Hiệu quả hấp phụ nitrat và phốt phát của vật liệu nano oxit sắt amin

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA LÊ TRÍ THÍCH HIỆU QUẢ HẤP PHỤ NITRAT VÀ PHỐT PHÁT CỦA VẬT LIỆU NANO OXIT SẮT-AMIN Nitrate and phosphate adsorption efficiency of iron oxide – amine material Chuyên ngành: Kỹ thuật Môi trường Mã số: 60520320 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng 12 năm 2018 ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA LÊ TRÍ THÍCH HIỆU QUẢ HẤP PHỤ NITRAT VÀ PHỐT PHÁT CỦA VẬT LIỆU NANO OXIT SẮT-AMIN Nitrate and phosphate adsorption efficiency of iron oxide – amine material Chuyên ngành: Kỹ thuật Môi trường Mã số: 60520320 TP HỒ CHÍ MINH, tháng 12 năm 2018 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC AN GIANG Cán hướng dẫn khoa học: PGS.TS Nguyễn Trung Thành NCS Phan Phước Toàn Cán chấm nhận xét 1: PGS.TS Phạm Nguyễn Kim Tuyến Cán chấm nhận xét 2: PGS.TS Mai Tuấn Anh Luận văn thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Bách Khoa, Đại học Quốc Gia – Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 18 tháng 01 năm 2019 Thành phần hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: PGS.TS Nguyễn Tấn Phong Chủ tịch hội đồng PGS.TS PGS.TS Phạm Nguyễn Kim Tuyến Phản biện PGS.TS Mai Tuấn Anh Phản biện TS Nguyễn Xuân Dương Ủy viên TS Huỳnh Khánh An Thư ký Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá luận văn Trưởng Khoa Môi trường Tài nguyên sau luận văn sữa chữa (nếu có) CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Lê Trí Thích Phái: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 10/12/1988 Nơi sinh: An Giang Chuyên ngành: Kỹ thuật Môi Trường MSHV: 1770238 I Tên đề tài: Hiệu hấp phụ nitrat phốt phát nano oxit sắt – amin (Nitrate and phosphate adsorption efficiency of iron oxide – amine material) Nhiệm vụ nội dung:  Tổng hợp vật liệu nano oxit sắt – amin  Nghiên cứu đặc trưng vật liệu oxit sắt – amin như: diện tích bề mặt riêng, phổ hồng ngoại FTIR, SEM, EDX, MAPPING, XRD, TGA  Xác định điều kiện thích hợp cho q trình hấp phụ ion nitrat ion phốt phát oxit sắt – amin  Thử nghiệm khả hấp phụ oxit sắt – amin ion nitrat ion phốt phát nước thải sinh hoạt qua xử lý sinh học II Ngày giao nhiệm vụ: 20/08/2018 III Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 28/12/2018 IV Cán hướng dẫn : PGS.TS Nguyễn Trung Thành NCS Phan Phước Toàn CÁN BỘ HƯỚNG DẪN TP.HCM, ngày 18 tháng 01 năm 2019 CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO PGS.TS Nguyễn Trung Thành KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN LỜI CẢM ƠN Trong suốt thời gian nghiên cứu luận văn tốt nghiệp q trình học tập, tơi nhận nhiều dạy, hướng dẫn giúp đỡ tận tình q thầy cơ, anh chị, bạn bè với hỗ trợ gia đình, người thân Trước tiên, xin gửi lời tri ân sâu sắc đến PGS.TS Nguyễn Trung Thành NCS Phan Phước Toàn truyền đạt kinh nghiệm kiến thức chun mơn, tận tình hướng dẫn tạo điều kiện thuận lợi cho suốt thời gian thực đề tài Đồng thời, xin chân thành cảm ơn Quý Thầy, Cô ý kiến chỉnh sửa để hoàn chỉnh luận văn Xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến tất Cán giảng viên Trường Đại học Bách Khoa thành phố Hồ Chí Minh, thầy cô truyền đạt kiến thức quý báu suốt trình đào tạo