Nghiên cứu hấp phụ metylen xanh trong môi trường nước sử dụng vật liệu hấp phụ chế tạo từ bã chè biến tính

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HUỲNH THU NGA NGHIÊN CỨU HẤP PHỤ METYLEN XANH TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC SỬ DỤNG VẬT LIỆU HẤP PHỤCHẾ TẠO TỪ BÃ CHÈ BIẾN TÍNH Chun ngành: Hóa Vơ Cơ Mã số: 60.44.01.13 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC VẬT CHẤT Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Đỗ Trà Hương THÁI NGUYÊN - 2016 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: Đề tài: “Nghiên cứu hấp phụ metylen xanh môi trường nước sử dụng vật liệu hấp phụ chế tạo từ bã chè biến tính” thân thực Các số liệu, kết đề tài trung thực Nếu sai thật xin chịu trách nhiệm Thái Nguyên, tháng 10 năm 2016 Tác giả luận văn Huỳnh Thu Nga i LỜI CẢM ƠN Trước tiên, em xin chân thành cảm ơn PGS.TS Đỗ Trà Hương, cô giáo trực tiếp hướng dẫn em làm luận văn Cảm ơn thầy giáo, cô giáo Khoa Hóa học, thầy Khoa sau Đại học, thầy cô Ban Giám hiệu trường Đại học Sư phạm - Đại học Thái Nguyên giảng dạy, tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ em q trình học tập, nghiên cứu, để hồn thành luận văn khoa học Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo, giáo cán phịng thí nghiệm Hố lý - Khoa Hóa học, Trường Đại học Sư phạm - Đại học Thái Nguyên bạn đồng nghiệp giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi để em hồn thành luận văn Tơi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới cán Trường Đại học Y Dược cho phép sử dụng sở vật chất trang thiết bị q trình thực cơng việc thực nghiệm Mặc dù có nhiều cố gắng, song thời gian có hạn, khả nghiên cứu thân cịn hạn chế, nên kết nghiên cứu cịn nhiều thiếu sót Em mong nhận góp ý, bảo thầy giáo, giáo, bạn đồng nghiệp người quan tâm đến vấn đề trình bày luận văn, để luận văn hoàn thiện Em xin trân trọng cảm ơn! Thái Nguyên, tháng 10 năm 2016 Tác giả HUỲNH THU NGA ii MỤC LỤC Trang Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục bảng iv Danh mục hình v Danh mục từ viết tắt vi MỞ ĐẦU Chương 1: TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu phương pháp hấp phụ 1.1.1 Động học hấp phụ 1.1.2 Các mơ hình hấp phụ đẳng nhiệt 1.1.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến trình hấp phụ 1.2 Khái quát chung metylen xanh 1.3 Ứng dụng metylen xanh 1.3.1 Sử dụng công nghiệp 1.3.2 Sử dụng y học 1.4 Tác hại metylen xanh 1.5 Thuốc nhuộm thuốc nhuộm metylen xanh nước thải công nghiệp 1.6 Các cách xử lý ô nhiễm metylen xanh 10 1.6.1 Quang xúc tác 10 1.6.2 Công nghệ màng trao đổi cation 11 1.6.3 Phương pháp keo tụ 11 1.6.4 Phương pháp oxy hóa tăng cường 12 1.6.5 Phương pháp hấp phụ 13 1.7 Giới thiệu chè 14 1.8 Một số hướng nghiên cứu hấp phụ metylen xanh môi trường nước sử dụng bã chè, chất thải chè làm vật liệu hấp phụ 16 1.8.1 Một số hướng nghiên cứu hấp phụ metylen xanh 16 1.8.2 Một số hướng nghiên cứu sử dụng bã thải chè làm vật liệu hấp phụ 19 1.9 Giới thiệu phương pháp phân tích trắc quang 22 iii 1.9.1 Nguyên tắc 22 1.9.2 Độ hấp thụ quang (A) 22 1.9.3 Phương pháp đường chuẩn 23 1.10 Một số phương pháp nghiên cứu đặc trưng vật liệu 23 1.10.1 Phương pháp phổ hồng ngoại (FT - IR) 23 1.10.2 Phương pháp hiển vi điện tử quét (SEM) 24 1.10.3 Phương pháp nhiễu xạ Rơnghen (XRD) 25 1.10.4 Phổ tán xạ Raman 25 Chương 2: THỰC NGHIỆM 27 2.1 Dụng