Động học quá trình hấp phụ fe3+ trên vật liệu hấp thu tổng hợp từ bã chè

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI ===o0o=== NGUYỄN THỊ NHUNG ĐỘNG HỌC QUÁ TRÌNH HẤP PHỤ 3+ Fe TRÊN VẬT LIỆU HẤP THU TỔNG HỢP TỪ BÃ CHÈ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên ngành: Hóa lý HÀ NỘI - 2018 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI ===o0o=== NGUYỄN THỊ NHUNG ĐỘNG HỌC QUÁ TRÌNH HẤP PHỤ 3+ Fe TRÊN VẬT LIỆU HẤP THU TỔNG HỢP TỪ BÃ CHÈ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên ngành: Hóa lý Người hướng dẫn khoa học ThS TRẦN QUANG THIỆN HÀ NỘI - 2018 LỜI CẢM ƠN Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới thầy ThS Trần Quang Thiện suốt thời gian vừa qua hướng dẫn tận tình giúp đỡ em hồn thành tốt khóa luận Em xin chân thành cảm ơn thầy cô Ban Giám hiệu, Ban chủ nhiệm khoa Hóa học trường đại học sư phạm Hà Nội tạo điều kiện sở vật chất giúp đỡ em suốt trình học tập trường Em muốn tỏ lòng biết ơn đến gia đình, anh chị em người thân ln tin tưởng động viên tạo điều kiện thuận lợi mặt để em hồn thành tốt khóa luận Trong q trình thực khố luận cố gắng chắn tránh thiếu sót Vì em mong nhận góp ý thầy bạn Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2018 Sinh viên Nguyễn Thị Nhung MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục tiêu nghiên cứu Nội dung nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Bã chè 1.1.1 Tổng quan bã chè 1.1.2 Thành phần hóa học chè 1.2 Polyaniline (PANi) 1.2.1 Cấu trúc phân tử PANi 1.2.2 Phương pháp tổng hợp PANi 1.2.3 Một số ứng dụng 1.3 Tình hình ô nhiễm kim loại nặng Việt Nam 1.4 Hấp phụ 1.4.1 Khái niệm 1.4.3 Hiệu suất hấp phụ (H) 1.4.4 Phương trình hấp phụ đẳng nhiệt 1.4.4.1 Khái niệm 1.4.4.2 Phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Freundlich 10 1.4.4.3 Phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir 12 1.5 Động học hấp phụ 14 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 16 2.1 Thực nghiệm 16 2.1.1 Hóa chất, dụng cụ, thiết bị thí nghiệm 16 2.1.1.1 Hóa chất 16 2.1.1.2 Dụng cụ 16 2.2 Phương pháp nghiên cứu 17 2.2.1 Phương pháp phổ hồng ngoại IR 17 2.2.2 Phương pháp soi kính hiển vi quét SEM 17 2.2.3 Phương pháp đo phổ hấp thụ AAS 18 2.2.3.1 Nguyên tắc phương pháp 18 2.2.3.2 Phương trình phép đo phổ hấp thụ nguyên tử 19 2.2.3.3 Ưu, nhược điểm pương pháp 20 2.3 Tổng hợp vật liệu hấp thu 21 2.3.1 Xử lý bã chè trước tổng hợp 21 2.3.2 Tổng hợp vật liệu hấp thu 21 3+ 2.3.3 Khả hấp phụ vật liệu ion Fe 23 2.3.3.1 Khảo sát ảnh hưởng thời gian hấp phụ ion kim loại nặng vật liệu tổng hợp 23 2.3.3.2 Khảo sát biến đổi nồng độ ion kim loại nặng hấp phụ vật liệu tổng hợp 23 2.3.3.3 Khảo sát ảnh hưởng pH hấp phụ ion kim loại nặng vật liệu tổng hợp 23 