Tìm hiểu khả năng hấp phụ niken trong nước của vật liệu hấp phụ chế tạo từ bã mía

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG - KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP NGÀNH: KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG Người hướng dẫn: ThS Phạm Thị Minh Thúy Sinh viên : Nguyễn Thị Hạnh HẢI PHÒNG - 2020 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG - TÌM HIỂU KHẢ NĂNG HẤP PHỤ NIKEN TRONG NƯỚC CỦA VẬT LIỆU HẤP PHỤ CHẾ TẠO TỪ BÃ MÍA KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY NGÀNH: KỸ THUẬT MƠI TRƯỜNG Người hướng dẫn: ThS Phạm Thị Minh Thúy Sinh viên : Nguyễn Thị Hạnh HẢI PHÒNG - 2020 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Sinh viên: Nguyễn Thị Hạnh Mã SV: 121416 Lớp Ngành: Kỹ thuật môi trường : MT1201 Tên đề tài: “Tìm hiểu khả hấp phụ Niken nước vật liệu hấp phụ chế tạo từ bã mía” NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI Nội dung yêu cầu cần giải nhiệm vụ đề tài tốt nghiệp (về lý luận, thực tiễn, số liệu cần tính tốn vẽ) - Chế tạo vật liệu hấp phụ từ bã mía - So sánh khả hấp phụ Niken bã mía vật liệu hấp phụ - Tìm yếu tố tối ưu cho trình hấp phụ Niken vật liệu hấp phụ …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… Các số liệu cần thiết để thiết kế, tính tốn Các số liệu thực nghiệm liên quan đến q trình thí nghiệm như: pH, khối lượng vật liệu, thời gian hấp phụ, tải trọng hấp phụ, giải hấp …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… Địa điểm thực tập tốt nghiệp Phịng thí nghiệm F203 Trường Đại học Dân lập Hải Phòng …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… CÁN BỘ HƯỚNG DẪN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Người hướng dẫn thứ nhất: Họ tên: Phạm Thị Minh Thúy Học hàm, học vị: Thạc sĩ Cơ quan công tác: Trường Đại học Dân lập Hải Phòng Nội dung hướng dẫn: Tồn khóa luận …………………………………………………………………………………… Người hướng dẫn thứ hai: Họ tên: Học hàm, học vị: Cơ quan công tác: Nội dung hướng dẫn: Đề tài tốt nghiệp giao ngày 27 tháng năm 2020 Yêu cầu phải hoàn thành xong trước ngày tháng 12 năm 2020 Đã nhận nhiệm vụ ĐTTN Đã giao nhiệm vụ ĐTTN Sinh viên Người hướng dẫn Nguyễn Thị Hạnh ThS Phạm Thị Minh Thúy Hải Phòng, ngày tháng 12 năm 2020 HIỆU TRƯỞNG GS.TS.NGƯT Trần Hữu Nghị PHẦN NHẬN XÉT TÓM TẮT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN 1.Tinh thần thái độ sinh viên trình làm đề tài tốt nghiệp: - Chịu khó học hỏi, tích cực làm thực nghiệm để thu kết đáng tin cậy - Ý thức trách nhiệm thân cơng việc giao - Bố trí thời gian hợp lý cho công việc cụ thể - Biết cách thực khóa luận tốt nghiệp, cẩn thận cơng việc Đánh giá chất lượng khóa luận (so với nội dung yêu cầu đề nhiệm vụ Đ.T T.N mặt lý luận, thực tiễn, tính