cụ hóa chất 27 2.1.1 Thiết bị 27 2.1.2 Hóa chất 27 2.2 Lập đường chuẩn xác định nồng độ metylen xanh 27 2.3 Chế tạo vật liệu hấp phụ bã chè biến tính TK TAC 28 2.3.1 Chế tạo vật liệu hấp phụ bã chè biến tính KOH (Tea KOH - TK) 29 2.3.2 Chế tạo vật liệu hấp phụ cacbon hoạt tính bã chè (Tea Activated Carbon TAC) 29 2.4 Khảo sát đặc điểm bề mặt, tính chất vật lý, cấu trúc TK TAC 29 2.5 Xác định điểm đẳng điện TK TAC 30 2.6 Khảo sát số yếu tố ảnh hưởng đến khả hấp phụ metylen xanh TK TAC theo phương pháp hấp phụ tĩnh 30 2.6.1 Khảo sát ảnh hưởng thời gian 30 2.6.2 Khảo sát ảnh hưởng pH 31 2.6.3 Khảo sát ảnh hưởng khối lượng VLHP 31 2.6.4 Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ 32 2.6.5 Khảo sát ảnh hưởng nồng độ ban đầu 32 Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 33 3.1 Kết khảo sát đặc điểm bề mặt, tính chất vật lý, cấu trúc TK TAC 33 3.2 Điểm đẳng điện TK TAC 41 3.3 Khảo sát số yếu tố ảnh hưởng đến khả hấp phụ metylen xanh VLHP theo phương pháp hấp phụ tĩnh 43 3.3.1 Khảo sát ảnh hưởng thời gian 43 3.3.2 Khảo sát ảnh hưởng pH 46 3.3.3 Khảo sát ảnh hưởng khối lượng TK TAC 49 3.3.4 Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ 50 3.3.5 Khảo sát ảnh hưởng nồng độ ban đầu 51 3.4 Khảo sát dung lượng hấp phụ metylen xanh theo mơ hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir 52 3.5 Khảo sát dung lượng hấp phụ metylen xanh theo mơ hình hấp phụ đẳng nhiệt Freundlich 54 3.6 Kết tính thơng số nhiệt động lực học trình hấp phụ metylen xanh TK TAC 57 3.7 Động học hấp phụ metylen xanh TK TAC 59 KẾT LUẬN 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO 66 CÁC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ 71 DANH MỤC BẢNG Trang Bảng 1.1: Một số phương trình đẳng nhiệt hấp phụ Bảng 1.2: Độc tính metylen xanh Bảng 2.1 Kết đo độ hấp thụ quang dung dịch metylen xanh với nồng độ khác 28 Bảng 3.1: Kết xác định điểm đẳng điện TK 41 Bảng 3.2: Kết xác định điểm đẳng điện TAC 42 Bảng 3.3: Ảnh hưởng thời gian đến dung lượng, hiệu suất hấp phụ TK 44 Bảng 3.4: Ảnh hưởng thời gian đến dung lượng, hiệu suất hấp phụ TAC 45 Bảng 3.5: Ảnh hưởng pH đến dung lượng, hiệu suất hấp phụ 47 Bảng 3.6: Ảnh hưởng khối lượng TK TAC đến dung lượng, hiệu suất hấp phụ 49 Bảng 3.7: Ảnh hưởng nhiệt độ đến dung lượng, hiệu suất hấp phụ 50 Bảng 3.8: Ảnh hưởng nồng độ đầu metylen xanh đến dung lượng, hiệu suất hấp phụ TK 51 Bảng 3.9: Ảnh hưởng nồng độ đầu metylen xanh đến 52 dung lượng, hiệu suất hấp phụ TAC 52 Bảng 3.10: Dung lượng hấp phụ cực đại qmax số Langmuir b 54 Bảng 3.11: Kết khảo sát phụ thuộc lgq vào lgCcb trình hấp phụ metylen xanh TK 54 Bảng 3.12: Kết khảo sát phụ thuộc lgq vào lgCcb trình hấp phụ metylen xanh TAC 55 Bảng 3.13: Các số phương trình Freundlich metylen xanh 56 Bảng 3.14: Kết tính KD nhiệt độ khác 57 Bảng 3.15: Các thông số nhiệt động lực học trình hấp phụ metylen xanh 58 Bảng 3.16: Số liệu khảo sát động học hấp phụ metylen xanh 59 Bảng 3.17: Một số tham số theo động học hấp phụ bậc metylen xanh 60 Bảng 3.18: Một số tham số theo động học hấp phụ bậc metylen xanh 60 Bảng 3.19: Số liệu khảo sát động học hấp phụ metylen xanh 62 Bảng 3.20: Một số tham số theo động học hấp phụ bậc metylen xanh 63 Bảng 3.21: Một số tham số theo động học hấp phụ bậc metylen xanh 63 iv DANH MỤC CÁC HÌNH Trang Hình 1.1: Cơng thức cấu tạo metylen xanh Hình 1.2: Bệnh thủy