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 24 3.1 Tổng hợp vật liệu 24 3.1.1 Phổ hồng ngoại IR 24 3.1.2 Kết phân tích SEM 25 3.2 Khả xử lý ion kim loại nặng 26 3.2.1 Ảnh hưởng thời gian 26 3.2.2 Ảnh hưởng nồng độ ban đầu, C0 28 3.2.3 Ảnh hưởng pH 29 3.3 Nghiên cứu mơ hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir 30 KẾT LUẬN 33 TÀI LIỆU THAM KHẢO 34 DANH MỤC VIẾT TẮT Chữ viết tắt Tên tiếng Việt AAS Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử Atomic Absorption Spectrometric Phương pháp phổ hồng ngoại IR Infrared IR Tên tiếng Anh spectroscopy SEM Phương pháp kính hiển vi điện tử quét Scanning Electron Microscop ANi Anilin Aniline PANi Polyanilin Polyaniline BC PANi - BC PPNN Bã chè Polyanilin - bã chè Phụ phẩm nơng nghiệp DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Tên hình Trang Hình 1.1 Cấu trúc phân tử PANi Hình 1.2 Đồ thị phụ thuộc lgq vào lg C 11 Hình 1.3 Đường hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir 13 Hình 1.4 Đồ thị phụ thuộc C/q vào C 13 Hình 1.5 Đồ thị phụ thuộc lg(qe - qt) vào t 15 Hình 3.1 Phổ hồng ngoại vật liệu: PANi, BC, PANi - BC 24 Hình 3.2 Phổ SEM mẫu PANi, BC, PANi - BC 25 Hình 3.3a Ảnh hưởng thời gian đến dung lượng hấp phụ ion 3+ Fe vật liệu Hình 3.3b Ảnh hưởng thời gian đến hiệu suất hấp phụ ion Fe vật liệu 26 3+ 3+ 27 Hình 3.4 Ảnh hưởng thời gian đến nồng độ hấp phụ ion Fe vật liệu Hình 3.5 Ảnh hưởng nồng độ ban đầu đến nồng độ cân hiệu suất vật liệu 28 Hình 3.6 Ảnh hưởng nồng độ ban đầu đến dung lượng hấp phụ vật liệu 29 Hình 3.7 Ảnh hưởng pH đến nồng độ cân dung lượng hấp phụ vật liệu 29 Hình 3.8 Ảnh hưởng pH đến dung lượng hấp phụ vật liệu 30 Hình 3.9 Mơ hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir 31 Hình 3.10 Mối quan hệ tham số RL với nồng độ chất bị hấp 3+ thu ban đầu (C0) ion Fe 27 32 DANH MỤC CÁC BẢNG Tên bảng Trang Bảng 1.1 Một số dạng phương trình hấp phụ đẳng nhiệt 10 Bảng 1.2 Mối tương quan RL dạng mơ hình 14 Bảng 3.1 Giá trị số sóng mẫu: PANi, BC, PANi - BC 25 Bảng 3.2 Các thơng số mơ hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir 32 3+ vật liệu hấp thu PANi - BC ion Fe MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Nước nguồn tài ngun vơ q giá người Nó chi phối đến hoạt động sống Không vậy, nước nơi sinh sống hàng nghìn lồi sinh vật khác tự nhiên Tuy nhiên bùng nổ mạnh dân số với tốc độ cơng nghiệp hóa - đại hóa, kéo theo phát triển ngành công nghiệp hóa chất, luyện kim, khai thác khống sản… khiến cho nguồn nước sinh hoạt bị ô nhiễm trầm trọng Theo nghiên cứu nay, số hàm lượng kim loại nặng có nước mức báo động quy định cho phép Những kim loại thải thâm nhập vào môi trường đất nước, khơng khí… Con người tiếp xúc trực tiếp với kim loại nặng nhiều dạng thức khác Các kim loại