Nghiên cứu tổng hợp vật liệu gốc PANi xơ dừa định hướng hấp phụ ion fe2+ trong môi trường nước

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI KHOA HÓA HỌC LÊ THỊ MINH KHUÊ NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VẬT LIỆU GỐC PANi/XƠ DỪA ĐỊNH HƯỚNG HẤP PHỤ ION Fe2+ TRONG MƠI TRƯỜNG NƯỚC KHỐ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên ngành: Hóa Hữu Hà Nội – 2019 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI KHOA HÓA HỌC LÊ THỊ MINH KHUÊ NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VẬT LIỆU GỐC PANi/XƠ DỪA ĐỊNH HƯỚNG HẤP PHỤ ION Fe2+ TRONG MƠI TRƯỜNG NƯỚC KHỐ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chun ngành: Hóa Hữu Người hướng dẫn khoa học TS DƯƠNG QUANG HUẤN Hà Nội – 2019 LỜI CẢM ƠN Những năm tháng học tập Khoa Hóa học – Trường Đại Học Sư Phạm Hà Nội giúp em học hỏi tích lũy thêm nhiều kiến thức quý báu Đó hành trang để tiếp thêm cho em tự tin làm khóa luận tốt nghiệp Lời em xin chân thành cảm ơn TS Dương Quang Huấn hướng dẫn,chỉ bảo tạo điều kiện thuận lợi suốt trình nghiên cứu học tập để em hồn thành tốt khóa luận tốt nghiệp Em xin cảm ơn TS Nguyễn Quang Hợp toàn thể thầy Khoa Hóa học –Trường Đại Học Sư Phạm Hà Nội ln nhiệt tình giúp đỡ hỗ trợ em nghiên cứu hoàn thành đề tài Cuối em muốn gửi lời cảm ơn đến người bạn người thân ln đồng hành động viên em lúc em gặp khó khăn Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng 05 năm 2019 Sinh viên Lê Thị Minh Khuê LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan kết q trình nghiên cứu viết khóa luận em hướng dẫn TS Dương Quang Huấn, khoa Hóa học – Trường Đại Học Sư Phạm Hà Nội Các nội dung kết nghiên cứu đề tài chưa công bố cơng trình nghiên cứu khác Nếu không nêu trên, em xin chịu hồn tồn trách nhiệm đề tài Hà Nội, ngày tháng 05 năm 2019 Sinh viên Lê Thị Minh Khuê MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Đối tượng nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Mục tiêu đề tài Ý nghĩa khoa học thực tiễn CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Ô nhiễm kim loại nặng tác hại chúng 1.1.1 Vài nét kim loại nặng 1.1.2 Tình trạng nhiễm kim loại nặng giới 1.1.3 Tình trạng nhiễm kim loại nặng Việt Nam 1.1.4 Tác hại ô nhiễm kim loại nặng đến người 1.2 Giới thiệu ion kim loại nặng iron (Sắt (II)) 1.2.1 Khái quát iron (Sắt) 1.2.2 Ô nhiễm kim loại nặng iron (sắt) môi trường nước Việt Nam 1.3 Nghiên cứu tổng hợp ứng dụng PANi 10 1.3.1 Tổng hợp PANi 10 1.3.2 Ứng dụng PANi 12 1.4 Xơ dừa ứng dụng xơ dừa 13 1.4.1 Thành phần hóa học xơ dừa 13 1.4.2 Cấu trúc ứng dụng xơ dừa 13 1.5 Lý thuyết phương pháp hấp phụ 14 1.5.1 Phương pháp hấp phụ 14 1.5.2 Quy trình hấp phụ 15 