Nghiên cứu chế tạo vật liệu hấp phụ từ vỏ trấu và khảo sát khả năng hấo phụ ion pb2+ trong môi trường nước

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM Ơ N KHOA HÓA TP Q U Y N H - : Huỳnh Thị Thanh Thuyền Lớp : 12SHH H Đề Tài Ư N G Đ ẠO Họ tên sinh viên ẦN NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VẬT LIỆU HẤP PHỤ B TR TỪ VỎ TRẤU VÀ KHẢO SÁT KHẢ NĂNG HẤP A 10 00 PHỤ ION Pb2+ TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC D IỄ N Đ ÀN TO ÁN -L Í- H Ĩ Khóa luận tốt nghiệp cử nhân sư phạm Đà Nẵng - 2016 Đóng góp PDF GV Nguyễn Thanh Tú WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM Ơ N KHOA HÓA TP Q U Y N H - Đề Tài ẠO NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VẬT LIỆU HẤP PHỤ G Đ TỪ VỎ TRẤU VÀ KHẢO SÁT KHẢ NĂNG HẤP ẦN H Ư N PHỤ ION Pb2+ TRONG MƠI TRƯỜNG NƯỚC Ĩ A 10 00 B TR Khóa luận tốt nghiệp cử nhân sư phạm Lớp : Huỳnh Thị Thanh Thuyền : 12SHH Giáo viên hướng dẫn : TS Đinh Văn Tạc D IỄ N Đ ÀN TO ÁN -L Í- H Sinh viên thực Đà Nẵng - 2016 Đóng góp PDF GV Nguyễn Thanh Tú WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM Độc lập – Tự – Hạnh phúc H Ơ N KHOA HÓA N NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP TP Q U Y Họ tên sinh viên: Huỳnh Thị Thanh Thuyền Lớp: 12SHH Tên đề tài: Nghiên cứu chế tạo vật liệu hấp phụ từ vỏ trấu khảo sát khả ẠO hấp phụ ion Pb2+ môi trường nước Đ Thiết bị, nguyên liệu hóa chất: Ư N G Thiết bị dụng cụ : - Máy khuấy từ H - Máy sấy MEMERT (Đức) TR - Máy đo phổ hồng ngoại (IR) ẦN - Cân phân tích MYWEIGH i201 (Mỹ) B - Máy đo pH cầm tay điện tử số 10 00 - Máy chụp SEM JSM 6490 – JEOL – Japan - Máy quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) - peckin Elmer AAS 800 Ó A Và dụng cụ thí nghiệm khác như: cốc thủy tinh, phễu thủy tinh, bình định H mức, bình tam giác, ống đong, pipet, giấy lọc,… -L Í- Nguyên liệu hóa chất: ÁN - Vỏ trấu phơi khô D IỄ N Đ ÀN TO - Axit citric - Nước cất - Dung dịch NH3 - HNO3 đặc - Pb(NO3)2 - Các hóa chất thơng dụng khác, hóa chất sử dụng thuộc loại tinh khiết phân tích Đóng góp PDF GV Nguyễn Thanh Tú WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON Nội dung nghiên cứu: Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất hấp phụ ion Pb2+ vỏ trấu biến Ơ N tính: pH, thời gian, nồng độ ion kim loại, hàm lượng chất hấp phụ H Giáo viên hướng dẫn: TS Đinh Văn Tạc Y N Ngày giao đề tài: Ngày… tháng năm 2015 Chủ nhiệm khoa TP Q U Ngày hoàn thành: Ngày… tháng năm 2016 Giáo viên hướng dẫn (Kí ghi rõ họ tên) ẦN H Ư N G Đ ẠO (Kí ghi rõ họ tên) TR Sinh viên hoàn thành nộp báo cáo cho khoa ngày … tháng… năm 2016 Ngày tháng … năm 2016 CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG (Kí ghi rõ họ tên) D IỄ N Đ ÀN TO ÁN -L Í- H Ĩ A 10 00 B Kết điểm đánh giá: Đóng góp PDF GV Nguyễn Thanh Tú WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON LỜI CẢM ƠN Với lòng biết ơn sâu sắc nhất, em xin chân thành cảm ơn thầy giáo, cô Ơ H Phạm Đà Nẵng tận tình giúp đỡ, động viên tạo điều kiện thuận lợi cho em N giáo khoa Hóa Học phòng thí nghiệm thuộc khoa Hóa Học – trường Đại Học Sư Y N hồn thành khóa luận Đặc biệt khóa luận