nặng tồn tự nhiên có xu hướng tích tụ hệ thống sinh học Sắt số kim loại cần thiết cho sống, nhiên hàm lượng sắt vượt mức quy định cho phép 0,5mg/l khiến cho nước thường có mùi khó chịu, chứa nhiều cặn bẩn màu vàng (kết tủa hydroxit sắt (III)), màu đục, gây ảnh hưởng xấu tới chất lượng sống Đã có nhiều phương pháp sử dụng để tách ion kim loại nặng khỏi môi trường như: Phương pháp lý học (phương pháp làm thống,…), phương pháp hóa học, phương pháp sinh học, phương pháp hóa lý (phương pháp hấp phụ, phương pháp trao đổi ion,…) phương pháp hấp phụ phương pháp sử dụng phổ biến nhiều ưu điểm so với phương pháp khác Trong năm trở lại đây, sử dụng polyanilin kết hợp với phụ 3+ phẩm nông nghiệp tạo vật liệu có khả hấp phụ ion kim loại Fe Theo hướng giúp tiết kiệm mặt kinh tế hiệu mà đem lại Vì lý em lựa trọn đề tài: “Động học trình hấp phụ Fe vật liệu hấp thu tổng hợp từ bã chè” 3+ Mục tiêu nghiên cứu Nghiên cứu động học trình hấp phụ ion Fe 3+ xử lý ion kim loại Fe vật liệu hấp phụ 3+ đánh giá khả Nội dung nghiên cứu - Tổng hợp vật liệu hấp phụ từ polyanilin phụ phẩm nông nghiệp bã chè 3+ - Đánh giá khả hấp phụ ion Fe bã chè vật liệu hấp thu điều chế từ Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp phổ hồng ngoại (IR) xác định vị trí vân phổ - Phương pháp kính hiển vi điện tử quét (SEM) xác định hình dạng, cấu trúc bề mặt vật liệu - Phương pháp đo phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) xác định hàm lượng ion nguyên tử trước sau hấp phụ Đối tượng nghiên cứu - Vật liệu hấp phụ - Ion kim loại nặng - Các yếu tố ảnh hưởng đến khả hấp phụ vật liệu hấp thu: nồng độ ban đầu chất bị hấp phụ, thời gian hấp phụ, môi trường pH Ý nghĩa khoa học thực tiễn Tổng hợp vật liệu PANi, PANi -BC hấp phụ ion kim loại nặng 3+ Fe nước thải với nguồn nguyên liệu tổng hợp có sẵn, phong phú, vật liệu thân thiện với môi trường Do phép đo có độ nhạy cao, nhiễm bẩn có ý nghĩa kết phân tích hàm lượng vết Đòi hỏi dụng cụ phải sẽ, hóa chất có độ tinh khiết cao Mặt khác, trang thiết bi máy móc tinh vi, phức tạp nên cần tới am hiểu, thành thạo vận hành bảo dưỡng máy cán làm phân tích Một nhược điểm phương pháp phân tích cho ta biết thành phần nguyên tố mà không trạng thái liên kết ngun tố mẫu phân tích 2.3 Tổng hợp vật liệu hấp phụ 2.3.1 Xử lý bã chè trước tổng hợp Nghiên cứu xử lý bã chè trước tổng hợp tiến hành qua bước: o Bước 1: Ngâm bã chè thu thập nước ấm khoảng 80 C thời gian 30 phút Lặp lại nhiều lần màu nước bã chè nhạt dần Tiếp tục ngâm bã chè thời gian tiếng Bước 2: Bã chè sau ngâm đủ thời gian tiếng, lọc bỏ phần nước Lấy 10ml axit HCl 0,1N định mức 500ml cho vào chậu thủy tinh, đổ bã chè vào trộn đều, tiếp tục ngâm thời gian tiếng Bước 3: Sau ngâm đủ thời gian tiếng bước 2, lọc bỏ phần