NGHIÊN cứu điều CHẾ NANO sắt hóa TRỊ 0 BẰNG PHƯƠNG PHÁP hóa học

HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ KHOA HÓA LÝ KỸ THUẬT ******* BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU ĐIỀU CHẾ NANO SẮT HÓA TRỊ BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÓA HỌC Giáo viên hướng dẫn : Ths Vũ Văn Thủy Sinh viên thực Lương Tuấn Anh : Nguyễn Trung Dũng Lớp : CNHH 12A Hà Nội, 2016 HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ KHOA HÓA LÝ KỸ THUẬT ******* BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU ĐIỀU CHẾ NANO SẮT HÓA TRỊ BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÓA HỌC Giáo viên hướng dẫn : Ths Vũ Văn Thủy Sinh viên thực : Lương Tuấn Anh Nguyễn Trung Dũng Lớp : CNHH 12A Hà Nội, 2016 MỤC LỤC DANH MỤC KÍ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ LỜI MỞ ĐẦU uy N hơ n CHƯƠNG TỔNG QUAN pl us g oo gl e c om /+ D ạy Kè m Q 1.1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ NANO VÀ VẬT LIỆU NANO 1.1.1 Công nghệ nano [5] 1.1.2 Vật liệu nano 1.2 TỔNG QUAN VỀ NANO SẮT HÓA TRỊ 10 1.2.1 Cấu trúc hạt sắt nano 10 1.2.2 Diện tích bề mặt riêng 11 1.2.3 Ứng dụng nano sắt hóa trị 11 1.3 TỔNG QUAN VỀ CHẤT THẢI HỮU CƠ MANG MÀU TRONG NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM 14 1.3.1 Nguồn phát sinh nước thải dệt nhuộm 14 1.3.2 Đặc tính nước thải dệt nhuộm 15 1.3.3 Các chất nhiễm nước thải dệt nhuộm 15 1.3.4 Khái niệm chung hợp chất màu azo 16 1.4 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ CHẤT THẢI HỮU CƠ 19 1.4.1 Phương pháp hấp phụ [2,3] 19 1.4.2 Phương pháp oxy hóa [2,3] 20 1.4.3 Phương pháp oxi hoá nâng cao 20 1.4.4 Phương pháp khử nano sắt hóa trị (nZVI) 22 ed by CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 24 C ol le ct 2.1 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 24 2.2 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 24 2.3 HÓA CHẤT VÀ THIẾT BỊ 24 2.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 25 2.4.1 Phương pháp phổ nhiễu xạ tia X (XRD) 25 2.4.2 Phương pháp ảnh hiển vi điện tử truyền qua (TEM) 26 2.4.3 Phương pháp ảnh hiển vi điện tử quét (SEM) 28 2.4.4 Phương pháp hấp phụ đẳng nhiệt đa lớp (BET) 29 2.5 PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM 30 2.5.1 Phương pháp điều chế Fe0 nano 30 2.5.2 Quy trình điều chế 30 2.6 KHẢO SÁT CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TỚI HIỆU QUẢ XỬ LÝ CỦA NANO SẮT ĐỐI VỚI METYL ĐỎ 31 2.6.1 Pha dung dịch metyl đỏ 31 2.6.2 Cơ chế phản ứng 31 2.6.3 Khảo sát yếu tố ảnh hưởng 32 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 34 ạy Kè m Q uy N hơ n 3.1 MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM, TÍNH CHẤT CỦA VẬT LIỆU NANO