mình, em xin chân TP Q U thành cảm ơn TS Đinh Văn Tạc giao đề tài giúp đỡ em tận tình chu đáo, đầy tâm huyết suốt trình nghiên cứu hồn thiện khóa luận Em xin cảm ơn anh chị, bạn đơn vị đo mẫu thí ẠO nghiệm tạo điều kiện thuận lợi hợp tác giúp đỡ em trình làm thực Đ nghiệm Ư N G Bước đầu vào thực tế, tìm hiểu lĩnh vực nghiên cứu khoa học, kiến thức em hạn chế nhiều bỡ ngỡ Do việc mắc phải sai sót điều ẦN H khơng thể tránh khỏi, em mong nhận ý kiến đóng góp q thầy bạn để báo cáo em hoàn thiện TR Cuối em xin kính chúc q thầy bạn dồi sức khỏe ! Đà Nẵng, ngày… tháng… năm 2016 Sinh viên thực Huỳnh Thị Thanh Thuyền D IỄ N Đ ÀN TO ÁN -L Í- H Ó A 10 00 B Trân trọng ! Đóng góp PDF GV Nguyễn Thanh Tú WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON MỤC LỤC Ơ H CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN N MỞ ĐẦU N 1.1 Tình trạng ô nhiễm kim loại nặng TP Q U Y 1.1.1 Đại cương kim loại nặng .4 1.1.2 Ô nhiễm kim loại nặng nước 1.1.3 Ảnh hưởng ô nhiễm kim loại nặng tới sức khỏe người .5 ẠO 1.1.3.1 Tính chất độc hại chì Đ 1.1.3.2 Tính chất độc hại Cadimi .6 G 1.1.3.3 Tính chất độc hại crom Ư N 1.1.3.4 Tính chất độc hại niken H 1.1.3.5 Tính chất độc hại kim loại đồng ẦN 1.1.3.6 Tính chất độc hại Mangan TR 1.1.4 Tiêu chuẩn Việt Nam nước thải chứa ion kim loại nặng 00 B 1.2 Tổng quan kim loại chì 10 10 1.2.1 Khái niệm chung chì 10 A 1.2.2 Tính chất vật lí 11 Ó 1.2.3 Tính chất hóa học 12 Í- H 1.2.4 Ứng dụng 13 -L 1.3 Axit citric .16 ÁN 1.3.1 Cấu tạo phân tử 16 TO 1.3.2 Tính chất vật lí 17 D IỄ N Đ ÀN 1.3.3 Tính chất hóa học 17 1.3.4 Trạng thái tự nhiên 17 1.3.5 Điều chế 18 1.3.6 Ứng dụng 18 1.4 Giới thiệu hấp phụ 18 1.4.1 Các khái niệm 18 Đóng góp PDF GV Nguyễn Thanh Tú WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON 1.4.2 Động học hấp phụ 21 1.4.2.1 Mơ hình động học hấp phụ .21 Ơ N H 1.4.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến trình hấp phụ 24 N 1.4.2.2 Các mơ hình đẳng nhiệt hấp phụ .22 Y 1.5 Giới thiệu vật liệu hấp phụ vỏ trấu 25 TP Q U 1.5.1 Thành phần vỏ trấu 27 1.5.2 Một số phụ phẩm nơng nghiệp khác làm VLHP 28 ẠO 1.6 Phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) .29 Đ 1.6.1 Nguyên tắc .29 Ư N G 1.6.2 Phương pháp đường chuẩn 31 1.7 Phổ IR SEM .31 H 1.7.1 Phổ hồng ngoại (IR) .31 ẦN 1.7.2 Ảnh SEM 32 B TR CHƯƠNG 2: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 33 00 2.1 Thiết bị nguyên liệu, hóa chất 33 10 2.1.1 Thiết bị .33 Ó A 2.1.2 Nguyên liệu hóa chất 33 H 2.2 Phương pháp nghiên cứu .33 Í- 2.2.1 Biến tính vỏ trấu axit citric .33 -L 2.2.1.1 Cơ sở lí thuyết phương pháp biến tính .34 ÁN 2.2.1.2 Quy trình chế tạo VLHP từ nguyên liệu vỏ trấu .34 TO 2.2.2 Khảo sát số đặc tính hóa lí vỏ trấu chưa biến tính vỏ trấu D IỄ N Đ ÀN biến tính .34 2.2.3 Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất hấp phụ ion Pb2+ vỏ trấu biến tính 35 2.2.3.1 So sánh khả hấp phụ vật liệu ban đầu vật liệu hấp phụ hoạt hoá 35 Đóng góp PDF GV Nguyễn Thanh Tú WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON 2.2.3.2 Khảo sát ảnh hưởng pH đến hiệu suất hấp phụ ion Pb2+của VLHP .35 Ơ Y N 2.2.3.4 Khảo sát ảnh hưởng