nước Tiếp tục cho 20ml axeton vào bã chè, trộn Bước 4: Đổ phần bã chè trộn với axeton vào khay Đem sấy o nhiệt độ 100 C thời gian - tiếng để loại bỏ nước Bước 5: Bã chè sau sấy bước có màu xanh đen mang say nhỏ dùng rây tách bỏ tạp chất, kích thước vật liệu tổng hợp thu sau rây cỡ μm 2.3.2 Tổng hợp vật liệu hấp phụ Vật liệu tổng hợp PANi - BC tiến hành qua bước: Bước 1: Pha dung dịch (NH4)2S2O8 0,2M Cân 45,6g chất rắn (NH4)2S2O8 99,5% cho vào bình định mức 1000ml, tiếp tục cho 400ml nước cất vào bình, khuấy cho chất rắn tan hết, sau định mức đến vạch 1000ml Bước 2: Pha dung dịch H2SO4 0,5M Lấy 400ml nước cất vào bình định mức 1000ml, cho tiếp 27,2ml axit H2SO4đặc 98% vào bình, lắc Tiếp tục cho nước cất vào bình định mức đến 1000ml Bước 3: Pha dung dịch Anilin 0,25M + H2SO4 0,5M Lấy 200ml H2SO4 0,5M vào cốc có chia vạch 1000ml, định mức đến 500ml Tiếp tục cho 23ml Anilin 0,5M vào cốc định mức đến 1000ml Bước 4: Tổng hợp PANi Lấy 500ml hỗn hợp PANi 0,25M + H2SO4 0,5M vào cốc có chia vạch 1000ml, đem khuấy máy khuấy từ, tốc độ khuấy 200 vòng/phút Trong thời gian15 phút nhỏ từ từ 100ml (NH4)2S2O8 vào hỗn hợp dung dịch trên, dung dịch cốc chuyển từ màu vàng nhạt sang màu đen, tiếp tục nhỏ hết, thời gian khuấy tiếng Sau đem lọc, thu phần chất rắn có màu đen Cho hỗn hợp dung dịch axeton, methanol, H2O (theo tỉ lệ thể tích(ml): o 2:1:1) vào phần chất rắn đem sấy khô nhiệt độ 60 C thời gian tiếng, để loại bỏ nước Chất rắn thu để nguội, đem dã nhỏ bảo quản bình hút ẩm Bước 5: Tổng hợp PANi - Chè Lấy 500 ml (anilin 0,25 M + H2SO4) vào cốc có chia vạch 1000ml Cân 50g bã chè xử lý cho vào hỗn hợp trên, khuấy máy khuấy từ, tốc độ khuấy 200 vòng/phút Nhỏ từ từ 100 ml (NH4)2S2O8 0,05 M vào hỗn hợp hết, tiếp tục khuấy thời gian tiếng Sau đem lọc, thu phần chất rắn có màu xanh đen Cho hỗn hợp dung dịch axetol, methanol, H2O (theo tỉ lệ thể tích (ml): o 2:1:1) vào phần chất rắn đem sấy khô nhiệt độ 60 C thời gian - tiếng, để loại bỏ nước Chất rắn thu để nguội, đem dã nhỏ bảo quản bình hút ẩm 2.3.3 Khả hấp phụ vật liệu ion Fe 3+ 2.3.3.1 Khảo sát ảnh hưởng thời gian hấp phụ ion kim loại nặng vật liệu tổng hợp 3+ Để khảo sát ảnh hưởng thời gian hấp phụ ion kim loại Fe , cố định nồng độ ban đầu dung dịch nghiên cứu có giá trị C0 = 20mg/l, khối 3+ lượng vật liệu hấp phụ cố định (m = 0,5g), khối lượng ion Fe (m = 0,005g), pH dung dịch (pH = 7), khuấy hỗn hợp với tốc độ 100 vòng/phút, thời gian khuấy thời gian ngâm Khảo sát thời gian hấp phụ giá trị t = 30, 60, 90, 120,150 phút, sau trích mẫu phân tích 2.3.3.2 Khảo sát biến đổi nồng độ ion kim loại nặng hấp phụ vật liệu tổng hợp 3+ Để khảo sát biến đổi nồng độ hấp phụ ion kim loại Fe , cố định 3+ khối lượng vật liệu hấp phụ (m = 0,5g), khối lượng ion