SẮT HÓA TRỊ 34 3.1.1 Kết nghiên cứu phổ nhiễu xạ tia X nano sắt hóa trị 34 3.1.2 Kết chụp ảnh SEM, TEM vật liệu nano sắt hóa trị 35 3.1.3 Kết xác định diện tích bề mặt 36 3.2 Các điều kiện ảnh hưởng tới hiệu xử lý Fe0 37 3.2.1 Ảnh hưởng pH 37 3.2.2 Ảnh hưởng nồng độ metyl đỏ 38 3.2.3 Ảnh hưởng thời gian xử lý 39 3.2.4 Ảnh hưởng khối lượng Fe0 41 om /+ D KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 42 C ol le ct ed by pl us g oo gl e c TÀI LIỆU THAM KHẢO 43 DANH MỤC KÍ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT BET : Phương pháp đo hấp phụ - giải hấp đẳng nhiệt khí nitơ (Brunauer-EmmettTeller) BOD: Biochemical Oxygen Demand – nhu cầu oxy sinh học CNT: Carbon nanotube - Các ống nano cacbon uy N hơ n COD: Chemiscal Oxygen Demand – nhu cầu oxy hóa học DO: Dissolved Oxygen – hàm lượng oxy hòa tan Fe0 : Sắt hố trị khơng Q nZVI : Nano Fe0 (nano Zero Valent Iron) Kè m SEM : Scanning Electron Microscope - Hiển vi điện tử quét ạy TEM : Transmission Electron Microscopy - Hiển vi điện tử truyền qua C ol le ct ed by pl us g oo gl e c XRD : Nhiễu xạ tia X om /+ D UV : Ultraviolet – tia tử ngoại DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU Bảng Bảng 1.1 Danh sách hợp chất hữu vơ bị khử nZVI Trang 12 uy N hơ n Bảng 1.2 Thế oxy hóa số tác nhân oxy hóa mạnh mơi 21 trường lỏng C ol le ct ed by pl us g oo gl e c om /+ D ạy Kè m Q Bảng 3.1 Ảnh hưởng pH tới khả xử lý metyl đỏ Fe0 Bảng 3.2 Ảnh hưởng nồng độ metyl đỏ tới khả xử lý Fe0 Bảng 3.3 Ảnh hưởng thời gian xử lý với lượng sắt 0,02g Bảng 3.4 Ảnh hưởng thời gian xử lý với lượng sắt 0,03g Bảng 3.5 Ảnh hưởng khối lượng Fe0 tới hiệu xử lý 37 38 39 40 41 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình vẽ Trang Hình 1.2 Cấu trúc ống nano cacbon Hình 1.3 Dây nano ZnO uy N hơ n Hình 1.1 Màng mỏng nano đa lớp Hình 1.4 Hạt nano ZnO Hình 1.5 Các trình hình thành gốc hydroxyl 22 Hình 2.2 Sơ đồ nguyên lý hoạt động máy TEM Kè m Q Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý nhiễu xạ tia X 26 27 28 Hình 2.4 Sơ đồ điều chế Fe0 nano 30 om /+ D ạy Hình 2.3 Sơ đồ nguyên lý phương pháp ảnh hiển vi điện tử quét 34 Hình 3.2 Ảnh nhiễu xạ TEM Fe0 35 e c Hình 3.1 Phổ nhiễu xạ XRD Fe0 nano g oo gl Hình 3.3 Xác định diện tích bề mặt phương pháp hấp phụ đẳng nhiệt đa lớp BET 37 us Hình 3.4 Đồ thị biểu diễn hiệu xử lý Fe0 phụ thuộc vào độ pH 36 pl Hình 3.5 Ảnh hưởng nồng độ metyl đỏ tới hiệu xử lý Fe0 38 39 Hình 3.7 Ảnh hưởng thời gian tới hiệu xử lý với 0,03g Fe0 40 ed by Hình 3.6 Ảnh hưởng thời gian đến hiệu xử lý với 0,02g Fe0 C ol le ct Hình 3.8 Ảnh hưởng khối lượng Fe0 tới hiệu xử lý metyl đỏ 41 LỜI MỞ ĐẦU Nước ta với kinh tế thị trường định hướng xã hội chủ nghĩa động lực để phát triển kinh tế Cùng với phát triển ngành công nghiệp nặng, năm gần ngành thuộc lĩnh vực công nghiệp nhẹ lương thực – thực phẩm, ngành gia dụng, thủ công nghiệp, dệt may da giầy… uy N hơ n ngày phát triển, phục vụ tốt cho nhu cầu người sử dụng Tuy nhiên mặt trái tạo lượng lớn chất thải rắn, lỏng khí… Một ngành công nghiệp gây ô nhiễm môi trường lớn ngành dệt nhuộm Nhiều nhà Q máy chưa có hệ thống xử lý nước thải hệ thống xử lý chưa đạt ch̉n, ngồi Kè m có hàng ngàn sở nhỏ lẻ, làng nghề truyền thống, với quy mô sản ạy xuất nhỏ nên lượng nước thải sau sản xuất không xử lý, mà om /+ D thải trực tiếp hệ thống cống rãnh đổ thẳng xuống hồ ao, sơng, ngòi gây nhiễm nghiêm trọng tầng nước mặt, mạch nước ngầm ảnh hưởng lớn đến sức khỏe người Vì dây chuyền cơng nghệ phức tạp, bao gồm nhiều công đoạn e c sản xuất khác nên nước thải sau sản xuất dệt nhuộm chứa nhiều loại hợp g oo gl chất hữu độc hại, đặc biệt công đoạn tẩy trắng nhuộm màu Việc tẩy, nhuộm vải loại thuốc nhuộm khác thuốc nhuộm hoạt tính, us thuốc nhuộm trực tiếp, thuốc nhuộm hoàn nguyên, thuốc nhuộm phân tán… khiến pl cho lượng nước thải chứa nhiều chất ô nhiễm khác (chất tạo màu, chất làm by bền màu ) Bên cạnh lợi ích chất tạo màu họ azo cơng nghiệp ed nhuộm, tác hại khơng nhỏ mà chất thải mơi le ct trường Chính yếu tố đã làm cho môi trường ngày kiệt quệ mức ol ô nhiễm ngày cao, làm cho vấn đề xử lý môi trường trở thành vấn đề tiên C phong cho bất kỳ quốc gia, tổ chức giới Đứng trước trạng ô nhiễm môi trường nước thải ngành công nghiệp nay, việc ứng dụng công trình xử lý nước thải vào quy trình sản xuất nhà máy điều cần thiết Hiện đã có nhiều đề tài vào lĩnh vực nghiên cứu thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho ngành công nghiệp Trong có nhiều đề tài đã ứng dụng vào thực tế đem lại kết khả quan Với mục đích điều chế thử nghiệm khả xử lý chất thải hữu mang màu, đặc biệt hợp chất màu nước thải dệt nhuộm nano sắt hố trị 0, chúng tơi đã chọn đề tài nghiên cứu khoa học là: “Nghiên cứu điều chế nano uy N hơ n sắt hóa trị phương pháp hóa học” Phương pháp xử lý hợp chất hữu bền, vòng thơm sắt hóa trị phương pháp đã ứng dụng số nước giới Đề tài thành Q công mở triển vọng ứng dụng vật liệu sắt hóa trị khơng vào xử lý nguồn Kè m nước bị nhiễm hợp chất vòng thơm cách hiệu kinh tế Hơn phương pháp mới, thân thiện với môi trường, phương pháp sử dụng sắt om /+ D ạy chất độc hại, biến đổi hợp chất hữu độc thành hợp chất khơng độc, độc hại dễ thu hồi môi trường Như phương pháp đã mở hướng nghiên cứu ứng dụng sắt hóa trị vào xử lý nguồn e c nước nhiễm hợp chất hữu bền Đây nghiên cứu mang ý nghĩa thực tiễn g oo gl lớn, góp phần bảo vệ sức khỏe người bảo vệ môi