tốn số liệu…): Đạt u cầu khóa luận tốt nghiệp …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… Cho điểm cán hướng dẫn (ghi số chữ): …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… Hải Phòng, ngày tháng 12 năm 2020 Cán hướng dẫn (họ tên chữ ký) Th.s Phạm Thị Minh Thúy PHIẾU NHẬN XÉT TÓM TẮT CỦA NGƯỜI CHẤM PHẢN BIỆN Đánh giá chất lượng đề tài tốt nghiệp mặt thu thập phân tích số liệu ban đầu, sở lý luận chọn phương án tối ưu, cách tính tốn chất lượng thuyết minh vẽ, giá trị lý luận thực tiễn đề tài …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… Cho điểm cán phản biện (ghi số chữ) …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… Hải Phòng, ngày … tháng … năm 2020 Cán phản biện DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Giá trị giới hạn nồng độ chất ô nhiễm nước thải công nghiệp 11 Bảng 1.2 Hệ số Kq nguồn tiếp nhận nước thải sông, suối, kênh, mương, khe, rạch 12 Bảng 1.3 Hệ số Kq hồ, ao, đầm 13 Bảng 1.4 Thành phần hố học bã mía 31 Bảng 2.1 Kết xác định đường chuẩn niken 34 Bảng 3.1 Các thông số hấp phụ nguyên liệu vật liệu hấp phụ 38 Bảng 3.2 Ảnh hưởng thời gian đến trình hấp phụ Niken 38 Bảng 3.3 Ảnh hưởng pH đến trình hấp phụ Niken 40 Bảng 3.4 Ảnh hưởng khối lượng vật liệu đến trình hấp phụ Niken 41 Bảng 3.5 Kết khảo sát phụ thuộc tải trọng hấp phụ vào nồng độ cân Niken 43 Bảng 3.6 Kết hấp phụ Ni2+ vật liệu hấp phụ 44 Bảng 3.7 Kết giải hấp vật liệu hấp phụ HNO3 1M 45 Bảng 3.8 Kết tái sinh vật liệu hấp phụ 45 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Phương trình đường hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir 23 Hình 1.2 Sự phụ thuộc Cf /q vào Cf 24 Hình 1.3 Đường hấp phụ đẳng nhiệt Freundlich 25 Hình 1.4 Sự phụ thuộc lgq vào lgCf 25 Hình 2.1 Phương trình đường chuẩn niken 35 Hình 3.1 Ảnh hưởng thời gian đến trình hấp phụ Niken 49 Hình 3.2 Ảnh hưởng pH đến trình hấp phụ Niken 40 Hình 3.3 Ảnh hưởng khối lượng vật liệu đến trình hấp phụ Niken 42 Hình 3.4 Sự phụ thuộc tải trọng hấp phụ q vào nồng độ cân Cf Ni2+ dung dịch 43 Hình 3.5 Sự phụ thuộc Cf/q vào nồng độ cân Cf 44 Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phòng MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN .5 1.1 Nước ô nhiễm nguồn nước kim loại nặng 1.1.1 Vai trò nước 1.1.2 Tình trạng ô nhiễm nước kim loại nặng 1.1.3 Một số nguồn gây ô nhiễm kim loại nặng .6 1.1.3.1 Hoạt động khai thác mỏ 1.1.3.2 Công nghiệp mạ 1.1.3.3 Công nghiệp sản xuất hợp chất vô 1.1.3.4 Quá trình sản xuất sơn, mực thuốc nhuộm 1.1.3.5 Công nghiệp luyện kim 1.1.4 Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia nước thải công nghiệp (QCVN 40: 2011/BTNMT) .9 1.1.4.1 Phạm vi điều chỉnh 1.1.4.2 Đối tượng áp dụng 1.1.4.3 Giải thích