Fe (m = 0,005g), pH dung dịch (pH = 7), Thời gian cố định 120 phút , khuấy hỗn hợp với tốc độ 100 vòng/phút, thời gian khuấy thời gian ngâm, sau trích mẫu phân tích Thay đổi nồng độ ban đầu dung dịch nghiên cứu có giá trị C0 = 10, 20, 30, 40, 50 (mg/l) 2.3.3.3 Khảo sát ảnh hưởng pH hấp phụ ion kim loại nặng vật liệu tổng hợp 3+ Để khảo sát ảnh hưởng pH hấp phụ ion kim loại Fe , cố định nồng độ ban đầu dung dịch nghiên cứu có giá trị C0 = 20 (mg/l), khối 3+ lượng vật liệu hấp phụ cố định (m = 0,5g), khối lượng ion Fe (m = 0,003g), thời gian cố định 120 phút, khuấy hỗn hợp với tốc độ 100 vòng/phút, thời gian khuấy thời gian ngâm, sau trích mẫu phân tích Thay đổi mơi trường pH dung dịch với giá trị pH = 3, 5, CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Nghiên cứu cấu trúc hình thái học vật liệu 3.1.1 Phổ hồng ngoại IR Kết phân tích phổ IR vật liệu PANi, BC, PANi - BC giới thiệu hình 3.1 % Transmlttance 250 PANi - BC 200 BC 150 PANi 100 50 750 1500 2250 3000 3750 -1 Wavenumbers (cm ) Hình 3.1 Phổ hồng ngoại vật liệu: PANi, BC, PANi - BC Bảng 3.1 Giá trị số sóng mẫu: PANi, BC, PANi - BC -1 Số sóng (cm ) Mẫu C-N C-H C-H C-O vòng thơm PANi 699 1158 1380 1548,21 1649 1745,77 2928,3 3449,4 BC 652 1039 1225,5 1379,82 1536 PANi - BC 577 1072 1181,3 1380,76 1632 1720,37 -N=quinoid=N- C=C C=O 1637 vòng thơm N-H 2925,5 3424 2916 3441 Kết phân tích IR cho thấy có xuất nhóm chức đặc trưng C-H, C-O, C-N vòng thơm, -N=quinoid=N-, C=C, C=O, C-H vòng thơm N-H PANi vật liệu hấp phụ PANi - BC 3.1.2 Kết phân tích SEM Kết phân tích SEM cho mẫu PANi, BC, PANi -BC giới thiệu hình 3.2 PANi BC PANi - BC Hình 3.2 Ảnh SEM mẫu PANi, BC, PANi - BC Kết phân tích cho thấy vật liệu thu có kích thước nhỏ, kích thước trung bình vật liệu cỡ 10 μm Chúng có cấu trúc dạng lớp xốp Tuy nhiên có mặt PANi mẫu PANi - BC có cấu trúc xốp 3.2 Khả xử lý ion kim loại nặng 3.2.1 Ảnh hưởng thời gian Kết nghiên cứu ảnh hưởng dung lượng, hiệu suất nồng độ 3+ ban đầu hấp phụ ion Fe theo thời gian vật liệu giới thiệu hình 3.3 hình 3.4 0,30 q (mg/g) 0,25 0,20 0,15 Chè PANi PANi - Chè 0,10 0,05 0,00 30 60 90 120 150 180 210 t (phút) 3+ Hình 3.3a Ảnh hưởng thời gian đến dung lượng hấp phụ ion Fe vật liệu Từ hình 3.3a ta thấy, khả hấp phụ tăng dần thời gian hấp phụ tăng Cụ thể là: khoảng thời gian từ → 120 phút dung lượng hấp phụ tăng tương đối mạnh từ 0,04 → 0,3 mg/g Sau khoảng thời gian 120 phút dung lượng hấp phụ ion vật liệu tiếp tục tăng không đáng kể (PANi BC từ 120 - 210 phút, q = 0,269 - 0,2645) 75 60 H (%) 45 Chè PANi PANi - Chè 30 15 30 60 90 120 150 180 210 t (phút) Hình 3.3b Ảnh hưởng thời gian đến hiệu suất hấp phụ ion Fe 3+ vật liệu Từ hình 3.3b ta thấy, khoảng thời gian khảo sát PANi - BC có hiệu suất hấp phụ tăng