nghiên cứu khả năng hấp phụ cr6+ bằng mụn dừa

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nghiên cứu khả hấp phụ Cr6+ mụn dừa DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Giá trị C thông số ô nhiễm nƣớc thải công nghiệp 19 Bảng 2.1 Kết so màu Abs lập đƣờng chuẩn 39 Bảng 2.2 Thể tích Cr6+ chuẩn cần hút để pha chuẩn làm việc 43 Bảng 3.1 Khối lƣợng mụn dừa trƣớc sau trình tiền xử lý 44 Bảng 3.2 Kết tính lƣợng chất tan phần trăm chất tan mụn dừa 45 Bảng 3.3 Kết khảo sát ảnh hƣởng tác nhân hoạt hóa ZnCl2, H2SO4, NaCl, NH4Cl đến khả hấp phụ Cr6+ mụn dừa 48 Bảng 3.4 Kết hấp phụ môi trƣờng pH = 2; pH = 51 Bảng 3.5 Kết khảo sát ảnh hƣởng nồng độ Cr6+ ban đầu đến khả hấp phụ Cr6+ mụn dừa 51 Bảng 3.6 Kết khảo sát ảnh hƣởng nhiệt độ đến khả hấp phụ Cr6+ mụn dừa điều kiện: t˚ = 35˚C; pH = 54 Bảng 3.7 Kết khảo sát ảnh hƣởng nhiệt độ đến khả hấp phụ Cr6+ mụn dừa điều kiện: t˚ = 40˚C; pH = 2; k = 50 57 GVDH: Ths Trần Duy Hải SVTH: Phan Việt Dũng ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nghiên cứu khả hấp phụ Cr6+ mụn dừa DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Ái lực kim loại nặng với nhóm -SH- nhóm -SCH3- enzym thể 12 Hình 1.2 Phƣơng trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir 28 Hình 1.3 Sự phụ thuộc Cf/q vào Cf 29 Hình 1.4 Đƣờng hấp phụ đẳng nhiệt Freundlich 30 Hình 1.5 Sự phụ thuộc lg q vào lg Cf 30 Hình 1.6 Cấu tạo dừa mụn dừa 34 Hình 2.1 Phƣơng trình đƣờng chuẩn Cr6+ 39 Hình 3.1 Ảnh hƣởng mơi trƣờng pH đến khả hòa tan thành phần tạp chất mụn dừa theo thời gian 46 Hình 3.2 Hiệu suất xử lý Cr6+ sau hoạt hóa 49 Hình 3.3 Biểu đồ hiệu suất xử lý Cr6+ theo nồng độ điều kiện pH=2; t = 30˚C 53 Hình 3.4 Biểu đồ hiệu suất xử lý Cr6+ theo nồng độ điều kiện pH = 2; 35˚C 56 Hình 3.5 Biểu đồ hiệu suất xử lý Cr6+ theo nồng độ điều kiện pH = 2; 40˚C 58 GVDH: Ths Trần Duy Hải SVTH: Phan Việt Dũng ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nghiên cứu khả hấp phụ Cr6+ mụn dừa MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN TÓM TẮT MỞ ĐẦU CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 10 1.1.Tổng quan ô nhiễm nƣớc 10 1.1.1.Các tác nhân gây ô nhiễm môi trƣờng nƣớc 10 1.1.2.Tình trạng nhiễm nƣớc kim loại nặng 11 1.1.3.Ảnh hƣởng kim loại nặng đến môi trƣờng sức khỏe ngƣời 12 1.2.Đại cƣơng Crom 15 1.2.1.Crom 15 1.2.2.Độc tính Crom nguồn phát sinh 17 1.2.3.Yêu cầu nƣớc thải Crom Việt Nam 18 1.3.Các phƣơng pháp xác dịnh Crom có mơi trƣờng nƣớc 19 1.3.1.Các phƣơng pháp phân tích hóa học 19 1.3.2.Các phƣơng pháp phân tích hóa lý đại 20 1.3.2.1.Phƣơng pháp phổ phát xạ nguyên tử 20 13.2.2.Phƣơng pháp phổ khối lƣợng sử dụng nguồn cảm ứng cao tầng plasma (ICP – MS) 20 1.3.2.3.Phƣơng pháp quang phổ hấp phụ nguyên tử 21 1.3.2.4.Phƣơng pháp đo quang 21 1.3.2.5.Phƣơng pháp đo quang xác định Cr6+ 21 1.4.Một số phƣơng pháp xử lý kim loại nặng nƣớc 22 1.4.1.Phƣơng pháp kết tủa hóa học 22 1.4.2.Phƣơng pháp trao đổi ion 22 1.4.3.Phƣơng pháp điện hóa 23 1.4.4.Phƣơng pháp oxy hóa khử 23 1.4.5.Phƣơng pháp sinh học 24 1.5.Xử lý kim loại nặng nƣớc phƣơng pháp hấp phụ 24 GVDH: Ths Trần Duy Hải SVTH: Phan Việt Dũng ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nghiên cứu khả hấp phụ Cr6+ mụn dừa 1.5.1.Lý thuyết hấp phụ 24 1.5.2.