Nghiên cứu khả năng xử lý cr6+ trong nước bằng vật liệu hấp phụ chế tạo từ vỏ đậu tương

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG - ISO 9001 : 2008 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP NGÀNH: KỸ THUẬT MƠI TRƢỜNG Giảng viên hƣớng dẫn : ThS Tơ Thị Lan Phƣơng Sinh viên : Lƣu Thị Huế HẢI PHÒNG - 2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG - NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG XỬ LÝ Cr6+ TRONG NƢỚC BẰNG VẬT LIỆU HẤP PHỤ CHẾ TẠO TỪ VỎ SẦU RIÊNG KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY NGÀNH: KỸ THUẬT MƠI TRƢỜNG Giảng viên hƣớng dẫn : ThS Tô Thị Lan Phƣơng Sinh viên : Lƣu Thị Huế HẢI PHÒNG – 2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Sinh viên: Lưu Thị Huế Mã SV: 1112301021 Lớp: MT1501 Ngành: Kỹ thuật môi trường Tên đề tài: Nghiên cứu khả xử lý Cr6+ nước vật liệu hấp phụ chế tạo từ vỏ đậu tương 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) - Chế tạo vật liệu hấp phụ từ vỏ sầu riêng - Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến trình chiết tách xenlulo từ vỏ sầu riêng - Khảo sát khả hấp phụ nguyên liệu vật liệu vỏ sầu riêng - Khảo sát khả giải hấp tái sinh vật liệu hấp phụ.(VLHP) Các số liệu cần thiết để thiết kế, tính tốn …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… Địa điểm thực tập tốt nghiệp - Trường ĐH Dân lập HP CÁN BỘ HƢỚNG DẪN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Ngƣời hƣớng dẫn thứ nhất: Họ tên: Tô Thị Lan Phương Học hàm, học vị: Thạc sĩ Cơ quan công tác: Trường Đại Học Dân Lập Hải Phịng Nội dung hướng dẫn: Tồn khóa luận 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 2015 Yêu cầu phải hoàn thành xong trước ngày … tháng … năm 2015 Đã nhận nhiệm vụ ĐTTN Đã giao nhiệm vụ ĐTTN Người hướng dẫn Sinh viên Lưu Thị Huế ThS Tơ Thị Lan Phương Hải Phịng, ngày tháng năm 2015 Hiệu trƣởng GS.TS.NSƢT 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…): ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Cho điểm cán hƣớng dẫn (ghi số chữ): …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… Hải Phòng, ngày tháng năm 2015 Cán hƣớng dẫn (Ký ghi rừ h tờn) Khoá luận tốt nghiệp Truờng ĐHDL Hải Phßng LỜI CẢM ƠN Trong q trình học tập hoàn thành luận văn này, em nhận hướng dẫn, giúp đỡ quý báu thầy cô, anh chị bạn Với long kính trọng biết ơn sâu sắc em xin bày tỏ lời cảm ơn chân thành tới Ban Giám hiệu Phòng Đào tạo Trường Đại học Dân lập Hải Phòng tạo điều kiện cho em suốt trình học tập Xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo khóa Mơi trường, người trực tiếp giảng dạy, truyền đạt lại cho em kiến thức bổ trợ vơ có ích năm học vừa qua Em xin chân thành cảm ơn cô giáo Tô Thị Lan Phương, người trực tiếp hướng dẫn đề tài Trong q trình làm luận văn, tận tình hướng