1.5.3 Phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir 16 1.5.4 Phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Freundich 18 CHƯƠNG PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ THỰC NGHIỆM 20 2.1 Phương pháp nghiên cứu 20 2.1.1 Ảnh hiển vi điện tử quét SEM 20 2.1.2 Phổ hồng ngoại IR 20 2.1.3 Phương pháp AAS xác định hàm lượng kim loại nặng nước 21 2.1.4 Phần mềm xử lí số liệu Origin Excel 21 2.2 Thực nghiệm 22 2.2.1 Dụng cụ hóa chất 22 2.2.2 Máy móc 22 2.2.3 Tiến hành thí nghiệm 22 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 26 3.1 Đặc trưng vật liệu hấp phụ 26 3.1.1 Hiệu suất tổng hợp vật liệu 26 3.1.2 Đặc trưng ảnh quét SEM xơ dừa PANi/ xơ dừa 27 3.1.3 Phổ hồng ngoại vật liệu hấp phụ 27 3.2 Khả hấp phụ vật liệu 31 3.2.1 Ảnh hưởng chất vật liệu hấp phụ 31 3.2.2 Ảnh hưởng thời gian 32 3.2.3 Ảnh hưởng nồng độ ban đầu 32 3.2.4 Ảnh hưởng khối lượng vật liệu hấp phụ 33 3.3 Mơ hình hấp phụ 34 3.3.1 Mơ hình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir 34 3.3.2 Mô hình đẳng nhiệt hấp phụ Freundlich 37 KẾT LUẬN 39 TÀI LIỆU THAM KHẢO 40 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ASS ANi Atomic Absorption Spectrophotometric Aniline APS IR Ammonium persunlfate Phổ hồng ngoại KLN PANi PANi/XD Kim loại nặng Polyaniline Vật liệu tổng hợp Polyaniline chất mang xơ dừa tỉ lệ 1:1 PPNN Phụ phẩm nông nghiệp VLHP Vật liệu hấp phụ SEM XD WE Scanning Electron Microscope Xơ dừa Điện cực làm việc DANH MỤC BẢNG VÀ HÌNH Bảng 1.1 Thành phần hóa học xơ dừa 13 Bảng 1.2 Mối tương quan RL dạng mơ hình 17 Bảng 3.1 Quy kết nhóm chức PANi 28 Bảng 3.2 Quy kết nhóm chức xơ dừa 29 Bảng 3.3 Quy kết nhóm chức PANi/xơ dừa 30 Bảng 3.4 Bảng so sánh xuất nhóm chức 31 Bảng 3.4 Giá trị thơng số cho mơ hình đẳng nhiệt Langmuir 35 Bảng 3.5 Giá trị thông số cho mơ hình đẳng nhiệt Freundlich 37 Hình 1.1 Sơ đồ tổng hợp PANi từ Ani (NH4)2S2O8 11 Hình 1.2 Đường hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir 17 Hình 1.3 Đồ thị phụ thuộc C/q vào C 17 Hình 1.4 Đường đẳng nhiệt hấp phụ Freundlich 18 Hình 1.5 Đồ thị để tìm số phương trình Freundlich 18 Hình 2.1 Sơ đồ tổng hợp xơ dừa hoạt hóa HCl 22 Hình 2.2 Sơ đồ tổng hợp vật liệu tổng hợp PANi/xơ dừa 23 Hình 3.1 Ảnh SEM PANi 27 Hình 3.2 Ảnh xem xơ dừa 27 Hình 3.3 Ảnh xem PANi/xơ dừa 27 Hình 3.4 Phổ hồng ngoại PANi hóa học 28 Hình 3.5 Phổ hồng ngoại xơ dừa 29 Hình 3.6 Phổ hồng ngoại PANi/ xơ dừa 30 Hình 3.7 Biểu đồ dung lượng hấp phụ Fe2+ theo vật liệu hấp phụ 31 Hình 3.8 Biểu đồ hiệu suất hấp phụ Fe2+ theo vật liệu hấp phụ 31 Hình 3.9 Biểu đồ dung lượng hấp phụ Fe2+ theo thời gian 32 Hình 3.10 Biểu đồ hiệu suất hấp phụ Fe2+ theo thời gian 32 Hình 