hàm lượng chất hấp phụ đến hiệu suất hấp H VLHP .35 N 2.2.3.3 Khảo sát ảnh hưởng thời gian đến hiệu suất hấp phụ ion Pb2+của TP Q U phụ ion Pb2+của VLHP 36 2.2.3.5 Khảo sát ảnh hưởng nồng độ ion kim loại đến hiệu suất hấp phụ ion Pb2+của VLHP 36 ẠO 2.2.4 Đường đẳng nhiệt hấp phụ đối vối ion Pb2+ 36 G Đ CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 38 Ư N 3.1 Đặc trưng bề mặt VLHP .38 H 3.2 Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất hấp phụ ion Pb2+ 39 ẦN 3.2.1 So sánh khả hấp phụ vật liệu ban đầu vật liệu hấp phụ hoạt TR hoá 39 B 3.2.2 Khảo sát ảnh hưởng pH đến hiệu suất hấp phụ ion Pb2+ 39 00 3.2.3 Khảo sát ảnh hưởng thời gian đến khả hấp phụ VLHP .41 10 3.2.4 Khảo sát ảnh hưởng hàm lượng chất hấp phụ đến hiệu suất hấp phụ Ó A ion Pb2+của VLHP .42 H 3.2.5 Khảo sát ảnh hưởng nồng độ ion kim loại đến hiệu suất hấp phụ ion -L Í- Pb2+của VLHP 43 ÁN 3.3 Xây dựng đường đẳng nhiệt hấp phụ đối vối ion Pb2+ 45 TO KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 48 D IỄ N Đ ÀN TÀI LIỆU THAM KHẢO 49 Đóng góp PDF GV Nguyễn Thanh Tú WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON DANH MỤC CÁC HÌNH Ơ H Hình 1.2 Quặng chì 11 N Hình 1.1 Nước bị nhiễm kim loại nặng Y N Hình 1.3 Bình ăcquy 13 TP Q U Hình 1.4 Súng chì 14 Hình 1.5 Pha lê 15 ẠO Hình 1.6 Tranh sơn dầu pha chì (sơn chì) 16 G Đ Hình 1.7 Cơng thức cấu tạo axit citric .16 Ư N Hình 1.8 Cây lúa 26 H Hình 1.9 Vỏ trấu 27 ẦN Hình 3.1 Ảnh SEM vật liệu chưa hoạt hóa 38 TR Hình 3.2 Ảnh SEM vật liệu hoạt hóa 38 00 B Hình 3.3 Ảnh hưởng pH đến hiệu suất hấp phụ ion Pb2+ .40 10 Hình 3.4 Ảnh hưởng thời gian đến hiệu suất hấp phụ ion Pb2+ .41 Ĩ A Hình 3.5 Ảnh hưởng khối lượng VLHP đến hiệu suất hấp phụ ion Pb2+ 43 Í- H Hình 3.6 Ảnh hưởng nồng độ ion kim loại đến hiệu suất hấp phụ ion Pb2+ 44 -L Hình 3.7 Ảnh hưởng nồng độ đến dung lượng hấp phụ VLHP .45 ÁN Hình 3.8 Đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir dạng tuyến tính 46 D IỄ N Đ ÀN TO Hình 3.9 Đường đẳng nhiệt hấp phụ Freundlich dạng tuyến tính 47 Đóng góp PDF GV Nguyễn Thanh Tú WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON DANH MỤC CÁC BẢNG Ơ H Bảng 1.2 Diện tích, suất, sản lượng lúa Việt Nam giai đoạn 2005-2012 27 N Bảng 1.1 Giới hạn nồng độ ô nhiễm nước thải công nghiệp 10 Y N Bảng 1.3 Thành phần hóa học vỏ trấu 28 TP Q U Bảng 3.1 Hiệu suất hấp phụ Pb2+ nồng độ khác vật liệu chưa hoạt hóa hoạt hóa 39 ẠO Bảng 3.2 Ảnh hưởng pH đến hiệu suất hấp phụ ion Pb2+ 40 Đ Bảng 3.3 Ảnh hưởng thời gian đến hiệu suất hấp phụ ion Pb2+ 41 Ư N G Bảng 3.4 Ảnh hưởng khối lượng chất hấp phụ hiệu suất hấp phụ ion Pb2+ 42 H Bảng 3.5 Ảnh hưởng nồng độ ion kim loại đến hiệu suất hấp phụ ion Pb2+ 44 ẦN Bảng 3.6 Ảnh hưởng nồng độ ion kim loại đến dung lượng hấp phụ VLHP D IỄ N Đ ÀN TO ÁN -L Í- H Ĩ A 10 00 B TR .45 Đóng góp PDF GV Nguyễn Thanh Tú WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON 36 thời gian khác nhau: 10, 30, 50, 70, 90 (phút) Lọc xác định nồng độ ion kim loại N H Pb2+của VLHP Ơ 2.2.3.4 Khảo sát ảnh hưởng hàm lượng chất hấp phụ đến hiệu suất hấp phụ ion N lại sau khoảng thời gian TP Q U Y Lấy