mạnh đạt giá trị từ 15 - 70 % Hiệu suất hấp phụ tăng nhanh khoảng thời gian từ → 120 phút tất vật liệu sau khoảng thời gian 120 phút hiệu suất tăng khơng đáng kể ( PANi - BC từ 120 - 210 phút, H% = 67,25 - 68,78%) Do vậy, tổng hợp kết cho thấy thời gian đạt cân hấp phụ 120 phút 18 Chè PANi PANi - Chè 15 Ct (mg/l) 12 30 60 90 120 150 180 210 t (phút) 3+ Hình 3.4 Ảnh hưởng thời gian đến nồng độ hấp phụ ion Fe vật liệu Quan sát hình 3.4 ta thấy, thời gian hấp phụ ion vật liệu tăng, nồng độ hấp phụ ion giảm mạnh từ 18 → mg/l Vật liệu PANi BC giảm mạnh 3+ Qua số liệu kết cho thấy trình hấp phụ ion Fe đạt tới trạng thái cân Vậy thời gian đạt cân hấp phụ trình 120 phút Kết sử dụng cho thí nghiệm 3.2.2 Ảnh hưởng nồng độ ban đầu, C0 Kết nghiên cứu ảnh hưởng nồng độ ban đầu đến khả hấp phụ thể hình 3.5 hình 3.6 BC PANi PANi - BC 28 52,5 H% Ct (mg/l) 35 21 14 45,0 37,5 BC PANi PANi - BC 30,0 22,5 10 20 30 40 C0 (mg/l) 50 10 20 30 40 50 Co (mg/l) Hình 3.5 Ảnh hưởng nồng độ ban đầu đến nồng độ cân hiệu suất hấp phụ vật liệu Sự phụ thuộc nồng độ chất bị hấp phụ hiệu suất trình hấp phụ vào nồng độ ban đầu chất bị hấp phụ thể hình 3.5 Từ kết ta thấy, tăng nồng độ ban đầu ion kim loại, nồng độ cân tăng, hiệu suất hấp phụ giảm q (mg/g) 0,5 BC PANi PANi - BC 0,4 0,3 0,2 0,1 12,5 25,0 37,5 C0 (mg/l) 50,0 Hình 3.6 Ảnh hưởng nồng độ ban đầu đến dung lượng hấp phụ vật liệu Khi tăng nồng độ ban đầu ion kim loại, dung lượng hấp phụ tăng lên Cụ thể: vật liệu BC có dung lượng tăng nhẹ đạt giá trị từ 0,0798 → 0,402 mg/g, tiếp đến dung lượng hấp phụ vật liệu PANi có giá trị từ 0,0987 → 0,4676 mg/g, vật liệu PANi - BC có dung lượng hấp phụ tăng mạnh đạt giá trị từ 0,0996 → 0,518 mg/g 3.2.3 Ảnh hưởng pH q (mg/g) Quá trình hấp phụ bị ảnh hưởng nhiều pH môi trường Sự thay đổi pH môi trường dẫn đến thay đổi chất chất hấp phụ, Kết nghiên cứu ảnh hưởng pH tới khả hấp phụ thể hình 3.7 3.8 0,25 0,20 0,15 BC PANi PANi - BC 0,10 0,05 pH Hình 3.7 Ảnh hưởng pH đến nồng độ cân dung lượng hấp phụ vật liệu Ảnh hưởng pH đến nồng độ cân dung lượng hấp phụ vật liệu thể hình 3.7 Ta thấy, môi trường hấp phụ tăng từ → 5, nồng độ cân giảm, dung lượng hấp phụ tăng Khi pH > 5, nồng độ cân tăng dung lượng hấp phụ giảm H% 60 40 BC PANi PANi - BC 20 3,0 4,5 pH 6,0 7,5 Hình 3.8 Ảnh hưởng pH đến dung lượng hấp phụ vật liệu Từ kết ta thấy, thay đổi môi trường pH, pH = thể hình 3.8, pH có giá trị lớn hiệu suất vật liệu giảm nhanh 3+ Như nói mơi trường tốt để hấp phụ ion Fe liệu tổng hợp môi trường axit có pH = vật 3.3 Nghiên cứu mơ hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir Tiến hành khảo sát cân hấp phụ theo mơ hình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir Kết thể hình 3.9 C/q (g/l) 46 y = 0,33873x + 38,71611 