Nghiên cứu chế tạo vật liệu hấp phụ xử lý florua trong nước từ khoáng laterit tự nhiên

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG - ISO 9001 : 2008 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP NGÀNH: KỸ THUẬT MÔI TRƢỜNG Giảng viên hƣớng dẫn: TS Phƣơng Thảo Sinh viên : Nguyễn Việt Dũng HẢI PHÒNG - 2012 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG - NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VẬT LIỆU HẤP PHỤ XỬ LÝ FLORUA TRONG NƢỚC TỪ KHỐNG LATERIT TỰ NHIÊN KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY NGÀNH: KỸ THUẬT MÔI TRƢỜNG Giảng viên hƣớng dẫn: TS Phƣơng Thảo Sinh viên : Nguyễn Việt Dũng HẢI PHÒNG - 2012 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Sinh viên: Nguyễn Việt Dũng Mã SV: 120809 Lớp: MT1201 Ngành: Kỹ thuật môi trường Tên đề tài: Nghiên cứu chế tạo vật liệu hấp phụ xử lý florua nước từ khoáng laterit tự nhiên NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI Nội dung yêu cầu cần giải nhiệm vụ đề tài tốt nghiệp ( lý luận, thực tiễn, số liệu cần tính tốn vẽ) …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… Các số liệu cần thiết để thiết kế, tính tốn - Các số liệu thu từ thực nghiệm …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… Địa điểm thực tập tốt nghiệp - Phịng thí nghiệm F203, Trường Đại Học Dân Lập Hải Phòng …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… CÁN BỘ HƢỚNG DẪN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Ngƣời hƣớng dẫn thứ nhất: Họ tên: Học hàm, học vị: Cơ quan công tác: Nội dung hướng dẫn: Ngƣời hƣớng dẫn thứ hai: Họ tên: Học hàm, học vị: Cơ quan công tác: Nội dung hướng dẫn: Đề tài tốt nghiệp giao ngày tháng năm 2012 Yêu cầu phải hoàn thành xong trước ngày 08 tháng 12 năm 2012 Đã nhận nhiệm vụ ĐTTN Đã giao nhiệm vụ ĐTTN Người hướng dẫn Sinh viên Nguyễn Việt Dũng TS Phương Thảo Hải Phòng, ngày tháng năm 2012 Hiệu trƣởng GS.TS.NGƢT Trần Hữu Nghị PHẦN NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƢỚNG DẪN Tinh thần thái độ sinh viên trình làm đề tài tốt nghiệp: …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… Đánh giá chất lƣợng khóa luận (so với nội dung yêu cầu đề nhiệm vụ Đ.T T.N mặt lý luận, thực tiễn, tính tốn số liệu…): - Đạt yêu cầu khóa luận tốt nghiệp Cho điểm cán hƣớng dẫn (ghi số chữ): …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… Hải Phòng, ngày 06 tháng 07 năm 2012 Cán hƣớng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) TS Phương Thảo MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƢƠNG 1- TỔNG QUAN 1.1 Flo 1.1.1 Tính chất flo 1.1.2 Độc tính florua 1.1.3 Sự ô nhiễm florua 1.2 Các phương pháp xử lý florua 1.2.1 Phương pháp hấp phụ 1.2.2 Phương pháp hóa học sử dụng magie oxit 1.2.3 Phương pháp keo tụ 1.3 Khoáng laterite 1.3.1 Giới thiệu khoáng laterite 1.3.2 Ứng dụng laterite làm vật liệu hấp phụ xử lý chất ô nhiễm 1.4 Lý thuyết phương pháp hấp phụ 1.4.1 Các phương trình hấp phụ đẳng nhiệt 