3.11 Biểu đồ dung lượng hiệu suất hấp phụ Fe2+ theo nồng độ ban đầu 33 Hình 3.12 Biểu đồ dung lượng hiệu suất hấp phụ Fe2+ theo khối lượng vật liệu hấp phụ 34 Hình 3.13 Đồ thị hấp phụ Langmuir phụ thuộc C/q vào C vật liệu PANi/XD hấp phụ Fe2+ 34 Hình 3.14 Đường đẳng nhiệt hấp phụ phụ thuộc q vào C vật liêu PANi/XD hấp phụ Fe2+ 35 Hình 3.15 Đồ thị mối quan hệ RL với nồng độ Fe2+ ban đầu Co 36 Hình 3.16 Đường đẳng nhiệt hấp phụ Freundlich 37 Hình 3.16 Đồ thị hấp phụ Freundlich phụ thuộc lg(q) vàolg(C) vật liệu PANi/XD hấp phụ Fe2+ 37 MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài “Hiện nay, ô nhiễm môi trường vấn đề cấp thiết gây nhiều hệ lụy ảnh hưởng không nhỏ tới sức khỏe người xã hội Quá trình sản xuất hoạt động sinh hoạt người thải ngồi mơi trường nhiều hóa chất độc hại gây ô nhiễm môi trường, đặc biệt kim loại nặng (KLN) ion Fe2+ gây ô nhiễm môi trường đất nước Trong thời gian vừa qua, việc nghiên cứu chế tạo tổng hợp vật liệu hữu bền, dễ tổng hợp có khả hấp phụ hóa chất gây nhiễm môi trường hướng nhiều nhà khoa học quan tâm Polyaniline tổng hợp chất mang nhẹ, xốp phế phụ phẩm sản xuất nơng nghiệp xơ dừa, bã mía, mùn cưa, có nhiều triển vọng kinh phí rẻ hiệu lại cao.” [25] Ở Việt Nam, dừa xuất tất tỉnh thành để lấy xơ dừa điều khơng khó.Với mục tiêu tìm phụ phẩm nơng nghiệp (PPNN) có khả hấp phụ hiệu KLN nên em chọn sản phẩm xơ dừa (XD) để tổng hợp PANi/XD khảo sát khả hấp phụ Fe2+ môi trường nước Đối tượng nghiên cứu − Nghiên cứu tình trạng ô nhiễm ion Fe2+ − Nghiên cứu phương pháp tổng hợp PANi/ xơ dừa PP hóa học − Nghiên cứu khả hấp phụ ion Fe2+ PANi/ xơ dừa điều kiện khác như: thời gian, khối lượng vật liệu, nồng độ ion Fe2+ mơ hình hấp phụ đẳng nhiệt q trình hấp phụ − Phân tích, đánh giá kết mẫu nước có chứa ion Fe2+ hấp phụ Phương pháp nghiên cứu − Đọc tìm hiểu tài liệu có liên quan tới PANi, xơ dừa kim loại nặng, đặc biệt ion Fe2+, phương pháp hấp phụ chất gây ô nhiễm môi trường − Sử dụng phương pháp nghiên cứu đánh giá PANi/ xơ dừa (IR, SEM, ) − Sử dụng phương pháp phân tích hàm lượng ion Fe2+ phương pháp AAS Mục tiêu đề tài − Tổng hợp PANi/ xơ dừa phương pháp hóa học 3.1.2 Đặc trưng ảnh quét SEM xơ dừa PANi/ xơ dừa Hình 3.1 Ảnh SEM PANi Hình 3.2 Ảnh xem xơ dừa Hình 3.3 Ảnh xem PANi/xơ dừa Qua ảnh chụp từ kính hiển vi điện tử quét SEM ta thấy xơ dừa có cấu trúc thớ dài, xốp, xếp chồng lên nhau, có đường kính khoảng từ 200 – 350 nm PANi có cấu trúc dạng sợi, sợi có đường kính dao động từ 150 – 200 nm Sau tổng hợp PANi/XD ta thấy vật liệu dạng sợi, xốp có đường kính dao động từ 350 – 600 nm tương tác PANi bám dính phủ chất mang xơ dừa trình hình thành chuỗi sợi phản ứng tổng hợp vật liệu