dẫn em thực đề tài, giúp em giải vấn đề nảy sinh trình làm luận văn hoàn thành luận văn định hướng ban đầu Xin chân thành cảm ơn thầy cô hội đồng chấm luận văn cho em đóng góp q báu để luận văn thêm hồn chỉnh Hải Phòng, ngày 29 tháng năm 2015 Sinh viên Lưu Th Hu Sinh viên: L-u Thị Huế- MT1501 Khoá luận tốt nghiệp Truờng ĐHDL Hải Phòng DANH MC BNG 23 Bảng 3.1: Ảnh hưởng khối lượng NaOH đến % lignin bị loại 27 Bảng3.2 : Ảnh hưởng thời gian nấu đến % lignin bị loại 29 Bảng3.3: Ảnh hưởng khối lượng vật liệu đến % Lignin bị loại 30 Bảng 3.4: Kết khảo sát khả hấp phụ Cr6+ nguyên liệu vật liệu hấp phụ 31 Bảng 3.5: Ảnh hưởng pH đến hiệu suất hấp phụ Cr6+ 32 Bảng3.6: Khảo sát thời gian đạt cân hấp phụ: 33 Bảng 3.7: Ảnh hưởng khối lượng VLHP đến khả hấp phụ 35 Bảng 3.8: Ảnh hưởng tải trọng vào nồng độ cân Cr6+ 36 Bảng 3.9: Kết hấp phụ Cr6+ VLHP 37 Bảng 3.10: Kết giải hấp VLHP HNO3 1M 38 Bảng 3.11: Kết tái sinh VLHP 38 Sinh viên: L-u Thị Huế- MT1501 Khoá luận tốt nghiệp Truờng ĐHDL Hải Phòng DANH MC HèNH Hinh 1.1 ng hp phụ đẳng nhiệt Langmuir Hình 1.2 Sự phụ thuộc Cf/q Hình 1.3 Đường hấp phụ đẳng nhiệt Freundlich Hình1.4 Sự phụ thuộc lgq vào lgCf Hình 1.5 Cây sầu riêng 15 Hình 1.6 Vỏ sầu riêng 16 Hình 2.1 Đường chuẩn xác định Cr6+ 23 Hình 3.1: Ảnh hưởng khối lượng NaOH đến % lignin bị loại 28 Hình 3.2: Ảnh hưởng thời gian nấu đến % lignin bị loại 29 Hinh 3.3: Ảnh hưởng khối lượng vật liệu đến % Lignin bị loại 30 Hình3.4: Ảnh hưởng pH đến khả hấp phụ Cr6+ 32 Hình 3.5: Khảo sát thời gian đạt cân hấp phụ 34 Hình 3.6: Ảnh hưởng khối lượng VLHP đến khả hấp phụ 35 Hình 3.7:Kết xác định tải trọng hấp phụ cực đại VLHP đối vớ Cr6+ 36 Hình 3.8: Đường biểu diễn phụ thuộc Cf/q vào Cf Cr6+ 37 Sinh viên: L-u Thị Huế- MT1501 Khoá luận tốt nghiệp Truờng ĐHDL Hải Phòng MC LC M ĐẦU CHƢƠNG I TỔNG QUAN I.1 Giới thiệu phương pháp hấp phụ I.1.1 Khái niệm I.1.2 Động học trình hấp phụ I.1.3 Các mơ hình trình hấp phụ I.1.4 Một số yếu tố ảnh hưởng đến trình hấp phụ giải hấp I.1.5 Quá trình hấp phụ động cột I.2 Một số phương pháp xác định kim loại nặng nước I.2.1 Phương pháp phân tích trắc quang I.2.2 Phương pháp phân tích cực phổ 10 I.3 Sơ lược số kim loại nặng 10 I.3.1 Tình trạng nguồn nước bị ô nhiễm kim loại nặng 10 I.3.2 Tác dụng sinh hóa kim loại nặng người môi trường 11 I.4 Vai trị độc tính Crom 12 1.4.1 Vai trò cuả Crom 12 1.4.2 Cảnh báo tác hại Cr 13 I.4.3 Quy chuẩn Việt Nam nước thải 13 I.5 Một số hướng nghiên cứu sử dụng nhóm nguyên liệu tự nhiên, phụ phẩm phế thải nông nghiệp làm vật liệu hấp phụ 14 I.6 Sầu riêng 15 I.6.1.Tên gọi 15 I.6.2 Hình thái học 15 I.6.3 Vỏ sầu riêng 16 1.6.4 Thành phần hóa học vỏ sầu riêng 16 1.6.4.1 Xenlulo 16 I.6.4.2 Lignin 17 1.6.5 Chiết tách xenlulozo từ vỏ sầu riêng 18 CHƢƠNG II ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 20 II.1 Mục tiêu đối tượng 20 II.1.1 Mục tiêu nghiên cứu 20 II.1.2 Đối tượng nghiên cứu 20 II.1.3 Dụng cụ 21 II.1.4 Hóa chất 21 II.2 Các phương pháp nghiên cứu 22 II.2.1 Phương pháp trắc quang xác định Crom 22 II.2.2 Xử lý vỏ sầu riêng phương pháp kiềm (NaOH) 23 Sinh viªn: L-u Thị Huế- MT1501 Truờng ĐHDL Hải Phòng Khoá luận tèt nghiƯp ưu Lọc lấy dung dịch phân tích lại nồng độ Cr6+ xác định khối lượng vật liệu tối ưu II.2.5.4 Xác định tải trọng hấp phụ cực đại VLHP Dựa vào kết khảo sát thời gian đạt cân hấp phụ điều kiện tối ưu, tiến hành khảo sát trình hấp phụ theo mơ hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir, sau dựa vào đường đẳng nhiệt hấp phụ để xác định thơng số đặc trưng q trình hấp phụ Cân xác 2g VLHP vào bình nón 250ml, thêm vào 100ml dung dịch Cr6+ có nồng độ 50; 100; 150; 200; 250; 300 mg/l tiến hành lắc điều kiện tối ưu Sau lọc lấy dung dịch phân tích lại nồng độ Cr6+ Tính tốn để tìm tải trọng hấp phụ cực đại VLHP II.2.6 Nghiên cứu khả giải hấp tái sinh VLHP II.2.6.1 Nghiên cứu khả giải hấp Cân xác 2g VLHP.Lấy 100ml dung dịch Cr6+ có nồng độ 50mg/l , điều chỉnh pH tối ưu thí nghiệm II.2.5.1 đem lắc thời gian tối ưu Sau đo nồng độ dung dịch qua xử lý, từ tính lượng Cr6+ mà vật liệu hấp phụ Rửa vật liệu hấp phụ dung dịch HNO3 1M nhiều lần, lần 50ml dung dịch HNO3 Xác định nồng độ Cr6+ sau giải hấp phương pháp trắc quang Từ tính hàm lượng Cr6+ rửa giải II.2.6.2 Nghiên cứu khả tái sinh vật liệu Dùng 2g VLHP sau giải hấp, tiếp tục cho hấp phụ với 100ml dung dịch Cr6+ nồng độ 50mg/l Xác định hiệu suất hấp phụ vật liệu tỏi sinh Sinh viên: L-u Thị Huế- MT1501 26 Khoá luận tốt nghiệp Truờng ĐHDL Hải Phòng CHNG III: KT QUẢ VÀ THẢO LUẬN III.1 Kết ảnh hƣởng yếu tố đến trình tác xenlulo từ vỏ sầu riêng III.1.1 Ảnh hƣởng khối lƣợng NaOH Cho vào bình tam giác 250ml: 3,4,5,6,7,8 g NaOH tinh thể Sau thêm vào bình 200ml nước cất lắc đến khơng cịn vẩn trắng đáy Cân 2g VLHP sơ chế cho vào lắc đem đun sôi thời gian 60 phút Sau đem rửa vật liệu cho vào tủ sấy 105oC 3h Kết ảnh hưởng khối lượng NaOH đến % lignin bị loại trình bày bảng 3.1 hình 3.1 Bảng 3.1: Ảnh hưởng khối lượng NaOH đến % lignin bị loại STT Khối lƣợng NaOH ( g) Khối lƣợng vật % Lignin bị loại liệu sau nấu (g) 2.768 30.8 2.632 34.2 2.464 38.4 2.34 41.5 2.3398 41.505 2.3397 41.508 Sinh viên: L-u Thị Huế- MT1501 27 Khoá luận tốt nghiệp Truờng ĐHDL Hải Phòng 45 40 %Lignin bị loại 35 30 25 20 15 10 5 Khối lƣợng NaOH (g) Hình 3.1: Ảnh hưởng khối lượng NaOH đến % lignin bị loại Nhận xét: Kết thí nghiệm cho thấy, tăng nồng độ NaOH, hiệu suất tách loại lignin tăng lên Khối lượng NaOH tăng từ 3g đến 5g, hiệu suất loại lignin tăng từ 30.8 -> 41.5% Tiếp tục tăng khối lượng NaOH lên 6,7,8g hiệu suất loại