Tổng hợp, nghiên cứu đặc trưng cấu trúc và khả năng hấp phụ metylen xanh của sét hữu cơ từ bentonit Ấn Độ với natri stearatTổng hợp, nghiên cứu đặc trưng cấu trúc và khả năng hấp phụ metylen xanh của sét hữu cơ từ bentonit Ấn Độ với natri stearatTổng hợp, nghiên cứu đặc trưng cấu trúc và khả năng hấp phụ metylen xanh của sét hữu cơ từ bentonit Ấn Độ với natri stearatTổng hợp, nghiên cứu đặc trưng cấu trúc và khả năng hấp phụ metylen xanh của sét hữu cơ từ bentonit Ấn Độ với natri stearatTổng hợp, nghiên cứu đặc trưng cấu trúc và khả năng hấp phụ metylen xanh của sét hữu cơ từ bentonit Ấn Độ với natri stearatTổng hợp, nghiên cứu đặc trưng cấu trúc và khả năng hấp phụ metylen xanh của sét hữu cơ từ bentonit Ấn Độ với natri stearatTổng hợp, nghiên cứu đặc trưng cấu trúc và khả năng hấp phụ metylen xanh của sét hữu cơ từ bentonit Ấn Độ với natri stearatTổng hợp, nghiên cứu đặc trưng cấu trúc và khả năng hấp phụ metylen xanh của sét hữu cơ từ bentonit Ấn Độ với natri stearatTổng hợp, nghiên cứu đặc trưng cấu trúc và khả năng hấp phụ metylen xanh của sét hữu cơ từ bentonit Ấn Độ với natri stearatTổng hợp, nghiên cứu đặc trưng cấu trúc và khả năng hấp phụ metylen xanh của sét hữu cơ từ bentonit Ấn Độ với natri stearatTổng hợp, nghiên cứu đặc trưng cấu trúc và khả năng hấp phụ metylen xanh của sét hữu cơ từ bentonit Ấn Độ với natri stearatTổng hợp, nghiên cứu đặc trưng cấu trúc và khả năng hấp phụ metylen xanh của sét hữu cơ từ bentonit Ấn Độ với natri stearatTổng hợp, nghiên cứu đặc trưng cấu trúc và khả năng hấp phụ metylen xanh của sét hữu cơ từ bentonit Ấn Độ với natri stearatTổng hợp, nghiên cứu đặc trưng cấu trúc và khả năng hấp phụ metylen xanh của sét hữu cơ từ bentonit Ấn Độ với natri stearatTổng hợp, nghiên cứu đặc trưng cấu trúc và khả năng hấp phụ metylen xanh của sét hữu cơ từ bentonit Ấn Độ với natri stearatTổng hợp, nghiên cứu đặc trưng cấu trúc và khả năng hấp phụ metylen xanh của sét hữu cơ từ bentonit Ấn Độ với natri stearatTổng hợp, nghiên cứu đặc trưng cấu trúc và khả năng hấp phụ metylen xanh của sét hữu cơ từ bentonit Ấn Độ với natri stearat
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM VŨ VĂN TÚ TỔNG HỢP, NGHIÊN CỨU ĐẶC TRƢNG CẤU TRÚC VÀ KHẢ NĂNG HẤP PHỤ METYLEN XANH CỦA SÉT HỮU CƠ TỪ BENTONIT ẤN ĐỘ VỚI NATRI STEARAT LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC THÁI NGUYÊN - 2020 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM VŨ VĂN TÚ TỔNG HỢP, NGHIÊN CỨU ĐẶC TRƢNG CẤU TRÚC VÀ KHẢ NĂNG HẤP PHỤ METYLEN XANH CỦA SÉT HỮU CƠ TỪ BENTONIT ẤN ĐỘ VỚI NATRI STEARAT Ngành: Hóa vơ Mã số: 44 01 13 LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS PHẠM THỊ HÀ THANH THÁI NGUYÊN - 2020 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: Đề tài: "Tổng hợp, nghiên cứu đặc trƣng cấu trúc khả hấp phụ metylen xanh sét hữu từ bentonit Ấn Độ với natri stearat" cơng trình nghiên cứu riêng tơi, số liệu, kết nghiên cứu luận văn trung thực chưa công bố công trình khác Thái Nguyên, tháng 08 năm 2020 Tác giả luận văn Vũ Văn Tú i LỜI CẢM ƠN Trước tiên, em xin chân thành cảm ơn cô giáo - TS Phạm Thị Hà Thanh người tận tình bảo, giúp đỡ hướng dẫn em suốt q trình học tập, nghiên cứu hồn thành luận