thuật ngữ 1.1.4.4 Quy định kỹ thuật 1.2 Ảnh hưởng kim loại nặng đến môi trường sức khỏe người 13 1.2.1 Tác dụng sinh hóa kim loại nặng người môi trường13 1.2.2 Ảnh hưởng số kim loại nặng đến môi trường và sức khỏe người 14 1.2.2.1 Ảnh hưởng Chì .14 1.2.2.2 Ảnh hưởng Crom 14 1.2.2.3 Ảnh hưởng Cadimium 14 1.2.2.4 Ảnh hưởng Kẽm .15 1.2.2.5 Ảnh hưởng Đồng 15 1.2.2.6 Ảnh hưởng Mangan .15 Sinh viên: Nguyễn Thị Hạnh – MT1201 Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phịng CHƯƠNG THỰC NGHIỆM 2.1 Dụng cụ hóa chất 2.1.1 Dụng cụ - Máy lắc June HY – - Cân phân tích Adxenture - Máy đo quang Hach DR/2010 - Tủ sấy - Bình định mức : 50ml, 100ml, 1000ml - Bình nón 250 ml - Buret pipet loại - Phễu lọc giấy lọc - Một số dụng cụ phụ trợ khác 2.1.2 Hóa chất - NaOH Pa - NiSO4 6H2O Pa - HNO3 đặc Pa - Dung dịch nước Brom bão hòa Pa - Amoniac đặc Pa - Axit citric Pa - Thuốc thử Dimetylglioxim 1,2% Pa 2.1.3 Chuẩn bị dung dịch thí nghiệm - Dung dịch Dimetylglioxim 1,2%: hòa tan 1,2g muối natri Dimetylglioxim axeton định mức thành 100ml - Dung dịch gốc Ni2+ : Hòa tan 0,131g (NiSO4 6H2O) nước cất định mức thành 500ml, ta dung dịch có nồng độ 58,5 mgNi/l - Dung dịch axit citric 0,4M: Hòa tan 42g (C6H8O7.H2O) nước cất định mức tới vạch 500ml - Dung dịch NaOH 0,1M: Hòa tan 4g (NaOH) nước cất định mức tới vạch 1000ml Sinh viên: Nguyễn Thị Hạnh – MT1201 33 Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phịng 2.2 Phương pháp xác định Niken 2.2.1 Nguyên tắc Ion Ni mơi trường amoniac yếu có mặt chất oxy hóa mạnh tạo thành với dimetylglioxim phức màu đỏ, cường độ màu tỉ lệ với nồng độ niken Độ hấp thụ màu phức đo bước sóng λ = 560nm 2.2.2 Trình tự phân tích Cho vào bình định mức có dung tích 100ml thể tích mẫu cho lượng Niken mẫu 0,01 – 0,25 mgNi Rồi cho thêm vào bình 10ml dung dịch nước Brom bão hịa, lắc hỗn hợp Sau cho thêm 12ml dung dịch amoniac 4ml dung dịch đimetylglioxim 1,2% Thêm nước cất tới vạch mức 100ml, để ổn định 15 – 20 phút đem đo mật độ quang dung dịch với cuvet có bề dày L bước sóng = 560nm 2.3 Xây dựng đường chuẩn Niken Chuẩn bị bình định mức có dung tích 100ml, lấy vào bình 0, 1, 3, 5, 7, 9, 11 ml dung dịch có nồng độ 58,5 mgNi/l Sau tiến hành bước tương tự trình tự phân tích Kết thu sau: Bảng 2.1 Kết xác định đường chuẩn niken STT Thể tích Ni2+ (mg) Nồng độ Ni2+ (mg/l) 0 ABS 0,585 0,171 3 1,755 0,496 2,925 0,764 4,095 1,057 5,265 1,304 11 6,435 1,527 Sinh viên: Nguyễn Thị Hạnh – MT1201 Khóa luận tốt nghiệp 34 Trường ĐHDL Hải Phòng y = 0.238x + 0.043 R² = 0.996 1.6 ABS 1.2 0.8 0.4 0 C(mg/l) Hình 2.1 Phương trình đường chuẩn niken Vậy phương trình đường chuẩn niken dùng để xác định nồng độ Niken sau q trình hấp phụ có dạng: y = 0,238x + 0,043 2.3 