lignin tăng khơng đáng kể Có thể giải thích sau : Khi khối lượng NaOH tăng lên phản ứng tách xenlulo diễn dễ dàng Nhưng khối lượng NaOH tăng phản ứng ngưng tụ lignin tăng, hai phản ứng cạnh tranh Với khối lượng NaOH 5g gần tới điểm cân phản ứng tách xenlulo phản ứng ngưng tụ lignin Nếu ta tăng khối lượng % lignin bi loại có tăng khơng đáng kể lại tiêu tốn hóa chất Do lựa chọn khối lượng NaOH tối ưu 5g III.1.2 Ảnh hƣởng thời gian nấu đến q trình biến tính vật liệu kiềm Làm tương tự với khảo sát nồng độ NaOH sử dụng lượng NaOH = g đun mốc thời gian 30,45,60,75,90,105 phút Lượng lignin bị loại thể bảng 3.2 hỡnh 3.2: Sinh viên: L-u Thị Huế- MT1501 28 Khoá luận tốt nghiệp Truờng ĐHDL Hải Phòng Bng3.2 : nh hưởng thời gian nấu đến % lignin bị loại Thời gian đun Khối lƣợng vật liệu (phút) sau nấu (g) 30 3.475 30.5 45 3.245 35.1 60 3.08 38.4 75 2.97 40.6 90 2.97 40.607 105 2.97 40.607 STT % Lignin bị loại 45 40 % lignin bị loại 35 30 25 20 15 10 30 45 60 75 90 105 Thời gian nấu (phút) Hình 3.2: Ảnh hưởng thời gian nấu đến % lignin bị loại Nhận xét: Qua số liệu bảng 3.2 thấy q trình biến tính vật liệu vỏ sầu riêng phương pháp gia nhiệt với kiếm chịu ảnh hưởng yếu tố thời gian nấu Khi thời gian nấu tăng lên, hiệu suất loại lignin tăng sau tiệm cận mức cân Tại thí nghiệm này, thời gian nấu 30 phút, hiệu suất loại lignin đạt 30.5% thời gian nấu 75 phút, hiệu suất loại lignin đạt 40.6% Tiếp tục tăng thời gian nấu thêm 15 phút nữa, hiệu suất loại lignin tăng đến 90 phút dừng lại Vậy lượng lignin bị tách loại có hiệu suất lớn 40.607% Có thể giải thích sau : Khi tăng thời gian nấu phản ứng tách xenlulo diễn dễ, tăng thời gian nấu với mơi trƣờng kiềm Sinh viªn: L-u Thị Huế- MT1501 29 Khoá luận tốt nghiệp Truờng ĐHDL Hải Phòng phn ng ngng t li din nhanh Nên tương tự trên, thời gian nấu 75 phút gần đạt tới điểm cân phản ứng tách xenlulo phản ứng ngưng tụ lignin Do vậy, tác giả chọn thời gian nấu tối ưu 75 phút III.1.3 Ảnh hƣởng khối lƣợng vật liệu đến trình tách Xenlulo vỏ sầu riêng Tiến hành làm thí nghiệm tương tự sử dụng thời gian đun tối ưu = 75 phút , lượng vật NaOH = 5g lần lượt: 1,2,3,4,5,6 g nguyên liệu vỏ sầu riêng % lignin bị loại thể bảng hình sau: Bảng3.3: Ảnh hưởng khối lượng vật liệu đến % Lignin bị loại Khối lƣợng vật Khối lƣợng vật liệu liệu (g) lại sau đun (g) 1 3.03 39.45 2 2.973 40.55 3 2.972 40.56 4 2.972 40.56 5 2.971 40.58 6 297 40.60 STT % Lignin bị loại 40.8 40.6 % Lignin bị loại 40.4 40.2 40 39.8 39.6 39.4 39.2 39 38.8 Khối lượng nguyên liệu(g) Hinh 3.3: Ảnh hưởng khối lượng vật liệu đến % Lignin bị loại Nhận xét: Kết khảo sát cho thấy, tăng khối lượng nguyên liệu từ đến 2g, tỉ lệ loại lignin tăng từ 39.45 đến 40.55% Tip tc tng lng Sinh viên: L-u Thị Huế- MT1501 30 Khoá luận tốt nghiệp Truờng