đậu trẻ nhỏ Hình 1.3: Nước thải ô nhiễm metylen xanh Hình 1.4: Hình ảnh chè 14 Hình 2.1: Đồ thị đường chuẩn xác định nồng độ metylen xanh 28 Hình 2.2: Các giai đoạn chế tạo vật liệu 28 Hình 3.1: Hình thái học bề mặt bã chè chưa biến tính 33 Hình 3.2: Hình thái học bề mặt TK 33 Hình 3.3: Hình thái học bề mặt TAC 34 Hình 3.4: Phổ hồng ngoại bã chè chưa biến tính 35 Hình 3.5: Phổ hồng ngoại TK 36 Hình 3.6: Phổ hồng ngoại CAC 38 Hình 3.7: Phổ hồng ngoại TAC 39 Hình 3.8: Giản đồ nhiễu xạ XRD TAC CAC 40 Hình 3.9: Phổ Raman TAC CAC 40 Hình 3.10: Đồ thị xác định điểm đẳng điện TK 42 Hình 3.11: Đồ thị xác định điểm đẳng điện TAC 43 Hình 3.12: Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng thời gian đến hiệu suất hấp phụ TK 46 Hình 3.13: Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng thời gian đến hiệu suất hấp phụ TAC 46 Hình 3.14: Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng pH đến hiệu suất hấp phụ TK 47 Hình 3.15: Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng pH đến hiệu suất hấp phụ TAC 47 Hình 3.16: Đồ thị biểu diễn phụ thuộc hiệu suất hấp phụ vào khối lượng TK 49 Hình 3.17: Đồ thị biểu diễn phụ thuộc hiệu suất hấp phụ vào khối lượng TAC 49 Hình 3.18: Đồ thị biểu diễn phụ thuộc hiệu suất hấp phụ vào nhiệt độ 51 Hình 3.19: Đồ thị biểu diễn phụ thuộc hiệu suất hấp phụ vào nhiệt độ 51 Hình 3.20: Đường đẳng nhiệt Langmuir metylen xanh 53 Hình 3.21: Sự phụ thuộc C cb /q vào C metylen xanh 53 Hình 3.22: Đường đẳng nhiệt Langmuir TAC metylen xanh 53 v Hình 3.23: Sự phụ thuộc C cb /q vào C cb metylen xanh 53 Hình 3.24: Đồ thị biểu diễn phụ thuộc lgq vào lqCcb 55 Hình 3.25: Đồ thị biểu diễn phụ thuộc lgq vào lqCcb 56 Hình 3.26: Đồ thị biểu diễn phụ thuộc lnKD vào 1/T TK 58 Hình 3.27: Đồ thị biểu diễn phụ thuộc lnKD vào 1/T TAC 58 Hình 3.28: Đồ thị phương trình động học bậc metylen xanh 60 Hình 3.29: Đồ thị phương trình động học bậc metylen xanh 60 Hình 3.30: Đồ thị phương trình động học bậc metylen xanh 63 Hình 3.31: Đồ thị phương trình động học bậc metylen xanh 63 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT STT Kí hiệu viết tắt Nội dung MB FT-IR Phổ hồng ngoại XRD Nhiễu xạ rơnghen TAC Tea Activated Carbon – Cacbon hoạt tính bã chè TEM Hiển vi điện tử truyền qua TK VLHP Vật liệu hấp phụ SEM Hiển vi điện tử quét CAC Cacbon hoạt tính thương mại Methylene Blue - Metylen xanh Tea KOH - Bã chè biến tính KOH vi 3.6 Kết tính thơng số nhiệt động lực học q trình hấp phụ metylen xanh TK TAC Các thông số nhiệt động lực học tính tốn để xác định q trình hấp phụ metylen xanh VLHP trình tự xảy hay khơng? Sự biến thiên lượng tự (∆G°), entanpy (∆H°) entropy (∆S°) q trình hấp phụ tính tốn cách sử dụng phương trình sau : KD = q C ; ∆G = - RTlnKD ; o cb G o  o S o lnKD = =+ R RT RT Trong đó: KD số cân q (mg/g) dung lượng hấp phụ thời điểm cân Ccb (mg/L) nồng độ chất bị hấp phụ thời điểm cân R số khí ( R = 8,314 J/mol.K ) T nhiệt độ (°K) Kết trình bày bảng 3.14 hình 3.26; 3.27 Bảng 3.14: Kết tính KD nhiệt độ khác Vật liệu TK TAC Co(mg/L) To(K) 1/T(K-1) Ccb(mg/L) q(mg/g) lnKD 298 0,0034 0,56 15,29 3,31 308 0,0032 0,90 15,08 2,82 318 0,0031 1,08 14,98 2,63 328 0,0030 1,40 14,78 2,36 298 0,0034 0,23 21,30 4,53 308 0,0032 0,34 21,24 4,14 318 0,0031 0,51 21,15 3,72 328 0,0030 0,74 20,99 3,35 26,04 35,72 57 y = 2342.8571x - 4.6586 R² = 0.9977 ln KD 0.0029 0.003 