Điều chế và khảo sát ứng dụng của vật liệu hấp thụ từ vỏ sầu riêng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HCM  KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP SƯ PHẠM HÓA HỌC Đề tài ĐIỀU CHẾ VÀ KHẢO SÁT ỨNG DỤNG CỦA VẬT LIỆU HẤP PHỤ TỪ VỎ SẦU RIÊNG GVHD: TS Phan Thị Hoàng Oanh SVTH: Phạm Thị Thanh Huyền MSSV: K38.201.042 TP Hồ Chí Minh, tháng năm 2016 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HCM  KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP SƯ PHẠM HÓA HỌC Đề tài ĐIỀU CHẾ VÀ KHẢO SÁT ỨNG DỤNG CỦA VẬT LIỆU HẤP PHỤ TỪ VỎ SẦU RIÊNG GVHD: TS Phan Thị Hoàng Oanh SVTH: Phạm Thị Thanh Huyền MSSV: K38.201.042 TP Hồ Chí Minh, tháng năm 2016 Khóa luận tốt nghiệp GVHD: TS Phan Thị Hồng Oanh LỜI CẢM ƠN Khóa luận tốt nghiệp thực Bộ mơn Hóa Lý, Khoa Hóa học, trường Đại học Sư phạm Tp.HCM Lời đầu tiên, xin gửi lời cám ơn sâu sắc đến cô Phan Thị Hồng Oanh Cơ người định hướng, hướng dẫn tận tình, theo sát giúp đỡ tơi từ ngày đầu thực đề tài Cô ln tạo điều kiện thuận lợi, đưa góp ý, lời nhận xét khoa học thực tế để giúp tơi hồn thành khóa luận tốt nghiệp thời hạn Tôi xin gửi lời cám ơn chân thành đến tồn thể thầy tận tình giảng dạy suốt năm tháng ngồi giảng đường đặc biệt thầy cô khoa thuộc mơn Hóa Lý, Hóa Vơ Cơ, Hóa Phân Tích, Hóa Hữu Cơ, Hóa Nơng Nghiệp nhiệt tình giúp đỡ, dạy tạo điều kiện để tơi hồn thành khóa luận Tơi xin gửi lời tri ân đến gia đình bạn bè, đặc biệt Ba Mẹ tôi, người bên cạnh, động viên, khích lệ chỗ dựa tinh thần vững cho vào lúc mệt mỏi, phương hướng khó khăn Tình u thương Ba Mẹ động lực lớn thúc phải cố gắng, cố gắng cố gắng nhiều Và nhân cho gửi lời cám ơn đến thầy Trần Bửu Đăng, giảng viên Hóa Vơ Thầy ln tận tình giúp đỡ, dạy đưa lời khuyên, lời nhận xét lúc Thầy cho chúng tơi tình cảm gần gũi, đáng q người anh gia đình Trong trình thực đề tài báo cáo khóa luận khó tránh khỏi thiếu sót vốn kiến thức, kinh nghiệm thân cịn hạn chế Vì tơi xin ghi nhận ý kiến đóng góp, nhận xét quý báu thầy bạn bè để khóa luận ngày hồn thiện Một lần tơi xin chân thành cám ơn! Thành phố Hồ Chí Minh, tháng năm 2016 Phạm Thị Thanh Huyền SVTH: Phạm Thị Thanh Huyền Khóa luận tốt nghiệp GVHD: TS Phan Thị Hồng Oanh TĨM TẮT Trong khóa luận chúng tơi thực cơng việc sau: • Dựa vào điều kiện tối ưu để biến tính vỏ sầu riêng thành vật liệu hấp phụ (VLHP) • Khảo sát ảnh hưởng thời gian, pH khối lượng bột vỏ sầu riêng ban đầu đến hấp phụ metylen xanh VLHP • Xác định khả hấp phụ dung dịch metylen xanh VLHP Các phương pháp nghiên cứu: • Phương pháp phổ hồng ngoại để xác định nhóm chức • Phương pháp trắc quang để định lượng dung dịch metylen xanh • Phương pháp BET để xác định diện tích bề mặt VLHP SVTH: Phạm Thị Thanh Huyền Khóa luận tốt nghiệp GVHD: TS Phan Thị Hoàng Oanh MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN TÓM TẮT MỤC LỤC DANH MỤC CÁC BẢNG Error! Bookmark not defined MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 10 1.1 Giới thiệu sầu riêng 10 1.1.1 Tên gọi 10 1.1.2 Hình thái học 10 1.1.3 Phân bố 13 1.1.4 Giá trị dinh dưỡng 13 1.1.5 Yêu cầu điều kiện ngoại cảnh 14 1.2 Vỏ sầu riêng 14 1.2.1 Công dụng vỏ sầu riêng 14 1.2.2 Thành phần hóa học vỏ sầu riêng 15 1.3 Tình hình dệt nhuộm Việt Nam 19 1.4 Hấp phụ 23 1.4.1 Hiện tượng hấp phụ 23 1.4.2 Phương trình đẳng nhiệt hấp phụ theo Freundlich 23 1.4.3 Metylen xanh 24 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM 25 2.1 Mục đích nghiên cứu 25 2.2 Nội dung nghiên cứu 25 2.3 Phương pháp nghiên cứu 26 2.3.1 Phương pháp phân tích trắc quang 26 2.3.2 Phương pháp phổ hồng ngoại 27 2.3.3 Phương pháp BET dùng xác định diện tích bề mặt 29 SVTH: Phạm Thị Thanh Huyền Khóa luận tốt nghiệp GVHD: TS Phan Thị Hồng Oanh 2.4 Dụng cụ, thiết bị hóa chất 30 2.4.1 Dụng cụ, thiết bị 30 2.4.2 Hóa chất 30 CHƯƠNG KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM VÀ THẢO LUẬN 31 3.1 Chế tạo VLHP từ vỏ sầu riêng 31 3.2 Xử lý nguyên liệu với tác chất 31 3.2.1 Tác chất kiềm 32 3.2.2 Tác chất axit 33 3.3 Tẩy trắng bột xenlulozơ thô 35 3.4 Phổ IR nguyên liệu đầu, bột vỏ sầu riêng sau biến tính với NaOH H2SO4 37 3.5 Diện tích bề mặt VLHP 39 3.6 Đường chuẩn xác định nồng độ metylen xanh 39 3.6.1 Chuẩn bị dung dịch thí nghiệm 39 3.6.2 Dựng đường chuẩn để xác định nồng độ metylen xanh 40 3.7 Khả hấp phụ VLHP 41 3.7.1 Ảnh hưởng thời gian đến cân hấp phụ 41 3.7.2 Ảnh hưởng pH đến cân hấp phụ 45 3.7.3 Ảnh hưởng lượng bột vỏ sầu riêng đến cân hấp phụ 48 3.8 Phương trình đẳng nhiệt hấp phụ Freundlich 51 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 53 4.1 Kết luận 53 4.2 Kiến nghị 53 TÀI LIỆU THAM KHẢO 54 Tài liệu tiếng Việt 54 PHỤ LỤC 58 SVTH: Phạm Thị Thanh Huyền Khóa luận tốt nghiệp GVHD: TS Phan Thị Hồng Oanh DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Quả sầu riêng 10 Hình 1.2 Lá sầu riêng 11 Hình 1.3 Hoa sầu riêng 11 Hình 1.4 Gai sầu riêng 12 Hình 1.5 Phần thịt sầu riêng 12 Hình 1.6 Vỏ sầu riêng 14 Hình 1.7 Cấu trúc thành tế bào 15 Hình 1.8 Cấu trúc xenlulozơ 16 Hình 1.9 Cấu trúc hemixenlulozơ 16 Hình 1.10 Cấu trúc lignin 18 Hình 1.11 Các dạng cấu trúc điển hình lignin 19 Hình 1.12 Ngành dệt nhuộm Việt Nam 20 Hình 1.13 Nước thải từ ngành dệt nhuộm 21 Hình 1.14 Cá chết nhiễm nước thải dệt nhuộm 22 Hình 1.15 Cơng thức metylen xanh 24 