ĐHDL Hải Phßng ngun liệu hiệu suất tác lignin gần khơng tăng Có thể giải thích sau: Khi tăng khối lượng vật liệu từ đến 2g 200ml nước, phản ửng ngưng tụ lignin tăng lên Lượng lignin vỏ sầu riêng trình nấu với kiềm bị hịa tan vào nước Q trình hịa tan diễn phản ứng ngưng tụ lignin cân với phản ứng tách Xenlulo lignin đạt bão hịa dung dịch Có thể nhận thấy, với tỉ lệ 2g vỏ sầu riêng; 200ml nước, lượng lignin bị hịa tan q trình biến tính tiệm cận nồng độ bão hòa Do dù tiếp tục tăng khối lượng vật liệu nữa, q trình hịa tan lignin khó xảy Tác giải lựa chon khối lượng nguyên liệu tối ưu 2g III.2 Kết khảo sát khả hấp phụ Cr6+ nguyên vật liệu vỏ sầu riêng Chuẩn bị bình nón đánh kí hiệu vật liệu ngun liệu Cho vào bình 2g vật liệu nguyên liệu Thêm vào 100mg Cr6+50mg/l Lắc máy lắc 75 phút, đem lọc sau lấy dung dịch lọc đem phân tích Kết thu sau: Khối lƣợng (g) C0(mg/l) Cf(mg/l) Hiệu suất (%) Nguyên liệu 50 19,05 61,9 Vật liệu 50 3,16 93,68 Bảng 3.4: Kết khảo sát khả hấp phụ Cr6+ nguyên liệu vật liệu hấp phụ Từ kết thí nghiệm nhận thấy: Cả nguyên liệu vật liệu hấp phụ (VLHP) biến tính có khả hấp phụ Cr6+ dung dịch Tuy nhiên, vật liệu biến tính có hiệu suất gấp 1.51 lần so với ngun liệu ban đầu Điều giải thích sau: Với thành phần xenlulo có cấu tạo xốp nên vỏ sầu riêng ban đầu có khả giữ lại ion kim loại tiếp xúc Khi biến tính vật liệu NaOH xảy phản ứng loại bỏ lignin, tỷ lệ thành phần xenlulo vật liệu tăng lên khả hấp phụ vật liệu biến tính cao so với nguyên liu ban u Sinh viên: L-u Thị Huế- MT1501 31 Khoá luận tốt nghiệp Truờng ĐHDL Hải Phòng III.3 nh hƣởng yếu tố đến trình hấp phụ Cr6+ vỏ sầu riêng sau biến tính: III.3.1 Ảnh hƣởng pH Cân xác 1g VLHP biến tính cho vào bình 250 thêm vào 100 ml dung dịch Cr6+ 50mg/l, chỉnh pH từ 2-7 đem lắc 75’ Lọc lấy dung dịch xác định lại nồng độ Cr6+ Kết trình bày bảng hình sau : STT pH Nồng độ Cr6+ lại mg/l Hiệu suất hấp phụ % 6,22 87.56 5.89 88.22 5,32 89.36 6.29 87.42 6.38 87.24 6.45 87.1 Bảng 3.5: Ảnh hưởng pH đến hiệu suất hấp phụ Cr6+ Hình3.4: Ảnh hưởng pH đến khả hấp phụ Cr6+ Nhận xét: Từ kết thu từ bảng 3.2 hình 3.1 ta thấy: Khi pH tăng khả hấp phụCrom vật liệu tăng (hiệu suất q trình xử lý tăng) Trong Sinh viªn: L-u Thị Huế- MT1501 32 Khoá luận tốt nghiệp Truờng ĐHDL Hải Phòng khong pH kho sỏt, thỡ hiu sut tng từ pH = (87.56) đến pH = (89.36) Điều giải thích: pH thấp, nồng độ H+ dung dịch lớn cạnh tranh với cation kim loại trình hấp phụ, kết làm giảm hấp phụ cation kim loại Tương tự pH tăng, nồng độ H+ giảm, nồng độ cation kim loại gần không đổi nên hấp phụ cation kim loại thuận lợi Do pH thấp (pH=3-4) tâm hấp phụ bề mặt chất hấp phụ bị proton hóa mang điện tích dương đồng thời Cr(VI) chủ yếu tồn dạng phức anion HCrO4- khoảng pH Do vậy, trình hấp phụ xảy lực tĩnh điện