văn Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo, giáo Khoa Hóa học, thầy giáo, giáo Khoa Sau Đại học, thầy cô BGH Trường Đại học Sư phạm, Đại học Thái Nguyên giảng dạy, giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi q trình học tập, nghiên cứu để em hồn thành luận văn Em xin trân trọng cảm ơn thầy giáo, giáo cán phịng thí nghiệm Khoa Hóa học, Trường Đại học Sư phạm, Đại học Thái Nguyên; Khoa Hóa học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội; Viện Khoa học Vật liệu, Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam; Th.s Hoàng Tiến Phúc bạn học viên giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi để em hồn thành luận văn Vì thời gian có hạn, khả nghiên cứu cịn hạn chế nên kết nghiên cứu cịn nhiều thiếu xót Em mong nhận góp ý, bảo thầy giáo, cô giáo bạn quan tâm tới vấn đề trình bày luận văn, để luận văn hoàn thiện Em xin trân trọng cảm ơn! Thái Nguyên, tháng 08 năm 2020 Tác giả Vũ Văn Tú ii MỤC LỤC Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục chữ viết tắt, kí hiệu .v Danh mục bảng biểu .vi Danh mục hình vii MỞ ĐẦU .1 Chƣơng TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu bentonit 1.1.1 Thành phần khống thành phần hóa học .2 1.1.2 Cấu trúc bentonit 1.1.3 Tính chất bentonit 1.1.4 Ứng dụng bentonit 1.1.5 Nguồn tài nguyên bentonit 1.1.6 Giới thiệu số phương pháp hoạt hóa bentonit 1.2 Giới thiệu natri stearat 1.3 Sét hữu .10 1.3.1 Giới thiệu sét hữu .10 1.3.2 Cấu trúc sét hữu 11 1.3.3 Tính chất ứng dụng sét hữu 13 1.3.4 Giới thiệu phương pháp tổng hợp sét hữu .14 1.3.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến trình điều chế sét hữu 17 1.4 Giới thiệu metylen xanh 19 1.5 Giới thiệu phương pháp hấp phụ .21 1.5.1 Khái niệm 21 1.5.2 Các cách hấp phụ 21 1.5.3 Cơ chế hoạt động phương pháp hấp phụ .22 1.5.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến trình hấp phụ 22 iii 1.5.5 Cân hấp phụ tải trọng hấp phụ 22 1.5.6 Các phương trình trình hấp phụ, phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir .24 Chƣơng THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 27 2.1 Hóa chất, dụng cụ phương pháp nghiên cứu .27 2.1.1 Hóa chất .27 2.1.2 Dụng cụ, máy móc 27 2.1.3 Các phương pháp nghiên cứu 27 2.2 Tổng hợp sét hữu 29 2.2.1 Quy trình điều chế sét hữu 29 2.2.2 Đánh giá cấu trúc đặc điểm sét hữu điều chế điều kiện tối ưu .30 2.3 Khảo sát khả hấp phụ metylen xanh bent-A sét hữu 35 2.3.1 Xây dựng đường chuẩn metylen xanh 35 2.3.2 Khảo sát số yếu tố ảnh hưởng đến khả hấp phụ metylen xanh bent-A sét hữu 36 KẾT LUẬN 47 TÀI LIỆU THAM KHẢO 48 iv DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT, KÍ HIỆU Chữ viết tắt, kí hiệu Nội dung bent-A Bentonit Ấn Độ bent-Ca Bentonit canxi bent-Na Bentonit natri CEC Dung lượng trao đổi cation d001 Khoảng cách hai mặt mạng MB Metylen xanh MMT Montmorillonit Na-S Natri stearat SEM Phương pháp hiển vi điện tử quét TGA Phương pháp phân tích nhiệt UV-Vis XRD Phương pháp phổ hấp thụ phân tử Phương pháp nhiễu xạ Rơnghen v DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Sản lượng khai thác bentonit giới năm 2010 Bảng 1.2 Thành phần bentonit Ấn Độ (sử dụng đề tài) Bảng 1.3 Một số thông số vật lý bentonit Ấn Độ Bảng 1.4 Ảnh hưởng độ dài mạch ankyl đến