Động học hấp phụ 26 1.5.3.Cân hấp phụ - phƣơng trình đẳng nhiệt hấp phụ 26 1.5.4.Các mơ hình q trình hấp phụ 27 1.5.5.Một số yếu tố ảnh hƣởng đến trình hấp phụ giải hấp 31 1.6.Giới thiệu vật liệu hấp phụ có nguồn gốc sinh học 31 1.6.1.Một số hƣớng nghiên cứu sử dụng phụ phẩm nông nghiệp làm vật liệu hấp phụ 31 1.6.2.Vật liệu hấp phụ từ mụn dừa 32 1.6.2.1.Cơ chế hấp phụ kim loại mụn dừa 34 CHƢƠNG 2: NGUYÊN LIỆU – PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 36 2.1.Mục đích nghiên cứu 36 2.2.Dụng cụ, thiết bị , địa điểm thí nghiệm 36 2.2.1.Chế tạo vật liệu hấp phụ từ mụn dừa tƣơi 36 2.2.2.Dụng cụ hóa chất 36 2.3.Phƣơng pháp phân tích 38 2.4.Sơ đồ quy trình nội dung nghiên cứu 40 2.4.1.Thí nghiệm 1: Khảo sát q trình tiền xử lý mụn dừa tƣơi 40 2.4.2.Thí nghiệm 2: Xác định khả hấp phụ Cr6+ mụn dừa trƣớc hoạt hóa 41 2.4.3.Thí nghiệm 3: khảo sát ảnh hƣởng số tác nhân hoạt hóa đến khả hấp phụ mụn dừa 41 2.4.4 Khảo sát ảnh hƣởng điều kiện hấp phụ đến khả hấp phụ Cr6+ mụn dừa 42 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ BÀN LUẬN 44 3.1.Kết khảo sát chất tan mụn dừa thô 44 3.2.Khảo sát ảnh hƣởng tác nhân hoạt hóa đến khả hấp phụ Cr6+ mụn dừa 46 3.2.1.Khảo sát khả hấp phụ Cr6+ mụn dừa trƣớc hoạt hóa 47 3.2.2Khảo sát ảnh hƣởng tác nhân hoạt hóa đến khả hấp phụ mụn dừa 47 GVDH: Ths Trần Duy Hải SVTH: Phan Việt Dũng ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nghiên cứu khả hấp phụ Cr6+ mụn dừa 3.3.Khảo sát ảnh hƣởng điều kiện hấp phụ 50 3.3.1.Ảnh hƣởng pH đến khả hấp phụ Cr6+ mụn dừa 50 3.3.2.Kết khảo sát ảnh hƣởng nồng độ Cr6+ ban đầu đến khả hấp phụ Cr6+ mụn dừa 51 3.3.3.Kết khảo sát ảnh hƣởng nhiệt độ đến khả hấp phụ Cr6+ mụn dừa 54 KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO 61 GVDH: Ths Trần Duy Hải SVTH: Phan Việt Dũng ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nghiên cứu khả hấp phụ Cr6+ mụn dừa LỜI CẢM ƠN Trong q trình học tập hồn thành luận văn này, em nhận hướng dẫn, giúp đỡ quý báu thầy cô, anh chị bạn Với lòng kính trọng biết ơn sâu sắc em xin bày tỏ lời cám ơn chân thành tới Ban Giám Hiệu, Phòng Đào Tạo Trường Đại Học Tài Nguyên Môi Trường Tp.HCM tạo điều kiện cho em suốt trình học tập Xin chân thành cám ơn thầy cô giáo khoa Môi Trường, người trực tiếp giảng dạy, truyền đạt lại cho em kiến thức bổ trợ vô có ích năm học vừa qua Em xin chân thành cám ơn thầy giáo Ths Trần Duy Hải, người trực tiếp hướng dẫn đề tài Trong trình làm khóa luận, thầy tận tình hướng dẫn em thực đề tài, giúp em giải vấn đề nảy sinh q trình làm khóa luận hồn thành khóa luận định hướng ban đầu GVDH: Ths Trần Duy Hải SVTH: Phan Việt Dũng ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nghiên cứu khả hấp phụ Cr6+ mụn dừa TÓM TẮT - Nước thải ngành công nghiệp thuộc da, công nghiệp điện tử, công nghệ dệt nhuộm, khai thác mỏ chứa nhiều kim loại độc hại ảnh hưởng xấu tới sức khỏe người hệ sinh thái Qua thời gian tích tụ trực tiếp gián tiếp mà tích tụ vào thể người gây bệnh loét da, viêm đường hô hấp, ung thư nhiều phương pháp xử lý kim loại nặng nước thải nghiên cứu Trong việc sử dụng phụ phẩm nông nghiệp việc xử lý nước thải nghiên cứu nhiều chúng có ưu điểm giá thành rẻ, vật liệu tái tạo thành phần chúng chứa polymer dễ biến tính có tính chất hấp thu trao đổi ion - Xơ dừa loại vật liệu giá rẻ có khả cao để hấp thụ kim loại nặng Các kết nghiên cứu cho thấy môi trường ô nhiễm chứa kim loại Pb, Cu, Zn, Cd có nồng độ 5mg / lít cho lượng xơ dừa hoạt hóa vào nước thải cần xử lý 5g / lít, xơ dừa hoạt hóa hấp thụ tốt Pb, Cu, Zn, Cd Cụ thể, xơ dừa hấp thụ 99,46% Pb; 80,06% Cu; 77,82% Cd 61,22% Zn; nhiên hấp phụ lượng As (11,40%) Nghiên cứu tiến hành với kim loại Cr6+, quy mơ phòng thí nghiệm nhằm mục đích loại bỏ lượng Cr6+ có nước thải cơng nghiệp Nghiên cứu thực với nội dung liên quan mật thiết với nhau: chế tạo vật liệu hấp phụ từ mụn dừa tươi, tiến hành hấp phụ Cr6+ nồng độ Cr6+ đầu vào từ 50 – 300mg/l, điều kiện nhiệt độ từ 30˚C - 40˚C, nồng độ xơ dừa hoạt hóa cho vào nước 1g/50ml, thời gian hấp phụ từ – 45 phút Hiệu nghiên cứu đánh giá thông qua hiệu loại bỏ Cr6+ nước – chất sử dụng làm chất độc cần xử lý nước thải Kết cho thấy, lượng Cr6+ nước bị loại bỏ đáng kể sau tiến hành hấp phụ với xơ dừa hoạt hóa sau khoảng thời gian từ phút hấp phụ, hiệu hấp phụ đạt 90% nồng độ Cr6+ từ 50 – 200mg/l 