0.0031 0.0032 0.0033 0.0034 0.0035 1/T Hình 3.26: Đồ thị biểu diễn phụ thuộc lnKD vào 1/T TK y = 2942.8571x - 5.4086 R² = 0.9659 lnKD 0.0029 0.003 0.0031 0.0032 0.0033 0.0034 0.0035 1/T Hình 3.27: Đồ thị biểu diễn phụ thuộc lnKD vào 1/T TAC Kết tính tốn số thơng số nhiệt động TK TAC trình hấp phụ metylen xanh đưa bảng 3.15 Bảng 3.15: Các thông số nhiệt động lực học trình hấp phụ metylen xanh Vật liệu TK TAC T(K) ∆G°(kJ/mol) 298 308 318 328 298 308 318 328 -8,20 -7,22 -6,95 -6,44 - 11,22 -10,60 -9,84 -9,14 58 ∆H°(kJ/mol) ∆S°(J/mol.K) -19,48 - 38,73 -24,47 -44,97 Từ bảng 3.15 ta thấy: - Giá trị biến thiên lượng tự (∆G°) thu có giá trị âm điều chứng tỏ q trình hấp phụ metylen xanh TK TAC trình tự xảy Tuy nhiên, biến thiên entropi (∆S°) có giá trị âm q trình xảy hệ hấp phụ hệ lập, hệ mơi trường có trao đổi lượng - Giá trị biến thiên lượng entanpi (∆H°) thu có giá trị âm cho thấy trình hấp phụ metylen xanh vật liệu TK TAC trình tỏa nhiệt 3.7 Động học hấp phụ metylen xanh TK TAC * Đối với TK: Kết trình bày bảng 3.16; 3.17; 3.18 hình 3.28; 3.29 Bảng 3.16: Số liệu khảo sát động học hấp phụ metylen xanh CO t(phút) (mg/L) 16,96 44,87 69,62 C cb q(mg/g) log(qe-qt) t/q(phút.g/mg) (mg/L) 30 1,96 9,00 -0,03 3,33 60 0,78 9,71 -0,65 6,18 90 0,43 9,92 -2,00 9,07 120 0,41 9,93 - 12,08 150 0,38 9,95 - 15,08 180 0,36 9,96 - 18,07 30 5,15 23,83 0,40 1,26 60 2,13 25,64 -0,15 2,34 90 0,96 26,35 - 3,42 120 0,96 26,35 - 4,55 150 0,94 26,36 - 5,69 180 0,91 26,38 - 6,82 30 9,17 36,27 0,60 0,83 60 3,18 39,86 -0,41 1,51 90 2,80 40,09 -0,80 2,24 120 2,54 40,25 - 2,98 150 2,23 40,43 - 3,71 180 2,10 40,51 - 4,44 (“-”: không xác định) 59 20 0 30 60 -1 90 18 120 150 180 16 y = -0.0183x + 0.9500 R² = 1.0000 14 -2 16,96 44,87 10 y = -0.0328x + 1.0767 R² = 0.9562 69,62 y = 0.0371x + 0.1153 R² = 0.9999 16,96 Log(qe-qt) -5 y = 0.0985x + 0.2940 R² = 0.9999 12 y = -0.0233x + 1.1967 R² = 0.9386 -3 -4 t/q (phút.g/mg) 44,87 69,62 y = 0.0242x + 0.0793 R² = 0.9999 -6 t (phút) 30 60 90 120 150 180 t (phút) Hình 3.28: Đồ thị phương trình động Hình 3.29: Đồ thị phương trình động học bậc metylen xanh học bậc metylen xanh Bảng 3.17: Một số tham số theo động học hấp phụ bậc metylen xanh Nồng độ đầu R1 (mg/L) k1 qe,exp qe,cal (phút-1) (mg/g) (mg/g) 16,96 0,9562 0,0755 9,93 11,93 44,87 1,0000 0,0421 26,35 8,91 69,62 0,9386 0,0537 40,25 15,73 Bảng 3.18: Một số tham số theo động học hấp phụ bậc metylen xanh Nồng độ đầu (mg/L) R2 k2 qe,exp qe,cal (g.mg-1.phút-1) (mg/g) (mg/g) %∆q 16,96 0,9999 0,0330 9,93 10,15 0,99 44,87 0,9999 0,0119 26,35 26,95 1,02 69,62 0,9999 0,0074 40,25 41,32 1,19 qe,cal : dung lượng hấp phụ cân tính theo phương trình động học qe,exp: dung lượng hấp phụ cân theo thực nghiệm Từ bảng 3.17 3.18 cho thấy: 60 - Phương trình động học bậc biểu kiến cho kết qe,exp khác nhiều so với qe,cal tất nồng độ khảo sát, hệ số tin cậy R2 chưa cao Phương trình động học bậc hai biểu kiến cho kết qe,exp tương đối phù hợp so với qe,cal hệ số tin cậy R2 cao (R2 = 0,9999) tất nồng độ khảo sát Bên cạnh giá trị R2 độ xác phương trình động học bậc hai cịn xác định thơng qua độ lệch chuẩn % q Độ xác phương trình xác định độ lệch chuẩn % q theo công thức sau [44] %q  100  (q t ,exp  qt ,cal ) / qt ,exp   n 1 n số điểm liệu nghiên cứu qt,exp: dung lượng hấp phụ thời gian t theo thực ngiệm qt,cal: dung lượng hấp phụ thời gian t tính