1.4.2 Ứng dụng phương pháp hấp phụ 10 CHƢƠNG 2- THỰC NGHIỆM 11 2.1 Đối tượng phương pháp nghiên cứu 11 2.1.1 Đối tượng luận văn 11 2.1.2 Phân tích florua phương pháp trắc quang 11 2.2 Hóa chất dụng cụ 14 2.2.1 Hóa chất 14 2.2.2 Dụng cụ 15 2.3 Chế tạo vật liệu hấp phụ florua từ khoáng laterite 15 2.3.1 Chuẩn bị vật liệu laterite nguyên khai (L1) 15 2.3.2 Chế tạo vật liệu Laterite mang MgCl2 (L2) 15 2.3.3 Chế tạo vật liệu Laterite mang CeO2 (L3) 16 2.4 Nghiên cứu khả hấp phụ florua vật liệu chế tạo 16 CHƢƠNG - KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 18 3.1 Hình thái cấu trúc vật liệu 18 3.1.1 Hình thái vật liệu 18 3.1.2 Cấu trúc vật liệu 18 3.2 Khảo sát khả hấp phụ florua vật liệu laterite thô 20 3.2.1 Khảo sát thời gian cân hấp phụ vật liệu laterite thô 20 3.2.2 Khảo sát tải trọng hấp phụ cực đại vật liệu laterite thô 21 3.3 Khảo sát thời gian cân hấp phụ vật liệu mang MgCl2 23 3.3.1 Khảo sát thời gian cân hấp phụ vật liệu laterite mang MgCl2 23 3.3.2 Khảo sát tải trọng hấp phụ cực đại 24 3.4 Khảo sát khả hấp phụ florua vật liệu laterit mang CeO2 (L3) 26 3.4.1 Khảo sát thời gian cân hấp phụ vật liệu laterite - CeO2 26 3.4.2 Khảo sát tải trọng hấp phụ cực đại vật liệu laterite mang CeO2 27 3.5 So sánh khả hấp phụ florua loại vật liệu chế tạo 28 KẾT LUẬN 30 TÀI LIỆU THAM KHẢO 31 DANH MỤC HÌNH Hình : Đường hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir Hình : Đồ thị dạng tuyến tính phương trình Langmuir Hình : Đường hấp phụ đẳng nhiệt Freundlich Hình 4: Đồ thị dạng tuyến tính phương trình Freundlich Hình : Đồ thị đường chuẩn phân tích florua 13 Hình : Ảnh chụp XRD vật liệu laterit thô 18 Hình : Ảnh chụp XRD vật liệu laterit mang MgCl2 19 Hình : Ảnh chụp XRD vật liệu laterit mang CeO2 19 Hình 9: Sự phụ thuộc tải trọng hấp phụ vào thời gian vật liệu laterit thơ 20 Hình 10: Đường cong hấp phụ đẳng nhiệt vật liệu L1 21 Hình 11: Đồ thị dạng tuyến tính phương trình Langmuir vật liệu L1 22 Hình 12: Đồ thị dạng tuyến tính phương trình Freundlich vật liệu L1 22 Hình 13: Sự phụ thuộc tải trọng hấp phụ vào thời gian vật liệu L2 23 Hình 14: Đường cong hấp phụ đẳng nhiệt vật liệu L2 24 Hình 15 : Đồ thị dạng tuyến tính phương trình Langmuir vật liệu L2 25 Hình 16: Đồ thị dạng tuyến tính phương trình Freundlich vật liệu L2 25 Hình 17: Sự phụ thuộc tải trọng hấp phụ vào thời gian vật liệu L3 26 Hình 18: Đường cong hấp phụ đẳng nhiệt vật liệu L3 27 Hình 19 : Đồ thị dạng tuyến tính phương trình Langmuir vật liệu L3 28 Hình 20: Đồ thị dạng tuyến tính phương trình Freundlich vật liệu L3 28 DANH MỤC BẢNG Bảng 1: thành phần khoáng laterit……………………………… …………5 Bảng : Dữ liệu xây dựng đường chuẩn F 13 Bảng : Kết khảo sát thời gian hấp phụ cân vật liệu laterit thô 20 Bảng 4: Kết khảo sát tải trọng hấp phụ cực đại vật liệu laterit thô 21 Bảng 5: Kết khảo sát thời gian hấp phụ cân vật liệu L2 23 Bảng 6: Kết khảo sát tải trọng hấp phụ cực đại vật liệu laterit mang L2 24 Bảng 7: Kết khảo sát thời gian hấp phụ cân vật liệu L3 26 Bảng 8: Kết khảo sát tải trọng hấp phụ cực đại vật liệu L3 27 Trường ĐHDL Hải Phịng Khóa luận tốt nghiệp Xây dựng mơ hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir Freundlich Để trả lời câu hỏi mơ hình mơ tả tốt trình hấp phụ, ta xét giá trị hệ số tương quan R2 đường tuyến tính Hệ số R2 gần mơ hình tương ứng phù hợp hơn[1,8,9] Sinh viên: Nguyễn Việt Dũng – Lớp: MT1201 17 Trường ĐHDL Hải Phịng Khóa luận tốt nghiệp CHƢƠNG - KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Hình thái cấu trúc vật liệu 3.1.1 Hình thái vật liệu -Vật liệu laterir thơ có màu đỏ, bề mặt vật liệu có nhiều lỗ nhỏ - Vật liệu mang MgCl2 có màu nâu đỏ, bề mặt vật liệu có nhiều lỗ nhỏ - Vật liệu laterit mang CeO2 có màu nâu đỏ có thêm lớp bột màu vàng, bề mặt vật liệu có nhiều lỗ nhỏ 3.1.2 Cấu trúc vật liệu Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - Mau L1 800 d=3.344 700 600 d=1.476 d=1.442 d=1.541 d=1.689 d=1.818 d=2.123 d=2.176 d=2.508 d=2.458 d=2.694 d=3.510 d=3.670 400 d=4.250 Lin (Cps) 500 300 200 100 20 30 40 50 60 70 2-Theta - Scale File: Duong K53TT mau L1.raw - Type: Locked Coupled - Start: 20.000 ° - End: 70.010 ° - Step: 0.030 ° - Step time: s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 10 s - 2-Theta: 20.000 ° - Theta: 10.000 ° - Chi: 00-005-0490 (D) - Quartz, low - alpha-SiO2 - Y: 92.38 % - d x by: - WL: 1.5406 - Hexagonal - a 4.91300 - b 4.91300 - c 5.40500 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 120.000 - Primitive - P3121 (152) - 01-089-8103 (C) - Hematite, syn - Fe2O3 - Y: 67.90 % - d x by: - WL: 1.5406 - Rhombo.H.axes - a 5.02060 - b 5.02060 - c 13.71960 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 120.000 - Primitive - R-3c (167) - Hình : Ảnh chụp XRD vật liệu laterit thô Sinh viên: Nguyễn Việt Dũng – Lớp: MT1201 18 Trường ĐHDL Hải Phịng Khóa luận tốt nghiệp Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - Mau L2 800 d=1.447 d=1.478 d=1.542 d=1.689 d=1.838 d=2.187 400 d=2.282 d=2.908 d=4.261 Lin (Cps) 500 d=2.508 600 d=2.689 d=2.660 d=3.346 700 300 200 100 20 30 40 50 60 70 2-Theta - Scale File: Duong K53TT mau L2.raw - Type: Locked Coupled - Start: 20.000 ° - End: 70.010 ° - Step: 0.030 ° - Step time: s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 10 s - 2-Theta: 20.000 ° - Theta: 10.000 ° - Chi: 01-089-8104 (C) - Hematite, syn - Fe2O3 - Y: 77.53 % - d x by: - WL: 1.5406 - Rhombo.H.axes - a 5.02300 - b 5.02300 - c 13.70800 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 120.000 - Primitive - R-3c (167) 00-005-0490 (D) - Quartz, low - alpha-SiO2 - Y: 93.48 % - d x by: - WL: 1.5406 - Hexagonal - a 4.91300 - b 4.91300 - c 5.40500 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 120.000 - Primitive - P3121 (152) - 00-030-0024 (*) - Aluminum Iron Oxide - AlFeO3 - Y: 68.85 % - d x by: - WL: 1.5406 - Orthorhombic - a 8.56600 - b 9.24900 - c 4.98900 