(Luận văn thạc sĩ) nghiên cứu khả năng hấp phụ cr trên vỏ trấu và ứng dụng xử lý tách cr khỏi nguồn nước thải

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN o0o LÊ THỊ TÌNH NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG HẤP PHỤ Cr TRÊN VỎ TRẤU VÀ ỨNG DỤNG XỬ LÝ TÁCH Cr KHỎI NGUỒN NƯỚC THẢI LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HÀ NỘI – 2011 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN o0o LÊ THỊ TÌNH NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG HẤP PHỤ Cr TRÊN VỎ TRẤU VÀ ỨNG DỤNG XỬ LÝ TÁCH Cr KHỎI NGUỒN NƯỚC THẢI Chun ngành: Hóa Phân tích Mã số: 60 44 29 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Cán hướng dẫn Khoa học: PGS.TS Nguyễn Xuân Trung HÀ NỘI – 2011 MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƢƠNG I: TỔNG QUAN 1.1 Vai trị nƣớc tình trạng nhiễm nƣớc 1.1.1 Tài nguyên nước giới [8] 1.1.2 Tài nguyên nước Việt Nam 1.1.3 Sự ô nhiễm nguồn nước 1.1.3.1 Khái niệm ô nhiễm [4] 1.1.3.2 Nguồn gốc ô nhiễm nước .5 1.1.3.3 Tác hại chất thải 1.2 Đại cƣơng Crom [3, 15] 1.2.1 Nguồn gốc, đặc điểm cấu tạo 1.2.2 Tính chất hố học Crom 1.2.3 Các hợp chất quan trọng Crôm 1.2.3.1 Hợp chất Cr(II) .7 1.2.3.2 Hợp chất Cr(III) .8 1.2.3.3 Hợp chất Cr(VI) 1.2.4 Độc tính Crơm [1, 25] 10 1.3 Các phƣơng pháp xác định Crôm [17] 12 1.3.1 Phương pháp phân tích khối lượng [29] .12 1.3.2 Phương pháp phân tích thể tích [22] 12 1.3.3 Phương pháp trắc quang [10, 13] .13 1.3.4 Phương pháp khối phổ dùng nguồn cảm ứng cao tần –phát xạ nguyên tử (ICP-AES) 15 1.3.5 Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử [13] 16 1.3.6 Các phương pháp điện hoá 17 1.3.7 Kĩ thuật phân tích sắc kí lỏng hiệu cao (HPLC) 18 1.4 Phƣơng pháp xử lý Crom .19 1.4.1 Phương pháp kết tủa [10] 19 1.4.2 Phương pháp keo tụ [19] .19 1.4.3 Phương pháp trao đổi ion [20] 20 1.4.4 Phương pháp hấp phụ [2, 20] .21 1.4.4.1 Cơ sở lí thuyết phương pháp 21 1.4.4.2 Một số vật liệu hấp phụ có nguồn gốc tự nhiên 24 CHƢƠNG II: THỰC NGHIỆM 29 2.1 Nội dung nghiên cứu .29 2.2 Máy móc - dụng cụ 29 2.3 Hoá chất sử dụng 30 2.4 Điều chế vật liệu hấp phụ vỏ trấu 30 2.5 Khảo sát yếu tố pH, thời gian dung lƣợng hấp phụ 31 2.5.1 Khảo sát ảnh hưởng pH đến khả hấp phụ 31 2.5.2 Khảo sát thời gian đạt cân hấp phụ 31 2.5.3 Xác định dung lượng hấp phụ theo phương trình Langmuir 31 2.5.4 Khảo sát ảnh hưởng chất điện li ion kim loại khác 33 2.6 Nghiên cứu khả hấp phụ theo phƣơng pháp động .33 2.6.1 Cách tiến hành .33 2.6.2 Tính toán 33 2.6.3 Khảo sát ảnh hưởng pH 35 80 CHƢƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 36 3.1 Tối ƣu hóa điều kiện xác định Crom phƣơng pháp đo quang với thuốc thử ĐPC 36 3.1.1 Khảo sát phổ hấp thụ quang phức màu 36 3.1.2 Khảo sát ảnh hưởng nồng độ axit H2SO4 tới tạo phức màu với thuốc thử ĐPC 36 3.1.3 Khảo sát ảnh hưởng nồng độ thuốc thử ĐPC 37 3.1.4 Khảo sát độ bền phức màu Cr(VI) với thuốc thử ĐPC 39 3.1.5 Khảo sát ảnh hưởng ion đến độ hấp thụ quang phức màu 39 3.1.5.1 Ảnh hưởng cation kim loại 40 3.1.5.2 Ảnh hưởng anion .41 3.1.6 Xây dựng đường chuẩn xác định Cr(VI) .42 3.1.6.1 Khoảng tuyến tính phép đo 42 3.1.6.2 Lập phương trình đường chuẩn Cr 44 3.1.6.3 Giới hạn phát hiện, giới hạn định lượng phương pháp 44 3.1.6.4 Sai số độ lặp lại phép đo 46 3.2 Nghiên cứu khả hấp phụ Cr 48 3.2.1 Xác định tính chất vật lý vật liệu .48 3.2.2 Nghiên cứu khả hấp phụ Crom vật liệu theo phương pháp tĩnh 52 3.2.2.1 Khảo sát ảnh hưởng pH đến khả hấp phụ vật liệu 52 3.2.2.2 Ảnh hưởng thời gian 55 3.2.2.3 Khảo sát nồng độ ban đầu Cr(VI), Cr(III) đến khả hấp phụ 57 3.2.2.4 Khảo sát ảnh hưởng cạnh tranh ion 59 3.2.3 Khảo sát khả hấp phụ vật liệu điều kiện động 63 3.2.3.1 Khảo sát dung lượng hấp phụ cực đại vật liệu 63 3.2.3.2 Khảo sát ảnh hưởng chất, nồng độ dung dịch rửa giải 63 3.2.3.3 Khảo sát ảnh hưởng tốc độ nạp mẫu đến khả hấp thu Cr(VI) lên vật liệu (VL2) 64 3.2.3.4 Khảo sát ảnh hưởng thể tích rửa giải .65 3.2.3.5 Khảo sát ảnh hưởng tốc độ rửa giải đến hiệu suất rửa giải 66 3.2.3.6 Khảo sát ảnh hưởng số ion cản trở đến khả hấp thu Cr2O72- VL2 67 3.3 Thử nghiệm xử lý mẫu giả khảo sát khả tái sử dụng vật liệu 70 3.4 Thử nghiệm xử lý mẫu nƣớc chứa Crom .71 KẾT LUẬN 73 TÀI LIỆU THAM KHẢO 75 81 CÁC KÍ HIỆU VIẾT TẮT ĐPC: Điphenylcarbazid LOD(limit of detection): Giới hạn phát LOQ(limit of quantitaty): Giới hạn định lượng VL1: Vỏ trấu khơng biến tính VL2: Vỏ trấu xử lý với HCHO DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 3.1: Kết khảo sát phụ thuộc H2SO4 nồng độ khác 37 Bảng 3.2: Sự phụ thuộc độ hấp thụ quang vào nồng độ thuốc thử 38 Bảng 3.3: Kết khảo sát phụ thuộc độ hấp thụ quang theo thời gian 39 Bảng 3.4: Kết khảo sát ảnh hưởng cation kim loại 40 Bảng 3.5: Tỷ lệ ảnh hưởng số cation………………………………… 41 Bảng 3.6: Kết khảo sát ảnh hưởng anion………………………… 42 Bảng 3.7: Tỷ lệ ảnh hưởng số anion………………………………… 42 Bảng 3.8: Khoảng tuyến tính Cr(VI) 43 Bảng 3.9: Phân tích mẫu trắng 45 Bảng 3.10: Một số giá trị liên quan 46 Bảng 3.11: Sai số phép đo độ hấp thụ quang xác định Crom…………… 47 Bảng 3.12: Độ lặp lại phép đo…………………………………………… 48 Bảng 3.13: Dung lượng hấp phụ vật liệu phụ thuộc vào pH dung dịch 53 Cr(VI), Cr(III) Bảng 3.14: Khảo sát ảnh hưởng thời gian tới trình hấp phụ vật 55 liệu Bảng 3.15: Ảnh hưởng nồng độ đầu Cr(VI) đến dung lượng hấp phụ vật 57 liệu Bảng 3.16: Ảnh hưởng nồng độ đầu Cr(III) đến dung lượng hấp phụ vật 57 liệu Bảng 3.17: Kết khảo sát ảnh hưởng ion Cu2+ đến dung lượng hấp phụ… 59 Bảng 3.18: Kết khảo sát ảnh hưởng ion Ni2+ đến dung lượng hấp phụ… 59 Bảng 3.19: Kết khảo sát ảnh hưởng ion Fe3+ đến dung lượng hấp phụ… 60 Bảng 3.20: Kết khảo sát ảnh hưởng ion Zn2+ đến dung lượng hấp 60 phụ Bảng 3.21: Kết khảo sát ảnh hưởng ion Cu 2+, Ni2+, Fe3+ Zn2+đến dung 61 lượng hấp phụ vật liệu…………………………………………………… Bảng 3.22: Kết khảo sát ảnh hưởng nồng độ rửa giải HCl/H 2O20,1% đến 63 khả rửa giải Bảng 3.23: Kết khảo sát ảnh hưởng tốc độ nạp mẫu đến khả hấp 64 thu Bảng 3.24: Kết khảo sát thể tích rửa giải………………………………… 65 Bảng 3.25: Kết khảo sát tốc độ rửa giải………………………………… 66 Bảng 3.26: Ảnh hưởng ion kim loại kiềm kim loại kiềm thổ đến 67 hiệu suất thu hồi……………………………………………………………… Bảng 3.27: Kết khảo sát ảnh hưởng Zn2+, Cu2+, Ni2+, Fe3+ đến hiệu 68 suất thu hồi…………………………………………………………………… Bảng 3.28: Thành phần mẫu giả 69 Bảng 3.29: Kết hấp phụ tách loại crom mẫu giả 69 Bảng 3.30: Kết nghiên cứu khả tái sử dụng vật liệu……………… 70 Bảng 3.31: Kết thử nghiệm xử lý mẫu nước chứa Crom ………… 71 DANH MỤC CÁC HÌNH Trang Hình 2.1: Đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir……………………………… 32 Hình 2.2: Đường biểu diễn hấp phụ động cột 34 Hình 3.1: Phổ hấp thụ ánh sáng phức màu 36 Hình 3.2: Sự phụ thuộc độ hấp thụ quang vào nồng độ axit H2SO4 