Đặc biệt, xin chân thành cảm ơn tất Quý Thầy, Cô Khoa Môi trường Tài ngun nói chung, Bộ mơn Kỹ thuật mơi trường nói riêng Trường Đại học Bách Khoa thành phố Hồ Chí Minh tạo điều kiện thuận lợi trình thực đề tài Xin chân thành cảm ơn giúp đỡ Ban Lãnh đạo, Cán quản lý nhân viên Phịng Thí nghiệm mơi trường, Khu Thí nghiệm – Thực hành, Trường Đại học An Giang nhiệt tình hỗ trợ tạo điều kiện thuận lợi q trình thí nghiệm Cảm ơn anh, chị bạn lớp Cao học Kỹ thuật mơi trường khóa 2017 giúp đỡ tơi q trình học tập thực đề tài Sau cùng, xin gửi lời tri ân sâu sắc đến người thân, gia đình ln ủng hộ, động viên tinh thần tơi suốt q trình học tập hoàn thành tốt luận văn tốt nghiệp Xin cảm ơn tất cả! TP.HCM, ngày … tháng … năm 2018 i TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ Một vật liệu tổng hợp thành công phản ứng Triamine Silane với oxit sắt, vật liệu oxit sắt-amin có khả loại bỏ anion nitrat phốt phát dung dịch Những đặc trưng hóa lý vật liệu xác định phương pháp tiên tiến phổ dao động hồng ngoại (FTIR), phổ nhiễu xạ tia X (XRD), nhiệt trọng trường (TGA), kính hiển vi điện tử quét (SEM), phổ tán sắc lượng tia X (EDX) mapping Kết cho thấy thời gian hấp phụ đạt cân vật liệu oxit sắt-amin sau 60 phút nitrat, 30 phút phốt phát Khả hấp phụ nitrat tối đa khoảng pH 5-6 đạt 131,35 (mg nitrat/g), pH dung lượng hấp phụ cao phốt phát đạt 42,10 (mg phốt phát/g) Nghiên cứu ảnh hưởng khối lượng vật liệu cho thấy dung lượng hấp phụ giảm khối lượng vật liệu tăng lên Trong đó, nồng độ ban đầu nhiệt độ tỉ lệ thuận với dung lượng hấp phụ vật liệu Khảo sát với nước thải nước giả thải nhiễm đồng thời hai ion nitrat ion phốt phát, dung lượng hấp phụ nitrat cao so với phốt phát So sánh khả hấp phụ oxit sắtamin, oxit sắt nhựa Akualite A420 cho thấy vật liệu oxit sắt-amin có khả hấp phụ nitrat phốt phát tốt bị ảnh hưởng chất hữu Tóm lại, vật liệu oxit sắt-amin có khẳ hấp phụ cao ion nitrat phốt phát dung dịch, có nhiều tiềm ứng dụng xử lý mơi trường Từ khóa: hấp phụ, nitrat, phốt phát, oxit sắt-amin ii ABSTRACT A new material was successfully synthesized by the reaction of Triamine Silane and ferric oxide, the ferric oxide-amine material capable of removing high nitrate ions and phosphate ions in solution Physical and chemical characteristics of the material are determined by methods such as FTIR, XRD, TGA, SEM, EDX and mapping The results showed that the adsorption time of the ferric oxide-amine material was balanced after 60 minutes for nitrate, 30 minutes for phosphate The nitrate adsorption capacity was maximized at pH 5-6, 131,35 (mg nitrate/g), while pH was the highest adsorption capacity for phosphate at 42,10 (mg phosphate/g) Research on the effect of material mass showed that adsorption capacity decreased as material volume increased In contrast, the initial concentration and temperature are proportional to the adsorption capacity of the material Examination of wastewater and effluent contaminated with both nitrate and phosphate ions, adsorption capacity of nitrate is higher than that of phosphate Comparison of ferric oxide -amine adsorption, ferric oxide and Akualite A420 ion exchanger showed that the ferric oxide -amine material had a larger adsorption