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 90.000 - Primitive - Pc21n (3 Hình : Ảnh chụp XRD vật liệu laterit mang MgCl2 Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - Mau L3 600 d=3.343 500 d=1.383 d=1.441 d=1.536 d=1.599 d=1.679 d=1.666 d=1.835 d=1.818 d=2.281 d=2.184 d=2.491 d=2.697 300 d=4.262 Lin (Cps) 400 200 100 20 30 40 50 60 70 2-Theta - Scale File: Duong K53TT mau L3.raw - Type: Locked Coupled - Start: 20.000 ° - End: 70.010 ° - Step: 0.030 ° - Step time: s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 11 s - 2-Theta: 20.000 ° - Theta: 10.000 ° - Chi: 00-013-0534 (D) - Hematite, syn - Fe2O3 - Y: 76.46 % - d x by: - WL: 1.5406 - Rhombo.H.axes - a 5.03100 - b 5.03100 - c 13.73700 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 120.000 - Primitive - R-3c (167) 00-033-1161 (D) - Quartz, syn - SiO2 - Y: 93.41 % - d x by: - WL: 1.5406 - Hexagonal - a 4.91340 - b 4.91340 - c 5.40530 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 120.000 - Primitive - P3221 (154) - - 113 Hình : Ảnh chụp XRD vật liệu laterit mang CeO2 Sinh viên: Nguyễn Việt Dũng – Lớp: MT1201 19 Trường ĐHDL Hải Phịng Khóa luận tốt nghiệp Dựa vào kết qủa chụp XRD vật liệu L2 L3, đỉnh đặc trưng giữ nguyên L1, việc mang thêm magiê xêri không làm thay đổi hình thái cấu trúc vật liệu ban đầu, magiê xêri hình thành dạng vơ định hình[8] 3.2 Khảo sát khả hấp phụ florua vật liệu laterite thô 3.2.1 Khảo sát thời gian cân hấp phụ vật liệu laterite thô Bảng : Kết khảo sát thời gian hấp phụ cân vật liệu laterit thô STT t (phút) m (g) Co (ppm) 15 10 30 60 C (ppm) q (mg/g) HSHP (%) 8,633 0,068 13,67 10 8,281 0,086 17,19 10 7,578 0,121 24,22 120 10 6,523 0,174 34,77 180 10 6,523 0,174 34,77 240 10 6,523 0,174 34,77 360 10 6,484 0,176 35,16 480 10 6,523 0,174 34,77 0.2 0.18 0.16 q (mg/g) 0.14 0.12 0.1 0.08 0.06 0.04 0.02 0 100 200 300 400 500 600 t (phút) Hình 9: Sự phụ thuộc tải trọng hấp phụ vào thời gian vật liệu laterit thô Sinh viên: Nguyễn Việt Dũng – Lớp: MT1201 20 Trường ĐHDL Hải Phịng Khóa luận tốt nghiệp Kết thể qua bảng hình Qua đồ thị ta thấy thời gian cân hấp phụ vật liệu laterite thô 120 phút Từ thời gian cân xác định được, khảo sát trình hấp phụ vật liệu tiến hành với thời gian 120 phút 3.2.2 Khảo sát tải trọng hấp phụ cực đại vật liệu laterite thô Kết thu thể qua bảng hình 10: Bảng 4: Kết khảo sát tải trọng hấp phụ cực đại vật liệu laterit thô STT Co(mg/l) m (g) C(mg/l) q(mg/g) C/q lnC Lnq 2,812 0,109 25,714 1,034 -2,213 10 6,094 0,195 31,200 1,807 -1,633 15 9,688 0,266 36,471 2,271 -1,326 20 13,867 0,307 45,223 2,630 -1,182 50 43,750 0,313 140 3,778 -1,163 100 93,750 0,313 300 4,541 -1,163 Đường đẳng nhiệt hấp phụ 0.35 0.3 q (mg/g) 0.25 0.2 0.15 0.1 0.05 0.0 20.0 40.0C (ppm)60.0 80.0 100.0 Hình 10: Đường cong hấp phụ đẳng nhiệt vật liệu L1 Sinh viên: Nguyễn Việt Dũng – Lớp: MT1201 21 Trường ĐHDL Hải Phịng Khóa luận tốt nghiệp Phương trình Langmuir 350 y = 3.071x + 9.435 