trường Mục tiêu nghiên cứu đề tài us - Phát triển theo hướng nghiên cứu công nghệ vật liệu Bộ môn, Khoa pl - Tạo môi trường nghiên cứu khoa học, phát triển lực cho sinh viên by Các nội dung nghiên cứu đề tài ed - Điều chế nano sắt hóa trị cách khử Fe2+ (Fe3+) NaBH4 le ct - Đánh giá tính chất sản phẩm thu (thành phần, độ ổn định, kích thước ol hạt, diện tích bề mặt) C - Khảo sát yếu tố ảnh hưởng tới trình điều chế (tỷ lệ tiền chất, môi trường phản ứng, thời gian sấy) - Thử nghiệm khả xử lý chất thải ô nhiễm sản phẩm thu (đối với chất màu nước thải dệt nhuộm) CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan công nghệ nano vật liệu nano 1.1.1 Công nghệ nano [5] Nanomet (nm) đơn vị đo độ dài, 1nm = 10-9 m , tức gần đạt tới kích cỡ nguyên tử (nguyên tử Cezi có bán kính lớn nhất: r Cs = 0,262nm) uy N hơ n Thuật ngữ Nano dùng để thể rằng: công nghệ liên quan đến vật thể, cấu trúc có kích thước khoảng từ đến 100nm, gồm nhiều vấn đề như: nghiên cứu, chế tạo, điều khiển chúng… Do có kích thước nhỏ, nằm ranh giới tác động Q học cổ điển học lượng tử, nên vật chất thang nanomet thể Kè m tính chất hóa lý khác hẳn với vật chất kích cỡ lớn đã biết ạy Theo hội đồng khoa học công nghệ quốc gia Mỹ : “Công nghệ nano om /+ D khả thực việc nghiên cứu, chế tạo cấp phân tử dựa thao tác phân tử để tạo cấu trúc lớn, có tổ chức phân tử hồn tồn Mục đích việc để khai thác tính chất cấu trúc vật liệu nhờ e c kiểm soát chúng cấp nguyên tử, phân tử để học cách chế tạo, sử dụng chúng g oo gl cách hiệu ” Tức công nghệ nano liên quan đến vấn đề chế tạo sản phẩm vi mô vĩ mô với cấp độ xác cấp phân tử, nghĩa thang nanomet us Các cấu trúc nano ( kích thước khoảng 1-100nm) chứa tập hợp nguyên pl tử, chí ngun tử, phân tử, việc ứng dụng quy by luật vật lý thiết kế bắt buộc phải vận dụng nguyên lý lượng tử kích thước ed này, vật liệu có tính chất khác biệt, tính chất mạnh so với le ct tính chất chúng kích thước lớn Hai nguyên nhân dẫn đến tính C ol chất khác biệt hiệu ứng bề mặt hiệu ứng kích thước * Hiệu ứng kích thước Các vật liệu thường đặc trưng số đại lượng vật lý không đổi, ví dụ độ dẫn điện kim loại, nhiệt độ nóng chảy…Nhưng đại lượng đặc trưng khơng đổi kích thước vật đủ lớn thang nano Khi giảm kích thước vật xuống đến thang nano, tức vật trở thành cấu trúc nano đại lượng đặc trưng nói khơng bất biến nữa, ngược lại chúng 30 2.5 Phương pháp thực nghiệm 2.5.1 Phương pháp điều chế Fe0 nano Vật liệu nZVI điều chế phương pháp khử pha lỏng thông qua khử muối Fe2SO4 natri borohydrat (NaBH4) uy N hơ n 2.5.2 Quy trình điều chế Hòa tan NaBH4 nước Q Hòa tan Fe2(SO4)3 nước nóng om /+ D vào Nhỏ giọt Kè m Hệ bình cầu cổ có máy khuấy ạy Rót pl us Rửa nước cất sau