capacity of nitrate and phosphate in solution and material was less affected by organic matter In concluson, ferric oxide-amin material has hight adsorption nitrate and phosphate in solution, the material has many potential applications in environmental treatment Key word: adsorption, nitrate, phosphate, ferric oxide -amin material iii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu tơi Những kết quả, số liệu luận văn chưa dùng cho luận văn cấp khác Tôi hoàn thành chịu trách nhiệm trước Nhà trường cam đoan TP.HCM, ngày … tháng … năm 2018 Tác giả luận văn Lê Trí Thích iv DANH MỤC HÌNH Hình 3.1: Sơ đồ nội dung nghiên cứu 16 Hình 4.1: (a) Nano oxit sắt, (b) Oxit sắt – amin 27 Hình 4.2: Diện tích bề mặt riêng oxit sắt oxit sắt – amin 27 Hình 4.3: Phổ hồng ngoại (FTIR) (1) oxit sắt, (2) oxit sắt–amin, (3) Oxit sắt-amin hấp phụ nitrat, (4) Oxit sắt-amin hấp phụ phốt phát, (5) Oxit sắt-amin hấp phụ nitrat phốt phát 28 Hình 4.4: Phổ nhiễu xạ tia X (a) oxit sắt (b) oxit sắt – amin 29 Hình 4.5: (a) Ảnh SEM nano oxit sắt (b) Ảnh SEM nano oxit sắt-amin 30 Hình 4.6: Phổ tán xạ lượng tia EDX oxit sắt-amin 31 Hình 4.7: Ảnh chụp mapping oxit sắt-amin 31 Hình 4.8: Đặc trưng nhiệt trọng trường (a) TGA, (b) DTG oxit sắt oxit sắt-amin 32 Hình 4.9: Dung lượng hấp phụ ion nitrat (a), phốt phát (b) oxit sắt-amin khoảng thời gian khác 34 Hình 4.10: Động học hấp phụ ion nitrat, phốt phát oxit sắt-amin theo dạng tuyến tính phương trình động học biểu kiến bậc 36 Hình 4.11: Dung lượng hấp phụ ion nitrat (a) phốt phát (b) vật liệu oxit sắt-amin khoảng pH khác 38 Hình 4.12: Điểm đẳng điện pHpzc oxit sắt-amin 39 Hình 4.13: Dung lượng hấp phụ ion nitrat (a), phốt phát (b) vật liệu khối lượng vật liệu khác 41 Hình 4.14: Nồng độ NO3 N (a), PO4 P (b) sau hấp phụ hiệu xử lý khối lượng vật liệu khác 41 Hình 4.15: Dung lượng hấp phụ nitrat vật liệu nồng độ ban đầu nhiệt độ dung dịch khác 43 Hình 4.16: Dung lượng hấp phụ phốt phát vật liệu nồng độ ban đầu nhiệt độ dung dịch khác 45 v Hình 4.17: Dung lượng hấp phụ ion nitrat phốt phát vật liệu có mặt ion cạnh tranh dung dịch 49 Hình 4.18: Dung lượng hấp phụ ion nitrat, phốt phát vật liệu oxit sắt, oxit sắt-amin nhựa Akulite-A420 dung dịch giả thải 51 Hình 4.19: Dung lượng hấp phụ ion nitrat, phốt phát vật liệu oxit sắt, oxit sắt-amin nhựa Akulite-A420 nước thải 51 Hình 4.20: Nồng độ COD nước thải trước sau hấp phụ với vật liệu oxit sắt, oxit sắt-amin nhựa Akulite-A420 53 vi [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] nitrate ions from aqueous solution using zero-valent iron nanoparticles supported on high surface area nanographenes," Journal of Molecular Liquids, vol 212, pp 708-715, 2015 F Bozorgpour, H F Ramandi, P Jafari, S Samadi, S S Yazd, and M Aliabadi, "Removal of nitrate and phosphate using chitosan/Al2O3/Fe3O4 composite nanofibrous adsorbent: Comparison with chitosan/Al2O3/Fe3O4 beads," International Journal of Biological Macromolecules, vol 93, pp 557565, 2016 H Wang, X Xu, Z Ren, and B Gao, "Removal of phosphate and chromium (VI) from liquids by an amine-crosslinked nano-Fe O biosorbent derived from corn straw," RSC Advances, vol 6, no 53, pp 47237-47248, 2016 N T Thanh, "Amine-bearing activated rice