1. Trang chủ
  2. » Luận Văn - Báo Cáo

NOI DUNG LUAN VAN đại học

78 177 0
Tài liệu đã được kiểm tra trùng lặp

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Cấu trúc

  • 1. Lý do chọn đề tài

  • 2. Mục tiêu nghiên cứu

  • 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

  • 4. Phương pháp nghiên cứu

  • 5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

  • 6. Cấu trúc luận văn

  • CHƯƠNG 1

  • 1.1. TRE

  • 1.1.1. Phân loại khoa học

  • 1.1.2. Đặc điểm sinh thái

  • 1.1.3. Thu hoạch và lọc nhựa

  • 1.1.4. Thành phần hóa học

  • 1.2. CELLULOSE

  • 1.2.1 Cấu trúc phân tử

  • 1.2.2. Tính chất vật lý

  • 1.2.3. Tính chất hóa học

  • 1.2.4. Trạng thái tự nhiên

  • 1.2.5 . Ứng dụng

  • 1.3. PHƯƠNG PHÁP TÁCH CELLULOSE

  • 1.3.1. Phương pháp tách cellulose

  • 1.3.2. Phản ứng của hydratcacbon và lignin trong môi trường kiềm

  • 1.3.3. Phản ứng hóa học trong quá trình nấu bột sunfat

  • 1.4. GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC MỘT SỐ KIM LOẠI NẶNG ĐIỂN HÌNH

  • 1.4.1. Khái quát chung

  • 1.4.2. Các ion kim loại nặng và vấn đề ô nhiễm nguồn nước

  • 1.5. HẤP PHỤ ION KIM LOẠI NẶNG TRONG NƯỚC

  • 1.5.1. Các khái niệm

  • 1.5.2. Các mô hình cơ bản của quá trình hấp phụ

  • 1.5.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hấp phụ

  • CHƯƠNG 2

  • 2.1. NGUYÊN LIỆU, HÓA CHẤT, DỤNG CỤ

  • 2.1.1. Nguyên liệu

  • 2.1.2. Hóa chất, dụng cụ

  • 2.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

  • 2.2.1. Tách cellulose từ dăm tre

  • Quy trình tách cellulose từ dăm tre được thực hiện như sau [2]:

  • 2.2.2. Tẩy trắng bột cellulose thô

  • 2.2.3. Biến tính cellulose bằng axit citric

  • 2.2.4. Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình biến tính

  • 2.2.5. Phân tích sản phẩm cellulose biến tính từ cellulose tách từ dăm tre

  • 2.2.6. Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ ion kim loại nặng (Mn2+, Zn2+) của cellulose biến tính

  • CHƯƠNG 3

  • 3.1. NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH TÁCH CELLULOSE TỪ DĂM TRE

  • 3.2. NGHIÊN CỨU CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH BIẾN TÍNH CELLULOSE

  • 3.2.1. Ảnh hưởng của nồng độ axit

  • 3.2.2. Ảnh hưởng của tỉ lệ rắn : lỏng

  • 3.2.3. Ảnh hưởng của thời gian biến tính

  • 3.3. PHÂN TÍCH SẢN PHẨM CELLULOSE BIẾN TÍNH

  • 3.3.1. Phổ hồng ngoại

  • 3.3.2. Ảnh kính hiển vi điện tử quét (SEM)

  • 3.4. KHẢO SÁT CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN KHẢ NĂNG HẤP PHỤ Mn2+, Zn2+ CỦA CELLULOSE BIẾN TÍNH