cốc dung tích 100ml, đánh số từ đến cho vào cốc 0.2, 0.5, 0.8, 1.5, 3.0, 5.0 g VLHP 50ml dung dịch Pb2+ 50ppm Tiến hành hấp phụ khoảng thời gian pH tối ưu xác định mục 2.2.3.2 2.2.3.3, ẠO xác định nồng độ ion kim loại lại dung dịch Đ 2.2.3.5 Khảo sát ảnh hưởng nồng độ ion kim loại đến hiệu suất hấp phụ ion Ư N G Pb2+của VLHP Lấy cốc dung tích 100ml, đánh số từ đến cho vào cốc ẦN H 1.5g VLHP 50ml dung dịch chứa ion kim loại với nồng độ tương ứng 10, 20, 30, 40, 50, 70, 100 ppm Tiến hành hấp phụ khoảng thời gian pH tối TR ưu xác định mục 2.2.3.2 2.2.3.3, xác định nồng độ ion kim loại lại 00 B dung dịch 10 2.2.4 Đường đẳng nhiệt hấp phụ đối vối ion Pb2+ Ĩ A Đường đẳng nhiệt hấp phụ mơ tả thơng qua nhiều dạng phương trình Í- -L Langmuir H đẳng nhiệt Chúng chọn khảo sát dạng đường đẳng nhiệt Freundlich D IỄ N Đ ÀN TO ÁN Dạng phương trình đường thẳng phương trình Frieundlich : lg q = lgk + lgCf n Trong đó: q: dung lượng hấp phụ (mg/g) Cf : Nồng độ ion sau hấp phụ (ppm) K, n: số phụ thuộc vào nhiệt độ Đóng góp PDF GV Nguyễn Thanh Tú WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON 37 Dạng phương trình đường thẳng phương trình Langmuir: Ơ N Ccb 1 = Ccb + q q max b.q max N H Trong đó: TP Q U Y q : dung lượng hấp phụ thời điểm cân (mg/g) qMax : dung lượng hấp phụ cực đại (mg/g) D IỄ N Đ ÀN TO ÁN -L Í- H Ĩ A 10 00 B TR ẦN H Ư N G Đ ẠO b : số langmuir Đóng góp PDF GV Nguyễn Thanh Tú WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON 38 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Ơ H Để thấy đặc điểm bề mặt VLHP, tiến hành chụp ảnh kính hiển vi N 3.1 Đặc trưng bề mặt VLHP N điện tử quét (SEM) bề mặt VLHP nguyên liệu Kết thể B TR ẦN H Ư N G Đ ẠO TP Q U Y hình 3.1 3.2 D IỄ N Đ ÀN TO ÁN -L Í- H Ĩ A 10 00 Hình 3.1 Ảnh SEM vật liệu chưa hoạt hóa Hình 3.2 Ảnh SEM vật liệu hoạt hóa Qua ảnh SEM VLHP nguyên liệu thấy bề mặt VLHP xốp so với bề mặt nguyên liệu Đóng góp PDF GV Nguyễn Thanh Tú WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON 39 3.2 Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất hấp phụ ion Pb2+ hoá N H Chuẩn bị cốc 100ml cốc đầu lấy vào cốc 50ml dung dịch Pb2+ có Ơ N 3.2.1 So sánh khả hấp phụ vật liệu ban đầu vật liệu hấp phụ hoạt TP Q U Y nồng độ 100ppm, 50ppm, 10ppm cho tiếp 1g vật liệu chưa hoạt hoá cốc tương tự lấy 1g vật liệu hoạt hóa Khuấy từ không gia nhiệt thời gian 50 phút Lọc tiến hành đo mật độ quang ẠO Xác định nồng độ dung dịch sau lọc Kết bảng 3.1 Ư N G Đ Bảng 3.1 Hiệu suất hấp phụ Pb2+ nồng độ khác vật liệu chưa hoạt hóa hoạt hóa 10 ppm 50 ppm 100 ppm H Nồng độ 2,41 75,9 Cf 13,94 H% Cf H% 72,12 30,1 69,9 81,72 23,35 76,65 VL hoạt 1,65 83,5 9,14 H Nhận xét: Ĩ A hóa 10 00 B hoạt hóa H% ẦN VL chưa Cf TR ban đầu -L Í- Qua q trình tiến hành thí nghiệm, số liệu thu cho thấy vật liệu hoạt hoá vật liệu chưa hoạt hố có thay đổi nồng độ ion Pb 2+ ÁN sau hấp phụ hiệu suất hấp phụ, ta thấy vật liệu sau hoạt hoá nồng độ phụ vật liệu sau hoạt hoá lớn so với vật liệu chưa hoạt hố Các thí nghiệm tiến hành vật liệu hoạt hóa D IỄ N Đ ÀN TO lại ion Pb2+ nhỏ so với vật liệu chưa hoạt hoá, hiệu suất hấp 3.2.2 Khảo