khoảng cách lớp d001 diện tích sét bị che phủ 12 Bảng 2.1 Kết phân tích hiệu ứng khối lượng bent-A sét hữu tổng hợp 33 Bảng 2.2 Số liệu xây dựng đường chuẩn metylen xanh 35 Bảng 2.3 Sự phụ thuộc dung lượng hiệu suất hấp phụ metylen xanh vào pH bent-A sét hữu 37 Bảng 2.4 Sự phụ thuộc dung lượng hiệu suất hấp phụ vào thời gian 39 Bảng 2.5 Ảnh hưởng khối lượng bent-A, sét hữu tổng hợp đến dung lượng hiệu suất hấp phụ metylen xanh 41 Bảng 2.6 Ảnh hưởng nồng độ metylen xanh ban đầu đến dung lượng hiệu suất hấp phụ sét hữu 43 Bảng 2.7 Giá trị dung lượng hấp phụ cực đại số Langmuir b bentA sét hữu điều chế 46 vi DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Cấu trúc tinh thể 2:1 MMT .3 Hình 1.2 Sự định hướng ion ankylamoni lớp silicat 11 Hình 1.3 Sự xếp cation hữu kiểu đơn lớp, hai lớp giả ba lớp 12 Hình 1.4 Đường hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir 26 Hình 1.5 Sự phụ thuộc Cf/q vào Cf 26 Hình 2.1 Quy trình điều chế sét hữu 29 Hình 2.2 Giản đồ XRD bent-A 31 Hình 2.3 Giản đồ XRD sét hữu tổng hợp 31 Hình 2.4 Giản đồ phân tích nhiệt bent-A 32 Hình 2.5 Giản đồ phân tích nhiệt sét hữu tổng hợp 32 Hình 2.6 Ảnh SEM bent-A (a); sét hữu tổng hợp (b) 34 Hình 2.7 Đường chuẩn metylen xanh 36 Hình 2.8 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng pH dung dịch đến dung lượng hấp phụ metylen xanh bent-A sét hữu 38 Hình 2.9 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng thời gian đến dung lượng hấp phụ metylen xanh bent-A sét hữu 40 Hình 2.10 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng khối lượng bent-A, sét hữu điều chế đến dung lượng hấp phụ metylen xanh 42 Hình 2.11 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng nồng độ metylen xanh ban đầu đến khả hấp phụ metylen xanh bent-A sét hữu điều chế 44 Hình 2.12 Đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir bent-A metylen xanh 44 Hình 2.13 Sự phụ thuộc Cf/q vào Cf hấp phụ metylen xanh bent-A 45 Hình 2.14 Đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir sét hữu điều chế metylen xanh 45 Hình 2.15 Sự phụ thuộc Cf/q vào Cf hấp phụ metylen xanh sét hữu điều chế 46 vii MỞ ĐẦU Như biết, ô nhiễm môi trường vấn đề quan tâm tồn nhân loại giới, đặc biệt nhiễm nguồn nước Từ nhiều năm người ta biết sử dụng số vật liệu hấp phụ than hoạt tính, zeolit, bên cạnh ưu điểm chúng có hạn chế định kích thức mao quản nhỏ, hấp phụ chất có kích thước nhỏ mà chưa hấp phụ hợp chất vơ hữu có kích thước lớn Từ thực tế nhiều nghiên cứu tập trung tìm tịi, phát loại vật liệu có tính vượt trội nhằm khắc phục số hạn chế vật liệu cũ Qua tìm hiểu tơi biết bentonit loại vật liệu có nhiều ưu điểm có cấu trúc lớp, ưa hữu cơ, có tính trương nở, diện tích bề mặt tiếp xúc lớn Bằng nhiều phương pháp xử lý khác nhau, người ta dùng axit, kiềm, số chất hữu để biến tính bentonit làm thay đổi cấu trúc mạng, tăng khả hấp phụ từ môi trường nhiều chất vơ hữu có kích thước lớn, cồng kềnh phenol đỏ, metylen xanh Trước thực tế đó, với mục đích điều chế sét hữu có khả hấp phụ tốt, đáp ứng yêu cầu xử lý môi trường nên lựa chọn đề tài “Tổng hợp, nghiên cứu đặc trƣng cấu trúc khả hấp phụ metylen xanh sét hữu từ bentonit Ấn Độ với natri stearat” Bảng 2.3 Sự phụ thuộc dung lƣợng hiệu suất hấp