husk ash for CO2 and H2S gas removals from biogas," Engineering and Applied Science Research, vol 43, pp 396-398, 2016 W Song et al., "Adsorption of nitrate from aqueous solution by magnetic amine-crosslinked biopolymer based corn stalk and its chemical regeneration property," Journal of Hazardous Materials, vol 304, pp 280-290, 2016 N Ayawei, A N Ebelegi, and D Wankasi, "Modelling and interpretation of adsorption isotherms," Journal of Chemistry, vol 2017, 2017 A Shahbazi, H Younesi, and A Badiei, "Functionalized SBA-15 mesoporous silica by melamine-based dendrimer amines for adsorptive characteristics of Pb (II), Cu (II) and Cd (II) heavy metal ions in batch and fixed bed column," Chemical Engineering Journal, vol 168, no 2, pp 505-518, 2011 T Mahmood, M T Saddique, A Naeem, P Westerhoff, S Mustafa, and A Alum, "Comparison of different methods for the point of zero charge determination of NiO," Industrial & Engineering Chemistry Research, vol 50, no 17, pp 10017-10023, 2011 M Kosmulski, "pH-dependent surface charging and points of zero charge II Update," Journal of colloid and interface science, vol 275, no 1, pp 214-224, 2004 H Hifumi, A V Ewing, and S G Kazarian, "ATR-FTIR spectroscopic imaging to study the drying and dissolution of pharmaceutical polymer-based films," International Journal of Pharmaceutics, vol 515, no 1, pp 57-68, 2016 Y Arai and D L Sparks, "ATR–FTIR spectroscopic investigation on phosphate adsorption mechanisms at the ferrihydrite–water interface," Journal of Colloid and Interface Science, vol 241, no 2, pp 317-326, 2001 I Aswin Kumar and N Viswanathan, "Development and Reuse of AmineGrafted Chitosan Hybrid Beads in the Retention of Nitrate and Phosphate," Journal of Chemical & Engineering Data, vol 63, no 1, pp 147-158, 2018 P X Núi, L V Sơn, and T T V Thi, "Điều chế đặc trưng hạt nano từ tính phủ (3-aminopropyl) triethoxysilane cho trình truyền dẫn thuốc," VNU Journal of Science: Natural Sciences and Technology, vol 32, no 4, 2016 59 [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] H Song, Y Zhou, A Li, and S Mueller, "Selective removal of nitrate from water by a macroporous strong basic anion exchange resin," Desalination, vol 296, pp 53-60, 2012 M F Abou Taleb, G A Mahmoud, S M Elsigeny, and E.-S A Hegazy, "Adsorption and desorption of phosphate and nitrate ions using quaternary (polypropylene-g-N,N-dimethylamino ethylmethacrylate) graft copolymer," (in eng), Journal of hazardous materials, vol 159, no 2-3, pp 372-379, 2008 G Zhang, H Liu, R Liu, and J Qu, "Removal of phosphate from water by a Fe–Mn binary oxide adsorbent," Journal of Colloid and Interface Science, vol 335, no 2, pp 168-174, 2009 C A I Slicing, "Preparation of Nc-Si/A-Sio." S Sharmiladevi, A Priya, and M Sujitha, "Synthesis of mesoporous silica nanoparticles and drug loading for gram positive and gram negative bacteria International," J Pharm Pharm Sci, vol 8, pp 196-201, 2016 A Parma et al., "Structural and magnetic properties of mesoporous SiO2 nanoparticles impregnated with iron oxide or cobalt-iron oxide nanocrystals," Journal of Materials Chemistry, 10.1039/C2JM32314A vol 22, no 36, pp 19276-19288, 2012 N T HỒN, B A HỊA, and N S