37 Hình 3.3: Sự phụ thuộc độ hấp thụ quang vào nồng độ thuốc thử 38 Hình 3.4: Sự phụ thuộc độ hấp thụ quang vào thời gian 39 Hình 3.5: Khoảng tuyến tính Cr(VI) 43 Hình 3.6: Đường chuẩn xác định Cr(VI) phép đo độ hấp thụ quang… 44 Hình 3.7a, 3.7b: Hình ảnh SEM VL2 49 Hình 3.8a: Phổ hồng ngoại vật liệu (VL2) chưa hấp phụ 50 Hình 3.8b: Phổ hồng ngoại vật liệu (VL2) hấp phụ Cr(VI) 51 Hình 3.8c: Phổ hồng ngoại vật liệu (VL2) hấp phụ Cr(III) 51 Hình 3.9: Đường biểu diễn phụ thuộc dung lượng hấp phụ vật liệu vỏ 53 trấu vào pH Hình 3.10: Ảnh hưởng pH đến dạng tồn Cr(VI) dung 54 dịch nước……………………………………………………………………… Hình 3.11: Ảnh hưởng thời gian tới trình hấp phụ vật liệu 56 Hình 3.12: Đường đẳng nhiệt hấp phụ Cr(VI), Cr(III) VL2 57 Hình 3.13: Đường hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir…………………………… 58 Hình 3.14: Dung lượng hấp phụ Cr(VI), Cr(III) có mặt Cu2+…… 59 Hình 3.15: Dung lượng hấp phụ Cr(VI), Cr(III) có mặt Ni2+…… 59 Hình 3.16: Dung lượng hấp phụ Cr(VI), Cr(III) có mặt Fe3+…… 60 Hình 3.17: Dung lượng hấp phụ Cr(VI), Cr(III) có mặt Zn2+…… 60 Hình 3.18: Dung lượng hấp phụ Cr(VI), Cr(III) có mặt Cu2+, Ni2+, 61 Fe3+, Zn2+……………………………………………………………………… Hình 3.19: Đồ thị phụ thuộc hiệu suất rửa giải vào nồng độ axit HCl…… 63 Hình 3.20: Đồ thị phụ thuộc hiệu suất thu hồi vào tốc độ nạp mẫu……… 64 Hình 3.21: Đồ thị phụ thuộc hiệu suất rửa giải vào thể tích rửa giải……… 65 Hình 3.22: Đồ thị phụ thuộc hiệu suất rửa giải vào tốc độ rửa giải……… 66 MỞ ĐẦU Những chuyện huyền thoại nước chép lại chắn dày lịch sử lồi người vậy, nước nơi bắt nguồn sống trái đất Trong phong tục tập quán hầu hết dân tộc, tôn giáo, nước thường xem vật thiêng liêng dành cho việc thờ cúng, coi biểu sạch, giàu có sức sống bất diệt không tàn lụi Nước tài ngun vơ tận, giữ vai trị quan trọng trình hình thành phát triển sinh Khơng thể có sống khơng có nước Nước đóng vai trị quan trọng sản xuất cơng nghiệp, nông nghiệp đời sống Ngày nay, với phát triển kinh tế, khoa học kỹ thuật sống người nâng cao, nhu cầu nước ngày nhiều, ô nhiễm môi trường nước xảy ngày nghiêm trọng Hiện nay, giới rung hồi chuông báo động thực trạng nhiễm mơi trường tồn cầu Nằm bối cảnh chung giới, môi trường Việt Nam xuống cấp cục Nguyên nhân dẫn đến nhiễm mơi trường hoạt động người Một nguồn chất thải bị nhiễm nguồn nước từ khu công nghiệp thuộc da, công nghiệp điện tử, mạ điện, luyện kim, chế biến lâm hải sản hay nông nghiệp từ việc sử dụng loại thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ, đào thải động, thực vật Các nguồn nước thải môi trường có nhiều kim loại nặng độc hại Pb, Cr, Cu, Cd, Hg, As, Những kim loại có liên quan trực tiếp đến biến đổi gen, ung thư, ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường Chúng thường gây ô nhiễm, gây độc hại hàm lượng nhỏ Đối với nước phát triển Việt Nam, qui mô công nghiệp chủ yếu mức vừa nhỏ, việc xử lý nước thải gặp nhiều khó khăn chi phí xử lý cao, khả đầu tư thấp Các phụ phẩm nông nghiệp nghiên cứu nhiều để sử dụng việc xử lý nước chúng có ưu điểm giá thành rẻ, vật liệu tái tạo thành phần chúng chứa polymer dễ biến tính có tính chất hấp phụ trao đổi ion cao [9] Bảng 3.23: Kết khảo sát ảnh hưởng tốc độ nạp mẫu đến khả hấp thu Mẫu số Tốc độ chảy (ml/phút) Hiệu suất (%) 0,5 97,4 1,0 97,2 1,5 96,8 2,0 95,5 3,0 92,4 4,0 87,1 5,0 80,5 Hình 3.20: Đồ thị phụ thuộc hiệu suất thu