Nghiên cứu đặc tính hấp phụ cadimi (II) của humin

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA …………… NGUYỄN BÁ KHIÊM NGHIÊN CỨU ĐẶC TÍNH HẤP PHỤ CADIMI(II) CỦA HUMIN Chuyên ngành Mã số ngành : Hoá vô : 2.10.01 LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC TP HỒ CHÍ MINH, tháng 10 năm 2006 CÔNG TRÌNH ĐƯC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học : TS HOÀNG ĐÔNG NAM Chữ ký: Cán chấm nhận xét : TS……………………………………………… Chữ ký: Cán chấm nhận xét : TS………………………………………………… Chữ ký: Luận văn thạc só bảo vệ HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Ngày ……… tháng…………… năm 2006 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH Cộng hòa xã hội chủ nghóa Việt Nam Độc lập – Tự – Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên: Nguyễn Bá Khiêm Phái: Nam Ngày tháng năm sinh: ngày 14 tháng 06 năm 1979 Nơi sinh: Bình Định Chuyên ngành: Công nghệ Vô M: 00504113 I – TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu đặc tính hấp phụ Cd2+ humin II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: ™ Khảo sát trình hấp phụ giải hấp phụ Cd2+ humin để tìm hiểu chế động học trình ™ Nghiên cứu chiết tách loại humin tinh có khả hấp phụ cao ion kim loại nặng Trên sở kết đạt có định hướng cho nghiên cứu ứng dụng nguồn humin việc xử lý nước thải có chứa ion kim loại nặng cách hiệu III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 01/01/2006 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : 06/10/2006 V HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : TS HOÀNG ĐÔNG NAM CÁN BỘ HƯỚNG DẪN TS HOÀNG ĐÔNG NAM CHỦ NHIỆM NGÀNH PGS.TSKH.LÊ XUÂN HẢI CN BỘ MÔN QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH TS NGUYỄN NGỌC HẠNH Nội dung đề cương luận văn thạc só Hội đồng chuyên ngành thông qua PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH Ngày 06 tháng 10 năm 2006 KHOA QUẢN LÝ NGÀNH LỜI CẢM ƠN Em xin trân trọng bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy Ts Hoàng Đông Nam, người tận tâm hướng dẫn truyền đạt kiến thức quý báu cho em suốt thời gian thực luận văn thạc só Xin chân thành cảm ơn tất quý thầy cô Bộ Môn Công Nghệ Hóa Vô Cơ , Trường Đại học Bách Khoa TP HCM tạo điều kiện cho hoàn thành luận văn Xin chân thành cảm ơn đến tất thầy cô giáo bạn sinh viên PTN chuyên ngành – Bộ môn Hóa Vô Cơ, Trường Đại Học KHTN TP HCM giúp đỡ nhiều để hoàn thành luận văn Tôi không quên gởi lời cảm ơn chân thành đến bạn bè, đồng nghiệp, người ủng hộ, động viên chia kiến thức quý báu, thực tế cho thời gian làm đề tài Cuối xin gởi lời cám ơn kính trọng đến gia đình, người thân đồng hành suốt thời gian làm Luận văn Xin trân trọng cảm ơn, kính chúc sức khoẻ đến tất quý thầy cô, gia đình, đồng nghiệp tất bạn bè lới chúc tốt đẹp nhất! TÓM TẮT NỘI DUNG LUẬN VĂN Humin hợp chất chiết tách từ than bùn, thành phần không tan dung dịch nước với Ph Humin có khả hấp phụ tốt ion kim loại nặng Cu(II), Pb(II), Cd(II)… humin dùng để xử lý loại nước thải công nghiệp có chứa ion kim loại nặng nói Trong đề tài nghiên cứu chế động học trình hấp phụ Cd2+ để hiểu rõ chất trình nhằm định hướng tốt việc sử dụng nguồn humin cách hiệu Các kết nghiên cứu thu cho thấy chế trình loại hấp phụ hóa học theo chế trao đổi ion giai đoạn hấp phụ thật định trình mà trình khuếch tán Humin thô sau xử lý hỗn hợp axit HCl HF – gọi humin tinh – có khả hấp phụ lớn nhiều so với humin thô có khả sử dụng nhiều lần mà dung lượng hấp phụ không giảm ABSTRACT Humin is a substance which is extracted from peat, and is insoluble in an aqueous solution at any pH It can adsorp well heavy metal ions such as Cu(II), Pb(II), Cd(II),…so it can be use to treat waste water containing these ions In this thesis, we will research the character of the adsorption of Cd(II) in humin to better understand the mechanism and kinetics of this process in order to find out how to best use this substance The results indicate that the adsorption of Cd(II) to humin was controlled by adsorpt step isn’t diffuse step and it chemical adsorption