theo phương trình động học Kết tính tốn giá trị % q bảng 3.18 cho giá trị nhỏ Vì vậy, kết luận q trình hấp phụ metylen xanh TK tuân theo phương trình động học bậc hai biểu kiến Lagergren *Đối với TAC: Kết trình bày bảng 3.19; 3.20; 3.21 hình 3.30; 3.31 61 Bảng 3.19: Số liệu khảo sát động học hấp phụ metylen xanh C0 t(phút) 48,01 78,93 q(mg/g) log(qe-qt) t/q(phút.g/mg) (mg/L) (mg/L) 21,91 C cb 30 4,923 10,19 0,44 2,94 60 2,898 11,41 0,19 5,26 90 0,987 12,56 -0,41 7,17 120 0,328 12,95 - 9,27 150 0,217 13,02 - 11,52 180 0,154 13,05 - 13,79 210 0,131 13,07 - 16,07 240 0,125 13,07 - 18,36 30 11,766 21,75 0,78 1,38 60 7,985 24,02 0,58 2,50 90 4,093 26,35 0,16 3,42 120 1,680 27,80 - 4,32 150 0,998 28,21 - 5,32 180 0,848 28,30 - 6,36 210 0,644 28,42 - 7,39 240 0,880 28,28 - 8,49 30 23,950 32,99 1,02 0,91 60 16,235 37,62 0,77 1,59 90 10,193 41,24 0,37 2,18 120 6,331 43,56 - 2,75 150 4,930 44,40 - 3,38 180 4,613 44,59 - 4,04 210 4,130 44,88 - 4,68 240 4,150 44,87 - 5,35 (“-”: không xác định) 62 20 21,91 18 0.8 48,01 16 0.6 78,93 14 0.2 -0.2 30 60 -0.6 78,93 y = 0.0333x + 0.3954 R² = 0.9992 y = 0.0209x + 0.2846 R² = 0.9995 90 120 y = -0.0142x + 0.9233 R² = 0.9465 -0.4 21,91 48,01 10 0 y = 0.0731x + 0.6850 R² = 0.9994 12 y = -0.0108x + 1.3700 R² = 0.9826 y = -0.0103x + 1.1267 R² = 0.9597 0.4 t/q (phút.g.mg) log(qe-qt) 1.2 0 50 100 150 200 250 t (phút) t (phút) Hình 3.30: Đồ thị phương trình động học bậc metylen xanh Hình 3.31: Đồ thị phương trình động học bậc metylen xanh Bảng 3.20: Một số tham số theo động học hấp phụ bậc metylen xanh Nồng độ đầu (mg/L) 21,91 0,9465 k1 (phút-1) 0,0327 qe,exp (mg/g) 12,95 qe,cal (mg/g) 8,38 48,01 0,9597 0,0237 27,80 13,39 78,93 0,9826 0,0249 43,56 23,44 R1 Bảng 3.21: Một số tham số theo động học hấp phụ bậc metylen xanh Nồng độ đầu (mg/L) R2 k2 (g.mg-1.phút-1) qe,exp (mg/g) qe,cal (mg/g) %∆q 21,91 0,9994 0,0078 12,95 13,68 2,13 48,01 0,9992 0,0028 27,80 30,03 3,03 78,93 0,9995 0,0015 43,56 47,85 3,72 qe,cal : dung lượng hấp phụ cân tính theo phương trình động học qe,exp: dung lượng hấp phụ cân theo thực nghiệm Từ hình 3.30; 3.31 bảng 3.20 3.21 kết luận q trình hấp phụ metylen xanh TAC tuân theo phương trình động học bậc hai biểu kiến Lagergren 63 KẾT LUẬN Dựa vào kết thực nghiệm, rút số kết luận sau: Đã bước đầu chế tạo thành công vật liệu hấp phụ bã chè biến tính KOH (TK), vật liệu hấp phụ than hoạt tính từ bã chè (TAC) Đã xác định đặc điểm bề mặt, tính chất vật lý TK TAC qua ảnh hiển vi điện tử quét, phổ hồng ngoại, phổ Raman giản đồ nhiễu xạ tia X Kết cho thấy TAC chế tạo có cấu trúc gần với tinh thể cacbon graphite dạng lớp gần cấu trúc graphen đa lớp; TK TAC chế tạo có hình thái học bề mặt thay đổi đáng kể so với bã chè chưa biến tính Cụ thể có phát triển lỗ xốp, tạo nên khoảng trống bề mặt, điều làm thay đổi đáng kể diện tích bề mặt tăng hiệu suất hấp phụ VLHP Đã xác định điểm đẳng điện TK 6,38 TAC 7,35 Khảo sát số yếu tố ảnh hưởng đến khả hấp phụ metylen xanh TK TAC theo phương pháp hấp phụ tĩnh cho kết quả: + Thời gian đạt cân hấp phụ 120 phút + pH hấp phụ tốt 8,0 + Trong khoảng khối lượng vật liệu khảo sát khối lượng vật liệu tối ưu cho hấp phụ 0,05g + Khi tăng nhiệt độ từ 25 - 550C (± 10C ) hiệu suất hấp phụ giảm + Khi tăng nồng độ metylen xanh khoảng nồng độ khảo sát hiệu suất hấp phụ giảm, dung lượng hấp phụ tăng + Xác định dung lượng