Chế tạo vật liệu hấp phụ từ bã mía Bã mía cắt nghiền nhỏ, rửa nước cất nóng 30 phút để loại bỏ hết đường tự nhiên, sấy khô 1000C, thu nguyên liệu Lấy 65g bã mía cho vào lít dung dịch NaOH 0,1M, đem khuấy nhiệt độ phịng Sau đó, lấy phần bã mía đem rửa cho vào nước cất khuấy 45 phút nhiệt độ phòng Quá trình lặp lặp lại hết kiềm (kiểm tra giấy thị) Lấy phần bã mía cho vào 500 ml axit citric 0,4 M Huyền phù axit citric – bã mía để phản ứng 800C Sau lọc lấy phần bã mía đem sấy khơ 80 0C Phần bã mía rửa phễu lọc để loại hết axit dư (kiểm tra giấy thị) đem sấy khô 800C vật liệu hấp phụ 2.4 Khảo sát khả hấp phụ nguyên liệu vật liệu hấp phụ Để so sánh khả hấp phụ nguyên liệu vật liệu hấp phụ ta tiến hành sau: Sinh viên: Nguyễn Thị Hạnh – MT1201 35 Khóa luận tốt nghiệp - Trường ĐHDL Hải Phòng Chuẩn bị bình tam giác dung tích 250 ml Cho vào bình 0,5g nguyên liệu bình 0,5g vật liệu hấp phụ Thêm vào bình bình 50 ml dung dịch Ni2+ nồng độ 58,5 mg/l - Lắc bình máy lắc khoảng thời gian định tiến hành lọc, thu dung dịch lọc để xác định 2.5 Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến khả hấp phụ vật liệu hấp phụ 2.5.1 Khảo sát thời gian đạt cân hấp phụ Để khảo sát ảnh hưởng thời gian đạt cân hấp phụ vật liệu đến trình hấp phụ, ta tiến hành sau: - Chuẩn bị bình tam giác có dung tích 250 ml Cho vào bình 0,5g vật liệu hấp phụ 50 ml dung dịch Ni2+ với nồng độ 58,5 mg/l - Lắc bình máy lắc, khoảng thời gian khác tiến hành lọc, thu dung dịch lọc để xác định 2.5.2 Khảo sát ảnh hưởng pH đến khả hấp phụ vật liệu Một yếu tố quan trọng ảnh hưởng tới khả hấp phụ vật liệu pH, để khảo sát ảnh hưởng pH ta tiến hành sau: - Chuẩn bị: bình tam giác dung tích 250 ml Cho vào bình 50 ml dung dịch Ni2+ nồng độ 58,5 mg/l 0,5g vật liệu hấp phụ - Điều chỉnh pH khác bình - Đem lắc khoảng thời gian đạt cân hấp phụ sau lọc đo nồng độ đầu dung dịch 2.5.3 Khảo sát ảnh hưởng khối lượng vật liệu đến trình hấp phụ Để khảo sát ảnh hưởng khối lượng vật liệu đến trình hấp phụ, ta tiến hành sau: - Chuẩn bị bình tam giác có dung tích 250 ml Sinh viên: Nguyễn Thị Hạnh – MT1201 36 Khóa luận tốt nghiệp - Trường ĐHDL Hải Phịng Cho vào bình 0,1; 0,3; 0,5; 0,7; 0,9; 1,1g vật liệu hấp phụ 50 ml dung dịch Ni2+ với nồng độ 58,5 mg/l - Điều chỉnh pH tối ưu tiến hành lắc khoảng thời gian đạt cân hấp phụ sau lọc xác định nồng độ Ni2+ sau xử lý 2.5.4 Sự phụ thuộc tải trọng vào nồng độ cân Để khảo sát phụ thuộc tải trọng hấp phụ vào nồng độ cân vật liệu ta tiến hành sau: - Chuẩn bị: bình tam giác dung tích 250ml, đánh số thứ tự từ đến - Pha dung dịch Ni2+ với nồng độ khác nhau: 39; 58,5; 87,75; 117; 146,25 mg/l - Cho vào bình 50ml dung dịch Ni2+ nồng độ 0,7g vật liệu hấp phụ - Điều chỉnh pH tối ưu tiến hành