R2 = 0,97793 44 42 C/q 40 10 15 20 C (mg/l) 25 Hình 3.9 Mơ hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir 3+ Từ hình 3.9 ta thấy, ion Fe hấp phụ vật liệu gốc PANi - BC theo mơ hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir, phụ thuộc C/q vào nồng độ C cho thấy phụ thuộc tuân theo quy luật tuyến tính phương trình y = 0,33873x + 38,71611, với hệ số tương quan R = 0,97793, qmax = 2,952 mg/g KL = 0,0087 l/mg Mối quan hệ C0 KL thể bảng 3.2 hình 3.10 Bảng 3.2 Các thơng số mơ hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir 3+ vật liệu hấp thu PANi - BC ion Fe C0 (mg/l) KL (l/mg) RL 10 0,9195 20 0,8506 30 0,0087 0,7919 40 0,7434 50 0,6937 0.95 PANi- BC 0.90 RL 0.85 0.80 0.75 0.70 10 20 30 40 C0 (mg/l) 50 Hình 3.10 Mối quan hệ tham số RL với nồng độ chất bị hấp phụ ban 3+ đầu (C0) ion Fe Từ bảng hình ta thấy, tham số RL phụ thuộc vào nồng độ ban đầu chất bị hấp phụ C0, C0 tăng giá trị RL dần 0, nghĩa nồng độ ban đầu chất hấp phụ tăng mơ hình có xu hướng tiến dần 3+ đến mơ hình khơng thuận nghịch Đối với ion kim loại Fe tn theo mơ hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir, thể giá trị thông số phù hợp với mơ C0 = 10 → 50 mg/l, qmax = 2,952 mg/g, KL = 0,00 l/mg RL = 0,9195 → 0,6937 giảm tương ứng với giá trị C0 KẾT LUẬN Sau trình thực khóa luận với đề tài “Động học q trình hấp 3+ phụ Fe vật liệu hấp thu tổng hợp từ bã chè” em thu số kết thực nghiệm sau:  ã tổng hợp thành công vật liệu PANi, PANi - BC phương Đ pháp hóa học với có mặt chất oxi hóa amonipesunfat 3+  Đã khảo sát khả hấp phụ ion Fe vật liệu PANi, BC, PANi - BC kết cho thấy khả hấp phụ vật liệu PANi – BC đối 3+ với ion Fe tốt Động học trình hấp phụ tn theo mơ hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir với phương trình phụ thuộc y = 0,33873x + 38,726 , R = 0,97793 , qmax= 2,952 mg/g , KL = 0,0087 l/mg TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Phan Thị Bình, Điện hóa ứng dụng, Nxb Giáo dục, 2006 [2] Dương Quang Huấn, Nghiên cứu chế tạo polyanilin dẫn điện, định hướng ứng dụng xử lý mơi trường, Luận án Tiến sĩ hóa học, Viện Hóa học Cơng nghiệp, 2012 [3] Phạm Luận, Phương pháp phân tích phổ nguyên tử, NXB đại học quốc qua Hà Nội [4] Từ Văn Mặc, Phân tích hóa lý - Phương pháp phổ nghiệm nghiên cứu cấu trúc phân tử, NXB khoa học kỹ thuật Hà Nội [5] Nguyễn Thị Kim Oanh, Tổng hợp vật liệu compozit PANi - Bã chè - Bã 2+ cafe định hướng xử lý môi trường ô nhiễm ion Mn , Luận văn tốt nghiệp đại học, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2, 2017 [6] Nguyễn Hữu Phú, Hóa lý - Hóa keo, NXB Khoa học Kỹ thuật Hà Nội [7] Bùi Minh Quý, Nghiên cứu tổng hợp compozit PANi phụ phẩm nông nghiệp để xử lý kim loại nặng Pb (II), Cr (VI) Cd (II), Luận án tiến sĩ, Viện