hồi vào tốc độ nạp mẫu Nhận xét: Nhìn vào kết ta thấy trì tốc độ từ 0,5 – 1,5ml/phút thích hợp Tuy nhiên tốc độ chậm tốn nhiều thời gian Do chọn tốc độ nạp mẫu 1,0 ml/phút cho nghiên cứu sau 3.2.3.4 Khảo sát ảnh hưởng thể tích rửa giải Sau xác định tác nhân rửa giải tiếp tục nghiên cứu thể tích rửa giải tốt Cho dung dịch chất phân tích chảy qua cột hấp phụ với tốc độ 1ml/phút Sau ta tiến hành rửa giải thể tích khác HCl 2M/H2O20,1% Dung dịch thu đưa điều kiện đo quang để xác định 65 lượng Crom, từ tính hiệu suất thu hồi cho kết bảng 3.24, hình 3.21 Bảng 3.24: Kết khảo sát thể tích rửa giải Mẫu số Thể tích rửa giải (ml) 10 15 20 25 30 35 Hiệu suất thu hồi (%) 81,7 88,2 92,5 96,8 97,9 97,9 Hình 3.21: Đồ thị phụ thuộc hiệu suất rửa giải vào thể tích rửa giải Nhìn vào kết bảng 3.24 ta thấy thể tích rửa giải tốt 30ml HCl 2M/H2O2 0,1% 3.2.3.5 Khảo sát ảnh hưởng tốc độ rửa giải đến hiệu suất rửa giải Cho dung dịch chất phân tích chảy qua cột hấp phụ với tốc độ 1,0 ml/phút Sau tiến hành rửa giải 30ml HCl 2M/ H2O20,1% với tốc độ thay đổi từ 0,5 - 4ml/phút Thu toàn dung dịch rửa giải đem màu đo độ hấp thụ quang để xác định hiệu suất rửa giải Kết thu bảng 3.25, hình 3.22 66 Bảng 3.25: Kết khảo sát tốc độ rửa giải Mẫu số Tốc độ rửa giải (ml/phút) 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 4,0 Hiệu suất thu hồi (%) 98,3 98,1 96,2 90,3 77,4 59,9 35,5 Hình 3.22: Đồ thị phụ thuộc hiệu suất rửa giải vào tốc độ rửa giải Nhận xét: Từ kết bảng 3.25 ta thấy tốc độ rửa giải 0,5 ml/phút tốt, tốc độ chậm nhiều thời gian Do chọn tốc độ 1,0 ml/phút cho nghiên cứu 3.2.3.6 Khảo sát ảnh hưởng số ion cản trở đến khả hấp thu Cr2O72- VL2 Trong thực tế ngồi ion cần khảo sát gặp số ion kim loại khác có mặt thành phần mẫu ảnh hưởng đến khả hấp thu Cr2O72- lên vật liệu Để cụ thể tiến hành khảo sát ảnh hưởng số ion như: Na+, K+, Ca2+, Mg2+, Ni2+, Zn2+, Mn2+, Pb2+, Cd2+, Al3+, Fe3+ Dưới kết thu được: 67 Cho dung dịch chất phân tích có thêm cation chảy qua cột hấp phụ với tốc độ 1,0 ml/phút Sau ta tiến hành rửa giải 30 ml HCl 2M có mặt H2O2 0,1%, dung dịch rửa giải đưa điều kiện chuẩn Sau đem xác định Crom phép đo quang với thuốc thử ĐPC * Ảnh hưởng ion kim loại kiềm kiềm thổ: Bảng 3.26: Ảnh hưởng ion kim loại kiềm kim loại kiềm thổ đến hiệu suất thu hồi Các ion kim loại Na Tỉ lệ nồng độM+/Cr(VI)(ppm) Hiệu suất thu hồi(%) 10 97,5 100 97,4 1000 97,1 10 97,4 100 97,5 1000 97,3 10 96,7 100 96,5 1000 96,2 10 97,8 100 97,6 1000 97,3 10 97,2 100 97,1 1000 89,5 + K+ Mg2+ Ba2+ Ca2+ Kết bảng 3.26 cho thấy: Kim loại kiềm kim loại kiềm thổ với nồng độ khảo sát không ảnh hưởng đến khả hấp thu Crom 68 * Ảnh hưởng ion kim loại nặng Bảng 3.27: Kết khảo sát ảnh hưởng Zn2+, Cu2+, Ni2+, Fe3+ đến hiệu suất thu hồi Các ion kim loại Zn Tỉ lệ nồng độMn+/Cr(VI)(ppm) Hiệu suất thu hồi(%) 97,1 96,4 96,5 10 95,1 100 94,7 1000 92,5 97,4 96,8 96,6 10 96,5 100 96,2 1000 92,3 97,3 96,7 10 95,5 100 94,6 1000 91,2 96,9 95,5 10 94,8 100 93,2 1000 90,7 96,5 96,4 10 96,5 100 94,7 500 93,1 2+ Cu2+ Ni2+ Co 2+ Fe3+ 69 Từ kết thực nghiệm ta thấy với nồng độ lớn ion Zn2+, Cu2+, Co2+, Ni2+, Fe3+ gây ảnh hưởng tới hiệu suất thu hồi Với Zn 2+, Cu2+, Ni2+ ảnh hưởng đáng kể nồng độ ion nồng độ Cr(VI) 1000 lần, Với ion Co2+, Fe3+ ảnh hưởng nồng độ nồng độ Cr(VI) 500 lần 3.3 Thử nghiệm xử lý mẫu giả khảo sát khả tái sử dụng vật liệu Để đánh giá khả