hấp phụ cực đại metylen xanh: - Với TK: qmax= 222,22 mg/g - Với TAC: qmax= 208,33 mg/g 5.Từ kết tính tốn theo mơ hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir, Freundlich, động học số thông số nhiệt động lực học cho phép kết luận trình hấp phụ metylen xanh TK TAC tuân theo phương trình động học bậc hai biểu kiến Lagergren, trình hấp phụ trình tự xảy tỏa nhiệt Sự hấp phụ metylen xanh TK TAC hấp phụ khuếch tán hay chế hấp phụ hấp phụ vật lý xảy đơn lớp 64 Việc sử dụng TK TAC để hấp phụ metylen xanh môi trường nước cho kết tốt Các kết thu sở cho định hướng nghiên cứu nhằm tìm kiếm ứng dụng vật liệu TK TAC việc xử lý nguồn nước bị ô nhiễm phẩm nhuộm 65 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu Tiếng Việt [1] Đoàn Thị Thúy Ái (2013), "Khảo sát khả hấp phụ chất màu xanh methylen môi trường nước vật liệu CoFe2O4/bentonit.", Tạp chí Khoa học Phát triển, 11(2), tr 236-238 [2] Lê Văn Cát (2002), Hấp phụ trao đổi ion kĩ thuật xử lí nước nước thải, NXB Thống Kê [3] Lê Văn Cát (1999), Cơ sở hóa học kĩ thuật xử lí nước thải, NXB Thanh Niên Hà Nội [4] Đặng Kim Chi (2005), Hóa học môi trường, NXB Khoa học Kỹ thuật Hà Nội [5] Vũ Thị Hậu, Đặng Thị Thúy (2011), "Khả hấp phụ thuốc nhuộm xanh hoạt tính 19 (RB19) quặng sắt quặng sắt biến tính.", Tạp chí Khoa học Công nghệ, 40(3), tr 143-147 [6] Trần Tứ Hiếu (2003), Phân tích trắc quang phổ hấp thụ UV-Vis, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội [7] Đỗ Trà Hương, Dương Thị Tú Anh (2014), "Chế tạo vật liệu hấp phụ oxit từ tính nano Fe3O4 phân tán bã chè.", Tạp chí phân tích Hóa, lý sinh học, 19(3), tr 79-85 [8] Đỗ Trà Hương, Trần Thúy Nga (2014), "Nghiên cứu hấp phụ màu metylen xanh vật liệu bã chè.", Tạp chí phân tích Hóa, lý sinh học, 19(4), tr 27-32 [9] Đỗ Trà Hương, Lê Xuân Quế (2014), "Nghiên cứu hấp phụ Cr(VI), Ni(II) vật liệu hấp phụ oxit từ tính nano Fe3O4 phân tán bã chè.", Tạp chí Hóa học, 52(5A), tr 41-46 [10] Đỗ Trà Hương, Lê Xuân Quế, Đặng Văn Thành (2014), "Nghiên cứu hấp phụ màu phẩm đỏ hoạt tính ĐH 120 vật liệu bã chè.", Tạp chí Hóa học, 52(6ABC), tr 46-52 [11] Trần Văn Nhân (1999), Hóa lý tập II, NXB Giáo dục Hà Nội 66 [12] Lê Hữu Thiềng cộng (2010), "Nghiên cứu khả hấp phụ metylen xanh dung dịch nước vật liệu hấp phụ chế tạo từ bã mía.", Tạp chí Khoa Học & Cơng Nghệ Đại học Thái Nguyên, 78(2), tr 45-50 [13] 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 Hóa, Lý Sinh học, 20(4), tr 303-310 [14] Bùi Xuân Vững, Ngô Văn Thông (2015), "Nghiên cứu hấp phụ màu methylen xanh vật liệu bã cà phê từ tính.", Tạp chí phân tích Hóa, Lý Sinh học, 20(3), tr 370-376 Tài liệu tiếng Anh [15] S Cengiz, L Cavas (2008), "Removal of methylene blue by invasive marine seaweed: Caulerpa racemosa var cylindracea.", Bioresour Technol, 99(7), pp 2357-63 [16] M Alaya, et al (2000), "Adsorption properties of activated carbons prepared from olive stones by chemical and physical activation.", Adsorption Science & Technology, 18(1), pp 27-42 [17] C Almeida, et al (2009), "Removal of methylene blue from colored effluents by adsorption on montmorillonite clay.", Journal of colloïd and interface science, 332(1), pp 46-53 [18] J.n Clifton, J.B Leikin (2003), "Methylene blue.", American journal of therapeutics, 10(4), pp 289-291 [19] N Dizadji, N.A Anaraki (2011), "Adsorption of chromium and copper in aqueous solutions