Do vật liệu tổng hợp có cấu trúc sợi xốp nên phân tử bị hấp phụ dễ dàng vào bên chỗ trống vật liệu loại bỏ chất bị hấp phụ khỏi môi trường nước 3.1.3 Phổ hồng ngoại vật liệu hấp phụ “Quan sát kết phân tích phổ hồng ngoại PANi hóa học (Hình 3.4) bảng 3.4 ta thấy dao động nhóm chức vị trí 1566,20 cm-1 nhóm chức benzoid vị trí 1489,05 cm-1 nhóm chức quinoid; dao động 27 nhóm chức N – H vị trí 3431,36 cm-1 3302,13 cm-1; dao động nhóm C – H vòng thơm vị trí 2933,73 cm-1; dao động nhóm - N = quinoid = N – vị trí 1296,16 cm-1 vị trí 1138,00 cm-1 dao động nhóm chức C – N+.” [30] Hình 3.4 Phổ hồng ngoại PANi hóa học Bảng 3.1 Quy kết nhóm chức PANi Số sóng v ( cm-1 ) Nhóm chức 3431,36 O – H 3523,95 3057,17 C – H vòng thơm 2933,73 1647,21 C=C 1566,20 Benzoid 1489,05 Quinoid 1296,16 - N = quinoid = N - 1138,00 C – N+ 28 Hình 3.5 Phổ hồng ngoại xơ dừa Bảng 3.2 Quy kết nhóm chức xơ dừa Số sóng v ( cm-1 ) Nhóm chức 3419,79 O – H 3332,99 2924,09 C – H 1653,00 C=C 1610,56 C – O 1035,77 Qua kết phân tích phổ hồng ngoại xơ dừa đặc trưng pic vị trí 3419,79 cm-1 3332,99 cm-1 xuất nhóm chức – OH tiếp vị trí 2924,09 cm-1 dao động nhóm C – H no Tương ứng với vị trí dao động 1610,56 cm-1 1035,77 cm-1 có mặt nhóm chức C=C C – O 29 Hình 3.6 Phổ hồng ngoại PANi/ xơ dừa Bảng 3.3 Quy kết nhóm chức PANi/xơ dừa Số sóng v ( cm-1 ) Nhóm chức 3525,88 O – H 3450,65 3232,70 2829,57 C – H 1647,21 C =C 1558,48 Benzoid 1483,26 Quinod 1294,24 - N = quinoid = N - 1109,07 C – N+ Qua hình 3.6 bảng 3.3; 3.4 ta thấy vật liệu PANi/XD tồn dao động đặc trưng vật liệu xơ dừa PANi nhóm – OH vị trí dao động 3525,88 cm-1; 3450,65 cm-1 nhóm C=C vị trí 1647,21 cm-1 Ngồi vật liệu tổng hợp có dao động đặc trưng PANi benzoid vị trí 1558,48 cm-1, quinoid vị trí 1483,26 cm-1; nhóm - N = quinoid = N vị trí 1294,24 cm-1 nhóm chức C – N+ vị trí 1109,07 cm-1 Qua ta kết luận vật liệu thu có dạng PANi tổng hợp chất mang xơ dừa 30 Bảng 3.4 Bảng so sánh xuất nhóm chức Nhóm chức Xơ dừa PANi PANi/XD O – H 3419,79 3332,99 3523,95 3431,36 3525,88 3450,65 3232,70 C – H 2924,09 2818,00 2829,57 2933,73 C=C 1653,00 1610,56 C – O 1035,77 1647,21 1647,21 Benzoid 1566,20 1558,48 Quinoid 1489,05 1483,26 - N = quinoid = N 1296,16 1294,24 C–N 1138,00 1109,07 + 3.2 Khả hấp phụ vật liệu 3.2.1 Ảnh hưởng chất vật liệu hấp phụ 28 100 q (mg/g) H (%) 80 26 H (%) q (mg/g) 60 24 40 22 20 20 XD PANi PANi/XD12 PANi/XD11 PANi/XD21 XD PANi PANi/XD12 PANi/XD11 PANi/XD21 VËt liÖu VËt liÖu Hình 3.7 Biểu đồ dung lượng hấp phụ Fe2+ theo vật liệu hấp phụ Hình 3.8 Biểu đồ hiệu suất hấp phụ Fe2+ theo vật liệu hấp phụ Dựa vào kết sau phân tích ta thấy vật liệu gốc PANi/XD hấp phụ Fe2+ đạt hiệu suất cao vật