hấp phụ Cr(VI) Cr(III) lên VL2, tiến hành thử nghiệm xử lý mẫu giả Các mẫu giả có thành phần tương tự mẫu thật tích 1,0 lít, pH = 1,5, hàm lượng ion ghi bảng 3.28 Đem oxi hóa Cr3+ lên Cr2O72- amonpersunphat có mặt Ag+ làm xúc tác, cho chảy qua cột chứa vật liệu hấp phụ Cuối rửa giải 30ml dung dịch HCl 2M/H2O2 0,1% Xác định Crom phương pháp đo quang với thuốc thử ĐPC (Thí nghiệm làm lặp lại lần) Kết thu ghi bảng 3.29 Bảng 3.28: Thành phần mẫu giả Các ion kim loại Nồng độ(  g/l) Mg2+ 1000 2+ Ca 3000 2+ Zn 100 2+ Cu 30 3+ Al 3000 2+ Pb 10 Các ion kim loại Mn2+ Co2+ Ni2+ Fe3+ Cd2+ Nồng độ(  g/l) 2000 800 5000 3500 40 Bảng 3.29: Kết hấp phụ tách loại Crom dung dịch mẫu giả Thành phần chất Cr(VI) Lượng ban đầu Tổng lượng Ban đầu (  g/l) (  g/l) Lượng Crôm Lượng Hiệu suất hấp phụ Crom lại hấp phụ (  g/l) 98,92 90 100 Cr(III) 10 70 (  g/l) 1,08 (%) 98,92 99,15 0,85 99,15 97,42 2,58 97,42 99,08 0,92 99.08 98,73 1,27 98,73 Nhận xét: Từ kết bảng 3.29 kết luận việc sử dụng vỏ trấu biến tính làm vật liệu hấp phụ crom nước thải đạt hiệu suất hấp phụ cao, có khả ứng dụng vật liệu để tách crom khỏi nguồn nước thải * Khảo sát khả tái sử dụng vật liệu Chuẩn bị cột hấp phụ chứa 1,00g VL2 Cho 1,0 lít dung dịch mẫu giả có thành phần tương tự mẫu thật oxi hóa Cr3+ lên Cr2O72- trên, cho chảy qua cột hấp phụ với tốc độ 1ml/phút Rửa cột nước cất, sau rửa giải 30ml HCl 2M/H2O2 0,1% Sau rửa giải hồn tồn sử dụng lần với điều kiện qui trình lần đầu Tiến hành khảo sát khả tái sử dụng vật liệu kết thu ghi bảng 3.30 Bảng 3.30: Kết nghiên cứu khả tái sử dụng vật liệu Số lần sử dụng vật liệu Hiệu suất hấp phụ (%) 100 92,65 81,36 69,37 42,63 Từ kết bảng 3.30, chúng tơi thấy vật liệu có khả tái sử dụng cho lần sau, nhiên hiệu suất hấp phụ giảm dần Vì cần nghiên cứu biện pháp sử lý thích hợp để tái sử dụng vật liệu xử lý nguồn nước thải chứa Crom 3.4 Thử nghiệm xử lý mẫu nƣớc chứa Crom * Lấy mẫu: Tiến hành lấy mẫu theo TCVN * Xử lý mẫu: Mẫu nước axit hóa HNO3 65% (Mecrk) cho pH =1,5 Sau để lắng, lọc bỏ phần lơ lửng, thu lấy phần nước (1,0lít) Đem oxi hóa hồn tồn Cr3+ lên Cr2O72- amonpersunphat mơi trường axit có mặt Ag+ làm xúc tác, cho chạy qua cột hấp phụ chứa 1,00gam VL2 điều kiện trên, tiến hành giải hấp HNO3 2M/H2O2 0,1% Xác định tổng Crom phương pháp đo quang với thuốc thử ĐPC (Thí nghiệm làm lặp lại lần lấy kết trung bình) 71 Để có kết xác hàm lượng Crom trước sau xử lý Chúng gửi mẫu phân tích phương pháp ICP-MS, xác định tổng lượng crom phịng máy Khoa hóa học – Trường Đại học khoa học tự nhiên Đại học Quốc gia Hà Nội Kết thu ghi bảng 3.31 Bảng 3.31: Kết thử nghiệm xử lý mẫu nước chứa Crom Tên mẫu nước Ký hiệu Lượng Crôm trước hấp phụ Lượng Crôm hấp phụ (  g/l) (  g/l) Lượng Crơm cịn lại sau hấp phụ Lượng Crom loại bỏ (%) (  g/l) VT1 76,43 74,87 1,56 97,95 Nhôm Sông Hồng - VT2 85,89 84,19 1,70 98,02 VT3 81,75 79,97 1,78 97,82 Nước thải Công ty VT5 29,81 29,25 0,56 98,12 28,37 28,08 0,29 98,97 Nước thải Cơng ty Việt Trì - Phú Thọ Hóa chất Z121 - Phù Ninh – Phú Thọ VT6 Từ kết nghiên cứu xử lý số mẫu nước chứa Crom cho thấy, hiệu suất tách loại Crom vỏ trấu cao (trên 90%) Từ ta kết luận triển vọng ứng dụng vật liệu vỏ trấu biến tính tách loại Crom khỏi nguồn nước thải 72 KẾT LUẬN Sau trình nghiên cứu hoàn thành luận văn thạc sĩ với nội dung đề tài: ((Nghiên cứu khả hấp phụ crom vỏ trấu ứng dụng xử lý tách