LÂM, "Effect of induration temperatures on the structure and quality of Narua-Caobang iron ore pellets," Science and Technology of metals, 2018 R V Morris, H V Lauer, C A Lawson, E K Gibson, G A Nace, and C Stewart, "Spectral and other physicochemical properties of submicron powders of hematite (α‐Fe2O3), maghemite (γ‐Fe2O3), magnetite (Fe3O4), goethite (α‐FeOOH), and lepidocrocite (γ‐FeOOH)," Journal of Geophysical Research: Solid Earth, vol 90, no B4, pp 3126-3144, 1985 H Yuh-Shan, "Citation review of Lagergren kinetic rate equation on adsorption reactions," Scientometrics, vol 59, no 1, pp 171-177, 2004 Y.-S Ho and A E Ofomaja, "Pseudo-second-order model for lead ion sorption from aqueous solutions onto palm kernel fiber," Journal of hazardous materials, vol 129, no 1-3, pp 137-142, 2006 Q Zhang et al., "Highly efficient phosphate sequestration in aqueous solutions using nanomagnesium hydroxide modified polystyrene materials," Industrial & Engineering Chemistry Research, vol 54, no 11, pp 2940-2949, 2015 L.-g Yan et al., "Kinetic, isotherm and thermodynamic investigations of phosphate adsorption onto core–shell Fe3O4@ LDHs composites with easy magnetic separation assistance," Journal of colloid and interface science, vol 448, pp 508-516, 2015 A Bravo, J Garcia, X Domenech, and J Peral, "Some aspects of the photocatalytic oxidation of ammonium ion by titanium dioxide," Journal of chemical research Synopses, no 9, pp 376-377, 1993 QCVN 14 : 2008/BTNMT - Quy Chuẩn Kỹ thuật Quốc gia nước thải sinh hoạt, 2008 Y Ho and G McKay, "A comparison of chemisorption kinetic models applied 60 [73] [74] [75] [76] [77] to pollutant removal on various sorbents," Process safety and environmental protection, vol 76, no 4, pp 332-340, 1998 L.-g Yan, Y.-y Xu, H.-q Yu, X.-d Xin, Q Wei, and B Du, "Adsorption of phosphate from aqueous solution by hydroxy-aluminum, hydroxy-iron and hydroxy-iron–aluminum pillared bentonites," Journal of hazardous materials, vol 179, no 1-3, pp 244-250, 2010 A Sowmya and S Meenakshi, "Effective removal of nitrate and phosphate anions from aqueous solutions using functionalised chitosan beads," Desalination and Water Treatment, vol 52, no 13-15, pp 2583-2593, 2014 S Ahmed and A Iqbal, "Synthesis of 2D Magnesium Oxide Nanosheets: A Potential Material for Phosphate Removal," Global Challenges, p 1800056, 2018 Z Bekỗi, Y Seki, and M K Yurdakoỗ, "A study of equilibrium and FTIR, SEM/EDS analysis of trimethoprim adsorption onto K10," Journal of molecular structure, vol 827, no 1-3, pp 67-74, 2007 I A Kumar and N Viswanathan, "Fabrication of metal ions cross-linked alginate assisted biocomposite beads for selective phosphate removal," Journal of environmental chemical engineering, vol 5, no 2, pp 1438-1446, 2017 61 PHỤ LỤC KẾT QUẢ PHÂN TÍCH THÍ NGHIỆM Xây dựng đường chuẩn nitrat STT Độ hấp thu (abs) Nồng độ (mg/L) 0,0440 0,2020 0,5 0,3637 0,6990 1,4810 2,1670 2,8670 8 3,4956 10 12 y = 2,8483x - 0,0926 R² = 0,9994 Nồng độ (mg/L) 10 0 0,5 1,5 Độ hấp thu (abs) 62 2,5 3,5 Xây dựng đường chuẩn phốt phát STT Độ hấp thu (abs) Nồng độ (mg/L) 0,1242 0,2288 0,5 0,3378 0,4532 1,5 0,5543 0,6619 2,5 y = 4,6281x - 0,5705 R² = 0,9998 Nồng độ (mg/L) 2,5 