lắc khoảng thời gian đạt cân hấp phụ sau lọc xác định nồng độ Ni2+ sau xử lý 2.5.4 Khảo sát khả giải hấp tái sinh vật liệu hấp phụ 2.5.4.1 Khảo sát khả giải hấp Lấy 50ml dung dịch Ni2+ nồng độ 58,5 mg/l 0,7g vật liệu hấp phụ cho vào bình tam giác 250ml đem lắc 80 phút Sau đo nồng độ dung dịch sau xử lý, từ tính hàm lượng Ni2+ mà bã mía hấp phụ Sau tiến hành giải hấp tách Ni 2+ khỏi vật liệu dung dịch HNO 1M, trình giải hấp tiến hành lần, lần 50ml dung dịch HNO3 Xác định nồng độ Ni2+ sau giải hấp phương pháp trắc quang Từ tính hàm lượng Ni2+ rửa giải 2.5.4.2 Khảo sát khả tái sinh Lấy 50ml dung dịch Ni2+ nồng độ 58,5 mg/l cho vào bình tam giác dung tích 250ml 0,7g vật liệu hấp phụ qua giải hấp Đem lắc 80 phút Sau đo nồng độ Ni2+ sau lắc Sinh viên: Nguyễn Thị Hạnh – MT1201 37 Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phòng CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Khảo sát khả hấp phụ nguyên liệu vật liệu hấp phụ Cân loại nguyên liệu vật liệu hấp phụ 0,5g cho riêng rẽ vào bình tam giác Thêm vào bình 50 ml dung dịch Ni 2+ nồng độ 58,5 mg/l Đem lắc thời gian 60 phút Đem lọc làm tương tự trình tự phân tích Kết thu thể bảng 3.1 Bảng 3.1 Các thông số hấp phụ nguyên liệu VLHP Chất hấp phụ C0 (mg/l) Nguyên liệu 58,5 9,38 39,231 32,94 Vật liệu 58,5 4,416 18,374 68,6 ABS Cf (mg/l) Hiệu suất (%) Kết bảng 3.1 cho thấy nguyên liệu vật liệu hấp phụ có khả hấp phụ Ni2+ Tuy nhiên, hiệu suất hấp phụ vật liệu hấp phụ cao gấp 2,1 lần so với nguyên liệu Điều chứng tỏ nguyên liệu sau đươc biến tính axit citric trở thành vật liệu hấp phụ có độ xốp cao ngun liệu bã mía ban đầu, diện tích bề mặt lớn hấp phụ tốt 3.2 Khảo sát ảnh hưởng thời gian đến trình hấp phụ Niken Cho vào bình tam giác dung tích 250 ml đánh số thứ tự bình 0,5g vật liệu hấp phụ thêm vào bình 50 ml dung dịch Ni 2+ nồng độ 58,5 mg/l Đem lắc máy lắc khoảng thời gian khác 20; 40; 60; 80; 100; 120 Sau lắc xong đem lọc làm theo trình tự phân tích Kết thu thể bảng 3.2 Bảng 3.2 Ảnh hưởng thời gian đến trình hấp phụ Niken STT Thời gian ABS Cf (mg/l) Hiệu suất (%) 20 6,348 26,492 54,71 40 5,371 22,387 61,73 60 4,635 19,294 67,02 80 3,606 14,971 74,41 100 3,39 14,063 75,96 120 3,347 13,882 76,27 Sinh viên: Nguyễn Thị Hạnh – MT1201 Khóa luận tốt nghiệp 38 Trường ĐHDL Hải Phịng Từ kết ta có đồ thị biểu diễn phụ thuộc khả hấp phụ Niken dung dịch theo thời gian hấp phụ: Hiệu suất (%) 80 70 60 50 20 40 60 80 100 120 140 Thời gian (phút) Hình 3.1 Ảnh hưởng thời gian đến trình hấp phụ Niken Kết thực nghiệm cho thấy hiệu suất trình hấp phụ tăng dần thời gian hấp phụ tăng từ 20 - 80 phút Khi tiếp tục kéo dài thời gian hấp phụ hiệu suất trình hấp phụ tăng không đáng kể Như ta chọn thời gian đạt cân