80% nồng độ Cr6+ 300mg/l Sau 45 phút hấp phụ, hiệu xử lý Cr6+ 95% nồng độ Cr6+ từ 50 – 300mg/l Kết cho thấy khả xử lý kim loại nặng tốt xơ dừa hoạt hóa với ưu điểm chi phí thấp, đơn giản, loại vật liệu đáng nghiên cứu sử dụng cho tương lai GVDH: Ths Trần Duy Hải SVTH: Phan Việt Dũng ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nghiên cứu khả hấp phụ Cr6+ mụn dừa ABSTRACTS - Waste water from the tanning industry, electronics industry, textile and dyeing industry, mining contains many toxic metals adversely affect human health and ecosystems Accumulation over time, directly or indirectly, that it is accumulated in the body cause skin ulcers, respiratory infections, cancer treatment more heavy metals in waste water were investigated lamb In which the use of agricultural residues in sewage treatment widely studied because they have the advantage of being cheaper, are renewable materials and their main components contain easily modified polymer nature of the ion exchange absorption - Coir is a cheap material has a high ability to absorb heavy metals The research results showed that in the single pollutant environment where metals like Pb, Cu, Zn, Cd and as have the content of 5mg/litre per each and an amount of activation coir put into treat waste water is 5g/litre, the activated coir could absorb very well Pb, Cu, Zn, Cd Specifically, the coir could absorb 99,46% of Pb; 80,06% of Cu; 77,82% of Cd and 61,22% of Zn; however, it absorbs very small amount of As (11,40%) The study was conducted with Metal Cr6+, laboratory scale aimed at elimination of Cr6+ in industrial wastewater This study was conducted with content related intimately: manufacturing adsorbent from acne fresh coconut, conducted adsorbed Cr6+ in the concentration of Cr6+ input from 50 - 300 mg/l, in conditions temperature from 30˚C 40˚C, coir activation levels added to water is 1g/50ml, adsorption time from 5-45 minutes Effectiveness of research is evaluated through effectively remove Cr6+ in water - are substances used to make poison in wastewater treatment Results showed that the amount of Cr6+ in water is removed significantly after conducting adsorption with coconut fiber activation after the period of the first minutes adsorption, efficient adsorption of over 90% for the concentration of Cr6+ from 50 - 200 mg/l and above 80% for the concentration of Cr6+ 300mg/l After 45 minutes of adsorption, effective treatment is Cr6+ 95% for Cr6+ concentrations from 50 - 300 mg/l The results showed that the ability to handle very good heavy metal activated coir with the advantages of low cost, simple, this is the kind of material should be studied and used for the future GVDH: Ths Trần Duy Hải SVTH: Phan Việt Dũng ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nghiên cứu khả hấp phụ Cr6+ mụn dừa MỞ ĐẦU - Nước thải ngành công nghiệp thuộc da, công nghiệp điện tử, công nghệ dệt nhuộm, khai thác mỏ chứa nhiều kim loại độc hại ảnh hưởng xấu tới sức khỏe người hệ sinh thái Qua thời gian tích tụ trực tiếp gián tiếp mà tích tụ vào thể người gây bệnh loét da, viêm đường hô hấp, ung thư nhiều phương pháp xử lý kim loại nặng nước thải nghiên cứu Trong việc sử dụng phụ phẩm nơng nghiệp việc xử lý nước thải nghiên cứu nhiều chúng có ưu điểm giá thành rẻ, vật liệu tái tạo thành phần chúng chứa polymer dễ biến tính có tính chất hấp thu trao đổi ion - Mụn xơ dừa chứa lượng đáng kể cellulose (20 – 30%), loại polymer tự nhiên làm từ đơn vị glucose với nhóm hydroxyl sơ cấp thứ cấp phổ biến Xơ dừa chứa (60 – 70%) lượng lignin, loại có mạng lưới cấu trúc methoxy nhóm hydroxit tự Cả hai hợp chất có khả hấp phụ ion kim loại nặng Chính lý trên, em tiến hành nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu khả hấp phụ Cr6+ nước mụn dừa ˮ GVDH: Ths Trần Duy Hải SVTH: Phan Việt Dũng ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nghiên cứu khả hấp phụ Cr6+ mụn dừa CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1.Tổng quan nhiễm nƣớc: [2, 8] - Ơ nhiễm nước thay đổi theo chiều hướng xấu tính chất vật lý – hóa học - sinh học nước, với xuất chất lạ thể lỏng rắn, làm cho nguồn nước độ hại người sinh vật Làm giảm độ đa dạng sinh học nước 1.1.1.Các tác nhân gây ô nhiễm môi trƣờng nƣớc: - Các tác nhân gây ô nhiễm vào môi trường nước, tác động yếu tố tự nhiên, tồn lưu tác động đến mơi trường Có nhiều tác nhân gây ô nhiễm nhiên nghiên cứu người ta chia thành tác nhân sau: a.Các ion vơ hòa tan: - Nhiều ion vơ có nồng độ cao nước tự nhiên, đặc biệt nước biển Trong nước thải đô thị ln có lượng ion Cl-, SO42-, PO43-, Na+, K+ Trong nước thải cơng nghiệp, ngồi ion kể có chất vơ có độc tính cao hợp chất Hg, Pb, Cd, As, Sb, Cr, F + Các chất dinh dưỡng (N,P) + Sunfat (SO42-) + Clorua (Cl-) + Các kim loại nặng b.Các chất hữu cơ: - Các chất hữu dễ bị phân hủy sinh học (các chất tiêu thụ oxi), Cacbonhidrat, Protein, chất béo, thường có mặt nước thải sinh hoạt, có khoảng 60 – 80% lượng chất hữu dễ bị phân hủy sinh học - Các chất hữu bền vững (không bị phân hủy sinh học), chất hữu có độc tính cao thường chất bền vững, khó bị vi sinh vật phân hủy môi trường, số chất hữu có khả tồn lâu dài mơi trường tích lũy thể sinh vật, có khả tích lũy sinh học nên chúng vào chuỗi thức ăn vào thể người c.Dầu mỡ sản phẩm dầu mỏ: - Dầu mỡ chất khó tan nước, tan dung môi hữu Dầu mỡ có thành phần hóa học phức tạp Dầu thô chứa hàng ngàn phân tử khác nhau, phần lớn hidrocacbon có số cacbon từ đến 26 Trong dầu thơ có hợp chất lưu huỳnh, nito, kim loại Các loại dầu nhiên liệu sau tinh chế (dầu GVDH: Ths Trần Duy Hải SVTH: Phan Việt Dũng 10 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nghiên cứu khả hấp phụ Cr6+ mụn dừa Bảng 3.3 Kết khảo sát ảnh hƣởng tác nhân hoạt hóa ZnCl2, H2SO4, NaCl, NH4Cl đến khả hấp phụ Cr6+ mụn dừa Thời gian hoạt hóa (h) H2SO4 ZnCl2 NaCl NH4Cl 5h -0,0023 0,3582 0,2980 0,2715 Abs 0,00 0,48 0,40 0,37 C (mg/l) 0,00 24 20 18,5 C.k (mg/l) 100% 52% 60% 63% Hiệu xuất xử lý 0,0021 0,3842 0,0898 0,3245 Abs 0,01 0,52 0,12 0,44 C (mg/l) 0,5 26 22 C.k (mg/l) 99% 48% 88% 56% Hiệu xuất xử lý 0,0037 0,2726 0,3768 0,2392 Abs 0,01 0,37 0,51 0,32 C (mg/l) 18,5 25,5 16 C.k (mg/l) 90% 63% 49% 68% Hiệu xuất xử lý 0,0192 0,3096 0,2096 0,3015 Abs 10h 15h 20h GVDH: Ths Trần Duy Hải SVTH: Phan Việt Dũng 48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nghiên cứu khả hấp phụ Cr6+ mụn dừa 25h 0,03 0,42 0,28 0,41 C (mg/l) 1,5 21 14 20,5 C.k (mg/l) 97% 58% 72% 59% Hiệu xuất xử lý 0,0049 0,2268 0,3814 0,3181 Abs 0,01 0,31 0,51 0,43 C (mg/l) 0,5 15,5 25,5 21,5 C.k (mg/l) 99% 69% 49% 57% Hiệu xuất xử lý Sự biến đổi hiệu xử lý Cr6+ theo thời gian mụn dừa hoạt hóa với tác nhân khác biểu diễn hình 3.2 sau xử lý Excell hiệu suất xử ly (%) Biểu đồ hiệu suất xử lý Cr6+ sau hoạt hóa 100 95 90 85 80 75 70 65 60 55 50 45 40 H2SO4 ZnCl2 NaCl NH4Cl 10 15 20 25 thời gian hoạt hóa (h) Hình 3.2 Hiệu suất xử lý Cr6+ sau hoạt hóa GVDH: Ths Trần Duy Hải SVTH: Phan Việt Dũng 49 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nghiên cứu khả hấp phụ Cr6+ mụn dừa - Nhìn vào biểu đồ ta thấy hiệu suất xử lý Cr6+ mụn dừa sau hoạt hóa H2SO4 tốt nhất, hiệu suất dao động ổn định (từ 90 – 100%) Chất hoạt hóa chọn để tiến hành cho thí nghiệm H2SO4 thời gian hoạt hóa thuận lợi nhất, nhanh sau 5h Có thể giải thích lignin có mụn dừa bị lắng đọng môi trường H2SO4 (1N) nên từ làm tăng khả hấp phụ mụn dừa Cr6+ Nồng độ chất hoạt hóa chọn H2SO4 1N nồng độ đủ mạnh để lắng đọng lignin vốn khó tan mụn dừa Đối với chất lại 1% muối thường chất khó xử lý sau sử dụng nồng độ 1% tức 1g/l hay 1000mg/l chấp nhận Đối với chất hấp phụ ZnCl2 ta thấy hiệu suất hấp phụ khơng ổn định, từ 52% giảm 48% sau tăng lên 63% giảm 58% cuối 70% theo thời điểm Tương tự đối NaCl NH4Cl hiệu hấp phụ không ổn định lúc đầu 65% sau giảm 55% lại tăng lên gần 70% lại giảm xuống khoảng 60 – 55% NaCl ban đầu hiệu gần 60% mẫu 10h hiệu đạt gần 90% lại giảm 50% - 70% 50% khoảng thời gian tiếp sau đó, cho ta thấy ổn định chất hoạt hóa tốt chọn H2SO4 nồng độ 1N 3.3.Khảo sát ảnh hƣởng điều kiện hấp phụ: 3.3.1.