Hình 2.1 Dạng đường chuẩn rong phân tích trắc quang 27 Hình 3.1 Vỏ sầu riêng sau sấy khơ hồn tồn 31 Hình 3.2 Bột vỏ sầu riêng sau nấu với tác chất NaOH 32 Hình 3.3 Bột vỏ sầu riêng sau nấu với tác chất H2SO4 34 SVTH: Phạm Thị Thanh Huyền Khóa luận tốt nghiệp GVHD: TS Phan Thị Hồng Oanh Hình 3.4 Phổ IR mẫu bột sầu riêng chưa biến tính 37 Hình 3.5 Phổ IR mẫu bột sầu riêng biến tính với NaOH 38 Hình 3.6 Phổ IR mẫu bột sầu riêng biến tính với H2SO4 39 Hình 3.7 Đường chuẩn xác định nồng độ metylen xanh 41 Hình 3.8 Đồ thị biểu diễn mối liên hệ thời gian hiệu suất hấp phụ .42 Hình 3.9 Đồ thị biễu diễn mối quan hệ pH hiệu suất hấp phụ .46 Hình 3.10 Đồ thị biễu diễn mối liên hệ khối lượng bột vỏ sầu riêng sử dụng hiệu suất hấp phụ 49 Hình 3.11 Đường đẳng nhiệt hấp phụ Freundlich 53 SVTH: Phạm Thị Thanh Huyền Khóa luận tốt nghiệp GVHD: TS Phan Thị Hoàng Oanh TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt [1] Đoàn Thị Thúy Ái (2013), Khảo sát khả hấp phụ chất màu xanh metylen mơi trường nước vật liệu CoFe2O4/bentonit, Tạp chí Khoa học Phát triển 2013, tập 11, số 2, trang 236 – 238 [2] Nguyễn Tinh Dung, Lê Thị Vinh, Trần Thị Yến, Đỗ Văn Huê (1995), Một số phương pháp phân tích hố lý, Khoa Hóa học, Trường Đại học sư phạm TP.HCM [3] Trần Tứ Hiếu, Từ Vọng Nghi, Nguyễn Văn Ri, Nguyễn Xuân Trung (2007), Hóa học phân tích, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội [4] Trần Thị Kim Hoa, Phạm Thị Thu Giang, Nguyễn Thị Yến, Vũ Thị Lý, Lê Hà Giang, Hoàng Thị Thu Thủy, Đào Đức Cảnh, Nguyễn Trung Kiên, Nguyễn Kế Quang, Vũ Anh Tuấn, Đặng Tuyết Phương, Tổng hợp đặc trưng vật liệu mao quản trung bình SBA-15 lưỡng kim loại chứa Ni Cu, Tạp chí xúc tác hấp phụ ISSN 0866-7411, T2, (2013), 57-62 [5] Trần Thị Liên (2015), Nghiên cứu khả xử lý Fe 3+ nước vật liệu hấp phụ chế tạo từ vỏ sầu riêng, Khóa luận tốt nghiệp, Trường Đại học Dân Lập TP.HCM [6] Trần Văn Nhân, Nguyễn Thạc Sửu, Nguyễn Văn Tuế (2006), Hóa lý, tập 2, NXB Giáo Dục, Hà Nội [7] Nguyễn Hữu Phú (1998), Hấp phụ xúc tác bề mặt vật liệu vô mao quản, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội [8] Lê Hà Thị Ngọc Thanh (2012), Nghiên cứu tách ion Pb 2+ dung dịch nước vật liệu hấp phụ xenlulo chiết tách từ vỏ sầu riêng, Khóa luận tốt nghiệp, Trường Đại học sư phạm Đà Nẵng [9] Nguyễn Đình Thành (2011), Cơ sở phương pháp phổ ứng dụng hóa học, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội SVTH: Phạm Thị Thanh Huyền Khóa luận tốt nghiệp GVHD: TS Phan Thị Hồng Oanh Tài liệu tiếng nước [10] Anna Maria Raspolli Galletti, Claudia Antonetti (2011), Biomass pretreatment: separation of cellulose, hemicellulose and lignin Existing technologies and perspectives, University ofisa, Italy [11] Matura Unhasirikul, Woatthichai Narkrugsa and Nuanphan Naranong (2013), Sugar production from durian (Durio zibethinus Murray) peel by acid hydrolysis, African Journal of Biotechnology, Vol 12(33), pp 5244-5251 [12] Mohammed M.A., Shitu A., Tadda M.A and Ngabura M.