liệu xơ dừa PANi, hiệu suất vật liệu 31 PANi/XD đạt 70% Khả hấp phụ PANi/XD11 lớn với hiệu suất hấp phụ đạt 80,64%; dung lượng hấp phụ đạt 25,99 mg/g Tiếp theo PANi/XD12 PANi/XD21 với hiệu suất hấp phụ 77,95% (q=25,124 mg/g) 74,33% (q = 23,955 mg/g) Khả hấp phụ XD nhỏ với hiệu suất 63,93%; dung lượng hấp phụ đạt 20,606 mg/g 3.2.2 Ảnh hưởng thời gian Sau phân tích ảnh hưởng chất vật liệu hấp phụ, ta thấy vật liệu PANi/XD11 có hiệu suất dung lượng hấp phụ Fe2+ cao nên ta khảo sát tiếp ảnh hưởng thời gian với PANi/XD11 90 q (mg/g) 22 80 H (%) 20 q (mg/g) H(%) 18 70 16 60 14 50 12 50 100 150 200 250 Thêi gian (phót) 50 100 150 200 250 Thêi gian(phót) Hình 3.9 Biểu đồ dung lượng hấp phụ Hình 3.10 Biểu đồ hiệu suất hấp Fe2+ theo thời gian phụ Fe2+ theo thời gian Sau tiến hành thí nghiệm đem phân tích ta thấy hiệu suất dung lượng hấp phụ Fe2+ tăng theo thời gian Từ t = – 60 phút dung lượng hiệu suất hấp phụ tăng nhanh (hiệu suất tăng 80,1%; dung lượng hấp phụ tăng 20,1705 mg/g) Sau từ t= 60 phút đến t = 240 phút dung lượng hiệu suất tăng chậm (hiệu suất tăng 6,45%; dung lượng hấp phụ tăng 1,623 mg/g) Tại thời gian t = 240 phút vật liệu PANi/XD11 hấp phụ với hiệu suất 86,55% ; dung lượng hấp phụ 21,7935 mg/g Thời gian đạt cân hấp phụ t = 120 phút 3.2.3 Ảnh hưởng nồng độ ban đầu Sau tiến hành thí nghiệm phân tích số liệu ảnh hưởng nồng độ Fe2+ ban đầu vật liệu PANi/XD11 ta thu được: 32 50 60 q (mg/g) H (%) 45 55 50 40 35 40 30 35 H% q (mg/g) 45 30 25 25 20 15 60 20 90 120 150 15 180 Nång ®é (mg/l) Hình 3.11 Biểu đồ dung lượng hiệu suất hấp phụ Fe2+ theo nồng độ ban đầu Qua kết phân tích ta thấy tăng nồng độ dung dịch Fe2+ nhìn chung dung lượng hấp phụ tăng (Co từ 90 đến 100mg/l giảm không đáng kể) hiệu suất hấp phụ lại giảm (chỉ tăng 2,01% từ Co từ 70 đến 90mg/l) Tại Co=90mg/l hiệu suất hấp phụ đạt giá trị cao (đạt 49,67%) Từ ta kết luận nồng độ Fe2+ dung dịch ban đầu nhỏ khả hấp phụ vật liệu PANi/XD11 đạt hiệu cao dung lượng hấp phụ tỉ lệ thuận với nồng độ dung dịch chuẩn ban đầu Điều hồn tồn phù hợp với cơng thức 1.1 (Chương 1) 3.2.4 Ảnh hưởng khối lượng vật liệu hấp phụ Dựa vào biểu đồ ta thấy khối lượng vật liệu hấp phụ PANi/XD11 tăng dung lượng hấp phụ giảm hiệu suất hấp phụ tăng Dung lượng hấp phụ giảm mạnh khoảng 0,05 – 0,15 (g) (q giảm từ 78,35mg/g xuống 29,325mg/g) khoảng từ 0,5 – 0,65 (g) dung lượng hấp phụ gần không đổi (q khoảng 16mg/g) Hiệu suất hấp phụ lại tăng mạnh khối lượng VLHP tăng, cụ thể m = 0,05g hiệu suất hấp phụ đạt 25,93% m = 0,65g hiệu suất hấp phụ đạt 68,77% 33 q (mg/g) H (%) 80 60 40 20 0.00 0.15 0.30 0.45 0.60 Khèi l- ỵ ng (g) Hình 3.12 Biểu đồ dung lượng hiệu suất hấp phụ Fe2+ theo khối