Ảnh hƣởng pH đến khả hấp phụ Cr6+ mụn dừa: - Mơi trường pH nước đóng vai trò qua trọng q trình hấp phụ mụn dừa Chúng ta chọn khoảng pH = pH = để làm nghiệm để lựa chọn pH tốt Sở dĩ ta chọn giá trị pH mơi trường axit mạnh, phần tử chất hấp phụ chất bị hấp phụ tích điện dương vậy, lực tương tác lực đẩy tĩnh điện Hơn pH giảm, nồng độ H+ dung dịch lớn cạnh tranh với cation kim loại trình hấp phụ, kết làm giảm hấp phụ cation kim loại Tương tự, pH tăng nồng độ H+ giảm nồng độ cation kim loại dường không đổi nên hấp phụ cation kim loại thuận lợi Tuy nhiên pH thấp tâm hấp phụ bề mặt hấp phụ bị proton hóa mang điện tích dương đồng thới Cr6+ tồn dạng phức ion HCrO4- Do trình hấp phụ xảy lực tĩnh điện xảy chất hấp phụ điện tích dương anion HcrO4- Ngược lại, việc giảm hiệu suất hấp phụ tăng pH cạnh tranh Cr6+ OH- OH- nước nhiều Vì khảo sát giá trị pH < Kết cho ta bảng 3.4 GVDH: Ths Trần Duy Hải SVTH: Phan Việt Dũng 50 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nghiên cứu khả hấp phụ Cr6+ mụn dừa Bảng 3.4 Kết hấp phụ môi trƣờng pH = 2; pH = pH = pH = Abs = 0,0067 Abs = 0,33 C = 0,01 C = 0,45 C.k = 5,5 C.k = 22,5 H = 99% H = 55% + K = 50 (hệ số pha lỗng) - Thí nghiệm cho ta thấy môi trường pH = 2, hiệu hấp phụ mụn dừa phát huy tốt giúp loại bỏ 99% lượng Cr6+ nồng độ 50 mg/l Ta tiếp tục chọn môi trường pH = để tiến hành thí nghiệm Kết thể phần 3.3.2 3.3.2Kết khảo sát ảnh hƣởng nồng độ Cr6+ ban đầu đến khả hấp phụ Cr6+ mụn dừa: - Từ kết khảo sát ảnh hưởng môi trường pH cho thấy pH mơi trường thích hợp cho trình xử lý Cr6+ pH = Do đó, ảnh hưởng thí nghiệm khảo sát nồng độ đầu đến khả hấp phụ Cr6+ tiến hành pH = Cho 1g mụn dừa hoạt hóa H2SO4 (1N) vào 50ml dung dịch Cr6+ có nồng độ 50mg/l, 100mg/l, 200mg/l, 300mg/l, lắc 200 vòng/phút nhiệt độ 30˚C, thời gian 45 phút - Điều kiện: pH = 2; k = 50; k = 60 (với K hệ số pha loãng) Bảng 3.5 Kết khảo sát ảnh hƣởng nồng độ Cr6+ ban đầu đến khả hấp phụ Cr6+ mụn dừa Thời gian hấp phụ 50 mg/l 100 mg/l 200 mg/l 300mg/l phút -0,0088 -0,0028 0,0906 0,6353 Abs 0,01 0,00 0,13 0,85 C (mg/l) 0,5 6,5 51 C.k (mg/l) GVDH: Ths Trần Duy Hải SVTH: Phan Việt Dũng 51 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nghiên cứu khả hấp phụ Cr6+ mụn dừa 15 phút 25 phút 35 phút 45 phút 99% 100% 97% 83% Hiệu xuất xử lý -0,0053 -0,0022 0,0318 0,4432 Abs 0,00 0,00 0,05 0,6 C (mg/l) 0 2,5 36 C.k (mg/l) 100% 100% 99% 88% Hiệu xuất xử lý 0,0027 0,0051 0,0114 0,231 Abs 0,01 0,01 0,02 0,31 C (mg/l) 0,5 0,5 18,6 C.k (mg/l) 99% 99,5% 99,5% 93,8% Hiệu xuất xử lý 0,0036 0,0074 0,0062 0,1576 Abs 0,01 0,01 0,01 0,22 C (mg/l) 0,5 0,5 0,5 11 C.k (mg/l) 99% 99,5% 99,75% 96,3% Hiệu xuất xử lý 0,0014 0,0017 0,0032 0,1212 Abs 0,01 0,01 0,01 0,17 C (mg/l) 0,5 0,5 0,5 8,5 C.k (mg/l) 99% 99,5% 99,75% 97,2% Hiệu xuất xử lý GVDH: Ths Trần Duy Hải SVTH: Phan Việt Dũng 52 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nghiên cứu khả hấp phụ Cr6+ mụn dừa  Để thấy rõ hiệu suất xử lý Cr6+ theo nồng độ đầu Cr6+ dung dịch, kết từ bảng 3.4 sau đƣợc xử lý Excell đƣợc thể hình 3.3 Biểu đồ hiệu suất xử lý Cr6+ theo nồng độ điều kiện pH=2 ; 30˚C 100 Hiệu suất xử lý (%) 95 50mg/l 90 100mg/l 200mg/l 300mg/l 85 80 15 25 35 45 Thời gian hấp phụ (phút) Hình 3.3: Biểu đồ hiệu suất xử lý Cr6+ theo nồng độ điều kiện pH=2; t = 