phụ metylen xanh vào pH bent-A sét hữu Mẫu Bent-A Sét hữu pH Ci(mg/l) Cf(mg/l) q(mg/g) H (%) 50 47,36 2,64 5,28 50 45,33 4,67 9,34 50 43,04 6,96 13,92 50 40,9 9,41 18,82 50 38,27 11,73 23,46 50 39,88 10,12 20,24 50 41,66 8,34 16,68 50 44,47 5,53 11,06 50 45,02 4,98 9,96 10 50 45,39 4,61 9,22 11 50 45,87 4,13 8,26 12 50 45,93 4,07 8,14 13 50 46,27 3,73 7,46 50 47,98 2,02 4,04 50 47,37 2,63 5,26 50 46,56 2,44 6,88 50 44,82 5,18 10,36 50 37,47 12,53 25,06 50 32,76 17,24 34,48 50 26,38 23,62 47,24 50 18,52 31,48 62,96 50 8,06 41,94 83,88 10 50 8,64 41,36 82,72 11 50 9,69 40,31 80,62 12 50 11,93 38,07 76,14 13 50 13,20 36,80 73,60 37 Hình 2.8 Đồ thị biểu di n ảnh hƣởng pH dung dịch đến dung lƣợng hấp phụ metylen xanh bent-A sét hữu Kết khảo sát cho thấy hấp phụ metylen xanh bent-A sét hữu phụ thuộc lớn vào pH Cụ thể sau: Đối với bent-A: tăng pH dung dịch từ đến dung lượng hấp phụ tăng từ 2,64 tới 11,73 mg/g; tiếp tục tăng pH từ ÷ 13 dung lượng hấp phụ giảm Đối với sét hữu cơ: tăng pH dung dịch từ ÷ dung lượng hấp phụ tăng, đặc biệt pH > dung lượng hấp phụ tăng đột ngột lớn pH 9, sau dung lượng hấp phụ giảm pH tăng từ ÷ 13 Như vậy, bent-A pH = với sét hữu pH =9 dung lượng hiệu suất hấp phụ quang đạt cao Ở pH thấp xảy proton hóa nhóm amin bậc ba phân tử metylen xanh làm giảm khả bị hấp phụ, pH lớn với bent-A pH lớn sét hữu cơ, khả hấp phụ giảm xuống, kiềm làm thay đổi cấu trúc khoáng sét bentonit thành phần có SiO2 Al2O3 Từ kết chọn pH (bent-A) pH (sét hữu cơ) cho thí nghiệm b) Khảo sát thời gian đạt cân hấp phụ Cách tiến hành: Chuẩn bị bình tam giác có dung tích 100ml, cho vào bình 0,05 gam bent-A 50ml dung dịch metylen xanh có nồng độ ban đầu 50mg/l 38 điều chỉnh pH hỗn hợp Các mẫu lắc khoảng thời gian là: 15, 30, 45, 60, 75, 90, 115, 150 phút nhiệt độ phòng Sau đem mẫu li tâm để loại bỏ chất rắn, chỉnh pH dung dịch khoảng 7-8, sau xác định nồng độ metylen xanh lại Tiến hành tương tự với sét hữu tổng hợp pH Kết trình bày bảng 2.4 hình 2.9 Bảng 2.4 Sự phụ thuộc dung lƣợng hiệu suất hấp phụ vào thời gian Mẫu Thời gian Ci(mg/l) Cf(mg/l) q(mg/g) H (%) 15 50 47,66 2,34 4,68 30 50 44,85 5,15 10,3 45 50 40,52 9,48 18,96 60 50 39,67 10,33 20,66 75 50 38,44 11,56 23,12 90 50 38,26 11,74 23,48 115 50 37,88 12,12 24,24 150 50 37,13 12,87 25,74 15 50 42,27 7,73 15,46 30 50 25,39 24,61 49,22 45 50 13,02 36,98 73,96 60 50 10,46 39,54 79,08 75 50 10,11 39,89 79,78 90 50 9,88 40,12 80,24 115 50 9,22 40,78 81,56 150 50 8,69 41,31 82,62 (phút) Bent-A Sét hữu 39 Hình 2.9 Đồ thị biểu di n ảnh hƣởng thời gian đến dung lƣợng hấp phụ metylen xanh bent-A sét hữu Kết khảo sát cho thấy: tăng thời gian hấp phụ hiệu suất hấp phụ tăng, đặc biệt khoảng thời gian từ 15 ÷ 45 phút hiệu suất hấp phụ tăng tương đối nhanh, dần ổn định đạt hiệu suất hấp phụ cực đại sau 75 phút (bent-A) 60 phút (sét hữu cơ) Do đó, nghiên cứu chọn thời gian đạt cân hấp phụ metylen xanh bent-A 75 phút sét hữu 60 phút c) Khảo sát ảnh hưởng khối lượng bent-A sét hữu điều chế Cách tiến hành: Chuẩn bị bình tam giác có dung tích 100ml, cho vào bình khối lượng bent-A là: 0,02 g; 0,03 g; 0,04 g; 0,05 g; 0,06 g; 0,07 g; 0,08 g; 0,10 g; 50ml dung dịch metylen xanh có nồng độ ban đầu 50mg/l Điều chỉnh pH hỗn hợp