rượu etylic tinh khiết Sấy chân khơng để phân tích tính chất Hình 2.4 Sơ đồ điều chế Fe0 nano le ct ed by Bảo quản rượu etylic g oo gl e c Khuấy liên tục 250 rpm C ol - Bước 1: Lắp hệ bao gồm máy khuấy bình cầu cổ - Bước 2: Cân 4g Fe2(SO4)3 hòa tan 100ml nước cất cốc thủy tinh 250ml Đưa hệ lên máy khuấy từ gia nhiệt, khuấy với tốc độ 600 vòng/phút ta dung dịch A Sau hỗn hợp tan hết, đổ dung dịch A vào bình cầu - Bước 3: Cân 1,2g NaBH4 hòa tan vào 150ml nước cất cốc thủy tinh đổ vào phễu nhỏ giọt, ta dung dịch B 31 - Bước 4: Nhỏ từ từ dung dịch B vào bình cầu chứa dung dịch A máy khuấy với tốc độ nhỏ giọt khoảng giọt/giây tốc độ khuấy 250 vòng/phút Kết tủa mầu đen Fe0 nano hình thành, sử dụng nam châm để tách Fe0 nano rửa 3-4 lần cồn Sau vật liệu Fe0 nano đưa vào lọ đựng đã sấy khô, đậy kín, bảo quản để xử lý mẫu nước uy N hơ n nhiễm - Để phân tích cấu trúc vật liệu ta cần sấy khô sản phẩm tủ sấy chân không nhiệt độ 60oC 2.6.1 Pha dung dịch metyl đỏ ạy metyl đỏ Kè m Q 2.6 Khảo sát yếu tố ảnh hưởng tới hiệu xử lý nano sắt om /+ D Cân 25mg metyl đỏ dạng bột, hòa tan định mức bình định mức 500ml, ta dung dịch metyl đỏ nồng độ 50mg/l Dung dịch gốc sau có g oo gl e c thể pha loãng tùy mục đích sử dụng 2.6.2 Cơ chế phản ứng C ol le ct ed by pl sang nhóm amin: us Đối với hợp chất azo, nZVI có tác dụng khử nhóm azo phân tử Các hợp chất hữu sau bị khử sắt kim loại, tính độc hại giảm sau loại bỏ khỏi môi trường nhiều phương pháp khác phương pháp sinh học, hấp phụ… Kim loại sắt hóa trị khơng dễ dàng bị oxi hóa chuyển sang Fe2+ nhiều tác nhân hóa học khác Fe0 + H+ Fe2+ + H2 32 Fe2+ + H2 + 2OH– Fe0 + 2H2O Ngồi có mặt oxy khơng khí hòa tan nước, ZVI có khả tác dụng với nước chất đệm hình thành tác nhân oxy hóa nâng cao (OH•), tác nhân oxy hóa mạnh, phân hủy khống hóa nhiều chất hữu có dung dịch nước: 2Fe2+ + 2OH– + 2OH• uy N hơ n 2Fe(0) + O2 + 2H2O 2.6.3 Khảo sát yếu tố ảnh hưởng Kè m Q 2.6.3.1 Khảo sát ảnh hưởng pH dung dịch metyl đỏ nồng độ 20mg/l ạy - Dùng pipet hút 40ml dung dịch gốc định mức bình 100ml, ta thu om /+ D - Lấy 10ml dung dịch metyl đỏ vào ống nghiệm, điều chỉnh pH ban đầu dung dịch ống nghiệm mang giá trị 3, 4, 5, 6, 7, dung e c dịch H2SO4 0,05N NaOH 0,1N .g oo gl - Sau thêm vào ống 0,02g sắt, lắc 30 phút - Lọc lấy dung dịch để đo trắc quang, xác định nồng độ metyl đỏ lại by pl us mẫu ed 2.6.3.2 Khảo sát ảnh hưởng nồng độ metyl đỏ le ct - Chuẩn bị dung dịch metyl đỏ có nồng độ 10, 20, 30, 40, 50 mg/l C ol - Lấy 10ml metyl đỏ có nồng độ vào ống nghiệm - Thêm vào ống nghiệm 0,02g Feo, lắc 30 phút - Lọc lấy dung dịch đo trắc quang, xác định nồng độ metyl đỏ lại mẫu 33 2.6.3.3 Khảo sát ảnh hưởng thời gian xử lý *Với hàm