using tea residue.", International Journal of Environmental Science & Technology, 8(3), pp 631-638 [20] C Duran, et al (2011), "Tea-industry waste activated carbon, as a novel adsorbent, for separation, preconcentration and speciation of chromium.", Analytica Chimica Acta, 688(1), pp 75-83 [21] M.A El-Latif, A.M Ibrahim, M El-Kady, (2010), "Adsorption equilibrium, kinetics and thermodynamics of methylene blue from aqueous solutions using biopolymer oak sawdust composite.", Journal of American science, 6(6), pp 267-283 67 [22] E.N El Qada, S.J Allen, G.M Walker, (2008), "Adsorption of basic dyes from aqueous solution onto activated carbons.", Chemical Engineering Journal, 135(3), pp 174-184 [23] A Ferrari, et al (2006), "Raman spectrum of graphene and graphene layers.," Physical review letters, 97(18), pp 187401 [24] Y Fu, T Viraraghavan (2000), "Removal of a dye from an aqueous solution by the fungus Aspergillus niger.", Water Quality Research Journal of Canada, 35(1), pp 95-111 [25] J Geng, et al (2010), "Preparation of graphene relying on porphyrin exfoliation of graphite.", Chemical Communications, 46(28), pp 5091-5093 [26] H Ghobarkar, O Schäf, U Guth (1999), "Zeolites-from kitchen to space.", Progress in Solid State Chemistry, 27(2), pp 29-73 [27] O Gulnaz, et al (2004), "Sorption of basic dyes from aqueous solution by activated sludge.", Journal of Hazardous Materials, 108(3), pp 183-188 [28] O Hamdaoui (2006), "Batch study of liquid-phase adsorption of methylene blue using cedar sawdust and crushed brick.", Journal of Hazardous Materials, 135(1-3), pp 264-273 [29] B Hameed (2009), "Evaluation of papaya seeds as a novel non-conventional low-cost adsorbent for removal of methylene blue.", Journal of Hazardous Materials, 162(2), pp 939-944 [30] B Hameed, A.M Din, A Ahmad (2007), "Adsorption of methylene blue onto bamboo-based activated carbon: kinetics and equilibrium studies.", Journal of hazardous materials, 141(3), pp 819-825 [31] B Hameed, D Mahmoud, A Ahmad (2008), "Sorption of basic dye from aqueous solution by pomelo (Citrus grandis) peel in a batch system.", Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 316(1), pp 78-84 [32] D.J Joo, et al (2007), "Decolorization of reactive dyes using inorganic coagulants and synthetic polymer.", Dyes and Pigments, 73(1), pp 59-64 68 [33] N Kannan, M.M Sundaram, (2001), "Kinetics and mechanism of removal of methylene blue by adsorption on various carbons-a comparative study.", Dyes and Pigments, 51(1), pp 25-40 [34] S Karaca, A Gürses, R Bayrak, (2004), "Effect of some pre-treatments on the adsorption of methylene blue by Balkaya lignite.", Energy conversion and management, 45(11), pp 1693-1704 [35] R Madhu, et al (2014), "Eco-friendly synthesis of activated carbon from dead mango leaves for the ultrahigh sensitive detection of toxic heavy metal ions and energy storage applications.", RSC Advances, 4(3), pp 1225-1233 [36] G McKay, J Porter, G Prasad (1999), "The removal of dye colours from aqueous solutions by adsorption on low-cost materials.", Water, Air, and Soil Pollution, 114(3-4), pp 423-438 [37] A Miclescu (2009), "Cerebral Protection in Experimental Cardiopulmonary Resuscitation: With Special Reference to the Effects of Methylene Blue.", Acta Anaesthesiologica Scandinavica, 54(3), pp 383-384 [38] Y Nacèra, B