  • 3.4.1. Ảnh hưởng của pH đến khả năng hấp phụ

  • 3.4.2. Thời gian đạt cân bằng hấp phụ

  • 3.4.3. Ảnh hưởng của tỉ lệ rắn : lỏng đến khả năng hấp phụ

  • 3.4.4. Đường đẳng nhiệt hấp phụ ion theo Freundlich

Nội dung

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG ĐÀO HỒNG THẮM NGHIÊN CỨU BIẾN TÍNH CELLULOSE TÁCH TỪ DĂM TRE LÀM VẬT LIỆU HẤP PHỤ ION Mn2+, Zn2+ TRONG NƯỚC LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Đà Nẵng – Năm 2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG ĐÀO HỒNG THẮM NGHIÊN CỨU BIẾN TÍNH CELLULOSE TÁCH TỪ DĂM TRE LÀM VẬT LIỆU HẤP PHỤ ION Mn2+, Zn2+ TRONG NƯỚC Chuyên ngành: Hóa hữu cơ Mã số: 60440114 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Người hướng dẫn khoa học: PGS TS LÊ TỰ HẢI Đà Nẵng – Năm 2015 LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác Tác giả luận văn Đào Hồng Thắm MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 1 Lý do chọn đề tài 1 2 Mục tiêu nghiên cứu 1 3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu .1 4 Phương pháp nghiên cứu .2 5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn .2 6 Cấu trúc luận văn 3 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 4 1.1 TRE 4 1.1.1 Phân loại khoa học 4 1.1.2 Đặc điểm sinh thái 4 1.1.3 Thu hoạch và lọc nhựa 5 1.1.4 Thành phần hóa học 6 1.2 CELLULOSE 8 1.2.1 Cấu trúc phân tư .8 1.2.2 Tính chất vật lý 11 1.2.3 Tính chất hóa học 11 1.2.4 Trạng thái tự nhiên 12 1.2.5 Ứng dụng .12 1.3 PHƯƠNG PHÁP TÁCH CELLULOSE 12 1.3.1 Phương pháp tách cellulose 12 1.3.2 Phản ứng của hydratcacbon và lignin trong môi trường kiềm 14 1.3.3 Phản ứng hóa học trong quá trình nấu bột sunfat 18 1.4 GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC MỘT SỐ KIM LOẠI NẶNG ĐIỂN HÌNH 20 1.4.1 Khái quát chung 20 1.4.2 Các ion kim loại nặng và vấn đề ô nhiễm nguồn nước .24 1.5 HẤP PHỤ ION KIM LOẠI NẶNG TRONG NƯỚC 25 1.5.1 Các khái niệm 25 1.5.2 Các mô hình cơ bản của quá trình hấp phụ 28 1.5.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hấp phụ 31 CHƯƠNG 2 NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 34 2.1 NGUYÊN LIỆU, HÓA CHẤT, DỤNG CỤ 34 2.1.1 Nguyên liệu 34 2.1.2 Hóa chất, dụng cụ 34 2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 34 2.2.1 Tách cellulose từ dăm tre 34 2.2.2 Tẩy trắng bột cellulose thô 36 2.2.3 Biến tính cellulose bằng axit citric 39 2.2.4 Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình biến tính 40 2.2.5 Phân tích sản phẩm cellulose biến tính từ cellulose tách từ dăm tre 42 2.2.6 Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ ion kim loại nặng (Mn2+, Zn2+) của cellulose biến tính .42 CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 44 3.1 NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH TÁCH CELLULOSE TỪ DĂM TRE 44 3.2 NGHIÊN CỨU CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH BIẾN TÍNH CELLULOSE 51 3.2.1 Ảnh hưởng của nồng độ axit .51 3.2.2 Ảnh hưởng của tỉ lệ rắn : lỏng .52 3.2.3 Ảnh hưởng của thời gian biến tính 53 3.3 PHÂN TÍCH SẢN PHẨM CELLULOSE BIẾN TÍNH 55 