crom khỏi nguồn nước thải )) Chúng thực số công việc sau: Đã nghiên cứu tối ưu hóa điều kiện xác định Crom phương pháp trắc quang với thuốc thử Điphenylcarbazid Các điều kiện tối ưu xác định Crom thuốc thử ĐPC sau: - Phổ hấp thụ ánh sáng phức màu đạt cực đại bước sóng 540 nm, nồng độ axit H2SO4 4.10-2M, nồng độ thuốc thử 0,008 % - Khảo sát ảnh hưởng ion đến độ hấp thụ quang phức màu - Tìm khoảng tuyến tính phép đo: 0,1 – 1.1ppm - Xây dựng đường chuẩn xác định Crom - Tìm được: Giới hạn phát 0,01ppm Giới hạn định lượng: 0,03ppm Đã nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng đến trình hấp phụ Cr(VI), Cr(III) vật liệu VL1 VL2: - pH = 1,5, thời gian hấp phụ - Đã khảo sát ảnh hưởng nồng độ đầu tìm dung lượng hấp phụ Cr(VI): 59,52 (mg/g) Cr(III): 3,5(mg/g) - Khảo sát ảnh hưởng ion kim loại đến khả hấp phụ vật liệu Đã khảo sát khả hấp phụ Cr vật liệu điều kiện động: - Dung lượng hấp phụ cực đại Cr(VI) 62,5mg/g, Cr(III) 2,85 mg/g - Tốc độ hấp phụ 1,0ml/ phút, tốc độ rửa giải 1,0ml/ phút - Thể tích dung dịch rửa giải 30ml HCl với nồng độ 2M + H2O20,1% 73 - Khảo sát ảnh hưởng số ion cản trở đến khả hấp phụ Áp dụng thử nghiệm xử lý vài mẫu nước thải chứa Crom Với làm luận văn này, hy vọng đề tài hữu ích cho việc áp dụng xử lý mẫu nước thải chứa Crom Qua nghiên cứu kết luận sử dụng vật liệu vỏ trấu biến tính để hấp phụ xử lý tách Crom khỏi nguồn nước bị ô nhiễm 74 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt: Nguyễn Bá Can (1962), Phịng bệnh hóa chất, NXB Y học Lê Văn Cát (2002), Hấp phụ trao đổi ion kỹ thuật xử lý nước nước thải, trung tâm khoa học tự nhiên công nghệ Quốc gia, NXB Thống kê – Hà Nội D.F Shriver, P.W Atkins, C.H Langford, Người dịch: Bùi Duy Cam, Vũ Đăng Độ, Lê Chí Kiên, Hồng Nhâm, Lê Như Thanh, Dỗn Anh Tú (2002), Hóa học vô cơ, ĐH KHTN - ĐH Quốc gia Hà Nội Nguyễn Hữu Danh (2001), Tìm hiểu Trái đất loài người, NXB GD Đặng Ngọc Định (2006), ”Xác định lượng vết Cr(VI) Cr(III) kỹ thuật chiết pha rắn phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử (AAS)”, Luận văn thạc sĩ khoa học, ĐHKHTN - ĐHQG Hà Nội Nguyễn Thị Thanh Hoa (2005), Tách xác định lượng Cr(III) Cr(VI), Luận án thạc sĩ khoa học, ĐH KHTN - ĐHQG Hà Nội Phan Nguyên Hồng (2001), Hỏi đáp môi trường sinh thái, NXB GD Hoàng Thị Lan Hương (1994), ”Nghiên cứu điều kiện phân chia hỗn hợp nguyên tố đất nhóm Ytri phương pháp sắc ký trao đổi ion”, Luận án phó tiến sĩ khoa học, ĐH Sư phạm Hà Nội Lê Thanh Hưng, Phạm Thành Quân, Lê Minh Tâm, Nguyễn Xuân Thơm(2008), ”Nghiên cứu khả hấp phụ trao đổi ion xơ dừa vỏ trấu biến tính”, Tạp chí phát triển KH&CN, Tập 11 Số 08 Tr – 11 10 Trần Tứ Hiếu, Từ Vọng Nghi, Nguyễn Văn Ri, Nguyễn Xuân Trung (1999), Các phương pháp phân tích cơng cụ, ĐH KHTN - ĐH Quốc gia Hà Nội 11 Nguyễn Đắc Hy (2003), Phát triển bền vững tầm nhìn thời đại, Viện sinh thái môi trường, Hà Nội 12 Lê Văn Khoa (1995), Môi trường ô nhiễm, NXB Giáo dục 13 Phạm Luận (2003), Phương pháp phân tích phổ nguyên tử, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội 75 14 Trần Văn Nhân, Ngô Thị Nga (2005), Giáo trình cơng nghệ xử lý nước thải, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội 15 Hoàng Nhâm (2000), Hóa học vơ cơ, tập 3, NXB-GD 16 Nguyễn Xuân Trung, Phạm Hồng Quân, Vũ Thị Trang (2007) “Nghiên cứu khả hấp phụ Cr(III) Cr(VI) vật liệu chitosan biến tính”, tạp chí phân tích hố lý