lượng Feo 0,02g - Lấy 10 ml metyl đỏ nồng độ 20 mg/l vào ống nghiệm - Thêm vào ống 0,02g Feo, lắc 10, 20, 30, 40, 50, 60 phút uy N hơ n - Lọc lấy dung dịch đề đo trắc quang *Với hàm lượng Feo 0,03g - Lấy 10 ml metyl đỏ nồng độ 20 mg/l vào ống nghiệm om /+ D ạy - Lọc lấy dung dịch đề đo trắc quang Kè m Q - Thêm vào ống 0,03g Feo, lắc 10, 20, 30, 40, 50, 60 phút 2.6.3.4 Khảo sát ảnh hưởng khối lượng Fe0 xử lý e c - Lấy 10 ml metyl đỏ nồng độ 20 mg/l vào ống nghiệm .g oo gl - Thêm vào ống khối lượng Feo 0,015; 0,02; 0,025; 0,03; 0,035; 0,04 g C ol le ct ed by pl us - Lọc lấy dung dịch để đo trắc quang 34 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Một số đặc điểm, tính chất vật liệu nano sắt hóa trị om /+ D ạy Kè m Q uy N hơ n 3.1.1 Kết nghiên cứu phổ nhiễu xạ tia X nano sắt hóa trị Hình 3.1 Phổ nhiễu xạ XRD Fe0 nano e c Dựa phổ nhiễu xạ tia X, nhận thấy hiệu ứng đặc trưng Fe0 g oo gl nano xuất với cường độ lớn có xuất pic phụ khác, điều cho thấy vật liệu Fe0 nano chế tạo tương đối khiết trình us lọc, rửa bảo quản bị oxi hóa phần oxy khơng khí nhiệt độ phòng C ol le ct ed by pl thành Fe2+ Fe3+ 35 om /+ D ạy Kè m Q uy N hơ n 3.1.2 Kết chụp ảnh SEM, TEM vật liệu nano sắt hóa trị Hình 3.2 Ảnh nhiễu xạ TEM Fe0 e c Qua ảnh TEM vật liệu thu cho thấy: kích thước hạt khoảng g oo gl từ 20 - 100nm Các tinh thể sắt có hình cầu nối với thành chuỗi, tạo thành mạng lưới Kiểu liên kết thành chuỗi tương tác hạt sắt kim C ol le ct ed by pl us loại có từ tính với 36 e c om /+ D ạy Kè m Q uy N hơ n 3.1.3 Kết xác định diện tích bề mặt g oo gl Hình 3.3 Xác định diện tích bề mặt phương pháp hấp phụ đẳng nhiệt đa lớp BET us Diện tích bề mặt có ảnh hưởng lớn tới hiệu xử lý, diện tích bề mặt pl lớn khả tiếp xúc cao hiệu xử lý cao Kết đo by diện tích bề mặt vật liệu Fe0 nano theo phương pháp Brunauer Emmett Teillor ed (BET) 38.337 m²/g So với phương pháp chế tạo sắt nano Sun nnk (2006) le ct có diện tích bề mặt 12,82 m2/g, phương pháp điều chế cho kết diện C ol tích bề mặt hạt Fe0 nano cao gần lần 37 3.2 Các điều kiện ảnh hưởng tới hiệu xử lý Fe0 3.2.1 Ảnh hưởng pH S Độ Khối Thể tích Nồng độ metyl Nồng độ metyl đỏ T pH lượng metyl đỏ đỏ trước xử lý sau xử lý (mg/l) Fe0 (g) (ml) (mg/l) 0.02 10 20 0.02 10 20 0.02 10 20 0.02 10 20 0.02 10 20 0.02 10 20 0.102 uy N hơ n 0.072 0.066 0.060 0.096 0.120 ạy Kè m Q T us g oo gl e c Khảo sát pH 3.000 4.000 5.000 6.000 7.000 8.000 pH C ol le ct ed by pl Nồng độ metyl đỏ lại (mg/l) 0.140 0.120 0.100 0.080 0.060 0.040 0.020 0.000 om /+ D Bảng 3.1 Ảnh hưởng pH tới khả xử lý metyl đỏ Fe0 Hình 3.4 Đồ thị biểu diễn hiệu xử lý Fe0 phụ thuộc vào độ pH 38 3.2.2 Ảnh hưởng nồng độ metyl đỏ Chọn pH= Khối Thể tích Thời