sát ảnh hưởng pH đến hiệu suất hấp phụ ion Pb2+ Lấy cốc dung tích 100ml, đánh số từ đến cho vào cốc 1g VLHP 50ml dung dịch Pb2+ 50ppm khoảng pH từ 1÷7 pH dung dịch Đóng góp PDF GV Nguyễn Thanh Tú WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON 40 điều chỉnh HNO3 NH3 Khuấy dung dịch máy khuấy từ nhiệt độ phòng Thời gian khuấy 50 phút, lọc bỏ bã rắn, xác định nồng độ lại Ơ N ion kim loại dung dịch Kết bảng 3.2 hình 3.3 Co (ppm) 50 50 50 50 50 Cf (ppm) 22,66 19,08 17,01 15,39 14,35 H% 54,68 61,84 65,98 69,22 71,3 N Y TP Q U 50 50 14,72 17,16 70,56 65,68 H Ư N G Đ ẠO pH H Bảng 3.2 Ảnh hưởng pH đến hiệu suất hấp phụ ion Pb2+ ẦN H% TR 80 B 70 00 60 10 50 H Ĩ 30 -L ÁN Í- 20 10 IỄ N Đ ÀN TO D H% A 40 pH Hình 3.3 Ảnh hưởng pH đến hiệu suất hấp phụ ion Pb2+ Nhận xét: Từ đồ thị hình 3.3 cho thấy tăng pH từ 1÷5 hiệu suất hấp phụ tăng nhanh từ 51,67% đến 71,30% đạt cao pH = (71,30%), sau tiếp tục tăng pH hiệu suất hấp thụ giảm xuống Giải thích: Trong môi trường axit mạnh, nồng độ ion H+ lớn nên xảy hấp phụ cạnh tranh ion H+ bề mặt vật liệu hấp phụ kết làm giảm hấp phụ Đóng góp PDF GV Nguyễn Thanh Tú WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON 41 ion Pb2+ Khi tăng pH nồng độ H+ giảm, nồng độ cation kim loại gần không đổi nên hiệu suất hấp phụ ion kim loại tăng Tuy nhiên pH >5 Ơ N phần ion Pb2+ tồn dạng kết tủa Pb(OH)2 nên hiệu suất hấp phụ giảm N H xuống TP Q U Y Vì chọn pH =5 làm tối ưu để khảo sát yếu tố 3.2.3 Khảo sát ảnh hưởng thời gian đến khả hấp phụ VLHP Lấy cốc dung tích 100ml chứa 50ml dung dịch Pb2+ 50ppm, đánh số từ đến ẠO cho vào cốc 1g VLHP Tiến hành hấp phụ khoảng Đ thời gian khác nhau: 10, 30, 50, 70, 90 (phút) Lọc xác định nồng độ ion kim loại G lại sau khoảng thời gian Kết bảng 3.3 hình 3.4 Thời Gian (Phút) 10 30 Co(ppm) 50 Cf (ppm) 20,3 H% 59,4 H Ư N Bảng 3.3 Ảnh hưởng thời gian đến hiệu suất hấp phụ ion Pb2+ 70 90 50 50 50 50 13,85 8,87 8,89 9,15 72,3 82,26 82,22 81,7 H Ó A 10 00 B TR ẦN 50 Í- H% 80 ÁN 70 -L 90 TO 60 D IỄ N Đ ÀN 50 H% 40 30 20 10 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Thời gian (phút) Hình 3.4 Ảnh hưởng thời gian đến hiệu suất hấp phụ ion Pb2+ Đóng góp PDF GV Nguyễn Thanh Tú WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON 42 Nhận xét: Qua số liệu thực nghiệm cho thấy, thời gian khuấy (thời gian tiếp xúc VLHP với ion kim loại) lâu nồng độ ion kim loại lại Ơ H tăng (tăng từ 59,4ppm đến 81,7ppm) Với thời gian khuấy 40 phút, nồng độ ion N dung dịch giảm (giảm từ 20,3ppm xuống 9,15ppm) hay hiệu suất hấp phụ Y N Pb2+ gần không đổi Chứng tỏ khoảng thời gian hấp phụ đạt cân TP Q U Vì vậy, chúng tơi chọn thời gian khuấy 50 phút làm thời gian tối ưu cho thí nghiệm ẠO Giải thích: Khi thời gian khuấy tăng lên ion Pb2+ vào mao quản VLHP nhiều hơn, hiệu suất hấp phụ tăng lên Khi đạt cân hấp phụ, G Đ ion Pb2+ vào tối đa nên dù thời gian khuấy có tăng lên hiệu suất hấp Ư N phụ tăng không đáng kể H 3.2.4 Khảo sát ảnh hưởng hàm lượng chất hấp phụ đến hiệu suất hấp phụ ẦN ion Pb2+của VLHP TR Lấy cốc dung tích 100ml, đánh số từ đến cho vào cốc B 0,5; 1; 1,5; 2; 2,5g VLHP 50ml dung dịch Pb2+ 50ppm