lượng vật liệu hấp phụ Kết luận khối lượng VLHP lớn khả hấp phụ Fe2+ dung dịch chuẩn tăng dung lượng hấp phụ giảm Phù hợp với cơng thức 1.1 (chương 1: Tổng quan) 3.3 Mơ hình hấp phụ 3.3.1 Mơ hình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir C/q (g/l) 4.5 3.5 y = 0.0278x + 1.0166 R² = 0.9705 2.5 1.5 20 40 60 80 100 120 C (mg/l) Hình 3.13 Đồ thị hấp phụ Langmuir phụ thuộc C/q vào C vật liệu PANi/XD hấp phụ Fe2+ 34 30 q (mg/g) 25 20 15 10 0 50 100 150 C (mg/l) Hình 3.14 Đường đẳng nhiệt hấp phụ phụ thuộc q vào C vật liêu PANi/XD hấp phụ Fe2+ Dựa vào số liệu thực nghiệm ta vẽ đồ thị hấp phụ Langmuir phụ thuộc C/q vào C vật liệu PANi/XD hấp phụ Fe2+, kết hợp đồ thị biểu thức (1.5), (1.6) ta xác định dung lượng hấp phụ cực đại qmax số Langmuir KL thể bảng sau: Bảng 3.4 Giá trị thơng số cho mơ hình đẳng nhiệt Langmuir Chất PANi/XD11 Phương trình dạng tuyến tính y = 0,0278x + 1,0166 R2 qmax KL 0,9705 35,9712 0,02735 Từ bảng giá trị 3.4 cơng thức (1.7) tính tham số cân RL từ xây dựng đồ thị mối quan hệ RL với nồng độ Fe2+ ban đầu Co Co (mg/l) RL 70 0.3431 90 0.2889 110 0.2495 140 0.2071 170 0.1770 35 0.4 RL RL 0.3 0.2 0.1 60 80 100 120 140 160 180 Co (mg/l) Hình 3.15 Đồ thị mối quan hệ RL với nồng độ Fe2+ ban đầu Co Qua biểu đồ hình 3.15 ta thấy tham số RL phụ thuộc vào nồng độ dung dịch chuẩn ban đầu Cụ thể điều kiện, tăng nồng độ Fe2+ ban đầu tham số RL giảm dần tiến đến 0, tức nồng độ ban đầu chất bị hấp phụ lớn trình hấp phụ xảy không thuận lợi Điều phù hợp với nghiên cứu ảnh hưởng nồng độ Fe2+ ban đầu PANi/XD trước (Khi nồng độ ban đầu chất bị hấp phụ tăng dung lượng hấp phụ tăng hiệu suất hấp phụ chúng lại giảm) Từ đồ thị hình 3.15 ta thấy: + Hệ số xác định tướng ứng R2 = 0,9705 tương đối cao + qmax = 35,9712 mg/g  qthực nghiệm max = 27,3565 mg/g + Tham số RL khoảng 0,317  0,529 Kết luận: Xét mối tương quan RL dạng mơ hình hấp phụ Langmuir ta thấy RL nằm khoảng  RL  phù hợp với thực nghiệm, thuận lợi với mô hình đẳng nhiệt Langmuir 36 3.3.2 Mơ hình đẳng nhiệt hấp phụ Freundlich 30 25 q 20 15 10 0 50 C 100 150 Hình 3.16 Đường đẳng nhiệt hấp phụ Freundlich 0.02 lg(q) (mg/l) 0.01 y = 0.3672x + 0.6884 R² = 0.8322 0.01 0.01 0.1 0.2 0.2 0.3 lg(C) Hình 3.16 Đồ thị hấp phụ Freundlich phụ thuộc lg(q) vàolg(C) vật liệu PANi/XD hấp phụ Fe2+ Bảng 3.5 Giá trị thông số cho mô hình đẳng nhiệt Freundlich Chất Phương trình dạng tuyến tính PANi/XD11 y = 0,3672x + 0,6884 37 R2 n KF 0,8322 2,7233 4,8798 Qua bảng số liệu ta thấy hệ số xác định tương ứng R2 = 0,8322 cao n=2,7233 nằm khoảng 110 thể thuận lợi mơ hình đẳng nhiệt số đặc trưng cho khả hấp phụ KF lại thấp với kết thực nghiệm Từ kết luận mơ hình hấp phụ đẳng