hấp phụ 80 phút cho nghiên cứu 3.3 Khảo sát ảnh hưởng pH đến trình hấp phụ Niken Cho vào bình tam giác dung tích 250 ml đánh số thứ tự bình 0,5g vật liệu hấp phụ thêm vào bình 50 ml dung dịch Ni 2+ nồng độ 58,5 mg/l Dùng dung dịch NaOH H2SO4 loãng để điều chỉnh pH dung dịch đến giá trị tương ứng 2; 3; 4; 5; 6; 7; Tiến hành lắc khoảng thời gian 80 phút (thời gian đạt cân hấp phụ) Đem lọc làm tương tự trình tự phân tích Kết thu thể bảng 3.3 Sinh viên: Nguyễn Thị Hạnh – MT1201 Khóa luận tốt nghiệp 39 Trường ĐHDL Hải Phịng Bảng 3.3 Ảnh hưởng pH đến trình hấp phụ Niken STT pH ABS Cf (mg/l) Hiệu suất (%) 6,113 25,504 56,4 5,545 23,118 60,48 4,52 18,811 67,84 3,765 15,639 73,27 2,893 11,975 79.53 3,187 13,21 77,42 3,941 16,378 71,97 Từ kết ta có đồ thị biểu diễn phụ thuộc khả hấp phụ Niken dung dịch theo pH: 90 Hiệu suất (%) 80 70 60 50 pH Hình 3.2 Ảnh hưởng pH đến trình hấp phụ Niken Từ kết thu từ bảng 3.3 hình 3.2 ta thấy: Khi pH tăng khả hấp phụ Niken vật liệu tăng (hiệu suất trình xử lý tăng) đạt cực đại pH = Khi pH > khả hấp phụ Niken vật liệu giảm (hiệu suất Sinh viên: Nguyễn Thị Hạnh – MT1201 40 Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phịng trình xử lý giảm) Vậy khả hấp phụ Niken vật liệu tốt pH = Chọn pH = cho nghiên cứu 3.4 Kết khảo sát ảnh hưởng khối lượng vật liệu đến trình hấp phụ Niken Chuẩn bị bình tam giác 250 ml đánh số thứ tự từ đến Cho vào bình 50ml dung dịch Ni2+ nồng độ 58,5 mg/l 0,1; 0,3; 0,5; 0,7; 0,9; 1,1g vật liệu hấp phụ Điều chỉnh pH dung dịch đến pH = Lắc bình máy lắc thời gian 80 phút, đem lọc làm tương tự mẫu chuẩn Kết thu thể bảng 3.4 Bảng 3.4 Ảnh hưởng khối lượng vật liệu đến trình hấp phụ Niken STT Khối lượng vật liệu hấp phụ (g) ABS Cf (mg/l) Hiệu suất (%) 0,1 6,616 27,618 52,79 0,3 4,11 17,088 70,79 0,5 3,035 12,571 78,51 0,7 1,884 7,735 86,78 1,9 2,329 9,605 83,58 1,1 2,619 10,824 81,5 Từ kết ta có đồ thị biểu diễn phụ thuộc khối lượng vật liệu đến trình hấp phụ Niken: Sinh viên: Nguyễn Thị Hạnh – MT1201 Khóa luận tốt nghiệp 41 Trường ĐHDL Hải Phòng 90 Hiệu suất(%) 80 70 60 50 0.2 0.4 0.6 0.8 1.2 Khối lượng(g) Hình 3.3 Ảnh hưởng khối lượng vật liệu đến trình hấp phụ Niken Kết hình 3.3 cho thấy khối lượng vật liệu hấp phụ tăng hiệu suất trình hấp phụ Niken tăng theo đạt cực đại khối lượng vật liệu hấp phụ 0,7g Tiếp tục tăng khối lượng vật liệu hấp phụ hiệu suất trình hấp phụ Niken lại giảm Vậy khối lượng vật liệu hấp phụ tối ưu cho trình thí nghiệm 0,7g Chọn giá trị khối lượng vật liệu 0,7g cho nghiên cứu 3.5 Khảo sát phụ thuộc tải trọng hấp phụ vào nồng độ cân Niken Lấy bình tam giác dung tích 250 ml đánh số thứ tự từ đến Pha dung dịch Niken với nồng độ khác 39; 58,5; 87,75; 117; 146,25 mg/l Cho vào bình 50ml