Tiến hành hấp phụ 00 điều kiện pH=5 thời gian khuấy 50 phút, xác định nồng độ ion kim loại A 10 lại dung dịch Kết bảng 3.4 hình 3.5 H Ĩ Bảng 3.4 Ảnh hưởng khối lượng chất hấp phụ hiệu suất hấp phụ ion Pb2+ Í- Khối lượng 0,5 1,5 2,5 Co (ppm) 50 50 50 50 50 Cf (ppm) 18,16 13,02 10,75 10,22 9,72 H% 63,68 73,96 78,5 79,56 80,56 D IỄ N Đ ÀN TO ÁN -L VLHP (g) Đóng góp PDF GV Nguyễn Thanh Tú WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON 43 H% N 85 H Ơ 80 Y N 75 TP Q U 70 H% 65 0.5 1.5 2.5 3.5 Ư N G Khối lượng VLHP (gam) Đ ẠO 60 H Hình 3.5 Ảnh hưởng khối lượng VLHP đến hiệu suất hấp phụ ion Pb2+ ẦN Nhận xét: Kết cho thấy tăng khối lượng VLHP hiệu suất hấp phụ TR tăng theo Khi khối lượng VLHP tăng từ 0.5÷1.5g hiệu suất hấp phụ tăng B nhanh từ 1.5÷2.5g hiệu suất có tăng khơng đáng kể Chứng tỏ 10 A VLHP tối ưu 1.5g 00 trình hấp phụ đạt cân khối lượng 1.5g Vì vậy, chúng tơi chọn khối lượng Ĩ Giải thích: Hiệu suất hấp phụ tăng dần khối lượng VLHP tăng có H nhiều phân tử VLHP thể tích nên bề mặt tiếp xúc -L Í- VLHP với ion Pb2+ tăng lên, khả ion kim loại vào mao quản ÁN VLHP tăng lên Đến cân hấp phụ thiết lập, tổng diện tích bề mặt tiếp xúc chúng không đổi nên hiệu suất hấp phụ thay đổi không đáng kể D IỄ N Đ ÀN TO 3.2.5 Khảo sát ảnh hưởng nồng độ ion kim loại đến hiệu suất hấp phụ ion Pb2+ VLHP Lấy cốc dung tích 100ml, đánh số từ đến cho vào cốc 1.5g VLHP 50ml dung dịch chứa ion kim loại với nồng độ tương ứng 10, 20, 30, 40, 50, 70, 100ppm Tiến hành hấp phụ điều kiện pH=5 thời gian Đóng góp PDF GV Nguyễn Thanh Tú WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON 44 khuấy 50 phút, xác định nồng độ ion kim loại lại dung dịch Kết N bảng 3.5 hình 3.6 30 40 50 70 100 Cf (ppm) 2,19 5,36 8,33 11,73 16,41 23,48 40,12 H% 78,1 73,2 72,23 70,68 67,18 66,46 59,88 H 20 N 10 Đ ẠO TP Q U Y C0 (ppm) Ơ Bảng 3.5 Ảnh hưởng nồng độ ion kim loại đến hiệu suất hấp phụ ion Pb2+ G H% Ư N 85 H 80 ẦN 75 TR 70 00 B 65 H% 10 60 20 40 C0 (ppm) 60 80 100 120 H Ĩ A 55 Í- Hình 3.6 Ảnh hưởng nồng độ ion kim loại đến hiệu suất hấp phụ ion Pb2+ -L Nhận xét: Dựa vào kết bảng 3.5 hình 3.6 ta thấy hiệu suất hấp phụ tỉ ÁN lệ nghịch với nồng độ ion Pb2+ ban đầu Khi nồng độ tăng từ 10÷100ppm hiệu Giải thích: Cùng lượng VLHP với nồng độ loãng, ion kim loại chuyển động tự do, có khả hấp phụ tốt Ở nồng độ cao, có va chạm nên cản trở chuyển động lẫn hạn chế khả hấp phụ D IỄ N Đ ÀN TO suất hấp phụ giảm từ 75.63% xuống 69.43% Đóng góp PDF GV Nguyễn Thanh Tú WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON 45 3.3 Xây dựng đường đẳng nhiệt hấp phụ đối vối ion Pb2+ Y TP Q U Để vẽ đường đẳng nhiệt hấp phụ ta tiến hành thí nghiệm sau : N H Langmuir Ơ đẳng nhiệt Chúng chọn khảo sát dạng đường đẳng nhiệt Freundlich N Đường đẳng nhiệt hấp phụ mơ tả thơng qua nhiều dạng phương trình Lấy cốc dung tích 100ml, đánh số từ đến cho vào cốc 1.5g VLHP 50ml dung dịch chứa ion kim loại với nồng độ tương ứng 10, ẠO 20, 30, 40, 50, 70, 100ppm Tiến hành hấp phụ điều kiện pH=5 thời gian Đ khuấy 50 phút, xác định nồng độ ion kim loại lại dung dịch Kết Ư N G bảng 3.6 hình 3.7, 3.8, 3.9 H Bảng 