30˚C - Kết thí nghiệm cho ta thấy, mơi trường pH = 30˚C, chuẩn làm việc nồng độ 50mg/l, 100mg/l, 200mg/l, khả hấp phụ mụn dừa Cr6+ 90% khoảng thời gian từ – 45 phút với nồng độ chất hấp phụ không thay đổi (1g/50ml) Với chuẩn làm việc 300mg/l khả hấp phụ mụn dừa tốt dao động từ 80 – 97% khoảng thời gian từ – 45 phút - Từ kết ta kết luận điều kiện nhiệt độ 30˚C, pH = mụn dừa loại bỏ dường hoàn toàn Cr6+ nồng độ từ 50 – 200mg/l khoảng thời gian phút lắc tốc độ 200 vòng/phút Đối với nồng độ 300mg/l sau thời gian 45 phút lắc tốc độ 200 vòng/phút Cr6+ bị hấp phụ gần hoàn toàn Biểu đồ cho ta thấy nồng độ 50mg/l hiệu suất hấp phụ cao sau phút tác dụng, lượng Cr6+ xử lý gần 100% Đối với nồng độ 100mg/l 200mg/l hiệu gần 100% gần 50mg/l dường nồng độ bé so với khả GVDH: Ths Trần Duy Hải SVTH: Phan Việt Dũng 53 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nghiên cứu khả hấp phụ Cr6+ mụn dừa hấp phụ mụn dừa Đối với nồng độ 300 mg/l, hiệu đạt 83% từ phút thứ tăng dần theo thời gian tới phút thứ 45 hiệu đạt 95% Đây kết nhiệt độ phòng, nhiên để khảo sát có tác động nhiệt độ, hiệu suất hấp phụ có bị thay đổi hay khơng kết thể mục 3.3.3 3.3.3.Kết khảo sát ảnh hƣởng nhiệt độ đến khả hấp phụ Cr6+ mụn dừa: - Sau thấy khả hấp phụ mụn dừa nhiệt độ bình thường, ta tiến hành thí nghiệm mơi trường pH = với máy lắc có gia nhiệt 35˚C tốc độ 200 vòng/phút khoảng thời gian, nồng độ chuẩn làm việc thí nghiệm Kết thể bảng 3.6 - Điều kiện: t˚ = 35˚C; pH = 2; k = 50 Bảng 3.6 Kết khảo sát ảnh hƣởng nhiệt độ đến khả hấp phụ Cr6+ mụn dừa điều kiện : t˚ = 35˚C ; pH = Thời gian hấp phụ 50 mg/l 100 mg/l 200 mg/l 300mg/l phút 0,01 0,02 0,11 0,87 C (mg/l) 0,0014 0,0077 0,0769 06456 Abs 0,5 5,5 43,5 C.k (mg/l) 99% 99% 97,25% 85,5% Hiệu xuất xử lý 0,01 0,01 0,03 0,41 C (mg/l) 0,0022 0,0021 0,0156 0,3059 Abs 0,5 0,5 1,5 20,5 C.k (mg/l) 99% 99,5% 99,25 93,17% Hiệu xuất xử lý 0,00 0,00 0,01 0,18 C (mg/l) -0,004 -0,0011 0,004 0,1348 Abs 0 0,5 C.k (mg/l) 15 phút 25 phút GVDH: Ths Trần Duy Hải SVTH: Phan Việt Dũng 54 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nghiên cứu khả hấp phụ Cr6+ mụn dừa 35 phút 45 phút 100% 100% 99,75% 97% Hiệu xuất xử lý 0,01 0,00 0,00 0,01 C (mg/l) -0,0144 -0,0042 -0,0043 0,0066 Abs 0,5 0 0,5 C.k (mg/l) 99% 100% 100% 99,83% Hiệu xuất xử lý 0,01 0,00 0,01 0,02 C (mg/l) 0,0007 -0,001 0,002 0,0134 Abs 0,5 0,5 C.k (mg/l) 99% 100% 99,75% 99,67% Hiệu xuất xử lý  Từ kết tính tốn đƣợc phía trên, ta xử lý Excell, số liệu hình 3.4 để dễ dàng thấy đƣợc thay đổi mà đƣa nhận xét xác GVDH: Ths Trần Duy Hải SVTH: Phan Việt Dũng 55 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nghiên cứu khả hấp phụ Cr6+ mụn dừa Biểu đồ hiệu suất xử lý Cr6+ theo nồng độ điều kiện pH=2 ; 35˚C Hiệu suất xử lý (%) 100 95 50mg/l 90 100mg/l 200mg/l 85 300mg/l 80 15 25 35 45 Thời gian hấp phụ (phút) Hình 3.4 Biểu đồ hiệu suất xử lý Cr6+ theo nồng độ điều kiện pH = 2; 35˚C - Kết thí nghiệm cho ta thấy , mơi trường pH = 35˚C, chuẩn làm việc nồng độ 50mg/l, 100mg/l, 200mg/l, khả hấp phụ mụn dừa Cr6+ 95% khoảng thời gian từ – 45 phút với nồng độ chất hấp phụ không thay đổi (1g/50ml) Với chuẩn làm việc 300mg/l khả hấp phụ mụn dừa tốt dao động từ 85 – 97% khoảng thời gian từ – 45 phút Từ kết ta kết luận điều kiện nhiệt độ 35˚C, pH = mụn dừa loại bỏ dường hồn tồn Cr6+ nồng độ từ 50 – 200mg/l khoảng thời gian phút lắc tốc độ 200 vòng/phút Đối với nồng độ 300mg/l sau thời gian 45 phút lắc tốc độ 200 vòng/phút Cr6+ bị hấp phụ gần hoàn toàn Kết cho ta thấy nhiệt độ 35˚C hiệu hấp phụ có tăng lên so với 30˚C, ta giải thích nhiệt độ tăng lên, phản ứng hóa học xảy nhanh trình hoạt động xảy mạnh mẽ hơn, đồng thời nhiệt độ tăng làm cho mụn dừa trương nở làm tăng khả hấp phụ lên Để tiếp tục nghiên cứu tác dụng nhiệt độ, ta nâng nhiệt độ thí