1,5 0,5 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 Độ hấp thu Kết phân tích thí nghiệm(abs) khảo sát ảnh hưởng thời gian hấp phụ đến dung lượng hấp phụ nitrat phốt phát vật liệu a) NITRAT THỜI GIAN (phút) DUNG LƯỢNG HẤP PHỤ (mgNO3-/g) Lần Lần Lần 68,13 67,48 67,96 63 TRUNG BÌNH (mgNO3-/g) ĐỘ LỆCH CHUẨN 67,86 0,34 75,57 75,31 74,96 75,28 0,30 10 83,24 82,97 83,42 83,20 0,22 15 91,04 91,15 91,25 91,19 0,10 20 96,06 95,91 96,11 96,08 0,11 25 98,64 98,38 98,38 98,45 0,15 30 100,51 100,40 100,61 100,51 0,10 45 100,24 100,54 100,17 100,31 0,20 60 100,54 100,19 100,97 100,56 0,39 90 100,29 100,36 100,02 100,22 0,18 120 100,56 100,56 100,20 100,44 0,21 b) PHỐT PHÁT THỜI GIAN (phút) DUNG LƯỢNG HẤP PHỤ (mgPO43-/g) TRUNG BÌNH (mgPO43-/g) ĐỘ LỆCH CHUẨN Lần Lần Lần 22,62 23,15 23,178 22,98 0,31 25,41 24,96 24,92 25,04 0,27 10 33,01 32,08 32,58 32,77 0,21 15 33,26 33,06 32,93 33,08 0,17 20 35,23 35,58 35,25 35,35 0,20 25 35,98 35,42 35,68 35,69 0,28 30 36,65 36,66 36,03 36,45 0,36 45 39,26 39,06 38,89 39,07 0,18 60 40,35 40,81 40,64 40,60 0,31 90 40,76 40,45 40,64 40,62 0,27 120 40,30 40,56 40,82 40,56 0,21 Kết phân tích thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng pH dung dịch đến dung lượng hấp phụ nitrat phốt phát vật liệu 64 a) NITRAT pH DUNG LƯỢNG HẤP PHỤ (mgNO3-/g) TRUNG BÌNH (mgNO3-/g) ĐỘ LỆCH CHUẨN Lần Lần Lần 21,45 21,24 21,56 21,42 0,17 90,93 91,30 90,66 90,97 0,32 110,78 110,98 110,97 110,91 0,11 131,56 131,40 131,71 131,55 0,16 128,74 128,65 128,90 128,76 0,12 113,17 113,04 113,37 113,19 0,17 103,51 103,15 103,23 103,30 0,19 88,13 88,02 88,21 88,12 0,10 10 70,46 70,60 70,66 70,58 0,10 11 38,77 38,42 38,16 38,45 0,31 12 12,25 11,86 12,56 12,22 0,35 TRUNG BÌNH (mgPO43-/g) ĐỘ LỆCH CHUẨN b) PHỐT PHÁT pH DUNG LƯỢNG HẤP PHỤ (mgPO43-/g) Lần Lần Lần 17,64 17,37 17,89 17,63 0,26 28,73 29,37 29,30 29,13 0,35 37,20 37,63 36,97 37,26 0,34 41,12 40,73 40,82 40,89 0,20 42,55 41,93 41,83 42,10 0,39 40,55 39,93 40,57 40,34 0,36 38,48 38,44 38,07 38,33 0,23 34,49 34,78 34,60 34,61 0,15 10 31,26 31,47 31,76 31,49 0,25 65 11 18,60 18,60 18,82 18,67 0,13 12 13,29 13,66 13,02 13,32 0,32 Kết xác định điểm đẳng điện pHzpc pH0 pHf pH0 – pHf 2,02 2,80 -0,78 3,12 5,14 -2,02 4,01 5,69 -1,68 5,10 5,80 -0,70 6,05 5,42 0,63 7,08 5,50 1,58 8,06 6,45 1,61 8,96 7,89 1,07 10,02 9,22 0,80 11,00 10,50 0,50 5) Kết phân tích thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng khối lượng vật liệu đến dung lượng hấp phụ nitrat phốt phát vật liệu a) NITRAT KHỐI LƯỢNG VẬT LIỆU (mg) DUNG LƯỢNG HẤP PHỤ (mgNO3-/g) TRUNG BÌNH (mgNO3-/g) ĐỘ LỆCH CHUẨN Lần Lần Lần 287,06 287,27 286,76 287,03 0,26 10 256,09 256,01 255,74 255,94 0,18 20 225,10 224,97 225,21 225,09 0,12 30 164,07 164,19 164,59 164,28 0,27 50 122,34 122,61 122,19 122,38 0,21 100 73,77 73,97 73,48 73,74 0,25 66 c) PHỐT PHÁT KHỐI LƯỢNG VẬT LIỆU (mg) DUNG LƯỢNG HẤP PHỤ (mgPO43-/g) TRUNG BÌNH (mgPO43-/g) ĐỘ LỆCH CHUẨN Lần Lần Lần 140,17 140,81 140,45 140,47 0,32 10 68,46 68,08 68,46 68,33 0,22 20 42,00 42,31 42,72 42,50 0,36 30 32,21 31,83 32,14 32,06 0,21 50 24,90 25,12 25,24 25,13 0,17 100 13,39 13,83 13,57 13,59 0,22 6) Kết phân tích thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng nồng