xảy chất hấp phụ tích điện dương anion HCrO4- điện âm Ngược lại, việc giảm hiệu suất hấp phụ tăng pH (pH>4) cạnh tranh nhóm ion Cr(VI) ion OH- pH tăng nồng độ ion OH- nước nhiều Vì tác giả chọn pH = để khảo sát thí nghiệm III.3.2 khảo sát thời gian đạt cân hấp phụ Cân xác 1g VLHP biến tính cho vào bình 250 thêm vào 100 ml dung dịch Cr6+ 50mg/l, chỉnh pH pH =4 đem cho vào máy lắc thời gian khác Lọc thu kết nồng độ Cr6+: Bảng3.6: Khảo sát thời gian đạt cân hấp phụ: Thời gian lắc Nồng độ Cr6+ lại Hiệu suất hấp phụ (phút) (mg/l) (%) 45 6.25 87.5 60 5.84 88.32 75 5.22 89.56 90 5.18 89.64 105 5.20 89.60 120 5.21 89.58 STT Sinh viªn: L-u Thị Huế- MT1501 33 Truờng ĐHDL Hải Phòng Khoá luận tèt nghiƯp Hình 3.5: Khảo sát thời gian đạt cân hấp phụ Nhận xét: Kết thực nghiệm cho thấy, hiệu suất trình hấp phụ tăng theo thời gian hấp phụ tăng nhanh từ 45 phút đến 75 phút Tại thời gian 90 phút, hiệu suất hấp phụ đạt cao nhất; tăng thời gian 90 phút, hiệu suất hấp phụ tăng không đáng kể Điều giải thích sau: thời gian tiếp xúc tăng tới mức độ đạt cực đại Cân trình hấp phụ trình thuận nghịch nên VLHP đạt trạng thái cân xảy trình nhả hấp phụ khiến hiệu suất bị giảm xuống Trong thí nghiệm này, thời gian đạt hấp phụ cực đại 90 phút, nhiên tác giả chọn thời gian tối ưu 75 phút hiệu suất tăng khơng đáng kể III.3.3 Khảo sát ảnh hƣởng khối lƣợng vật liệu đến khả hấp phụ Cân xác 1; 1,5; 2; 2,5; 3; 3,5 g vật liệu cho vào bình 250ml, thêm 100ml Cr6+50mg/l Điều chỉnh pH= đem lắc thời gian 75 phút Sau lọc định nồng độ Cr6+ lại Kết thu c bng sau: Sinh viên: L-u Thị Huế- MT1501 34 Khoá luận tốt nghiệp Truờng ĐHDL Hải Phòng Bảng 3.7: Ảnh hưởng khối lượng VLHP đến khả hấp phụ STT Khối lƣợng VLHP(g) Nồng độ Cr6+ Hiệu suất hấp lại(mg/l) phụ % 1 5.75 88.5 1.5 5.12 89.76 4.52 90.96 2.5 4.50 91.00 4.48 91.04 3.5 4.47 91.06 Hình 3.6: Ảnh hưởng khối lượng VLHP đến khả hấp phụ Nhận xét: Từ kết ta thấy khối lượng VLHP từ đến 2g, hiệu suất hấp phụ tăng nhanh tăng diện tích số lượng vị trí hấp phụ Tại giá trinh khối lượng VLHP =2g, hiệu suất hấp phụ đạt 90.96% gần giá trị cực đại Việc tăng hiệu hấp phụ vật liệu hấp phụ đối vơi Cr6+ việc tăng số lượng vị trí hấp phụ Tuy nhiên, đến giá trị định hiệu hấp phụ cực đại việc tăng khối lượng chất hấp phụ khơng cịn ý nghĩa.Vì tác giả chọn khối lượng VLHP tối ưu 2g III.3.4 Xác định tải trọng hấp phụ cực đại VLHP BT Cân xác 2g VLHP vào bình nón 250ml, thêm vào 100ml dung dịch Sinh viªn: L-u Thị Huế- MT1501 35 Khoá luận tốt nghiệp Truờng ĐHDL Hải Phòng Cr6+ cú nng 50,100,150,200,250,300 mg/l tin hành lắc điều kiện tối ưu Sau lọc lấy dung dịch xác định lại nồng độ Cr6+ Bảng 3.8: Ảnh hưởng tải trọng vào nồng độ cân Cr6+ Cr6+ STT Ci (mg/l) Cf(mg/l) q(mg/g) Cf/q 50 3.16 2.342 1.35 100 6.78 4.661 1.45 150 18.3 