nghiệm lên 40˚C thí nghiệm kết thể bảng 3.7 GVDH: Ths Trần Duy Hải SVTH: Phan Việt Dũng 56 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nghiên cứu khả hấp phụ Cr6+ mụn dừa Bảng 3.7 Kết khảo sát ảnh hƣởng nhiệt độ đến khả hấp phụ Cr6+ mụn dừa điều kiện: t˚ = 40˚C; pH = 2; k = 50 Thời gian hấp phụ 50 mg/l 100 mg/l 200 mg/l 300mg/l phút 0,01 0,00 0,1 0,59 C (mg/l) 0,0017 0,0008 0,0678 0,4398 Abs 0,5 29,5 C.k (mg/l) 99% 100% 97,5% 90,16% Hiệu xuất xử lý 0,00 0,02 0,03 0,16 C (mg/l) -0,0053 0,0131 0,0174 0,1200 Abs 1,5 C.k (mg/l) 100% 99% 99,25% 97,3% Hiệu xuất xử lý 0,02 0,02 0,02 0,07 C (mg/l) 0,0122 0,0100 0,0102 0,0452 Abs 1 3,5 C.k (mg/l) 98% 99% 99,5% 98,83% Hiệu xuất xử lý 0,00 0,00 0,00 0,01 C (mg/l) -0,0022 -0,0030 -0,0006 0,00 Abs 0 0,5 C.k (mg/l) 100% 100% 100% 99,83% Hiệu xuất xử lý 0,01 0,01 -0,00 0,0063 C (mg/l) 15 phút 25 phút 35 phút 45 phút GVDH: Ths Trần Duy Hải SVTH: Phan Việt Dũng 57 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nghiên cứu khả hấp phụ Cr6+ mụn dừa 0,0005 0,0021 -0,0049 -0,0001 Abs 0,5 0,5 0,315 C.k (mg/l) 99% 99,5% 100% 99,9% Hiệu xuất xử lý  Từ kết tính tốn đƣợc phía trên, ta xử lý Excell số liệu hình 3.5 để dễ dàng thấy đƣợc thay đổi mà đƣa nhận xét xác Biểu đồ hiệu suất xử lý Cr6+ theo nồng độ điều kiện pH=2 ; 40˚C 100 99 Hiệu suất xử lý (%) 98 97 96 50mg/l 95 100mg/l 94 200mg/l 93 300mg/l 92 91 90 15 25 35 45 Thời gian hấp phụ (phút) Hình 3.5: Biểu đồ hiệu suất xử lý Cr6+ theo nồng độ điều kiện pH = 2; 40˚C - Kết thí nghiệm cho ta thấy , mơi trường pH = 40˚C, chuẩn làm việc nồng độ 50mg/l, 100mg/l, 200mg/l, khả hấp phụ mụn dừa Cr6+ 97% khoảng thời gian từ – 45 phút với nồng độ chất hấp phụ không thay đổi (1g/50ml) Với chuẩn làm việc 300mg/l khả hấp phụ mụn dừa tốt dao động từ 90 – 99,9% khoảng thời gian từ – 45 phút - Từ kết ta kết luận điều kiện nhiệt độ 40˚C, pH = mụn dừa loại bỏ dường hoàn toàn Cr6+ nồng độ từ 50 – 200mg/l khoảng thời gian phút lắc tốc độ 200 vòng/phút Đối với nồng độ 300mg/l sau thời gian 45 phút lắc tốc độ 200 vòng/phút Cr6+ bị hấp phụ gần hoàn toàn Kết GVDH: Ths Trần Duy Hải SVTH: Phan Việt Dũng 58 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nghiên cứu khả hấp phụ Cr6+ mụn dừa cho ta thấy hiệu hấp phụ môi trường nhiệt độ 40˚C tốt so với môi trường 30C 35˚C Điều thể chuẩn làm việc 300mg/l Ở 30˚C hiệu hấp phụ từ phút thứ tới phút thứ 45 (83% - 97%), nhiệt độ 35˚C hiệu hấp phụ từ phút thứ tới phút thứ 45 (85% - 99%), nhiệt độ 40˚C hiệu hấp phụ từ phút thứ tới phút thứ 45 (90% - 99%) Kết cho ta thấy nhiệt độ tăng lên phản ứng hóa học xảy nhanh hơn, độ trương nở mụn dừa lớn làm cho khả hấp phụ Cr6+ tốt hơn, kết cho thấy nhiệt độ 40˚C hiệu xử lý Cr6+ mụn dừa tốt GVDH: Ths Trần Duy Hải SVTH: Phan Việt Dũng 59 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nghiên cứu khả hấp phụ Cr6+ mụn dừa KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 1.Kết luận:  Qua q trình thực đề tài khóa luận: “Nghiên cứu khả xử lý Cr6+ nước vật liệu hấp phụ chế tạo từ mụn dừa tươi’’ thu số kết sau: + Đã chế tạo vật liệu hấp phụ từ mụn dừa tươi + Khảo sát khả hấp phụ vật liệu hấp phụ ion Cr6+ Kết cho thấy mụn dừa có khả hấp phụ Cr6+ tốt + Khảo sát ảnh hưởng pH đến khả hòa tan thành phần mụn dừa khảo sát ảnh hưởng thời gian đến khả hòa tan thành có mụn dừa cho thấy pH = 10 sau ngâm 20h cho kết hòa tan loại bỏ tốt + Khảo sát khả hấp phụ mụn dừa sau ngâm chất hoạt hóa ta thấy chất hoạt hóa tốt H2SO4 nồng độ 1N ngâm 5h tốt + Khả hoạt hóa muối Cl- khơng tốt H2SO4 + Khảo sát khả hấp phụ mụn dừa trước hoạt hóa ta thấy mụn dừa sau hoạt hóa cho kết hấp phụ tốt + Khảo sát ảnh hưởng pH đến khả hấp phụ Cr6+ mụn dừa cho ta thấy môi trường pH = cho ta kết hấp phụ tốt pH = + Khảo sát ảnh hưởng nồng độ Cr6+ ban đầu đến khả hấp phụ Cr6+ mụn