Aicha (2006), "Equilibrium and kinetic modelling of methylene blue biosorption by pretreated dead streptomyces rimosus: Effect of temperature.", Chemical Engineering Journal, 119(2–3), pp 121-125 [39] N Nasuha, B Hameed, A.T.M Din (2010), "Rejected tea as a potential lowcost adsorbent for the removal of methylene blue.", Journal of hazardous materials, 175(1), pp 126-132 [40] P Panneerselvam, N Morad, K.A Tan (2011), "Magnetic nanoparticle Fe3O4 impregnated onto tea waste for the removal of nickel (II) from aqueous solution.", Journal of hazardous materials, 186(1), pp 160-168 [41] N Renugadevi, R Sangeetha, P Lalitha (2011), "Kinetics of the adsorption of methylene blue from an industrial dyeing effluent onto activated carbon prepared from the fruits of Mimusops Elengi.", Archives of Applied Science Research, 3(3), pp 492-498 69 [42] R.A Shawabkeh M.F Tutunji (2003), "Experimental study and modeling of basic dye sorption by diatomaceous clay.", Applied Clay Science, 24(1), pp 111-120 [43] A Shehata (2013), "Removal of methylene blue dye from aqueous solutions by using treated animal bone as a cheap natural adsorbent.", Int J Emerg Technol Adv Eng, 3(2), pp 1-7 [44] M.T Uddin, et al (2009), "Adsorptive removal of methylene blue by tea waste." Journal of hazardous materials, 164(1), pp 53-60 [45] V Vadivelan, K.V Kumar (2005), "Equilibrium, kinetics, mechanism, and process design for the sorption of methylene blue onto rice husk.", Journal of colloid and interface science, 286(1), pp 90-100 [46] S Wang, Y Boyjoo, A Choueib (2005), "A comparative study of dye removal using fly ash treated by different methods.", Chemosphere, 60(10), pp 14011407 [47] Y Wong, M Senan, N Atiqah, (2013), "Removal of Methylene Blue and Malachite Green Dye UsingDifferent Form of Coconut Fibre as Absorbent." Journal of Basic & Applied Sciences, pp 75-83 [48] C.D Woolard, J Strong, C.R Erasmus, (2002), "Evaluation of the use of modified coal ash as a potential sorbent for organic waste streams.", Applied Geochemistry, 17(8), pp 1159-1164 [49] X Yang X Cui (2013), "Adsorption characteristics of Pb (II) on alkali treated tea residue.", Water Resources and Industry, pp 1-10 [50] M Zhou, et al (2007), "Electro-Fenton method for the removal of methyl red in an efficient electrochemical system.", Separation and Purification Technology, 57(2), pp 380-387 70 CÁC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ Do Tra Huong, Huynh Thu Nga, Nguyen Truong Giang, Nguyen Thi Huong Quynh, Bui Thi Trang, Nguyen Thi Kim Ngan, Nguyen Nhat Huy, Dang Van Thanh, (2015) “Adsortion of methylene blue from aqueous solution using KOH - modified waste tea leaves”, Tạp chí Khoa học Cơng nghệ, tập 53(số 4C), tr 228-237 71 ... khả hấp phụ phẩm nhuộm mơi trường nước Vì vậy, chúng tơi định lựa chọn đề tài ? ?Nghiên cứu hấp phụ metylen xanh môi trường nước sử dụng vật liệu hấp phụ chế tạo từ bã chè biến tính? ?? Đây hướng nghiên. .. độ metylen xanh 2.3 Chế tạo vật liệu hấp phụ bã chè biến tính TK TAC Các giai đoạn chế tạo vật liệu hấp phụ (VLHP) từ bã chè biến tính trình bày hình 2.2 Hình 2.2: Các giai đoạn chế tạo vật liệu. .. phần phụ phẩm cành, thân hay chè già…Ước tính 10.000 chất thải chè tạo năm Ngoài ra, từ thực tế nhóm nghiên cứu nghiên cứu khả hấp phụ vật liệu hấp phụ chế tạo từ chè Trong nghiên cứu này, chè sử