nhiệt Freundlich không phù hợp với thực nghiệm Kết luận chung: Quá trình hấp phụ ion kim loại iron (II) vật liệu gốc PANi/XD phù hợp với mơ hình đẳng nhiệt Langmuir, kết luận hợp chất hấp phụ đơn lớp bề mặt vật liệu hấp phụ có cấu trúc đồng nhất, ion Fe2+ hấp phụ tâm hoạt tính đồng bề mặt PANi/XD trình trình hấp phụ đơn lớp 38 KẾT LUẬN Tổng hợp thành công vật liệu PANi chất mang xơ dừa phương pháp hóa học Cấu trúc vật liệu PANi/XD tổng hợp có dạng sợi xốp Đường kính sợi từ 350 – 600 nm Phù hợp làm vật liệu hấp phụ Khi nghiên cứu điều kiện ảnh hưởng đến trình hấp phụ Fe2+ vật liệu hấp phụ PANi/XD như: nồng độ ban đầu Fe2+, thời gian, chất vật liệu, khối lượng VLHP ta thấy vật liệu PANi/XD11 có khả hấp phụ tốt nhất, dung lượng hấp phụ tỉ lệ thuận với nồng độ Fe2+ ban đầu tỉ lệ nghịch với khối lượng VLHP hiệu suất đạt ngược lại Dung lượng hấp phụ tăng nhanh theo thời gian đến khoảng t=60 phút trở dung lương tăng chậm gần khơng đổi theo thời gian Mơ hình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir phù hợp với thực thiệm RL nằm khoảng  RL  1, qmax = 35,9712 mg/g mơ hình hấp phụ đẳng nhiệt Freundlich không phù hợp với thực nghiệm số đặc trưng cho khả hấp phụ KF lại thấp với kết thực nghiệm Kiến nghị Cần nghiên cứu sâu khả hấp phụ vật liệu PANi/XD điều kiện ảnh hưởng khác nhiệt độ, pH khảo sát khả hấp phụ chúng với kim loại nặng khác môi trường nước để có thêm sở cho việc ứng dụng chúng đời sống, giải vấn đề ô nhiễm kim loại nặng mơi trường nước Cần có thêm nghiên cứu việc giải chất thải sau hấp phụ 39 TÀI LIỆU THAM KHẢO PGS.TS Trần Tử An, Môi trường độc chất môi trường, Trường đại học Dược Hà Nội, 2000 Phạm Công Hoạt, Bài báo công nghệ xử lý nước thải công nghiệp chứa kim loại nặng, Báo sức khỏe đời sống, số 24, 2001 Bryan, G W., and Langston, W J (1992) Bioavailability, accumulation and effects of heavy metals in sediments with special reference to United Kingdom estuaries: a review, Environmental Pollution 76, pp.89 – 131 TS Lê Văn Cát, Hấp phụ trao đổi ion kĩ thuật xử lý nước nước thải, Nhà xuất thống kê Hà Nội, 2002 https://tinhte.vn/threads/kim-loai-nang-va-anh-huong-cua-chung-doi-voi-connguoi.1670506/ Nước sinh hoạt gia đình, http://nuocsinhhoat.com/nuoc-gleng-khoan- nhiemsat-gap-lan-cho-phep.html Bộ Y tế (2009), Thông tư số 04/2009/TT-BYT ngày 17/06/2009 Bộ Y tế ban hành Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lượng nước ăn uống Trung tâm Y tế Dự TP HCM (2016), Tài liệu tập huấn giám sát chất lượng nước sở cung cấp nước năm 2016 triển khai thực Thông tư số 50/2015/TT-BYT ngày 11/12/2015 Bộ Y tế, Tp.HCM Chen, W.-M., Wu, C.-H., James, E K., and Chang, J.