Các mẫu lắc khoảng thời gian 75 phút nhiệt độ phịng Sau đem mẫu li tâm để loại bỏ chất rắn, chỉnh pH dung dịch khoảng 78, sau xác định nồng độ metylen xanh lại Tiến hành tương tự sét hữu tổng hợp pH thời gian lắc 60 phút 40 Kết trình bày bảng 2.5 hình 2.10 Bảng 2.5 Ảnh hƣởng khối lƣợng bent-A, sét hữu tổng hợp đến dung lƣợng hiệu suất hấp phụ metylen xanh Mẫu Khối lƣợng (g) Ci (mg/l) Cf (mg/l) q (mg/g) H (%) 0,02 50 42,86 17,85 14,28 0,03 50 41,67 13,88 16,66 0,04 50 40,83 11,46 18,34 0,05 50 39,55 10,45 20,90 0,06 50 38,16 9,87 23,68 0,07 50 37,88 8,66 24,24 0,08 50 36,25 8,59 27,50 0,10 50 35,82 7,09 28,36 0,02 50 25,37 61,58 49,26 0,03 50 16,49 55,85 67,02 0,04 50 12,58 46,78 74,84 0,05 50 9,87 40,13 80,26 0,06 50 9,54 33,72 80,92 0,07 50 8,26 29,81 83,48 0,08 50 7,45 26,59 85,10 0,10 50 7,08 21,46 85,84 Bent-A Sét hữu 41 Hình 2.10 Đồ thị biểu di n ảnh hƣởng khối lƣợng bent-A, sét hữu điều chế đến dung lƣợng hấp phụ metylen xanh Từ kết bảng 2.5 hình 2.10 cho thấy: Khi khối lượng vật liệu hấp phụ tăng hiệu suất hấp phụ metylen xanh tăng dung lượng hấp phụ giảm Trong khoảng khối lượng vật liệu hấp phụ tăng từ 0,02 ÷ 0,05 gam, hiệu suất hấp phụ tăng nhanh đạt cực đại 0,05 gam Điều lí giải tăng lên diện tích bề mặt số vị trí tâm hấp phụ Trong khoảng khối lượng vật liệu hấp phụ từ 0,06 ÷ 0,10 gam, hiệu suất hấp phụ tăng lên không nhiều cân nồng độ metylen xanh dung dịch bề mặt chất rắn Do lựa chọn khối lượng bent-A, sét hữu tổng hợp 0,05 gam để tiến hành khảo sát d) Khảo sát ảnh hưởng nồng độ metylen xanh Cách tiến hành: Chuẩn bị 12 bình tam giác có dung tích 100ml, cho vào bình 0,05gam bent-A 50ml dung dịch metylen xanh nồng độ ban đầu là: 50mg/l; 100mg/l; 150mg/l; 200mg/l; 250mg/l; 300mg/l; 350mg/l; 400mg/l; 450mg/l; 500mg/l; 600mg/l; 700mg/l Các hỗn hợp điều chỉnh pH lắc khoảng thời gian 75 phút nhiệt độ phịng Sau đem mẫu li tâm để loại bỏ chất rắn, chỉnh pH dung dịch khoảng 7-8, sau xác định nồng độ metylen xanh cịn lại 42 Tiến hành tương tự sét hữu tổng hợp pH hỗn hợp 9, lắc khoảng thời gian 60 phút Kết trình bày bảng 2.6 hình 2.11 Bảng 2.6 Ảnh hƣởng nồng độ metylen xanh ban đầu đến dung lƣợng hiệu suất hấp phụ sét hữu Mẫu Bent-A Sét hữu Ci (mg/l) Cf (mg/l) q (mg/g) Cf/q (g/l) H (%) 50 39,24 10,76 3,65 21,52 100 86,07 13,93 6,18 13,93 150 132,78 17,22 7,71 11,48 200 182,05 17,95 10,14 8,97 250 230,55 19,45 11,85 7,78 300 280,07 19,93 14,05 6,64 350 328,51 21,49 15,29 6,14 400 377,98 22,02 17,17 5,51 450 427,65 22,35 19,13 4,97 500 476,81 23,19 20,56 4,64 600 576,25 23,75 24,26 3,96 700 675,68 24,32 27,78 3,47 50 10,06 39,94 0,25 79,88 100 20,24 79,76 0,25 79,76 150 39,68 110,32 0,36 73,55 200 61,89 138,11 0,45 69,06 250 84,68 165,32 0,51 66,13 300 119,38 180,62 0,66 60,21 350 145,92 204,08 0,72 58,31 400 187,63 212,37 0,88 53,09 450 230,18 219,82 1,05 48,85 500 260,35 239,65 1,09 47,93 600 345,58 254,42 1,36 42,40 700 429,19 270,81 1,58 38,69 43 Hình 2.11 Đồ thị biểu di n ảnh hƣởng nồng độ metylen xanh ban đầu đến khả hấp phụ metylen xanh bent-A sét hữu điều chế Nhận xét: Từ kết bảng 2.6 hình 2.11 cho thấy khoảng nồng độ khảo sát, tăng nồng độ đầu metylen xanh dung lượng hấp phụ tăng, hiệu suất hấp phụ giảm Điều phù hợp với lý thuyết