gian Nồng độ Nồng độ T lượng metyl đỏ xử lý metyl đỏ metyl đỏ T sắt (g) (ml) (phút) trước xử lý sau xử lý (mg/l) 10 30 10 0,02 10 30 20 0,02 10 30 30 0,02 10 30 0,02 10 30 0,040 0,079 Q 0,02 (mg/l) 0,334 Kè m uy N hơ n S 0,635 50 0,967 ạy 40 e c om /+ D Bảng 3.2 Ảnh hưởng nồng độ metyl đỏ tới khả xử lý Fe0 QCVN 08-MT: 2015/ BTNMT 0.8 us Nồng độ metyl đỏ sau xử lý (mg/l) g oo gl 1.2 0.4 0.2 10 20 30 40 50 Nồng độ metyl đỏ (mg/l) C ol le ct ed by pl 0.6 Hình 3.5 Ảnh hưởng nồng độ metyl đỏ tới hiệu xử lý Fe0 39 3.2.3 Ảnh hưởng thời gian xử lý *Với hàm lượng Feo 0,02g Thời gian xử lý Nồng độ metyl đỏ Nồng độ metyl đỏ sắt (g) (phút) trước xử lý (mg/l) sau xử lý (mg/l) 0.02 10 20 0,837 0.02 20 20 0,319 0.02 30 20 0.02 40 20 0.02 50 20 0.02 60 20 uy N hơ n Khối lượng 0,074 0,069 Kè m Q 0,044 0,041 ạy STT om /+ D Bảng 3.3 Ảnh hưởng thời gian xử lý với lượng sắt 0,02g 1.2 g oo gl e c QCVN 08-MT: 2015/ BTNMT 10 20 30 40 50 Nồng độ metyl đỏ (mg/l) C ol le ct ed by pl us Nồng độ 0.8 metyl đỏ sau 0.6 xử lý 0.4 (mg/l) 0.2 Hình 3.6 Ảnh hưởng thời gian đến hiệu xử lý Fe0 40 *Với hàm lượng Feo 0,03g Khối lượng Thời gian xử lý Nồng độ metyl đỏ Nồng độ metyl đỏ STT (phút) sắt (g) trước xử lý (mg/l) sau xử lý (mg/l) 0.03 10 20 0,725 0.03 20 20 0,275 0.03 30 20 0,058 0.03 40 20 0.03 50 20 0.03 60 20 uy N hơ n 0,055 Q 0,043 0,038 om /+ D ạy Kè m Bảng 3.4 Ảnh hưởng thời gian xử lý với lượng sắt 0,03g 0.8 0.7 0.6 Nồng 0.5 độ metyl 0.4 đỏ 0.3 0.2 lại (mg/l) 0.1 10 20 30 40 50 60 Thời gian xử lý (phút) C ol le ct ed by pl us g oo gl e c QCVN 08-MT: 2015/ BTNMT Hình 3.7 Ảnh hưởng thời gian tới hiệu xử lý Fe0 41 3.2.4 Ảnh hưởng khối lượng Fe0 Khối lượng Thời gian xử lý Nồng độ metyl đỏ Nồng độ metyl đỏ STT (phút) sắt (g) trước xử lý (mg/l) sau xử lý (mg/l) 0,010 30 20 0,446 0,015 30 20 0,340 0,020 30 20 0,085 0,025 30 20 0,030 30 20 0,035 30 20 0,040 30 20 uy N hơ n 0,046 0,040 0,038 ạy Kè m Q 0,044 e c om /+ D Bảng 3.5 Ảnh hưởng khối lượng Fe0 tới hiệu xử lý 0.4 QCVN 08-MT: 2015/ BTNMT C ol le ct ed by pl us Nồng 0.3 độ metyl 0.2 đỏ sau xử lý 0.1 (mg/l) g oo gl 0.5 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 Khối lượng Fe0 Hình 3.8 Ảnh hưởng khối lượng Fe0 tới hiệu xử lý metyl đỏ 42 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận - Đã điều chế thành công vật liệu sắt hóa trị kích thước nanomet với diện tích bề mặt tăng lên đáng kể, có độ đồng tương đối cao kích thước hạt uy N hơ n - Khảo sát khả xử lý hợp chất hữu mang màu mẫu giả metyl đỏ cho kết tối ưu điều kiện pH=6, với nồng độ metyl đỏ 10mg/l, Q thời gian xử lý 60 phút hàm lượng Fe0 2g/l nước thải Kè m Kiến nghị ạy - Cần nghiên cứu thêm quy trình cơng nghệ bảo quản nano sắt hóa