R² = 0.997 300 C/q 250 200 150 100 50 0 20 40 60 80 100 C(ppm) Hình 11: Đồ thị dạng tuyến tính phương trình Langmuir vật liệu L1 Phương trình Freundlich 0 -0.5 lgq -1 y = 0.264x - 2.155 R² = 0.671 -1.5 -2 -2.5 lgC Hình 12: Đồ thị dạng tuyến tính phương trình Freundlich vật liệu L1 - Từ đồ thị dạng tuyến tính phương trình Langmuir hình 11 vật liệu laterite thô, ta thu tải trọng hấp phụ cực đại vật liệu với ion florua chưa cao xấp xỉ 0,325 mg/g - Từ đồ thị Hình 11và Hình 12, ta thấy phương trình Langmuir phương trình dùng để mơ tả q trình hấp phụ Sinh viên: Nguyễn Việt Dũng – Lớp: MT1201 22 Trường ĐHDL Hải Phịng Khóa luận tốt nghiệp 3.3 Khảo sát thời gian cân hấp phụ vật liệu mang MgCl2 3.3.1 Khảo sát thời gian cân hấp phụ vật liệu laterite mang MgCl2 Tiến hành khảo sát thời gian cân hấp phụ vật liệu laterit mang MgCl2 kết thu sau: Bảng 5: Kết khảo sát thời gian hấp phụ cân vật liệu L2 STT t (phút) m (g) Co (ppm) C (ppm) q (mg/g) HSHP (%) 15 10 7,105 0,145 28,95 30 10 5,702 0,215 42,98 60 10 4,474 0,276 55,26 120 10 4,305 0,298 59,65 180 10 4,305 0,298 59,65 240 10 3,876 0,307 61,40 360 10 3,772 0,311 62,28 0.35 0.3 q (mg/g) 0.25 0.2 0.15 0.1 0.05 0 100 t (phút) 200 300 400 Hình 13: Sự phụ thuộc tải trọng hấp phụ vào thời gian vật liệu L2 - Từ đồ thị ta thấy vật liệu laterit mang MgCl2 có thời gian hấp phụ 120 phút Các khảo sát trình hấp phụ vật liệu tiến hành thời gian 120 phút Sinh viên: Nguyễn Việt Dũng – Lớp: MT1201 23 Trường ĐHDL Hải Phịng Khóa luận tốt nghiệp 3.3.2 Khảo sát tải trọng hấp phụ cực đại Kết khảo sát tải trọng hấp phụ cực đại thu thể qua bảng 6: Bảng 6: : Kết khảo sát tải trọng hấp phụ cực đại vật liệu laterit mang MgCl2 STT Co (mg/l) m (g) C (mg/l) q (mg/g) C/q Ln C Ln q 2,807 0,110 25,6 1,032 -2,210 10 6,930 0,154 45,143 1,936 -1,874 15 10,088 0,246 41,071 2,311 -1,404 20 13,158 0,342 38,462 2,577 -1,073 25 17,325 0,384 45,143 2,852 -0.958 50 40,789 0,461 88,571 3,708 -0,775 100 90,351 0,482 187,273 4,054 -0,729 Đường đẳng nhiệt hấp phụ 0.6 0.5 q (mg/g) 0.4 0.3 0.2 0.1 0 20 40 60 C (ppm) 80 100 Hình 14: Đường cong hấp phụ đẳng nhiệt vật liệu L2 Sinh viên: Nguyễn Việt Dũng – Lớp: MT1201 24 Trường ĐHDL Hải Phòng 200 Khóa luận tốt nghiệp Phương trình Langmuir 180 y = 1.808x + 20.45 R² = 0.985 160 q (mg/g) 140 120 100 80 60 40 20 0 20 40 60 80 C (ppm) 100 Hình 15 : Đồ thị dạng tuyến tính phương trình Langmuir vật liệu L2 0 -0.5 Phương trình Freundlich y = 0.457x - 2.525 R² = 0.845 ln q -1 -1.5 -2 -2.5 ln C Hình 16: Đồ thị dạng tuyến tính phương trình Freundlich vật liệu L2 - Từ hình 15 tìm tải trọng hấp phụ cực đại vật liệu laterite mang MgCl2 xấp xỉ 0,55 mg/g - Từ hình 15 hình 16, ta thấy phương trình Langmuir mơ tả q trình hấp phụ vật liệu L2 phù hợp phương trình Freundich Sinh viên: Nguyễn Việt Dũng – Lớp: MT1201 25 Trường ĐHDL Hải Phịng Khóa luận tốt nghiệp 3.4 Khảo sát khả hấp phụ florua vật liệu laterit mang CeO2 (L3) 3.4.1 Khảo sát thời gian cân