in ion exchange DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TAÉT B.E.T : Brunauer – Emmett – Teller ravg : bán kính trung bình mao quản AAS : Atomic Absorption Spectrometer – phổ hấp thu nguyên tử lửa SEM : Scanning Electron Microscopy - kính hiển vi điện tử quét As : Diện tích mặt chất hấp phụ IUPAC: Hội hóa học lý thuyết ứng dụng quốc tế IR : Infrared – Phổ hồng ngoại DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Tính tan hợp chất humic Bảng 1.2: Thành phần nguyên tố axit humic, axit fulvic humin Bảng 1.3: Đặc tính hóa học hợp chất humic Bảng 1.4: Dung lượng hấp phụ Cu(II) hợp chất humic, theo [29] Bảng 1.5: Dung lượng hấp phụ Cu(II) hợp chất humic, theo [11] Bảng 1.6: Dung lượng hấp phụ Cd(II) hợp chất humic, theo [11] Bảng 1.7: Một số tiêu chuẩn để phân biệt hấp phụ vật lý hấp phụ hóa học Bảng 1.8: Hằng số thủy phân số ion kim loại Bảng 1.9: Độ chọn lọc trao đổi ion Bảng 3.1: Độ hấp thu Abs đo theo nồng độ Cd2+ khác Bảng 3.2: Khảo sát hấp phụ giải hấp nhiệt Cd2+ humin Bảng 3.3: Ảnh hưởng nhiệt độ đến dung lượng hấp phụ Cd2+ humin Bảng 3.4: Độ hấp thu Abs đo theo nồng độ Na+ khác Bảng 3.5: Sự thay đổi nồng độ ion Na+ dung dịch hấp phụ theo thời gian Bảng 3.6: Ảnh hưởng thời gian tiếp xúc đến dung lượng hấp phụ Cd2+ Bảng 3.7: Ảnh hưởng nồng độ đến dung lượng hấp phụ Cd2+ humin Bảng 3.8: Ảnh hưởng thời gian tiếp xúc đến dung lượng hấp phụ Cd2+ humin nồng độ C0 = 20 mg/l Bảng 3.9: Ảnh hưởng thời gian tiếp xúc đến dung lượng hấp phụ Cd2+ humin nồng độ C0 = 40 mg/l Bảng 3.10: Ảnh hưởng thời gian tiếp xúc đến dung lượng hấp phụ Cd2+ humin nồng độ C0 = 60 mg/l Bảng 3.11: Dung lượng hấp phụ Cd2+ humin tinh Bảng 3.12: Ảnh hưởng thời gian tiếp xúc đến khả tái hấp phụ humin tinh Bảng 3.13: Khảo sát khả tái sử dụng humin tinh DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1: Phương pháp tách chất mùn từ than bùn Hình 1.2: Hình SEM axit humic Hình 1.3: Ảnh SEM bề mặt (a) bề mặt phần bị bẻ gãy (b) sau ép thành đóa Hình 1.4: Dạng thường gặp đường cong hấp phụ đẳng nhiệt Hình 1.5: Đường động học tiêu biểu theo nhiệt độ Hình 3.1: Đường chuẩn phổ hấp thu nguyên tử Cd Hình 3.2: Ảnh hưởng nhiệt độ đến dung lượng hấp phụ Cd2+ humin Hình 3.3: Phổ IR humin chưa hấp phụ Hình 3.4: Phổ IR humin sau hấp phụ Hình 3.5: Phổ IR humin sau giải hấp phụ nhiệt Hình 3.6: Đường chuẩn phổ hấp thu nguyên tử Na Hình 3.7: Ảnh hưởng thời gian tiếp xúc đến dung lượng hấp phụ Cd2+ Hình 3.8: Đường động học hấp phụ theo Langmuir Hình 3.9: Đường động học hấp phụ theo Langmuir Hình 3.10: Đường động học hấp phụ theo nồng độ khác Phuï luïc Phuï luïc Phuï luïc Phuï luïc Phuï luïc Phuï luïc Phuï luïc Phuï luïc Phuï luïc Phuï luïc 10 Phuï luïc 11 Phuï luïc 11 Phuï luïc 12 Phụ lục 13 LÝ LỊCH TRÍCH NGANG Họ tên: NGUYỄN BÁ KHIÊM Ngày, tháng, năm sinh: 14 – 06 – 1979 Nơi sinh: Bình Định Địa liên lạc: 110/6 Điện Biên Phủ, F17, Q Bình Thạnh, TP HCM QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO + Từ năm 1997 đến năm 2002 học Đại học Trường ĐH Bách Khoa TP Hồ Chí Minh + Từ năm 2004 đến năm 2006 học cao học Trường ĐH Bách Khoa TP Hồ Chí Minh QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC + Từ tháng năm 2002 đến tháng 03 năm 2003 làm việc công ty sứ vệ sinh American Standard – Bình Dương + Từ tháng 04 năm 2003 đến làm việc Trường Công Nhân Kỹ Thuật Xây Dựng Và Vật Liệu Xây Dựng – TP HCM ... giải hấp từ lớp hấp phụ hóa học thường thấp trình hấp phụ số khí, đặc biệt nhiệt độ thấp, không thuận nghịch Hấp phụ hóa học tạo đơn lớp hấp phụ, hấp phụ vật lý có hình thành nhiều lớp hấp phụ. .. TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu đặc tính hấp phụ Cd2+ humin II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: ™ Khảo sát trình hấp phụ giải hấp phụ Cd2+ humin để tìm hiểu chế động học trình ™ Nghiên cứu chiết tách loại humin tinh... phụ vật lý hấp phụ hóa học I.4.2.1 Hấp phụ vật lý Khi hấp phụ lên bề mặt chất rắn, tương tác chất hấp phụ chất bị hấp phụ không lớn, cấu trúc điện tử chất bị hấp phụ thay đổi, nhiệt hấp phụ tỏa