độ nitrat, phốt phát ban đầu nhiệt độ đến dung lượng hấp phụ nitrat phốt phát vật liệu oxit sắt - amine a) Nồng độ nitrat ban đầu 200C Nhiệt độ: 200C DUNG LƯỢNG HẤP PHỤ (mgNO3-/g) NỒNG ĐỘ BAN ĐẦU (mg/L) Lần Lần Lần 10 40,03 40,12 50 125,67 100 TRUNG BÌNH (mgNO3-/g) ĐỘ LỆCH CHUẨN 39,84 40,00 0,14 125,58 125,78 125,67 0,10 183,07 183,01 183,26 183,11 0,13 200 255,08 255,24 254,86 255,06 0,19 300 301,37 301,17 301,17 301,24 0,12 400 312,74 312,47 312,52 312,58 0,14 500 322,60 322,20 322,20 322,33 0,23 600 323,57 323,51 323,37 323,47 0,10 TRUNG BÌNH ĐỘ LỆCH Nhiệt độ: 300C NỒNG ĐỘ DUNG LƯỢNG HẤP PHỤ 67 BAN ĐẦU (mg/L) (mgNO3-/g) (mgNO3-/g) CHUẨN Lần Lần Lần 10 47,88 48,07 47,97 47,97 0,10 50 135,37 135,49 135,17 135,34 0,17 100 194,38 194,74 195,15 194,75 0,39 200 267,15 267,25 266,91 267,10 0,17 300 310,69 310,11 310,38 310,39 0,29 400 339,53 339,74 339,48 339,58 0,14 500 354,21 354,20 354,41 354,28 0,12 600 362,44 362,10 361,89 362,14 0,27 TRUNG BÌNH (mgNO3-/g) ĐỘ LỆCH CHUẨN Nhiệt độ: 450C DUNG LƯỢNG HẤP PHỤ (mgNO3-/g) NỒNG ĐỘ BAN ĐẦU (mg/L) Lần Lần Lần 10 36,03 35,83 35,98 35,95 0,10 50 132,74 132,51 132,49 132,58 0,14 100 210,83 210,48 211,20 210,83 0,36 200 290,69 290,43 287,91 290,59 0,14 300 342,41 341,80 341,80 342,00 0,35 400 371,55 371,28 371,88 371,57 0,30 500 399,85 399,58 399,51 399,66 0,18 600 415,66 415,95 415,47 415,70 0,24 TRUNG BÌNH (mgPO43-/g) ĐỘ LỆCH CHUẨN 2,21 0,16 b) PHỐT PHÁT Nhiệt độ: 200C DUNG LƯỢNG HẤP PHỤ (mgPO43-/g) NỒNG ĐỘ BAN ĐẦU (mg/L) Lần Lần Lần 2,20 2,05 2,38 68 7,44 7,52 7,77 7,69 0,17 10 33,83 34,49 34,20 34,17 0,33 20 85,98 86,31 86,57 86,47 0,29 40 135,74 135,50 135,99 135,74 0,24 80 187,09 186,68 187,31 187,02 0,32 120 197,74 198,29 198,15 198,17 0,29 160 196,53 195,66 195,98 195,80 0,44 TRUNG BÌNH (mgPO43-/g) ĐỘ LỆCH CHUẨN Nhiệt độ: 300C NỒNG ĐỘ BAN ĐẦU (mg/L) DUNG LƯỢNG HẤP PHỤ (mgPO43-g) Lần Lần Lần 9,70 9,69 9,38 9,59 0,18 16,45 16,33 16,75 16,51 0,22 10 33,58 33,95 34,22 33,99 0,32 20 74,55 74,91 74,47 74,64 0,24 40 138,69 138,76 138,39 138,61 0,20 80 194,12 194,58 194,82 194,63 0,36 120 208,79 208,23 208,38 208,35 0,29 160 209,30 209,11 208,56 208,79 0,38 TRUNG BÌNH (mgPO43-/g) ĐỘ LỆCH CHUẨN Nhiệt độ: 450C DUNG LƯỢNG HẤP PHỤ (mgPO43-g) NỒNG ĐỘ BAN ĐẦU (mg/L) Lần Lần Lần 2,92 3,24 2,70 3,00 0,27 9,51 9,09 9,69 9,60 0,31 10 29,94 29,60 30,26 29,93 0,33 20 70,77 71,33 71,39 71,30 0,34 69 40 139,44 138,93 139,17 139,18 0,25 80 202,05 202,25 202,19 202,16 0,10 120 216,34 216,10 216,73 216,38 0,32 160 224,42 224,58 223,79 224,27 0,42 c) Kết phân tích thí nghiệm khảo sát cạnh hấp phụ nitrat, phốt phát cặp anion oxit sắt-amin Cạnh tranh với ion nitrat Ion cạnh tranh DUNG LƯỢNG HẤP PHỤ (mg CBHP/g) TRUNG BÌNH (mg CBHP/g) ĐỘ LỆCH CHUẨN Lần Lần Lần Blank 135,37 135,49 135,17 135,34 0,17 Clorua 104,04 103,38 104,49 103,97 0,56 Sunphat 108,23 107,33 108,02 107,89 0,47 Bicacbonat 97,05 97,58 97,31 97,32 0,27 TRUNG BÌNH (mg CBHP/g) ĐỘ LỆCH CHUẨN Cạnh tranh với ion phốt phát Ion cạnh tranh DUNG LƯỢNG HẤP PHỤ (mgPO43-g) Lần Lần Lần Blank 152,45 152,01 151,66 152,04 0,39 Clorua 83,61 83,77 83,4 83,62 0,16 Sunphat 43,93 44,49 42,75 43,74 0,89 Bicacbonat 60,64 61,54 60,26 60,82 0,66 d) Kết phân tích thí nghiệm khảo sát