dung dịch Ni2+ với nồng độ 0,7g vật liệu hấp phụ Điều chỉnh pH = tiến hành lắc khoảng thời gian 80 phút, lọc xác định nồng độ niken sau xử lý Kết thu thể bảng 3.5 Sinh viên: Nguyễn Thị Hạnh – MT1201 Khóa luận tốt nghiệp 42 Trường ĐHDL Hải Phịng Bảng 3.5 Kết khảo sát phụ thuộc tải trọng hấp phụ vào nồng độ cân Niken Tải trọng hấp STT Ci (mg/l) ABS Cf (mg/l) 39 0,989 3,975 2,502 1,589 58,5 1,795 7,361 3,653 2,015 87,75 3,064 13,133 5,33 2,464 117 5,073 21,134 6,848 3,086 146,25 7,726 32,282 8,141 3,965 phụ q (mg/g) Tỷ lệ Cf/q Từ kết ta vẽ đồ thị biểu diễn phụ thuộc tải trọng hấp phụ vào nồng độ cân Cf niken đồ thị biểu diễn phụ thuộc Cf/q vào nồng độ cân Cf: 10 q (mg/l) 10 15 20 25 30 35 Cf(mg/l) Hình 3.4 Sự phụ thuộc tải trọng hấp phụ q vào nồng độ cân C f Ni2+ dung dịch Sinh viên: Nguyễn Thị Hạnh – MT1201 Khóa luận tốt nghiệp 43 Trường ĐHDL Hải Phòng y = 0,081x + 1,349 R² = 0,996 Tỷ lệ C f/q 10 15 20 25 30 35 Cf( mg/l) Hình 3.5 Sự phụ thuộc Cf/q vào nồng độ cân Cf Kết thực nghiệm cho thấy hấp phụ Ni2+ miêu tả tương đối tốt mô hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir vùng có nồng độ cao vùng có nồng độ thấp Theo phương trình đẳng nhiệt Langmuir ta có: tgα = 1/qmax Từ phương trình biểu diễn phụ thuộc Cf/q vào Cf ta tính được: tgα = 0,081 Từ ta suy qmax = 12,35(mg/g) 3.6 Kết khảo sát khả giải hấp, tái sinh vật liệu hấp phụ Lấy 50ml dung dịch Ni2+ nồng độ 58,5 mg/l 0,7g bã mía cho vào bình tam giác 250ml đem lắc 80 phút pH = Lọc dung dịch sau lắc, đo mật độ quang dung dịch thu tính hàm lượng Ni 2+ mà bã mía hấp phụ Kết thể bảng 3.6: Bảng 3.6 Kết hấp phụ Ni2+ vật liệu hấp phụ Nguyên tố 2+ Ni Ci (mg/l) 58,5 Sinh viên: Nguyễn Thị Hạnh – MT1201 Khóa luận tốt nghiệp Cf (mg/l) 8,05 Hiệu suất (%) 86,24 44 Trường ĐHDL Hải Phòng Bảng 3.7 Kết giải hấp vật liệu hấp phụ HNO3 1M Lượng Ni2+ hấp phụ Lượng Ni2+ vật liệu rửa giải Hiệu suất (%) STT Số lần rửa Lần 2,523 1,798 71,26 Lần 0,725 0,274 82,12 Lần 0,451 0,307 94,29 Dựa vào bảng số liệu khả rửa giải vật liệu hấp phụ HNO 1M tốt Ban đầu vật liệu hấp phụ chứa 2,523 mg Ni 2+ sau rửa giải lần cịn lại 0,144mg Ni2+, hiệu suất đạt 94,29 % Bảng 3.8 Kết tái sinh vật liệu hấp phụ Vật liệu hấp phụ Bã mía Ci (mg/l) 58,5 Cf (mg/l) 11,328 Hiệu suất (%) 80,64 Kết cho thấy khả hấp phụ vật liệu hấp phụ sau giải hấp khả quan, hiệu suất đạt 80,64% Sinh viên: Nguyễn Thị Hạnh – MT1201 45 Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phịng KẾT LUẬN Qua q trình thực đề tài khóa luận “Tìm hiểu khả hấp phụ Niken nước vật liệu hấp phụ chế tạo từ bã mía ” em thu số kết sau: Đã chế tạo vật liệu hấp phụ từ nguồn nguyên liệu phế thải bã mía thơng qua q trình xử lý hóa học natri hidroxit axit citric Khảo sát khả hấp