3.6 Ảnh hưởng nồng độ ion kim loại đến dung lượng hấp phụ VLHP Ccb (ppm) 2,19 5,36 Qcb (mg/g) 0,26 0,49 30 40 50 70 100 11,73 16,41 23,48 40,12 0,94 1,12 1,55 1,996 ẦN 20 TR 10 8,33 00 B C0 (ppm) Ó A 10 0,72 H Qcb (mg/g) -L ÁN Í- 2.5 D IỄ N Đ ÀN TO 1.5 Qcb 0.5 0 10 20 30 40 50 Ccb (ppm) Hình 3.7 Ảnh hưởng nồng độ đến dung lượng hấp phụ VLHP Đóng góp PDF GV Nguyễn Thanh Tú WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON 46 Ccb/Qcb y = 0.2832x + 8.9758 R² = 0.9645 Ơ N 25 N H 20 TP Q U Y 15 10 ẠO 10 20 30 40 Ccb 50 Đ Ư N G Hình 3.8 Đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir dạng tuyến tính Khi xây dựng đường đẳng nhiệt hấp phụ theo Langmuir ta thu phương ẦN H trình đường thẳng y = 0,2832x + 8,9758 R2 = 0,9645 TR R2 = 0,9645 > 0,85 nên trình hấp phụ ion Pb2+ vỏ trấu biến tính tuân B theo phương trình đẳng nhiệt Langmuir 00 Từ phương trình đường thẳng ta xác định giá trị dung lượng hấp D IỄ N Đ ÀN TO ÁN -L Í- H Ó A 10 phụ cực đại qmax VLHP ion Pb2+ lực hấp phụ b là: Đóng góp PDF GV Nguyễn Thanh Tú WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON 47 Log Qcb y = 0.7182x - 0.8187 R² = 0.9949 Ơ N 0.4 0 0.5 1.5 Log Ccb TP Q U -0.2 Y N H 0.2 -0.4 ẠO -0.6 G Đ -0.8 Ư N Hình 3.9 Đường đẳng nhiệt hấp phụ Freundlich dạng tuyến tính H Khi xây dựng đường đẳng nhiệt hấp phụ theo Freundlich ta thu phương ẦN trình đường thẳng y = 0,7182x – 0,8187 R2 = 0,9949 TR R2 = 0,9949 > 0,85 nên trình hấp phụ ion Pb2+ vỏ trấu biến tính tuân B theo phương trình đẳng nhiệt Freundlich 00 Nhận xét: Từ kết thấy mơ hình hấp phụ đẳng nhiệt 10 Langmuir Frendlich mô tả tương đối xác hấp phụ ion Pb2+ lên VLHP Ĩ A nghiên cứu (thể qua hệ số tương quan R2 phương trình hồi qui) Đồng thời, D IỄ N Đ ÀN TO ÁN -L Í- H cho phép khẳng định VLHP nghiên cứu có khả hấp phụ ion Pb2+ Đóng góp PDF GV Nguyễn Thanh Tú WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON 48 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ N Kết luận H Ơ Qua trình nghiên cứu kết thực nghiệm rút kết luận sau: N - Đã chế tạo thành công vật liệu hấp phụ từ nguồn nguyên liệu phế thải nông TP Q U Y nghiệp vỏ trấu thông qua trình xử lý hố học axit xitric Đã xác định đặc trưng bề mặt vật liệu hấp phụ kính hiển vi điện tử quét (SEM) Các kết cho thấy vật liệu hấp phụ có độ xốp lớn, có tác dụng nâng cao hiệu suất hấp ẠO phụ ion kim loại Đ - Đã so sánh khả hấp phụ vật liệu ban đầu vật liệu hấp phụ hoạt G hoá, thấy vật liệu biến tính hấp thụ ion kim loại Pb2+ tốt Ư N - Đã khảo sát đưa điều kiện tối ưu để hấp thụ ion kim loại lên vỏ trấu H biến tính sau: TR + Khoảng pH tối ưu: pH = ẦN + Thời gian đạt cân hấp phụ: 50 phút B + Khối lượng VLHP tối ưu: 1,5 gam 00 + Nồng độ ion kim loại tối ưu: 10 ppm 10 - Xây dựng đường hấp phụ đẳng nhiệt theo phương trình Frendlich Ĩ A phương trình Langmuir Xác định giá trị dung lượng hấp phụ cực đại qmax H VLHP ion Pb2+ lực hấp phụ b theo phương trình Langmuir là: -L Í- qmax= 3,531mg/g b = 0,032 Kiến nghị ÁN Cần có nghiên cứu thêm cấu trúc (diện tích bề mặt) thành phần TO (các polime) để hiểu rõ nguyên nhân giúp vỏ trấu có khả hấp phụ tốt Trên hướng loại vật liệu