3.3.1 Phổ hồng ngoại 55 3.3.2 Ảnh kính hiển vi điện tư quét (SEM) 58 3.4 KHẢO SÁT CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN KHẢ NĂNG HẤP PHỤ Mn2+, Zn2+ CỦA CELLULOSE BIẾN TÍNH .59 3.4.1 Ảnh hưởng của pH đến khả năng hấp phụ 59 3.4.2 Thời gian đạt cân bằng hấp phụ 60 3.4.3 Ảnh hưởng của tỉ lệ rắn : lỏng đến khả năng hấp phụ 62 3.4.4 Đường đẳng nhiệt hấp phụ ion theo Freundlich 63 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .65 TÀI LIỆU THAM KHẢO QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN (bản sao) DANH MỤC CÁC BẢNG Số hiệu Tên bảng bảng 1.1 Tiêu chuẩn của Bộ y tế về giới hạn hàm lượng kim loại 3.1 nặng trong nước thải công nghiệp Kế hoạch tiến hành thí nghiệm và kết quả xác định thể Trang 21 tích dung dịch KMnO4 0,1N phản ứng với 0,1 gam dăm 3.2 3.3 3.4 3.5 tre sau khi nấu Kết quả thí nghiệm ở tâm Tính mức chuyển động của các mức yếu tố Kết quả thí nghiệm theo hướng leo dốc đứng Ảnh hưởng của nồng độ axit citric đến quá trình biến 45 47 50 50 51 3.6 tính cellulose Ảnh hưởng của tỉ lệ rắn: lỏng đến quá trình biến tính 52 3.7 cellulose Ảnh hưởng của thời gian đến quá trình biến tính 3.8 3.9 3.10 cellulose Ảnh hưởng của pH đến khả năng hấp phụ Thời gian đạt cân bằng hấp phụ Ảnh hưởng của tỉ lệ rắn : lỏng đến khả năng hấp phụ 53 59 61 62 DANH MỤC CÁC HÌNH Số hiệu hình 1.1 Tên hình Thân tre Trang 4 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 Cấu trúc phân tư cellulose Cấu trúc phân tư cellulose trong không gian 3 chiều Vi sợi cellulose Phản ứng màu của hydro – cellulose với iod Phản ứng oxi hóa của hydratcacbon trong môi trường 9 10 10 11 1.7 1.8 kiềm Phản ứng thủy phân cấu trúc cacbonyl-β-glucoxy Phản ứng chuyển vị và tách loại hydratcacbon trong môi 14 15 1.9 1.10 trường kiềm Phản ứng peeling Minh họa phản ứng thủy phân lignin trong môi trường 15 16 17 1.11 kiềm Minh họa phản ứng ngưng tụ của lignin trong môi trường 17 1.12 kiềm Phản ứng của cấu trúc lignin β-O-4 trong quá trình nấu 19 1.13 bột Phản ứng của cấu trúc phenylcumaran trong quá trình nấu bột sunfat 20 x Đồ thị sự phụ thuộc của lgCf vào lg m 30 1.14 3.1 Ảnh hưởng của nồng độ axit citric đến quá trình biến tính 51 3.2 cellulose Ảnh hưởng của tỉ lệ rắn: lỏng đến quá trình biến tính 53 3.3 cellulose Ảnh hưởng của thời gian đến quá trình biến tính 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 3.10 3.11 3.12 cellulose Cellulose biến tính Phổ IR của cellulose dăm tre chưa biến tính Phổ IR của cellulose dăm tre biến tính Ảnh SEM của cellulose chưa biến tính Ảnh SEM của cellulose biến tính Ảnh hưởng của pH đến khả năng hấp phụ Thời gian đạt cân bằng hấp phụ Ảnh hưởng của tỉ lệ rắn : lỏng đến khả năng hấp phụ Dạng tuyến tính của phương trình Freundlich đối với Mn 54 55 56 57 58 58 60 61 62 63 3.13 (II) Dạng tuyến tính của phương trình Freundlich đối với Zn (II) 64 1 MỞ ĐẦU 1 Lý do chọn đề tài Tre có mặt ở nhiều nơi trên thế giới và ở khắp các làng quê Việt Nam Từ lâu, con người đã biết sư dụng tre để làm nhà, làm đũa, vật dụng nông nghiệp Tre non làm thức ăn, tre khô