trị om /+ D - Mở rộng nghiên cứu chất khử thay cho NaBH4 rẻ tiền hơn, thông dụng - Mở rộng nghiên cứu, khảo sát khả xử lý Fe0 chất thải khác - Nghiên cứu, hoàn thiện quy trình cơng nghệ để đề tài có khả vào thực C ol le ct ed by pl us g oo gl e c tiễn 43 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt: [1] Công nghệ – công nghệ nano Tổng luận khoa học – công nghệ - kinh tế, trung tâm thông tin tư liệu khoa học công nghệ Quốc gia, số (2003) [2] Cục Thẩm định Đánh giá tác động môi trường - Tổng cục môi trường, uy N hơ n “Hướng dẫn lập báo cáo đánh giá tác động môi trường dự án dệt nhuộm”, Hà Nội, 2009 [3] Đặng Trấn Phòng, Trần Hiếu Nhuệ, “Xử lý nước cấp nước thải dệt nhuộm”, Q NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội, 2005 Kè m [4] Đặng Trấn Phòng, Sinh thái môi trường dệt nhuộm, NXB Khoa học ạy kỹ thuật, Hà Nội, 2004 om /+ D [5] Đặng Xuân Việt, “ Nghiên cứu phương pháp thích hợp để khử màu thuốc nhuộm hoạt tính nước thải dệt nhuộm”, Luận án Tiến sĩ kỹ thuật, Hà Nội, 2007 e c [6] https://vi.wikipedia.org/wiki/cong_ nghe_nano .g oo gl [7] Nguyễn Hoàng Hải, Khoa Vật lý, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội, “Chế tạo nano sắt từ tính”, (2006) us [8] Sổ tay tra cứu thuốc nhuộm - Viện Công nghệ dệt sợi, Hà Nội 1993 pl [9] Từ điển bách khoa toàn thư Việt Nam ed by Tiếng Anh: ct [10] Buxton G.V., Grennstock C.L., Helman W.P., Ross A.B., Critical review of le rate constants for reactions of hydrated electrons, hydrogen atoms and hydroxyl C ol radicals (OH•/O•−) in aqueous solution, J Phys Chem Ref Data 17, 513-886, 1988 [11] Haag W.R., Yao C.C.D., Rate constants for reaction of hydroxyl radicals with several drinking water contaminants, Environ Sci Technol 26, 1005- 1013, 1992 44 [12] Yuan-Pang Sun, Xiao-qin Li, Jiasheng Cao, Wei-xian Zhang, H Paul Wang, method for the preparation of stable dispersion of zerovalent iron nanoparticles, C ol le ct ed by pl us g oo gl e c om /+ D ạy Kè m Q uy N hơ n Colloids and surfaces A: Physicochem Eng Aspects 308 (2007) 60- 66.) ...HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ KHOA HÓA LÝ KỸ THUẬT ******* BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU ĐIỀU CHẾ NANO SẮT HÓA TRỊ BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÓA HỌC Giáo viên hướng dẫn... n sắt hóa trị phương pháp hóa học Phương pháp xử lý hợp chất hữu bền, vòng thơm sắt hóa trị phương pháp đã ứng dụng số nước giới Đề tài thành Q công mở triển vọng ứng dụng vật liệu sắt hóa trị. .. Phương pháp tạo hạt nano, dây nano, ống nano, màng nano, bột nano, [6] e c 1.2 Tổng quan nano sắt hóa trị g oo gl Hạt sắt nano hạt sắt có kích thước siêu mịn (0- 100 nm) Vì kích thước nano so