(2014), Utilization of various Agricultural waste materials in the treatment of Industrial wastewater containing Heavy metals: A Review, International Research Journal of Environment Sciences, vol.3(3), pp 62-71 6+ [13] Phurada Saueprasearsit (2011), Adsorption of Chromium (Cr ) Using Durian Peel, International Conference on Biotechnology and Environment Management IPCBEE, vol.18, pp 33-38 [14] Syakirah Afiza Mohammed, Nor Wahidatul Azura Zainon Najib and Vishnuvarthan Muniandi, Durian Rind as A Low Cost Adsorbent, International Journal of Civil & Environmental Engineering IJCEE-IJENS, Vol:12 No:04, pp 51- 56 [15] Zainab Mat Lazim, Tony Hadibarata, Mohd Hafiz Puteh, Zulkifli Yusop, Riry Wirasnta, Nurafifah Mohd Nor (2015), Utilization of Durian Peel as Potential Adsorbent for Bisphenol A Removal in Aquoeus Solution, Tony Hadibarata et al / Jurnal Teknologi (Sciences & Engineering), pp 109-115 Internet [16] http://www.blogsuckhoe.com/cay-sau-rieng-lam-thuoc-chua- benh.html#more-19345 [17] http://www.ctahr.hawaii.edu/sustainag/extn_pub/fruitpubs/Durian.pdf [18] http://www.christiealwis.com/knowledge%20sharing/Durian.pdf SVTH: Phạm Thị Thanh Huyền Khóa luận tốt nghiệp [19] GVHD: TS Phan Thị Hoàng Oanh http://www.ensol.vn/vn/cd-1-tng-canh-bng-inox-304/Xu-ly-nuoc-thai-det- nhuom-35-0.html [20].http://www.hcmizones.org.vn/index.php?option=com_content&view=article &id=4954:bt-v-su-rieng-s-giup-thu-hi-du-tran-ven-bin&catid=91:tin-ngoainuoc&Itemid=115 [21] http://iasvn.org/chuyen-muc/Cay-sau-rieng-o-Viet-Nam-4911.html [22] http://khoahoc.tv/bot-vo-sau-rieng-se-giup-thu-hoi-dau-tran-ven-bien- 32760 [23].http://www.khoahocchonhanong.com.vn/CSDLKHCN/modules.php?name=N ews&op=viewst&sid=2193 [24] http://khoahocmoi.com.vn/he-thong-xu-ly-nuoc-thai/xu-ly-nuoc-thai-nganh- det-nhuom-214.html [25].http://kiemtailieu.com/kinh-doanh-tiep-thi/tai-lieu/cong-nghe-sanxuat-giay/12.html [26] http://nuocxanh.com/tin-tuc/xu-ly-nuoc-thai-det-nhuom-185.html [27] http://www.quantracmoitruong.org/xu-ly-nuoc-thai-det-nhuom [28] https://www.researchgate.net/publication/242233425_Durian [29].https://sites.google.com/site/cayantraict/noi-dung-cayan-trai/quytrinhkythuattrongvachamsoccaysaurieng [30] http://www.tailieumoitruong.org/2015/10/do-an-xu-ly-nuoc-thai-det- nhuom.html [31] http://www.thaythuoccuaban.com/vithuoc/saurieng.htm [32] http://vieneakmat.com/dac-tinh-thuc-vat-cua-cay-sau-rieng/ http://vietbao.vn/Suc-khoe/Vo-qua-sau-rieng-chuaho/2131448342/526/ [33] [34] http://www.visitpenang.gov.my/download2/DurianBooklet.pdf SVTH: Phạm Thị Thanh Huyền Khóa luận tốt nghiệp GVHD: TS Phan Thị Hoàng Oanh [35] http://voer.edu.vn/c/thanh-phan-hoa-hoc-cua-vach-te- bao/a6b4920e/cb9520a8 [36] https://voer.edu.vn/m/sau-rieng/91103e14 [37] http://www.ykhoa.net/duoc/dinhduong/05_0111.html SVTH: Phạm Thị Thanh Huyền 57 Khóa luận tốt nghiệp GVHD: TS Phan Thị Hoàng Oanh PHỤ LỤC SVTH: Phạm Thị Thanh Huyền 58 GVHD: TS Phan Thị Hoàng Oanh Phụ lục P hổ IR mẫ u t v ỏ sầu riê ng chưa biế n tí nh Khóa luận tốt nghiệp SVTH: Phạm Thị Thanh Huyền 59 GVHD: TS Phan Thị Hoàng Oanh Phụ lục Phổ IR mẫu bột vỏ sầu riêng biến tính với NaOH Khóa luận tốt nghiệp SVTH: Phạm Thị Thanh Huyền 60 GVHD: TS Phan Thị Hoàng Oanh Phụ lục Phổ IR mẫu bột vỏ sầu riêng biến tính với H2SO4 Khóa luận tốt nghiệp SVTH: Phạm Thị Thanh Huyền 61 Khóa luận tốt nghiệp GVHD: TS Phan Thị Hoàng Oanh Phụ lục Đường đẳng nhiệt tuyến tính SVTH: Phạm Thị Thanh Huyền Khóa luận tốt nghiệp GVHD: TS Phan Thị Hoàng Oanh Phụ lục Đường đẳng nhiệt Langmuir SVTH: Phạm Thị Thanh Huyền Khóa luận tốt nghiệp GVHD: TS Phan Thị Hoàng Oanh Phụ lục Đường đẳng nhiệt hấp phụ - khử hấp phụ Nitơ - BET SVTH: Phạm Thị Thanh Huyền Khóa luận tốt nghiệp GVHD: TS Phan Thị Hoàng Oanh Adsorbate Nitrogen Molec Wt.: 28.013 g Relative Pressure 2.21E-02 3.37E-02 5.50E-02 7.79E-02 1.05E-01 1.56E-01 2.07E-01 3.09E-01 Phụ lục Bảng giá trị đường đẳng nhiệt hấp phụ - khử hấp phụ Nitơ SVTH: Phạm Thị Thanh Huyền 65 Khóa luận tốt nghiệp GVHD: TS Phan Thị Hoàng Oanh Thời gian (phút) Lần Lần Lần Phụ lục Hiệu suất khảo sát yếu tố thời gian pH Lần 97 Lần 96 Lần 96 Phụ lục Hiệu suất khảo sát yếu tố pH Khối lượng VLHP (gam) Lần Lần Lần Phụ lục 10 Hiệu suất khảo sát yếu tố lượng VLHP SVTH: Phạm Thị Thanh Huyền 66 ... trúc vật liệu hấp phụ điều chế từ vỏ sầu riêng phương pháp IR  Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến khả hấp phụ vật liệu hấp phụ  Khảo sát thời gian đạt cân hấp phụ  Khảo sát ảnh hưởng pH đến khả hấp. .. 1.2 Vỏ sầu riêng Là phần bỏ từ sầu riêng Trong sầu riêng phần vỏ chiếm tới 7085% khối lượng [14] Hình 1.6 Vỏ sầu riêng 1.2.1 Công dụng vỏ sầu riêng Vỏ sầu riêng phần bỏ lại có nhiều cơng dụng. .. 2.1 Mục đích nghiên cứu  Chế tạo vật liệu hấp phụ từ vỏ sầu riêng  Khảo sát khả hấp phụ yếu tố ảnh hưởng đến khả hấp phụ metylen xanh vật liệu hấp phụ chế tạo từ vỏ sầu riêng 2.2 Nội dung nghiên