có khả hấp phụ tốt D IỄ N Đ ÀN sở đó, đề nghị phương pháp biến tính để nâng cao hiệu suất hấp phụ định Đóng góp PDF GV Nguyễn Thanh Tú WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON 49 TÀI LIỆU THAM KHẢO Ơ H Nguyễn Thùy Dương, Nghiên cứu khả hấp phụ số ion kim loại nặng N Tiêu chuẩn Việt Nam 2005, tài nguyên môi trường N vật liệu hấp phụ chế tạo từ vỏ lạc thăm dò xử lí mơi trường, Luận văn thạc TP Q U Y sĩ, Trường Đại học sư phạm – Đại học Thái Nguyên Lê Tự Hải (2013), Bài giảng vật liệu hấp phụ xử lý môi trường, Trường Đại học Sư phạm, Đại học Đà Nẵng ẠO Trần Thị Thanh Hiếu, Nghiên cứu chế tạo vật liệu hấp phụ từ xơ mướp khảo Ư N Trường Đại học sư phạm – Đại học Đà Nẵng, 2011 G Đ sát khả hấp phụ ion Zn2+ mơi trường nước, Khóa luận tốt nghiệp, H Nguyễn Đình Huề, Hóa lí, tập 2, NXB Giáo dục, 2000 ẦN Nguyễn Đình Long, Nghiên cứu biến tính xơ dừa chế tạo làm vật liệu hấp phụ B phạm – Đại học Đà Nẵng, 2012 TR số ion kim loại nặng nước, Khóa luận tốt nghiệp, Trường Đại học sư 00 Lê Phú Tơ (2013), Nghiên cứu chế tạo vật liệu hấp phụ từ bã mía khảo sát khả Ĩ Đại học Đà Nẵng A 10 xử lý Ni2+ môi trường nước, Khóa luận tốt nghiệp, Đại học Sư phạm, Í- H Nguyễn Thị Thanh Tú (2010), Nghiên cứu khả hấp thụ metyl đỏ dung -L dịch nước vật liệu hấp phụ chế tạo từ bã mía thử nghiệm xử lý mơi ÁN trường , Luận văn thạc sĩ hóa học, Thái Nguyên TO Vũ Quang Tùng, Nghiên cứu khả tách loại thu hồi mộ số kim loại nặng D IỄ N Đ ÀN dung dịch nước vật liệu hấp phụ chế tạo từ vỏ lạc, Luận văn thạc sĩ khoa học, Trường Đại học sư phạm – Đại học Thái Nguyên, 2009 10 Bùi Xuân Vững (2009), Giáo trình phân tích cơng cụ, Trường đại học Sư Phạm, Đại học Đà Nẵng 11 http://doc.edu.vn/tai-lieu/giao-trinh-thuc-tap-hoa-ly-60742/ 12 http://www.cantholib.org.vn/Database/Content/2460.pdf Đóng góp PDF GV Nguyễn Thanh Tú WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON 50 13 http://tusach.thuvienkhoahoc.com/wiki/N%C6%B0%E1%BB%9Bc_b%E1%BB%8 Ơ N B_%C3%B4_nhi%E1%BB%85m_kim_lo%E1%BA%A1i_n%E1%BA%B7ng_nh N H %C6%B0_th%E1%BA%BF_n%C3%A0o%3F TP Q U Y 14 https://vi.wikipedia.org/wiki/Ch%C3%AC 15 http://doan.edu.vn/do-an/tim-hieu-ve-chi-pb-5386/ 16 http://luanvan.co/luan-van/de-tai-doc-hoc-chi-54211/ D IỄ N Đ ÀN TO ÁN -L Í- H Ĩ A 10 00 B TR ẦN H Ư N G 18 https://vi.wikipedia.org/wiki/Ax%C3%ADt_citric Đ ẠO 17 http://luagiongnongtin.com/Tin-tuc/nhng-iu-thu-v-v-cay-lua.html Đóng góp PDF GV Nguyễn Thanh Tú WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM ... Nghiên cứu chế tạo vật liệu hấp phụ từ vỏ trấu khảo sát khả hấp phụ ion Pb2+ môi trường ẠO nước Ư N G - Nghiên cứu chế tạo vật liệu hấp phụ từ vỏ trấu Đ Mục tiêu nghiên cứu đề tài - Nghiên cứu. .. NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM Ơ N KHOA HÓA TP Q U Y N H - Đề Tài ẠO NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VẬT LIỆU HẤP PHỤ G Đ TỪ VỎ TRẤU VÀ KHẢO SÁT KHẢ NĂNG HẤP ẦN H Ư N PHỤ ION Pb2+ TRONG MƠI TRƯỜNG NƯỚC... sánh khả hấp phụ vật liệu ban đầu vật liệu hấp phụ hoạt TR hoá 39 B 3.2.2 Khảo sát ảnh hưởng pH đến hiệu suất hấp phụ ion Pb2+ 39 00 3.2.3 Khảo sát ảnh hưởng thời gian đến khả hấp