phụ nguyên liệu vật liệu hấp phụ ion Ni2+ Kết cho thấy nguyên liệu vật liệu hấp phụ ion kim loại dung dịch Tuy nhiên, khả hấp phụ vật liệu tốt so với nguyên liệu (gấp 2,1 lần) Khảo sát ảnh hưởng thời gian đến trình hấp phụ Niken Kết thực nghiệm cho thấy thời gian đạt cân hấp phụ vật liệu 80 phút Khảo sát khả hấp phụ vật liệu theo pH, kết cho thấy pH tối ưu cho trình hấp phụ ion Ni2+ pH = Khảo sát ảnh hưởng khối lượng vật liệu đến trình hấp phụ ion 2+ Ni Kết thực nghiệm cho thấy khối lượng vật liệu hấp phụ tối ưu 0,7g Mô tả trình hấp phụ vật liệu ion Ni2+ theo mơ hình Langmuir thu giá trị tải trọng hấp phụ cực đại qmax = 12,35(mg/g) Khảo sát trình hấp phụ động vật liệu, khả hấp phụ vật liệu tốt Vật liệu sau giải hấp hấp phụ lại với hiệu suất 80,64% Như vậy, việc sử dụng vật liệu hấp phụ chế tạo từ bã mía để hấp phụ ion Ni2+ có ưu điểm sau: - Sử dụng nguyên liệu tự nhiên, rẻ tiền, dễ kiếm - Quy trình xử lý đơn giản, đạt hiệu xử lý cao, an tồn với mơi trường Sinh viên: Nguyễn Thị Hạnh – MT1201 46 Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phòng TÀI LIỆU THAM KHẢO Lê Huy Bá, Độc học môi trường, Nhà xuất đại học quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, 2000 Nguyễn Tinh Dung , Hóa học phân tích, phần III: Các phương pháp định lượng hoá học, Nxb Giáo dục Hà Nội, 2002 Nguyễn Đăng Đức, Hóa học phân tích, Đại học Thái Nguyên, 2008 Phạm Luận, Cơ sở lý thuyết phương pháp phổ quang học, Nhà xuất Đại Học quốc gia Hà Nội, 1999 Phạm Luận, Phương pháp phân tích phổ nguyên tử, Nhà xuất Đại Học quốc gia Hà Nội, 2006 Hoàng Nhâm, Hóa vơ tập 3, Nhà xuất giáo dục Hà Nội, 2001 Trần Văn Nhân, Nguyễn Thạc Sửu, Nguyễn Văn Tuế, Giáo trình hóa lý tập 2, Nhà xuất giáo dục, 2004 Trần Văn Nhân, Ngơ Thị Nga, Giáo trình cơng nghệ xử lí nước thải, Nhà xuất Khoa học kĩ thuật, Hà Nội, 2002 Trịnh Thị Thanh, Độc học, môi trường sức khỏe người, Nhà xuất Đại Học quốc gia Hà Nội, 2001 10 Nguyễn Đức Vận, Hóa vơ tập 2: Các kim loại điển hình, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội, 2004 11 Tiêu chuẩn Việt Nam 2011 Sinh viên: Nguyễn Thị Hạnh – MT1201 47 ... chuẩn Niken 34 2.3 Chế tạo vật liệu hấp phụ từ bã mía 35 2.4 Khảo sát khả hấp phụ nguyên liệu vật liệu hấp phụ .35 2.5 Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến khả hấp phụ vật liệu hấp phụ. .. tính toán vẽ) - Chế tạo vật liệu hấp phụ từ bã mía - So sánh khả hấp phụ Niken bã mía vật liệu hấp phụ - Tìm yếu tố tối ưu cho trình hấp phụ Niken vật liệu hấp phụ ……………………………………………………………………………... đường) đánh giá tiềm để chế tạo vật liệu hấp phụ xử lý nhiễm mơi trường Chính vậy, luận văn em chọn đề tài: ? ?Tìm hiểu khả hấp phụ Niken nước vật liệu hấp phụ chế tạo từ bã mía? ?? Sinh viên: Nguyễn