6.585 2.78 200 55.5 7.225 7.68 250 98.78 7.561 13.06 300 145 7.75 18.71 Tải trọng q (mg/g) 50 100 150 200 250 300 Ci (mg/l) Hình 3.7:Kết xác định tải trọng hấp phụ cực đại VLHP đối vớ Cr6+ Kết thực nghiệm cho thấy nồng độ đầu vào dung dịch Cr6+ tăng tải trọng hấp phụ vật liệu tăng dần Dựa vào số liệu thực nghiệm thu được, vẽ đồ thị biểu diễn phụ thuộc Cf/q vào Cf theo lý thuyết hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir cho VLHP mô tả nh hỡnh: Sinh viên: L-u Thị Huế- MT1501 36 Khoá luận tốt nghiệp Truờng ĐHDL Hải Phòng 20 y = 0.131x R² = 0.994 18 16 Tỉ lệ Cf/q 14 12 10 0 20 40 60 80 100 120 140 160 Nồng độ Cr6+ nƣớc sau xử lý (mg/l) Hình 3.8: Đường biểu diễn phụ thuộc Cf/q vào Cf Cr6+ Sự phụ thuộc Cf/q vào Cf mô tả theo phương trình: y= 0,131x Ta có tgα = 1/qmax → qmax = 1/ tgα = 1/0.131 = 7.63 (mg/g) Nhận xét: Các kết khảo sát cho thấy mơ hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir VLHP mơ tả tốt số liệu thực nghiệm, điều thể qua số hồi quy R2 Tải trọng hấp phụ cực đại qmax tính theo mơ hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir VLHP Cr6+ 7.63 (mg/g) III.4 Khảo sát khả giải hấp tái sử dụng vật liệu Sau lấy 100ml dung dịch Cr6+ nồng độ 50mg/l 2g VLHP cho vào bình nón 250ml, diều chỉnh pH=4, đem lắc 75 phút Thu kết bảng sau: Bảng 3.9: Kết hấp phụ Cr6+ VLHP Nguyên tố Ci(mg/l) Cf(mg/l) Hiệu suất % Cr6+ 50 3.16 93.68 Sau tiếp tục tiến hành giải hấp tách Cr6+ khỏi vật liệu dung dịch HNO3 1M Các kết thu c bng sau: Sinh viên: L-u Thị Huế- MT1501 37 Khoá luận tốt nghiệp Truờng ĐHDL Hải Phòng Bng 3.10: Kết giải hấp VLHP HNO3 1M Lƣợng Cr6+ hấp phụ Lƣợng Cr6+ Đƣợc Hiệu suất vật liệu (mg) rửa giải (mg) (%) Lần 46.84 28.46 60.76 Lần 18.38 13.21 88.96 Lần 5.17 3.12 95.62 Số lần rửa Dựa vào bảng số liệu ta thấy khả rửa giải VLHP HNO3 1M tốt Ban đầu VLHP chứa 46.84 mg Cr6+ sau rửa giải lần lại 3.12 mg Cr6+, hiệu suất đạt 95.62% Sử dụng VLHP sau rửa giải để hấp phụ 100ml Cr6+ 50mg/l Kết thu thể bảng sau: Bảng 3.11: Kết tái sinh VLHP VLHP Ci (mg/l) Cf (mg/l) Hiệu suất (%) Vỏ sầu riêng 50 4.18 91.06 Kết cho thấy khả hấp phụ VLHP sau rửa giải khả quan, hiệu sut t 91.06 % Sinh viên: L-u Thị Huế- MT1501 38 Truờng ĐHDL Hải Phòng Khoá luận tốt nghiệp KT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ  Kết luận Sau thời gian nghiên cứu thu số kết sau : Đã chế tạo VLHP từ nguồn nguyên liệu phụ phẩm nông nghiệp vỏ sầu riêng thơng qua q trình xử lý với kiềm sođa nhiệt độ 2 Đã khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến trình tách chiết xenlulo từ vỏ sầu riêng Kết thu - Khối lượng NaOH tối ưu: 5g/200ml nước cất - Thời gian nấu: 75 phút - Khối lượng vật liệu : 2g Khảo sát ảnh hưởng yếu tố đên trình hấp phụ Cr 6+ VLHP chế tạo từ vỏ sầu riêng - pH tối ưu: - Thời gian đạt