e) Khảo sát dung lượng hấp phụ metylen xanh theo mơ hình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir Từ kết bảng 2.6 đường hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir bent-A sét hữu thể hình 2.12, 2.13, 2.14, 2.15 Hình 2.12 Đƣờng đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir bent-A metylen xanh 44 Hình 2.13 Sự phụ thuộc Cf/q vào Cf hấp phụ metylen xanh bent-A Hình 2.14 Đƣờng đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir sét hữu điều chế metylen xanh 45 Hình 2.15 Sự phụ thuộc Cf/q vào Cf hấp phụ metylen xanh sét hữu điều chế Từ phương trình tuyến tính Langmuir hình 2.13 hình 2.15 chúng tơi tính thơng số cân hấp phụ sau: Bảng 2.7 Giá trị dung lƣợng hấp phụ cực đại h ng số Langmuir b bent-A sét hữu điều chế Mẫu Bent-A Sét hữu Dung lượng hấp phụ cực đại qmax (mg/g) 26,88 303,03 Hằng số Langmuir b 0,012 0,014 Nhận xét: Kết thực nghiệm cho thấy mơ hình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir mơ tả tốt hấp phụ bent-A sét hữu điều chế metylen xanh, điều thể qua hệ số hồi qui phương trình cao (đều lớn 0,99) Sét hữu tạo thành sau biến tính bent-A Na-S có khả hấp phụ metylen xanh tốt nhiều so với bent-A Điều thể qua dung lượng hấp phụ cực đại sét hữu cao Như trình hấp phụ sét hữu tổng hợp metylen xanh thuận lợi 46 KẾT LUẬN Sau thời gian nghiên cứu, thu số kết sau: Đã tổng hợp sét hữu điều kiện nhiệt độ 50oC, tỉ lệ khối lượng NaS/bent-A 0,5, pH phản ứng 9, thời gian phản ứng Đã nghiên cứu cấu trúc sét hữu điều chế phương pháp: phương pháp nhiễu xạ tia X, phương pháp phân tích nhiệt, phương pháp hiển vi điện tử quét Kết thu sau: Sét hữu điều chế có giá trị d001 40,210 Å góc 2θ cực đại khoảng 2,1o lớn bent-A (15,968 Å) Hàm lượng (%) chất hữu xâm nhập sét hữu khoảng 60,39% Sét hữu điều chế có cấu trúc lớp độ xốp cao Đã nghiên cứu số yếu tố ảnh hưởng đến khả hấp phụ metylen xanh sét hữu tổng hợp bent-A với thể tích metylen xanh 50 ml nồng độ ban đầu 50 mg/l Kết điều kiện khảo sát cho thấy: + pH hấp phụ tối ưu (bent-A) (sét hữu cơ) + Thời gian đạt cân hấp phụ bent-A 75 phút sét hữu 60 phút + Khối lượng vật liệu hấp phụ 0,05 gam dung lượng hấp phụ lớn Đã mơ tả q trình hấp phụ metylen xanh bent-A sét hữu điều chế theo mơ hình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir, xác định dung lượng hấp phụ cực đại bent-A sét hữu điều chế metylen xanh 26,88 (bent-A) 303,03 (sét hữu cơ) số Langmuir tương ứng là: 0,012 (bent-A) 0,014 (sét hữu cơ) Như sét hữu điều chế có khả hấp phụ metylen xanh tốt nhiều so với bent-A 47 TÀI LIỆU THAM KHẢO I Tiếng Việt Nguyễn Thị Hà (2015), “ Nghiên cứu điều chế sét hữu từ bentonit Ấn Độ với propyltriphenylphotphoni bromua bước đầu thăm dò ứng dụng”, Luận văn Thạc sĩ óa học, Trường ĐHSP Thái Nguyên Lê Thị Thi Hạ (2011), Biến tính bentonit muối amin bậc bốn ứng dụng để hấp phụ hợp chất hữu nước bị nhiễm, hóa luận tốt nghiệp, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội Đỗ Trà Hương, Trần Thúy Nga (2014), “Nghiên cứu khả hấp phụ màu metylen xanh vật liệu bã chè”, Tạp chí Phân tích óa, Lý Sinh học, tập 19, số 4, tr.27-32 Nguyễn Thu Hường (2014), Nghiên cứu điều chế sét hữu từ bentonit Trung Quốc với tetrađecyltrimetylamoni bromua bước đầu thăm dò ứng dụng, Luận