Hóa Học - Viện Hàn Lâm Khoa Học Công Nghệ Việt Nam, 2015 [8] Vũ Thị Phương Thanh, Nghiên cứu điều kiện tối ưu, đánh giá hàm lượng crom nước phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử, Luận văn tốt nghiệp đại học, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2, 2010 [9] Đặng Văn Thành, Đỗ Trà Hương, Hà Ngọc Nghĩa, Nguyễn Ngọc Minh, Chế tạo chất hấp phụ từ bã chè ứng dụng cho chất hấp phụ thuốc diệt cỏ 2,4-dicholorophenenoxyaxetic axit mơi trường nước, Tạp chí khoa học, Trường Đại học Y dược Thái Nguyên, 2016 [10] Trần Quang Thiện, Tổng hợp nghiên cứu tính chất điện hóa vật liệu lai ghép oxit vơ với polime dẫn TiO2 PANi, Luận án thạc sĩ, Đại học Sư phạm Hà Nội 2+ [11] Mai Thị Tuyến, Nghiên cứu trình hấp phụ Pb vật liệu hấp phụ compozit polianilin vỏ lạc sau hoàn nguyên, Luận văn tốt nghiệp đại học, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2, 2013 2+ [12] Trần Thị Xuyên, Nghiên cứu trình hấp phụ Cd vật liệu hấp phụ compozit PANi vỏ trấu sau hoàn nguyên, Luận văn tốt nghiệp đại học, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2, 2017 Tiếng Anh [13] Yu Sheng, Jian - ding Chen, De - qin Zhu, Christian Carrot, Jacques Juliet (2004), Synthesis of conductive polyaniline via oxidation MnO2, Chinese Joural of Polyme Science, 269-277 [14] Zhi Chen, Cristian Della Pina,Ermelinda Falletta, Michele Rossy (2009), A green route to conducting polyaniline by copper catalysis, J of Catalysis, 93-96, 267 [15] J Stejskal, R.G.Gilbert (2002), Polyaninline: Preparation of a conducting polymer, Pure Appl Chem, 857-867 Trang Web [16] http://luanan.nlv.gov.vn/luanan?a=d&d=TTcFlGyLWmmO2012.1.1&e= vi-20- -1 img-txIN [17] https://danhtra.com/thanh-phan-hoa-hoc-cua-tra/ [18] http://luanvan.co/luan-van/nghien-cuu-hinh-thai-cau-truc-va-dac-tinhdien-hoa-cua-polyaniline-tong-hop-bang-con-duong-dien-hoa-36459/ [19] http://redstarvietnam.com/gioi-thieu-ve-kinh-hien-vi-dien-tu-quetsem.html [20] https://baigiang.violet.vn/present/show/entry_id/2694532 [21] http://doc.edu.vn/tai-lieu/tieu-luan-tong-quan-ve-o-nhiem-sat-vamangan-trong-nguon-nuoc-cong-nghe-xu-ly-phuc-vu-cap-nuoc-11417/ ... hấp thu tổng hợp từ bã chè 3+ Mục tiêu nghiên cứu Nghiên cứu động học trình hấp phụ ion Fe 3+ xử lý ion kim loại Fe vật liệu hấp phụ 3+ đánh giá khả Nội dung nghiên cứu - Tổng hợp vật liệu hấp. .. lý bã chè trước tổng hợp 21 2.3.2 Tổng hợp vật liệu hấp thu 21 3+ 2.3.3 Khả hấp phụ vật liệu ion Fe 23 2.3.3.1 Khảo sát ảnh hưởng thời gian hấp phụ ion kim loại nặng vật liệu. .. DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI ===o0o=== NGUYỄN THỊ NHUNG ĐỘNG HỌC QUÁ TRÌNH HẤP PHỤ 3+ Fe TRÊN VẬT LIỆU HẤP THU TỔNG HỢP TỪ BÃ CHÈ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên ngành: Hóa lý