làm củi đun, … Ngày nay, trong công nghiệp, tre còn được dùng làm nguyên liệu sản xuất giấy và làm thuốc chữa các bệnh ngứa, hen suyễn, ho, … trong y học Quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa ngày nay tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của nền kinh tế xã hội, nhưng nó cũng góp phần tạo ra lượng chất thải độc hại tác động trực tiếp đến sức khỏe con người và động thực vật Các ngành công nghiệp như thuộc da, điện tư, công nghiệp hóa dầu đã gây ô nhiễm nguồn nước vì chứa các ion kim loại độc hại như Cu, Pb, Ni, Cd, As… Xư lý nguồn nước ô nhiễm là vấn đề cấp bách của các quốc gia trên thế giới Hiện nay, các nhà khoa học đang có xu hướng tìm đến các vật liệu xanh, thân thiện với môi trường, có giá thành rẻ Đã có nhiều vật liệu được nghiên cứu như xơ dừa, trấu, vỏ các loại đậu, bã mía, … làm vật liệu hấp phụ, tuy nhiên chúng tôi chưa tìm thấy tài liệu về vật liệu từ tre Do vậy, trong đề tài nghiên cứu này chúng tôi chọn vật liệu là dăm tre với nội dung “Nghiên cứu biến tính cellulose tách từ dăm tre làm vật liệu hấp phụ ion Mn2+, Zn2+ trong nước” 2 Mục tiêu nghiên cứu Biến tính cellulose tách từ dăm tre làm vật liệu hấp phụ kim loại nặng trong nước 3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 3.1 Đối tượng: Dăm tre 55 Hình 3.4 Cellulose biến tính 3.3 PHÂN TÍCH SẢN PHẨM CELLULOSE BIẾN TÍNH 3.3.1 Phổ hồng ngoại Kết quả phân tích hồng ngoại cho phép chúng ta đánh giá sự có mặt của các nhóm chức cũng như khẳng định phần nào cấu trúc phân tư của chúng Kết quả được trình bày ở hình 3.5 và 3.6 So sánh 2 phổ hồng ngoại ở hình 3.5 và 3.6 cho thấy: - Hình 3.5 và hình 3.6 có sự xuất hiện của pic ở số sóng 3402.07 cm -1 (hình 3.5) và 3413.30 cm-1 (hình 3.6) đặc trưng cho nhóm -OH Tuy nhiên cường độ pic ở hình 3.6 lớn hơn hình 3.5 chứng tỏ số lượng nhóm -OH tăng lên sau phản ứng - Cường độ dao động của nhóm cacbonyl ứng với số sóng 1732.77 cm -1 tăng lên rõ rệt ở hình 3.6 phản ảnh kết quả của phản ứng este hóa ở cellulose biến tính Cellulose biến tính với cấu trúc bề mặt xốp và gia tăng số lượng nhóm -COOH có thể kết luận rằng cellulose biến tính có đầy đủ đặc tính cho quá trình hấp phụ vật lý và hấp phụ hóa học 56 Hình 3.5 Phổ IR của cellulose dăm tre chưa biến tính 57 Hình 3.6 Phổ IR của cellulose dăm tre biến tính 58 3.3.2 Ảnh kính hiển vi điện tư quét (SEM) Hình 3.7 Ảnh SEM của cellulose chưa biến tính Hình 3.8 Ảnh SEM của cellulose biến tính 59 52 Từ ảnh kính hiển vi điện tư quét SEM nhận thấy: cellulose biến tính có diện tích bề mặt lớn hơn và cấu trúc xốp hơn cellulose chưa biến tính 3.4 KHẢO SÁT CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN KHẢ NĂNG HẤP PHỤ Mn2+, Zn2+ CỦA CELLULOSE BIẾN TÍNH Chúng tôi đã chọn loại cellulose được biến tính ở điều kiện tối ưu nhất (nồng độ axit 50%, tỉ lệ rắn lỏng 1:40, thời gian biến tính 120 phút) Kết quả nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hấp phụ được thể hiện cụ thể như sau: 3.4.1 Ảnh hưởng của pH đến khả năng hấp phụ Điều kiện tiến hành: Ảnh hưởng của pH dung dịch