-S (2008) Metal biosorption capability of Cupriavidus taiwanensis and its effects on heavy metal removal by nodulated Mimosa pudica Journal of Hazardous Materials, 151(2) 10 Trần Văn Nhân (1998) Hóa ly (tập II) NXB Giáo dục 11 Nguyễn Quang Hợp, “Nghiên cứu chế tạo xử lý Polyanilin định hướng làm vật liệu hấp thu chất hữu độc hại gây ô nhiễm môi trường”, Chuyên đề Tiến sĩ, Chuyên ngành Hóa Hữu cơ, Viện Hóa Học Cơng Nghiệp Việt Nam 12 Hữu Huy Luận (2004), Tổng hợp nghiên cứu polime dẫn, copolime dẫn từ pirol, thiophen, Luận văn thạc sĩ khoa học hóa học, Đại học sư phạm Hà Nội 13 Reded, Z., C Gerente Y Andres, M.C Ralet, J F Thibault, and P.L Cloirec, “Ni(II) and Cu(II) binding properties of naitive and modified sugar beet pult Carbohydrate polymer”49: 23 – 31 (2002) 40 14 Mykola T K.; L A Kupchik, and B.K Veisoc, “Evaluation of pectin bingding of heavy metal ons n aqueous solution” Chemosphere, 38 (11): 259 (1999) 15 Nguyễn Hữu Phú (2006), “Hóa lý hóa keo”, NXB Khoa Học Kỹ Thuật Hà Nội 16 Trần Văn Nhân, Nguyễn Thạc Sửu, Nguyễn Văn Tuế,(2006), “Giáo trình hóa lý” , NXB Giáo Dục 17 Nguyễn Đình Triệu (2006), “Các phương pháp vật lý ứng dụng hóa học”, NXB Đại học Quốc gia – Hà Nội 18 Trần Văn Nhân, “Hóa keo”, NXB Đại Học Quốc Gia, 2004, Hà Nội 19 R Asari and N Khoshbakht Fahim, Application of polypyrole coated on wood sawdust for removal of Cr (VD 1on from aqueous solutions, Journal of Enggineering Sclece and Technology, 2008, 67, 367-374 20 Reza Ansari, Application of polyamiline and 1ts composites for adsorption/ recovery of chromium (VI) from aqueous solutions, Acta Chim Slov 2006, 53, 88-94 21 Bùi Minh Quý “Nghiên cứu tổng hợp compozit PAN¡ phụ phẩm nông nghiệp để xử lý km loại nặng Pb (II), Cr (VI) Cả (H)” luận án Tiến sĩ, 2015 22 Y.S Ho, G McKay, Sorption of dye from aqueous solution by peat, Chem Eng, 1998, J 70, 115-124 23 Lê Văn Cát, Cơ sở hóa học kĩ thuật xử lý nước, NXB Thanh niên, 1999, Hà Nội 24 Nguyễn Đình Triệu, Các phương pháp phân tích vật lý hóa lý - Tập 1, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, 2001, Hà Nội 41 ... hấp phụ Fe2+ môi trường nước Đối tượng nghiên cứu − Nghiên cứu tình trạng ô nhiễm ion Fe2+ − Nghiên cứu phương pháp tổng hợp PANi/ xơ dừa PP hóa học − Nghiên cứu khả hấp phụ ion Fe2+ PANi/ xơ dừa. ..TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI KHOA HÓA HỌC LÊ THỊ MINH KHUÊ NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VẬT LIỆU GỐC PANi/ XƠ DỪA ĐỊNH HƯỚNG HẤP PHỤ ION Fe2+ TRONG MƠI TRƯỜNG NƯỚC KHỐ LUẬN TỐT NGHIỆP... trưng vật liệu hấp phụ 26 3.1.1 Hiệu suất tổng hợp vật liệu 26 3.1.2 Đặc trưng ảnh quét SEM xơ dừa PANi/ xơ dừa 27 3.1.3 Phổ hồng ngoại vật liệu hấp phụ 27 3.2 Khả hấp phụ