hiệu hấp phụ nitrat, phốt phát dung dịch giả thải chứa đồng thời nitrat phốt phát Vật liệu oxit sắt amin CHỈ TIÊU DUNG LƯỢNG HẤP PHỤ (mg CBHP/g) 70 TRUNG BÌNH (mg CBHP/g) ĐỘ LỆCH CHUẨN Lần Lần Lần Nitrat 135,10 135,74 134,98 135,27 0,41 Phốt phát 19,84 19,42 19,04 19,43 0,4 TRUNG BÌNH (mg CBHP/g) ĐỘ LỆCH CHUẨN Nhựa trao đổi ion DUNG LƯỢNG HẤP PHỤ (mg CBHP/g) CHỈ TIÊU Lần Lần Lần Nitrat 32,61 32,23 32,26 32,37 0,21 Phốt phát 4,66 4,5 4,86 4,67 0,18 TRUNG BÌNH (mg CBHP/g) ĐỘ LỆCH CHUẨN Oxit sắt DUNG LƯỢNG HẤP PHỤ (mg CBHP/g) CHỈ TIÊU Lần Lần Lần Nitrat 6,22 7,28 6,59 6,70 0,54 Phốt phát 28,07 28,51 27,61 28,06 0,45 e) Kết phân tích thí nghiệm khảo sát hiệu hấp phụ nitrat, phốt phát nước thải sinh hoạt Vật liệu oxit sắt amin CHỈ TIÊU DUNG LƯỢNG HẤP PHỤ (mg CBHP/g) TRUNG BÌNH (mg CBHP/g) ĐỘ LỆCH CHUẨN Lần Lần Lần Nitrat 65,83 66,08 65,9 66,19 0,13 Phốt phát 19,21 19,31 19,75 19,42 0,29 TRUNG BÌNH (mg CBHP/g) ĐỘ LỆCH CHUẨN 2,78 0,24 Nhựa trao đổi ion CHỈ TIÊU Nitrat DUNG LƯỢNG HẤP PHỤ (mg CBHP/g) Lần Lần Lần 2,84 2,51 2,98 71 Phốt phát 3,94 3,69 3,18 3,61 0,39 TRUNG BÌNH (mg CBHP/g) ĐỘ LỆCH CHUẨN Oxit sắt CHỈ TIÊU DUNG LƯỢNG HẤP PHỤ (mg CBHP/g) Lần Lần Lần Nitrat 8,19 8,92 8,75 8,62 0,38 Phốt phát 29,63 29,76 28,85 29,41 0,49 f) Kết phân tích COD mẫu nước thải trước sau hấp phụ TRẠNG THÁI VÀ VẬT LIỆU SỬ DỤNG THỂ TÍCH FAS (ml) TRUNG NỒNG ĐỘ BÌNH COD (mgO2/L) (ml) Lần Lần Lần Nước cất 18,6 18,7 18,8 18,67 - Trước hấp phụ 17,5 17,5 17,6 17,53 36,27 Oxit sắt-amin 18 18 18,05 18,02 20,8 Akualite-A420 18,4 18,2 18,3 18,3 11,7 Oxit sắt 18,4 18,5 18,3 18,4 8,5 Sau hấp phụ 72 LÝ LỊCH TRÍCH NGANG LÝ LỊCH SƠ LƯỢC Họ tên: Lê Trí Thích Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 10/12/1988 Nơi sinh: An Giang Quê quán: An Phú, Tịnh Biên, An Giang Địa liên lạc: 292/14, Phú Tâm, An Phú, Tịnh Biên, An Giang QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO Đại học Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo: 2006 - 2010 Nơi học: Trường Đại học An Giang - thành phố Long Xuyên, tỉnh An Giang Ngành học: Kỹ thuật môi trường Tên luận án tốt nghiệp: Nghiên cứu xử lý nước thải sinh hoạt phương pháp sinh học bùn hoạt tính kết hợp với dịng chảy ngược Nơi bảo vệ luận án: Khoa Kỹ thuật - Công nghệ Môi trường, Trường Đại học An Giang Người hướng dẫn: ThS Lê Minh Trí Thạc sĩ Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo: 2017 - 2019 Nơi học: Trường Đại học Bách khoa – thành phố Hồ Chí Minh Ngành học: Kỹ thuật mơi trường Tên luận văn: Hiệu hấp phụ nitrat phốt phát vật liệu oxit sắt-amin Người hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Trung Thành NCS Phan Phước Toàn 73 ... Nano oxit sắt, (b) Oxit sắt – amin 27 Hình 4.2: Diện tích bề mặt riêng oxit sắt oxit sắt – amin 27 Hình 4.3: Phổ hồng ngoại (FTIR) (1) oxit sắt, (2) oxit sắt? ?amin, (3) Oxit sắt -amin. .. FTIR TGA BET SEM EDS Mapping XRD Oxit sắt 01 01 01 01 - - - Oxit sắt -amin Oxit sắt? ?amin hấp phụ nitrat Oxit sắt? ?amin hấp phụ phốt phát Oxit sắt? ?amin hấp phụ nitrat phốt phát 01 01 01 01 01 01... sắt -amin hấp phụ nitrat, (4) Oxit sắt -amin hấp phụ phốt phát, (5) Oxit sắt -amin hấp phụ nitrat phốt phát 28 Hình 4.4: Phổ nhiễu xạ tia X (a) oxit sắt (b) oxit sắt – amin 29 Hình