cân hấp phụ: 75 phút - Khối lượng vật liệu/100ml dung dịch Cr6+50mg/l - Tải trọng hấp phụ cực đại: qmax = 7.63 (mg/g) Đã khảo sát khả tái sử dụng chất hấp phụ Kết cho thấy : giải hấp hiệu chất hấp phụ dung dịch HNO3 1M tiến hành hấp phụ nhiều lần  Kiến nghị: Thông qua kết thí nghiệm chứng minh VLHP chế tạo từ vỏ sầu riêng có nhiều ưu điểm nguồn nguyên liệu tự nhiên dễ kiếm, rẻ tiền, quy trình xử lý đơn giản, có khả xử lý Crom nước thải với hiệu suất cao Tuy nhiên thời gian có hạn, nên tác giả chưa nghiên cứu khả hấp phụ động Cần có thêm nghiên cứu xác định ảnh hưởng nhiệt độ, hóa chất khác q trình biên tính vật liệu; ảnh hưởng nhiệt độ tới hấp phụ Cr6+ VLHP biến tính để kết y hn Sinh viên: L-u Thị Huế- MT1501 39 Khoá luận tốt nghiệp Truờng ĐHDL Hải Phòng TI LIU THAM KHẢO 6Bộ Tài Nguyên môi trường Quyế định số 40/2011/TT-BTNMT Hà Nôi, 2011 10 Nguyễn Thị Ngọc Bích (2003), Kỹ thuật xenlulo giấy, NXB Đại học quốc gia Tp Hồ Chí Minh 11Hồ Sĩ Tráng (2006), Cơ sở hóa học gỗ xenlulo (tập 1,2), NXB Khoa Học Kỹ Thuật 2Lê Văn Cát Hấp phụ trao đổi ion kỹ thuật xử lý nước nước thải Hà Nội: NXB Thông kê, 2002 1Nguyến Đình Bảng Bài giảng Chuyên đề phương pháp xử lý nước thải Hà Nội: NXB Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Hà Nội 13Nguyễn Hữu Đỉnh, Đỗ Đình Rãng (2007), Hóa học hữu (tập 1), NXB Giáo dục 12 Nguyễn Thị Mai Nghiên cứu xử lý Crom, đồng nước vật liệu hấp phụ chế tạo từ mùn cưa Luận văn tốt nghiệp Kỹ sư môi trường Khoa Kỹ thuật Mơi trường, Đại học Dân lập Hải Phịng, 2010 Nguyễn Xuân Nguyên Nước thải công nghệ xử lý nước thải Hà Nội: NXB Khoa học kỹ thuật 2003 3Nguyễn Thùy Dương Nghiên cứu khả hấp phụ số ion kim loại nặng vật liệu hấp phụ chết tạo từ vỏ lạc thăm dò xử lý môi trường Trường Đại học sư phạm Thái Nguyên Đọc từ: http://www.tailieu.vn/ 10 4Trần Tứ hiếu, Từ Vọng Nghi, Huỳnh Văn Trung 1995 Phân tích nước Hà Nội: NXB Khoa học kỹ thuật 11 7http://www.hoahocngaynay.com/vi/hoa-hoc-va-doi-song/hoa-hoc-va-suckhoe/117-vai-tro-cua-crom-doi-voi-suc-khoe.html) 12 8http://vi.wikipedia.org/wiki/Crom 13 9http://www.green-vietnam.com/2011/11/nuoc-sach-va-nuoc-hop-ve- sinh.html) Sinh viên: L-u Thị Huế- MT1501 40 ... tài em nghiên cứu nội dung sau: Chế tạo vật liệu hấp phụ từ vỏ sầu riêng Khảo sát khả hấp phụ yếu tố ảnh hưởng đến khả hấp phụ vật liệu hấp phụ chế tạo từ vỏ sầu riêng Crom môi trường nước Khảo... chúng vào việc chế tạo vật liệu hấp phụ nhằm ứng dụng xử lý nước thải quan tâm Chính lý trên, em tiến hành nghiên cứu đề tài: ? ?Nghiên cứu khả xử lý Crom nước vật liệu hấp phụ chế tạo tử vỏ sầu riêng”... PHÁP NGHIÊN CỨU II.1 Mục tiêu đối tƣợng II.1.1 Mục tiêu nghiên cứu Chế tạo vật liệu hấp phụ từ vỏ sầu riêng khảo sát khả hấp phụ Cr6+ VLHP biến tính từ vỏ sầu riêng II.1.2 Đối tƣợng nghiên cứu