văn Thạc sĩ hoa học, Trường Đại học Sư phạm Thái Nguyên Thân Văn Liên (2005), “Nghiên cứu quy trình xử lí, sản xuất bentonit Việt Nam thành bentonit xốp”, Báo cáo kết nghiên cứu đề tài hợp tác theo nghị định thư với àn Quốc Nguyễn Trọng Nghĩa (2008), “Điều chế nanoclay từ khoáng bentonit Việt Nam khảo sát ứng dụng sản xuất sơn”, Báo cáo tổng kết kết đề tài khoa học công nghệ cấp Bộ, Trường Đại học Sư phạm Kĩ thuật Hưng Yên Nguyễn Trọng Nghĩa (2010), “Điều chế nanoclay từ khoáng bentonit Việt Nam khảo sát ứng dụng chúng”, Luận án Tiến sĩ, Trường Đại học Khoa học Tự Nhiên Dương Thị Bích Ngọc, Nguyễn Thị Mai Lương, Nguyễn Thị Thanh (2013) “Nghiên cứu khả hấp phụ thuốc nhuộm metylen xanh vật liệu hấp phụ chế tạo từ lõi ngô vỏ ngô”, Tạp chí khoa học cơng nghệ Lâm nghiệp, tập 2, tr.77-81 Nguyễn Thị Nguyệt (2016), “Nghiên cứu khả hấp phụ metylen xanh, metyl da cam metyl đỏ quặng sắt biến tính thử nghiệm xử lý mơi trường”, Luận văn Thạc sĩ óa học, Trường ĐHSP Thái Nguyên 48 10 Hoàng Tiến Phúc (2019), “Nghiên cứu điều chế sét hữu từ bentonit Ấn Độ với cetyltrimetyl amoni bromua khảo sát khả hấp phụ metylen xanh” Luận văn Thạc sĩ óa học, Trường ĐHSP Thái Nguyên 11 Đỗ Hữu Phương (2010), Nghiên cứu q trình hoạt hóa khống bentonit Thanh Hóa thăm dị khả ứng dụng xử lý môi trường, Luận văn thạc sĩ khoa học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội 12 Phạm Thị Hà Thanh, Nghiêm Xuân Thung, Phạm Trọng Long, Nguyễn Thị Ngọc Tú (2010), “Khảo sát trình điều chế sét hữu từ bentonit (Prolabo) đimetylđioctađecylamoni clorua”, Tạp chí hoa học Cơng nghệ, Tập 48(2), tr 951-956 13 Phạm Thị Hà Thanh (2012), “Nghiên cứu điều chế nano compozit polime/bentonit - DMDOA, Luận án Tiến sĩ óa học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội 14 Nghiêm Xuân Thung, Lê Thanh Sơn, Phạm Thị Hà Thanh, Nguyễn Thị Ngọc Tú (2010), “Khảo sát trình điều chế sét hữu từ bentonit (Bình Thuận) đimetylđioctađecyl amoni clorua”, Tạp chí óa học, 48(4A), tr.303-306 15 Ma Thị Vân (2015), “ Nghiên cứu khả hấp phụ metylen xanh metyl da cam vật liệu đá ong biến tính” Luận văn Thạc sĩ óa học, Trường ĐHSP Thái Nguyên 16 Ngô Thị Mai Việt (2015), Nghiên cứu khả hấp phụ metylen xanh metyl da cam vật liệu đá ong biến tính, Tạp chí phân tích óa, Lý Sinh học, tập 20 (4), tr.303-310 17 Bùi Xuân Vững, Ngô Văn Thông (2015), “Nghiên cứu hấp phụ màu metylen xanh vật liệu bã cà phê từ tính”, Tạp chí phân tích óa, Lý Sinh học, 20(3), tr.370-376 18 https://vi.wikipedia.org/wiki II Tiếng Anh 19 Agui Xie, Wenyan Yan, Xianshen Zeng, Guangjian Dai, Shaozao Tan, Xiang Cai, and Ting Wu (2011), “Microstructure and Antibacterial Activity of Phosphonium Montmorillonites”, Department of Chemistry, Jinan University, Guangzhou, 510632, PR China 49 20 Alexandre M., Dubois P (2000), “Polymer-layered silicate nanocomposites: preparation, properties and uses of a new class of materials”, Materials Science and Engineering, 28, pp.1-63 21 Belarbi, H., and M H Al-Malack (2010), “Adsorption and stabilization of phenol by modified local clay”, International Journal of Environmental Research, 4.4, pp.855-860 22 Bergaya F., Theng B.K.G., Lagaly G (2006), Handbook of Clay Science, First Edition Elsevier 23 Bhattacharya