đến quá trình hấp phụ được khảo sát trong trong khoảng pH dung dịch thay đổi từ 2 - 6, với điều kiện: nồng độ Mn2+ là 53,5 mg/l và Zn2+ là 315 mg/l, thời gian khuấy 30 phút, tỉ lệ cellulose : dung dịch bằng 1g : 100ml Kết quả được trình bày ở các bảng 3.8 và hình 3.9 Bảng 3.8 Ảnh hưởng của pH đến khả năng hấp phụ pH Zn 2+ Mn2+ 2 3 4 5 6 C0 (ppm) 315 315 315 315 315 Cf (ppm) 205,81 165,80 115,30 101,25 120,35 %H (%) 34,66 47,37 63,40 67,86 61,79 C0 (ppm) 53,5 53,5 53,5 53,5 53,5 Cf (ppm) 29,62 24,29 17,56 14,94 18,42 %H (%) 44,64 54,60 67,18 72,07 65,57 60 80 70 %H 60 50 Zn (II) Mn (II) 40 30 20 1 2 3 4 5 6 7 pH Hình 3.9 Ảnh hưởng của pH đến khả năng hấp phụ Kết quả hình 3.9 cho thấy khi pH tăng thì hiệu suất hấp phụ tăng và đạt cao nhất ở pH = 5 Nguyên nhân là do trong môi trường axit mạnh (pH thấp) các phần tư của chất hấp phụ và chất bị hấp phụ đều tích điện dương bởi vậy lực tương tác là lực đẩy tĩnh điện, bên cạnh đó nồng độ H + cao sẽ xảy ra sự cạnh tranh với cation kim loại trong quá trình hấp phụ nên làm giảm hiệu suất hấp phụ Tuy nhiên khi pH tăng cao thì xảy ra sự kết tủa ion Mn2+ và Zn2+ ở dạng hydroxit cũng làm giảm khả năng hấp phụ Vì vậy pH = 5 được chọn làm pH tối ưu cho các thí nghiệm tiếp theo 3.4.2 Thời gian đạt cân bằng hấp phụ Điều kiện tiến hành: Thời gian cân bằng hấp phụ được nghiên cứu trong điều kiện: nồng độ Mn2+ là 53,5 mg/l và Zn2+ là 315 mg/l, tỉ lệ cellulose : dung dịch bằng 1g : 100ml dung dịch, pH của dung dịch bằng 5, thời gian thay đổi từ 30 phút đến 150 phút Kết quả được trình bày ở bảng 3.9 và hình 3.10 61 Bảng 3.9 Thời gian đạt cân bằng hấp phụ Thời gian (phút) Zn2+ Mn2+ 30 60 90 120 150 C0 (ppm) 315 315 315 315 315 Cf (ppm) 101,43 97,75 90,31 100,95 112,75 %H (%) 67,80 68,97 71,33 67,95 64,21 C0 (ppm) 53,5 53,5 53,5 53,5 53,5 Cf (ppm) 14,95 13,83 11,67 13,18 15,19 %H (%) 72,06 74,15 78,19 75,36 71,61 80 75 %H 70 65 Zn (II) 60 55 50 0 30 60 90 120 150 180 Thời gian hấp phụ (phút) Hình 3.10 Thời gian đạt cân bằng hấp phụ Từ kết quả hình 3.10 cho thấy hiệu suất hấp phụ tăng theo thời gian và hiệu suất hấp phụ đạt cực đại sau 90 phút Vì vậy thời gian hấp phụ là 90 phút được chọn làm thời gian tối ưu cho các thí nghiệm tiếp theo 3.4.3 Ảnh hưởng của tỉ lệ rắn : lỏng đến khả năng hấp phụ Điều kiện tiến hành: Ảnh hưởng của tỉ lệ rắn : lỏng đến quá trình hấp phụ được khảo sát trong khoảng tỉ lệ cellulose : dung dịch thay đổi từ 1g : 62 100ml ÷ 3g : 100ml dung dịch với điều kiện: nồng độ Mn2+ là 53,5 mg/l và Zn2+ là 315 mg/l, pH của dung dịch bằng 5, thời gian hấp phụ 90 phút Kết quả được trình bày ở bảng 3.10 và hình 3.11 Bảng 3.10 Ảnh hưởng của tỉ lệ rắn : lỏng đến khả năng hấp phụ Khối lượng cellulose (g) C0 (ppm) Cf (ppm) Zn2+ %H (%) C0 (ppm) Mn2+ Cf (ppm) %H (%) 1 315 89,18 71,69 53,5 11,55 78,41 1,5 315 65,94 79,07 53,5 9,16 82,88 2 315 51,67 83,60 53,5 6,71 87,46 2,5 315 42,57 86,49 53,5 5,36 89,98 3 315 35,86 88,62 53,5 4,34 91,89 95 90 %H 85 80 75 Zn (II) 70 65 60 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 Khối lượng cellulose (g) Hình 3.11 Ảnh hưởng của tỉ lệ rắn : lỏng đến khả năng hấp phụ Như vậy, khi tăng khối lượng cellulose biến tính từ 1g – 3g thì hiệu suất hấp phụ tăng và đạt cao nhất ở tỉ lệ cellulose biến tính : dung dịch là 3g : 100ml Do đó, tỉ lệ rắn : lỏng tối ưu là 3g : 100ml 3.4.4 Đường đẳng nhiệt hấp phụ ion theo Freundlich 63 Từ kết quả ảnh hưởng của tỉ lệ rắn : lỏng đến quá trình hấp phụ, tiến hành vẽ đồ thị và xác định phương trình đường thẳng biểu thị sự phụ thuộc của lg Cf x m vào lg Qua đó xác định k và n (hằng số đặc trưng cho hệ hấp phụ) Kết quả được thể hiện ở các hình 3.12 và 3.13 1.1 f(x) = 1.04x + 0.44 R² = 0.98 1 lgCf 0.9 0.8 Mn(II) Linear (Mn(II)) 0.7 0.6 0.5 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 0.55 0.6 0.65 lg(x/m) Hình 3.12 Dạng tuyến tính của phương trình Freundlich đối với Mn (II) Từ phương trình đường thẳng y = 1,0413x + 0,4379 tính được hằng số k và n của hệ hấp phụ là: k = 2,7409 và n = 1,0413 2 1.9 f(x) = 1.05x + 0.53 R² = 1 lgCf 1.8 1.7 Zn (II) Linear (Zn (II)) 1.6 1.5 1.4 0.9 1 1.1 1.2 lg(x/m) 1.3 1.4 64 Hình 3.13 Dạng tuyến tính của phương trình Freundlich đối với Zn (II) Từ phương trình đường thẳng y = 1,0512x + 0,5336 tính được hằng số k và n của hệ hấp phụ là: k = 3,4166 và n = 1,0512 Từ các kết quả trên có thể thấy mô hình hấp phụ đẳng nhiệt Freundlich mô tả khá chính xác sự hấp phụ các ion Mn 2+, Zn2+ lên cellulose biến tính (thể hiện qua hệ số tương quan R2 của phương trình hồi quy) Đồng thời, cho phép khẳng định cellulose biến tính có khả năng hấp phụ ion kim loại tốt Từ phương trình thu được, chúng tôi đã xác định hằng số k và n đặc trưng cho hệ hấp phụ 65 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 1 KẾT LUẬN - Đã tìm được điều kiện tối ưu cho quá trình nấu tre bằng phương pháp sunfat là: + Tỉ lệ dịch nấu/tre: 14,53/1 + Tỉ lệ tác chất nấu NaOH/Na2S = 3,9/1 + Nhiệt độ: nhiệt độ sôi của hỗn hợp + Thời gian nấu: 3,8 giờ Với điều kiện này thì lượng lignin còn lại trong tre sau khi nấu là thấp nhất với chỉ số Kappa là 16,7 - Đã khảo sát được các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình biến tính cellulose nhằm tạo cellulose biến tính tối ưu nhất ở điều kiện: + Nồng độ axit citric: 50% + Tỉ lệ rắn : lỏng là 1g: 40ml + Thời gian biến tính: 120 phút - Chứng minh khả năng hấp phụ tốt của cellulose biến tính so với cellulose chưa biến tính bằng phổ hồng ngoại, ảnh SEM - Đã tìm ra các điều kiện tối ưu để hấp phụ ion kim loại lên cellulose biến tính như sau: + pH = 5 + Thời gian cân bằng hấp phụ: 90 phút 66 + Tỉ lệ cellulose : dung dịch: 3g : 100ml - Xác định hằng số đặc trưng cho hệ hấp phụ từ phương trình đẳng nhiệt Freundlich đối với Mn2+ và Zn2+ như sau: Mn2+: k = 2,7409 và n = 1,0413 Zn2+: k = 3,4166 và n = 1,0512 - Việc biến tính cellulose bằng axit citric có tác dụng nâng cao hiệu suất hấp phụ ion kim loại Hiệu suất hấp phụ cực đại đạt 91,89% đối với Mn 2+ và 88,62% đối với Zn2+ 2 KIẾN NGHỊ Khả năng hấp phụ phụ thuộc nhiều vào bản chất cấu trúc của vật liệu Cần có những nghiên cứu thêm về cấu trúc (diện tích bề mặt) và thành phần (các polime) để hiểu rõ nguyên nhân giúp cellulose có khả năng hấp phụ tốt Trên cơ sở đó, đề nghị các phương pháp biến tính để nâng cao hiệu suất hấp phụ và định hướng loại vật liệu có khả năng hấp phụ tốt nhất TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Ngô Thị Quỳnh Anh (2011), Nghiên cứu biến tính xơ dừa và ứng dụng làm vật liệu hấp phụ một số ion kim loại nặng trong nước, Luận văn thạc sĩ khoa học, Đại học Đà Nẵng [2] Nguyễn Thị Ngọc Bích (2003), Kỹ thuật xenlulô và giấy, NXB Đại học quốc gia Tp Hồ Chí Minh [3] Bộ y tế (2002), Quyết định của Bộ trưởng Bộ y tế về việc ban hành tiêu chuẩn vệ sinh nước ăn uống, số 1329/2002/BYT/QĐ ngày 18/04/2002 [4] Lê Văn Cát (2002), Hấp phụ và trao đổi ion trong kỹ thuật xử lý nước thải, NXB Thống kê, Hà Nội [5] Tạ Ngọc Đôn (2008), Bài giảng rây phân tử và vật liệu hấp phụ , Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội [6] Hoàng Văn Huệ (2004), Công nghệ môi trường - Xử lý nước, tập 1, NXB Xây dựng [7] Lò Văn Huynh (2002), Nghiên cứu sử dụng than hoạt tính để loại bỏ một số chất hữu cơ trong môi trường nước, Luận án tiến sĩ Hóa học, Hà Nội [8] Hoàng Nhâm (2002), Hóa học vô cơ, tập 3, NXB Giáo dục [9] Trần Văn Nhân, Nguyễn Thạc Sưu, Nguyễn Văn Tuế (2004), Giáo trình Hóa Lí, Tập 2, NXB Giáo dục [10] Nguyễn Đình Thành, Hà Lâm Nhung, Nguyễn Thị Cúc (2013), “Tổng hợp cellulose biến tính bằng acid citric và sự hấp phụ ion kim loại nặng của nó”, Tạp chí hóa học và ứng dụng, (17), tr 5 [11] Hồ Sĩ Tráng (2006), Cơ sở hóa học gỗ và xenluloza (tập 1,2), NXB Khoa học và Kỹ thuật Tiếng Anh [12] Marshall W.E , Wartelle L.H , Boler D.E., Johns M.M , Toles C.A (1999), “Enhanced metal adsorption by soybean hulls modified with citric acid”, Bioresource Technology 69, pp 263-268 [13] Xihao Li (2004), Physical, chemical, and mechanical properties of bamboo and its utilization potential for fireboard manufactuaring, A thesis Submitted to the Graduate Faulty of the Louisiana State University and Agriculture and Mechanical College In Partial Fulfillment of the Requirements for the Degree of Master of Science In The School of Renewable Natural Resources Trang web [14] https://vi.wikipedia.org/wiki/K%E1%BA%BDm [15] http://vi.wikipedia.org/wiki/Ax%C3%ADt_citric [16] http://en.wikipedia.org/wiki/Bamboo [17] http://vi.wikipedia.org/wiki/Mangan ... phóng Dưới tác dụng hóa học học, sợi cellulose tách tạo nên huyền phù 13 đồng nước Từ hai phương pháp hóa học học, ta có số loại bột có đặc tính khác như: Phương pháp hóa học: Với phương pháp hiệu... lý hấp phụ hóa học Hấp phụ vật lý gây bởi lực Vander Waals phần tư chất bị hấp phụ bề mặt chất hấp phụ, liên kết yếu, dễ bị phá vỡ Hấp phụ hóa học gây bởi lực liên kết hóa học bề mặt chất... (mg/l) Cf: Nồng độ dung dịch sau hấp phụ (mg/l) Ccb: Nồng độ dung dịch đạt trạng thái cân hấp phụ (mg/l) q: Dung lượng hấp phụ cân (mg/g) H: Hiệu suất hấp phụ (%) V: Thể tích dung dịch đem hấp

Ngày đăng: 29/11/2019, 20:52

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

w