phụ trao đổi ion sơ dừa vỏ chấu biến tính”, tạp chí phát triển khoa học cơng nghệp 11 (số 08) 5-12 [4] Trần Hà Linh (1997), “Perparation of polianilin thin films and study of their propertis”, Luận văn thạc sĩ khoa học khoa học vật liệu, trung tâm quốc tế đào tạo khoa học vật liệu [5] Nguyen Hong Minh (2003), “Synthesis and characteristic studies Polyaniline By Chemiscal Oxydative Polymeriation”, Master Thesis of Materials ScienceHa Noi University of Technology [6] Nguyễn Thị Quỳnh Nhung (2002), “Nghiên cứu chết tạo polime dẫn PANi phƣơng pháp điện hóa khả chống ăn mòn”, Luận văn tốt nghiệp đại học, Đại học Quốc gia Hà Nội [7] Bùi Hải Ninh (2008),“Nghiên cứu ảnh hƣởng polyaniline đến cấu trúc PbO2”, luận văn thạc sỹ khoa học, Đại học quốc gia Hà Nội [8] Bùi Minh Quý (2015), Luận án tiến sĩ, Viện Hóa Học-Viện Hàn Lâm Khoa Học Công Nghệ Việt Nam [9] Trịnh Thị Thanh (2003), Độc học, môi trường sức khỏe cong người, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội [10] Trần Quang Thiện (2012), Luận văn Thạc sĩ, Đại học Quốc gia Hà Nội [11] Phạm Thị Thanh Thủy (2007), “Ứng dụng polianilin để bảo vệ sƣờn cực chì ắc quy”, Luận văn thạc sĩ khoa học hóa học, Đại học sƣ phạm Hà Nội [12] Mai Thị Thanh Thùy (2005), “Tổng hợp polyanilin dạng bột phƣơng pháp xung dòng ứng dụng nguồn điện hóa học”, Luận văn thạc sĩ khoa hóa học, Đại học Quốc gia Hà Nội Trần Thị Thu Hiền 36 K39A – Sư phạm Hóa học Đại học Sư phạm Hà Nội [13] Khóa luận tốt nghiệp Phạm Thị Tốt (2014), “Nghiên cứu ảnh hƣởng polianilin đến tính chất quang điện hóa titan đioxit”, Luận văn thạc sĩ khoa học, Đại học Quốc Gia Hà Nội [14] Nguyễn Thị Trang (2013), “Nghiên cứu chế tạo khảo sát tính dẫn điện hóa vật liệu nanocomposite polyaniline TiO2”, Luận văn thạc sĩ kĩ thuật, Đại học Đà Nẵng Tiếng Anh [15] H Tsutsumi S Yamashita Anh T Oishi 1997 , “Application of Polyanilin/poly (p-styrene sulfonic acid) composite prepared by Potspolymezation technique to postile active material a rechargeable lithium battery”, Synthetic Metals, 85, P 1361 – 1362 [16] Kondo et al (2004), Anim, Feed Sci Technol, 113: 71-81 [17] Sikka et al., 1985 Agricultural Wastes, 13: 315-317 [18] V.Sreejith, Structure and properties of processible conductive polyaniline blends, Doctor of philosophy in Chemistry, 2004, University of Pune (India) Trang Web [19] https://en.wikipedia.org/wiki/Polyaniline [20] http://www.vietrade.gov.vn/ca-phe/3548-sn-lng-ca-phe-mua-v-muav201314.html [21] https://www.google.com.vn/search?tbm=isch&q=h%C3%ACnh+%E1%BA%A3n h+b%C3%A3+cafe#imgdii=f5pVJjxx0jrF9M:&imgrc=I9XJ3YwLQKcnpM [22] https://vi.wikipedia.org/wiki/%C3%94_nhi%E1%BB%85m_n%C6%B0%E1% BB% [23] http://uv-vietnam.com.vn/NewsDetail.aspx?newsId=1334- [24] http://giupban.com.vn/suc-khoe/tac-dung-chua-benh-cua-cay-che-vangd34693.html [25] http://quyetthangqn.com/khai-quat-chung-ve-cay-che-tinh-hinh-san-xuat-tieuthu-che-tren-the-gioi-va-o-viet-nam/ Trần Thị Thu Hiền 37 K39A – Sư phạm Hóa học Đại học Sư phạm Hà Nội [26] Khóa luận tốt nghiệp http://text.123doc.org/document/1312005-phan-tich-tinh-hinh-san-xuat-vatieu-thu-ca-phe-viet-nam.htm [27] https://vi.scribd.com/document/311576536/Kh%E1%BA%A3-n%C4%83ngh%E1%BA%A5p-ph%E1%BB%A5-kim-lo%E1%BA%A1i-n%E1%BA%B7 ng- Crom-VI-tren-ba-ca-phe Trần Thị Thu Hiền 38 K39A – Sư phạm Hóa học ... nghiệp Mục tiêu nghiên cứu Đánh giá khả xử lý ion kim loại nặng Cu2+, Pb2+ môi trƣờng nƣớc vật liệu bã chè - bã cafe - PANi So sánh khả xử lý vật liệu ion kim loại nặng Nội dung nghiên cứu Khảo sát... trƣờng nhiễm Cu2+, Pb2+ vật liệu Bã chè - Bã cafe - PANi mong muốn đƣa biện pháp xử lý ion Cu2+, Pb2+ nƣớc thải vật liệu đƣợc tổng hợp từ nguyên liệu có sẵn, phong phú thân thiện với môi trƣờng... loại Cu2+, Pb2+ vật liệu hấp thu bã chè - bã cafe - PANi Khảo sát ảnh hƣởng thời gian, nồng độ ion Cu2+, Pb2+, khối lƣợng chất hấp thu đến khả hấp thu ion Cu2+, Pb2+ vật liệu Phƣơng pháp nghiên cứu