S.S., Mandot Aadhar (2014), “Studies on Preparation and analysis of Organoclay Nano Particles”, Research Journal of Engineering Sciences, V3(3), pp.10-16 24 Caglar B., Afsi B., Tabak A., Eren E (2009), “Characterization of the cationexchanged bentonites by XRD, ATR, DTA/TG analyses and BET measurement”, Chemical Engineering Journal, 149, pp 242-248 25 Chureerat Prahsarn, Nanjaporn Roungpaisan, Nattaphop Suwannamek, Wattana Klinsukhon, Hiromichi Hayashi, Kazunori Kawasaki and Takeo Ebina (2014), “Influence of molecular structure of quanternary phosphonium salts on Thai bentonite intercalation”, Clays and Clay Minerals, V.62, pp.13-19 26 Hasmukh A Patel, Rajesh S Somani, Hari C Bajaj (2007), “Preparation and characterization of phosphonium montmorillonite with enhanced thermal stability”, Applied Clay Science, V.35, Issues 3-4, pp.194-200 27 Hasmukh A.Patel, RajeshS.Somani, Hari C.Bajai and Rakha ksh V.Jasra (2007), “Synthesis and characterization of organic bentonit using Gujarat and Rajasthan clays”, Current Science, V.92, pp.1004-1008 28 Haydn H Murray (2007), “Occurrences, Processing and Applications of Kaolins, Bentonites, Palygorskitesepiolite, and Common Clays”, Applied Clay Mineralogy, pp.8-128 29 Lee, J Y., & Lee, H K (2004), “Characterization of organobentonite used for polymer nanocomposites”, Materials chemistry and physics, 85(2), pp.410-415 30 Maria Flávia Delbem, Ticiane S Valera, Francisco R Valenzuela-Diaz e Nicole R Demarquette (2010), “Modification of a brazilian smectite clay with different quaternary ammonium salts”, Quim Nova, V 33, N 2, pp.309-315 50 31 Önal, M (2006), “Physicochemical properties of bentonites: an overview”, Communications de la Faculte des Sciences de lUniversite d'Ankara Series B52, pp.7-21 32 Raghavendra S Hebbar, Arun M Isloor and A F Ismail (2014), “Preparation and evaluation of heavy metal rejection properties of polyetherimide/porous activated bentonite clay nanocomposite membrane”, RSC Advances, 4(88), pp.47240-47248 33 Shirin A.Jahan, Shahnaj Parveen, Samina Ahmed, Humayun Kabirv (2011), “Development and characterization of organophilic clay from bentonite”, Mat Sci Ind J, V8(2), pp.67-72 34 Tijen Seyidoğlu (2010), “Purification and modification of bentonit and its use in polypropylene and linear low density polyethylenr matrix nanocoposites”, Doctor of Philosophy in Chemical Engineering Department, Middle East Technical University, pp.42-44 35 Yunfei Xi (2006), “Synthesis, Characterisation and Application of Organoclays”, Applied Chemistry, Nankai University, China, pp.30-44 51 ... đoan: Đề tài: "Tổng hợp, nghiên cứu đặc trƣng cấu trúc khả hấp phụ metylen xanh sét hữu từ bentonit Ấn Độ với natri stearat" cơng trình nghiên cứu riêng tôi, số liệu, kết nghiên cứu luận văn trung... chế sét hữu có khả hấp phụ tốt, đáp ứng yêu cầu xử lý môi trường nên lựa chọn đề tài ? ?Tổng hợp, nghiên cứu đặc trƣng cấu trúc khả hấp phụ metylen xanh sét hữu từ bentonit Ấn Độ với natri stearat? ??... NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM VŨ VĂN TÚ TỔNG HỢP, NGHIÊN CỨU ĐẶC TRƢNG CẤU TRÚC VÀ KHẢ NĂNG HẤP PHỤ METYLEN XANH CỦA SÉT HỮU CƠ TỪ BENTONIT ẤN ĐỘ VỚI NATRI STEARAT Ngành: Hóa vô Mã số: 44 01 13