hấp phụ vật liệu laterite - CeO2 Kết thể qua bảng hình 17: Bảng 7: Kết khảo sát thời gian hấp phụ cân vật liệu L3 STT t (phút) m (g) Co (ppm) C (ppm) q (mg/g) HSHP (%) 15 0,5 10 8,947 0,053 10,53 30 0,5 10 7,544 0,123 24,56 60 0,5 10 6,053 0,197 39,47 120 0,5 10 5,263 0,237 47,37 180 0,5 10 5,263 0,237 47,37 240 0,5 10 5,263 0,237 47,37 0.3 q (mg/g) 0.25 0.2 0.15 0.1 0.05 0 50 100 150 200 250 300 t ( phút) Hình 17: Sự phụ thuộc tải trọng hấp phụ vào thời gian vật liệu L3 - Từ đồ thị ta thấy vật liệu laterit mang CeO2 có thời gian hấp phụ 120 phút Các khảo sát trình hấp phụ vật liệu tiến hành thời gian 120 phút Sinh viên: Nguyễn Việt Dũng – Lớp: MT1201 26 Trường ĐHDL Hải Phịng Khóa luận tốt nghiệp 3.4.2 Khảo sát tải trọng hấp phụ cực đại vật liệu laterite mang CeO2 Kết khảo sát tải trọng hấp phụ cực đại thu thể qua bảng hình 18: Bảng 8: Kết khảo sát tải trọng hấp phụ cực đại vật liệu L3 STT Co (mg/l) m (g) C (mg/l) q (mg/g) C/q Ln C Ln q 0,5 2,017 0,149 13,529 0,701 -1,902 10 0,5 5,350 0,232 23,018 1,677 -1,459 15 0,5 7,631 0,368 20,714 2,032 -0,998 20 0,5 11,622 0,418 27,748 2,452 -0,870 25 0,5 14,473 0,526 27,5 2,672 -0,641 100 0,5 88,596 0,570 155,384 4,484 -0,561 Đường hấp phụ đẳng nhiệt 0.6 q ( mg/g) 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 20 40 60 80 100 C (ppm) Hình 18: Đường cong hấp phụ đẳng nhiệt vật liệu L3 Sinh viên: Nguyễn Việt Dũng – Lớp: MT1201 27 Trường ĐHDL Hải Phịng Khóa luận tốt nghiệp 180 Phương trình Langmuir 160 140 y = 1.642x + 9.139 R² = 0.996 C/q 120 100 80 60 40 20 0 20 40C (ppm)60 80 100 Hình 19 : Đồ thị dạng tuyến tính phương trình Langmuir vật liệu L3 -0.2 -0.4 Ln q -0.6 Phương trình Freundlich y = 0.359x - 1.912 R² = 0.771 -0.8 -1 -1.2 -1.4 -1.6 -1.8 -2 Ln C Hình 20: Đồ thị dạng tuyến tính phương trình Freundlich vật liệu L3 - Từ phương trình Langmuir dạng tuyến tính hình 19 tìm tải trọng hấp phụ cực đại vật liệu laterite mang CeO2 xấp xỉ 0,61 mg/g - Từ hình19 hình 20, ta thấy phương trình Langmuir phù hợp (R2 = 0,9961) so với phương trình Freundich (R2 = 0,771) 3.5 So sánh khả hấp phụ florua loại vật liệu chế tạo đƣợc Qua khảo sát khả hấp phụ florua vật liệu laterit thô laterit mang thêm MgCl2 CeO2 cho thấy: Các vật liệu có thời gian cân hấp phụ nhanh phương trình Langmuir phù hợp để mơ tả q trình hấp phụ Tải trọng hấp phụ cực đại vật liệu sau: Vật liệu laterit thô: qmax 0,325 mg/g Sinh viên: Nguyễn Việt Dũng – Lớp: MT1201 28 Trường ĐHDL Hải Phịng Khóa luận tốt nghiệp Vật liệu laterit mang MgCl2 : qmax 0,55 mg/g Vật liệu laterit mang CeO2 : qmax 0,61 mg/g Như vậy: - Đường hấp phụ đẳng nhiệt gần với phương trình Langmuir phương trình Freundlich chứng tỏ chế hấp phụ đơn lớp, phân tử chất bị hấp phụ chiếm chỗ trung tâm hoạt động bề mặt khơng có tương tác qua lại phân tử chất bị hấp phụ - Vật liệu laterit mang CeO2 có khả hấp phụ tốt vật liệu lại với tải trọng hấp phụ cực đại gần gấp đôi so với laterit thô ban đầu Sinh viên: Nguyễn Việt Dũng – Lớp: MT1201 29 Trường ĐHDL Hải Phịng Khóa luận tốt nghiệp KẾT LUẬN Qua thời gian làm khóa luận, tơi thu kết sau: Nghiên cứu thành cơng quy trình biến tính vật liệu laterit nhằm nâng cao tải trọng hấp phụ khoáng laterit tự nhiên cách mang thêm nguyên tố có lợi cho khả hấp phụ florua magiê xêri Đã khảo sát khả hấp phụ florua vật liệu laterit biến tính laterit thơ tự nhiên Thời gian cân hấp phụ đạt sau tiếng Tải trọng hấp phụ cực đại vật liệu laterit mang MgCl2 CeO2 cao laterit thô ban đầu với kết 0,55 mg/g 0,61 mg/g so với 0,33 mg/g Đường đẳng nhiệt hấp phụ xây dựng cho tất vật liệu theo hai mơ hình Langmuir Freundlich Kết cho thấy trình hấp phụ florua vật liệu laterit nguyên khai vật liệu mang MgCl2 CeO2 phù hợp với mô tả Langmuir Freundich Biến tính vật liệu khoáng tự nhiên trở thành vật liệu hấp phụ chất nhiễm xử lý mơi trường có nhiều tiềm nên cần thiết có nghiên cứu sâu để áp dụng vào thực tế Sinh viên: Nguyễn Việt Dũng – Lớp: MT1201 30 Trường ĐHDL Hải Phịng Khóa luận tốt nghiệp TÀI LIỆU THAM KHẢO Lê Văn Cát (2002), Hấp phụ trao đổi ion kĩ thuật xử lí nước nước thải, NXB Thống kê, Hà Nội Phạm Nguyên Chương, Trần Hồng Côn, Nguyễn Văn Nội, Hoa Hữu Thu, Nguyễn Thị Diễm Trang, Hà Sỹ Uyên, Phạm Hùng Việt (2002), Hóa kỹ thuật, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội Nguyễn Đức Huệ (2010), Độc học môi trường, Giáo trình , Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên, ĐHQGHN Nguyễn Xuân Lãng (2003), Nghiên cứu xử lý flo cho nước thải nhà máy sản xuất phân lân, Báo cáo khoa học, Viện Hóa học Cơng nghiêp, Hà Nội Trần Văn Nhân, Hồ Thị Nga (2005), Giáo trình cơng nghệ xử lí nước thải,NXB Khoa học kĩ thuật, Hà Nội Hoàng Văn Nhâm (2005), Hóa học vơ – tập 2, Nhà xuất Giáo Dục Hồng Văn Nhâm (1999), Hóa học vơ – tập 3, Nhà xuất Giáo Dục Đỗ Thị Hiền (2012), Nghiên cứu chế tạo vật liệu hấp phụ ion Florua sở Al2O3 CeO2 Trần Văn Nhân, Nguyễn Thạc Sửu, Nguyễn Văn Tuế (1998) Hóa Lí– tập 2,NXB Giáo dục, Hải phịng 10 http://www.vinachem.com.vn/Desktop.aspx/Xuat-ban-pham/So10/Giai_quyet_van_de_Flo_trong_nha_may_san_xuat_axit_photphoric / 11.http://www.slideshare.net/bann11f/phn-tch-quang-ph 12 http://www.doko.vn/luan-van/Nghien-cuu-mot-so-tinh-chat-hoa-ly-ve-khanang-hap-phu-kim-loai-nang-va-Asen-cua-vat-lieu-che-tao-tu-da-ong-VietNam-291389 Sinh viên: Nguyễn Việt Dũng – Lớp: MT1201 31 ... dùng để phân tích hấp phụ florua plastic 2.3 Chế tạo vật liệu hấp phụ florua từ khoáng laterite 2.3.1 Chuẩn bị vật liệu laterite nguyên khai Khoáng Laterit tự nhiên (đá ong) lấy từ Thạch Thất, Hà... quanh Hấp phụ xảy theo hai chế: hấp phụ vật lý hấp phụ hóa học[1,2,5,9] - Hấp phụ vật lý: q trình hấp phụ xảy lực tương tác phân tử (lực Van der Waals) - Hấp phụ hóa học: trình hấp phụ xảy tạo. .. bị vật liệu laterite nguyên khai (L1) 15 2.3.2 Chế tạo vật liệu Laterite mang MgCl2 (L2) 15 2.3.3 Chế tạo vật liệu Laterite mang CeO2 (L3) 16 2.4 Nghiên cứu khả hấp phụ florua