sinh học T2 số tr 63-67 17 Lâm Minh Triết, Diệp Ngọc Sương (2000), Các phương pháp phân tích kim loại nặng nước nước thải, NXB KHKT 18 Vũ Thị Nha Trang (2009), ”Tách, làm giàu, xác định lượng vết Cr(III) Cr(VI) nước kỹ thuật chiết pha rắn phương pháp quang phổ”, Luận văn thạc sĩ khoa học, ĐH KHTN - ĐHQG Hà Nội 19 Nguyễn Bá Trinh (1994), Công nghệ xử lý nước thải, trung tâm KHTN CNQG, Trung tâm thông tin liệu 20 Nguyễn Thị Thu (2002), Hóa keo, NXB Đại học sư phạm Hà Nội 21 Lê Hữu Thiềng, Phạm Thị Sang (2010), ”Nghiên cứu khả hấp phụ Pb2+ dung dịch nước bã mía qua xử lý axit xitric”, Tạp chí Hóa học,T.48(4C), Tr.415-419 22 G Schwarrenbach, H Flaschka, Người dịch: Đào Hữu Vinh, Lâm Ngọc Thụ (1978), Chuẩn độ phức chất, NXB KHKT Tiếng Anh: 23 Abdel-Nasser A El-hendawy(2003), “Influence of HNO3 oxidation on the structure and adsorptive properties of corncob- based activated carbon” Carbon 41, 713-722 24 Aggar wal, Goyal M and Bansal RC (1997), “Adsorption of Chromium by activated carbon from aqueous solution”, Carbon 37: 1989 25 Angeline M.Stoyanova (2004), “Determination of Cr(VI) by a catalytic Spectrometric Method in the presence of p-Aminobenzoic acid”, Turk J Biochem, 29, p.367-375 76 26 B.Narayana and Tome Cherian (2005), “ Rapid Spectrometric Determination of trace amouts of Chromium using Variamine Blue as a chromogenic Reagent”, J.Baz.Chem.soc, Vol.16, No.2,p.197-201 27 Bei Wen, Xiao –Quan Shan ,Jun Lian (2002), “Separation of Cr(III) and Cr(VI) in river and reservoir water with 8- hydroxyquinoline immobilized polyacrylonitrile fiber for determination by inductively coupled plasma mass spectrometry”, Talanta 56, p.681-687 Talanta 65,p.135-143 28 E.Clave J Francois L Billo n., B De Jeso., M.F.Guimon (2004), “Crude and Modified Corncobs as complexing Agents for water decontamination”, Journal of Applied Polymer Science, vol.91, pp.820-826 29 Foster Dee Snell and Leslie S.Ettre (1970), “Encyclopedia of nditrustrial hemical analysis”, Vol 9, p.633-641 30 H.D Revanasiddappa and T.N.Kiran Kidmar (2002), “Rapid spectrophotometric determination of chromium with trifluoperaztne Hydrochloride”, Anal.47, p.311 31 Hoekstra, A.Y (2006), “The Global Dimension of Water Governance: Nine Reasons for Global Arrangements in Order to Cope with Local Problems” Value of Water Research Report Series No 20 UNESCO-IHE Institute for Water Education 32 Joana Shaofen Wang and Kong Hwa Chiu (2004), “Simulttaneous Extraction of Cr(III) and Cr(VI) with Dithiocarbamate Reageny Followed by HPLC seperation for chromium speciation”, Analytical Sciences, Vol.20, p.841-846 33 J.Posta, H.Bemdt, S.Kluo, G Schaldach (1993), Anal Chem, vol 65, p.2590 34 Lin.L., Lawrence.N.S., Sompong.T., Wang.J., Lin.J (2004), “Calalytic adsorptive stripping determination of trace Chromium(VI) at the Bismutfilm electrode”, Talanta, vol.50, p.423-427 77 35 Lin Lin, Nathan S Lawrence, Sompong Thongngamdee, Joseph Wang, Yuehe Lin (2005), “Catalytic adsorptive stripping determination of trace chromium (VI) at the bismuth film electrode”, Talanta 65, p.144-148 36 Marcuccar R, Whitenman J., P and suder B.J (1982), “Interaction of heavy metal with chitin and chitosan”, J.Appl polymer.Sci.,27,p.4827-4837 37 M.V.Balasama Krishna, K.Chandrasekoran (2005), “ Speciantion of Cr(III) and Cr(VI) in water using immobilized moss and determination