dừa theo điều kiện nhiệt độ ta nhận thấy hiệu suất xử lý mụn dừa ổn định từ 80 – 100% phút ban đầu nồng độ Cr6+ từ 50 – 200mg/l Đối với Nồng độ ban đầu 300 mg/l Ở nhiệt độ thường 30˚C sau phút đạt hiệu suất 80% sau đạt hiệu suất gần 99%, nhiệt độ 35˚C sau phút đạt hiệu suất 85% sau đạt hiệu suất gần 99%, nhiệt độ 40˚C sau phút đạt hiệu suất 90% sau đạt hiệu suất gần 99% 2.Kiến nghị: - Do nhiều hạn chế thời gian, điều kiện công nghệ khả nắm bắt sinh viên đề tài nhiều thiếu sót Vậy nên em xin đưa vài đề suất cho nghiên cứu tiếp theo: + Tiếp tục nghiên cứu khả giải hấp để tái sử dụng vật liệu + Nghiên cứu khả xử lý kim loại khác mụn dừa + Ứng dụng mụn dừa để xử lý nước thải kim loại nặng thực tế GVDH: Ths Trần Duy Hải SVTH: Phan Việt Dũng 60 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nghiên cứu khả hấp phụ Cr6+ mụn dừa TÀI LIỆU THAM KHẢO 1.Lê Lan Anh, Vũ Đức Lợi, Nguyễn Bích Diệp Và Ccs (2007), Phân Tích Dạng Cr6+ Trong Đất Và Trầm Tích Bằng Phương Pháp Hấp Phụ Nguyên Tử, Tạp Chí Phân Tích Hóa, Lý Và Sinh Học 12(1), Tr59- 62 2.Lê Huy Bá, Độc Học Môi Trường, Nhà Xuất Bản Đại Học Quốc Gia Tphcm, 2000 3.Lê Văn Cát, Hấp Phụ Và Trao Đổi Ion Trong Kỹ Thuật Xử Lý Nước Thải, Nxb Thống Kê Hà Nội, 2002 4.Nguyễn Tinh Dung, Hóa Học Phân Tích Phần 3: Các Phương Pháp Định Lượng Hóa Học, Nxb Giáo Dục Hà Nội, 2002 5.Nguyễn Đăng Đức, Hóa Học Phân Tích, Đại Học Thái Nguyên, 2008 6.Phạm Luận, Phương Pháp Phân Tích Phổ Nguyên Tử, Nxb Đại Học Quốc Gia Hà Nội, 2006 7.Hoàng Nhâm, Hóa Vơ Cơ Tập 3, Nhà Xuất Bản Hà Nội, 2001 8.Trần Văn Nhân, Ngơ Thị Nga, Giáo Trình Công Nghệ Xử Lý Nước Thải, Nhà Xuất Bản Khoa Học Kỹ Thuật Hà Nội, 2002 9.Hồ Viết Quý, Các Phương Pháp Phân Tích Cơng Cụ Trong Hóa Học Hiện Đại, 2007 10.Trịnh Tịnh Thanh, Độc Học Môi Trường Sức Khỏe Con Người, Nhà Xuất Bản Đại Học Quốc Gia Hà Nội, 2001 11.Nguyễn Đức Vận, Hóa Vơ Cơ Tập 2, Các Loại Kim Loại Điển Hình, Nhà Xuất Bản Khoa Học Kỹ Thuật Hà Nội, 2014 12.Tiêu Chuẩn Việt Nam 2011 13.Vu Duc Loi, Le Lan Anh, Trinh Anh Duc, Trinh Xuan Gian, Pham Gia Mon, Tran Van Huy, Nguyen Quoc Thong, A.Boudou, M.Sakamoto, (2005) Contamination By Cadium And Mercury Of The Water, Sedimetn And Biological Component Of Hydrosystem Around Ha Noi Proceeding Of Nimd Forum (2006) Minamata, Kumatomo Prefecture, Japan, pp 29 – 35 14.Vu Duc Loi, Le Lan Anh, Trinh Anh Duc, Trinh Xuan Gian, Pham Gia Mon, Tran Van Huy, Sakatomo And Hyrokasu Akagi, (2008) Speciation Of Mercury In Human Hair Blood And Urine Proceeding Of International Conference On Occasion Of 30th Anniversary Of The Institute Of Chemistry 15.J.Kota, Z.Stasicka Chromium Occurrence In The Environment And Methods Of Its Speciation, Environmental Pollution, Volume 107, Issue 3, Pages 263 – 283 GVDH: Ths Trần Duy Hải SVTH: Phan Việt Dũng 61 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nghiên cứu khả hấp phụ Cr6+ mụn dừa 16.Mykola (1999), Reddad (2002) 17.S.R.Shukla, Roshan S Pai, Amait D Shendarkar 18.TAPPI 1988 (Technical Association Of The Pulp And Paper Industry) 19.V.Gomez, M.P.Callao, (2006), Chromium Determination And Speciation Since 2000, Trac Trend In Analytical Chemistry Volume 25, Issue 10, Pages 1006 - 1015 GVDH: Ths Trần Duy Hải SVTH: Phan Việt Dũng 62 ... 44 3.1.Kết khảo sát chất tan mụn dừa thô 44 3.2.Khảo sát ảnh hƣởng tác nhân hoạt hóa đến khả hấp phụ Cr6+ mụn dừa 46 3.2.1.Khảo sát khả hấp phụ Cr6+ mụn dừa trƣớc hoạt... điều kiện hấp phụ 50 3.3.1.Ảnh hƣởng pH đến khả hấp phụ Cr6+ mụn dừa 50 3.3.2.Kết khảo sát ảnh hƣởng nồng độ Cr6+ ban đầu đến khả hấp phụ Cr6+ mụn dừa 51 3.3.3.Kết khảo sát... NGHIỆP Nghiên cứu khả hấp phụ Cr6+ mụn dừa - Phần lớn chất hữu tồn nước dạng phân tử trung hòa, bị phân cực Do q trình hấp phụ vật liệu hấp phụ chất hữu chủ yếu theo chế hấp phụ vật lý Khả hấp phụ