by ICPMS” Talanta 65, p.133-135 38 M.V Balarama Krishna, K Chandrasckaran, Sarva V Rao, Karunasagar, J.Arunachalam (2005), “Specciation of Cr(III)and Cr(VI) in water using immobilized moss and determination by ICP-MS and FAAS” Talanta 65, p.135-143 39 Mohanumad Sacid Hosseini and Mohannumad Asadi (2009), “Specciation determination of Chromium Using 1,4-diaminoanthraquinone with Spectrophotometric and spectrofluorometric methods”, Analytical Sciences Vol 25, p.807-812 40 M Patel, A Kasera (1987), “Effect of thermal and chemical treatment on carbon and sibica contens in rice husk”, J Mater Sci 22, p 2257- 2464 41 Olga Dominguez, M Julia Areos (2002), “Simultaneous determiration of chromium (VI) and chromium (III) at trace lerel by adsorption stripping voltammetry” Analytica Chimica Acts 470, p.241-252 42 Pourreza N., Rastegadeh S., (2001), “Catalytic Spectrophotometric determination of Bromide based on the diphenylcacbazide-Chromium(VI)Iodate reaction”, Journal of Analytical Chemistry, 56(8), 727-725 43 Ruey-Shin juang, Ruey- Chang Shiau (2000), „„Metal removal from aqueous solution using chitosan-enhansed membrane filtration’’, Journal of Membrane Science, 165, pp.159-167 44 Sun Fu-Sheng (1993), “The reaction of phenylarsenazo with chromium(III)”, Talanta, Vol.30, p.446-448 78 45 Suwaru Hoshi, Kiyotaka Konuma, Kazuharu Sugawara, Masayuki Lito, Kunihiko Akatsuka (1998), The simple and rapid spectrophotometric determination of trace chromium (VI) after preconcentration as its colored complex on chitin, Talanta 47, p.659-663 46 Tiglea, Paulo;Liching, Jaim, (2000), “Determination of traces chromium in foods by solvent extraction-flame absorption spectrometry”, Anal.Lett., Vol.3(8), p.1615-1624 47 Takashi Sumida, Taniami Ikenoue, Kazuhide Hamada, Akhmad Sabarudin, Mitsuko Oshima, Shoji Motomizu (2005), One line preconcentration using dual mini columns for the speciation of Cr(III) and Cr(VI) and its application to water samples as studied by ICP-MS, Talanta, vol 68, Issue 2, p 388 - 393 48 Xiaonan Dong, Yuzuru NakaGuchi and Keizo Hiraki (1998), “Determination of chromium, copper, iron, manganese and lead in human hair by graphite Furnace atomic Absoption Spectromatry”, Analytical Sciences, Vol.14, p.785-789 49 Y.M Scindia, A.K Pandey, A.V.R Reddy, S.B Manoharn (2004), Chemically selective membrance optode for Cr(VI) determination ion aqueous sample, Mumban Indian, Analytica Chimica Acta, Vol 515, Issue 2, p 311 - 321 50 Wu Y, Hu B, Peng T, Jiang Z (2001), “ In-situ separation of chromium Cr(III) and chromium(VI) and sequential ETV-ICP-AES determination using acetylacetone and PTFE as chemical modifiers”, Frisenius J Anal Chem, 307(7): p.904-8 79 ... o0o LÊ THỊ TÌNH NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG HẤP PHỤ Cr TRÊN VỎ TRẤU VÀ ỨNG DỤNG XỬ LÝ TÁCH Cr KHỎI NGUỒN NƯỚC THẢI Chun ngành: Hóa Phân tích Mã số: 60 44 29 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Cán hướng... phụ crom vỏ trấu ứng dụng để xử lý tách crom khỏi nguồn nước thải )) Vật liệu phụ phẩm nông nghiệp, rẻ tiền, dễ kiếm, không làm nguồn nước bị ô nhiễm Mặt khác Việt Nam nước có nguồn phế thải. .. Crom nói riêng, nghiên cứu ban đầu chọn vỏ trấu biến tính để nghiên cứu hấp phụ crom, tách Crom khỏi nguồn nước thải 28 CHƢƠNG II: THỰC NGHIỆM 2.1 Nội dung nghiên cứu Với mục tiêu đề tài sử dụng