Nghiên cứu chế tạo vật liệu xơ dừa biến tính để ứng dụng hấp phụ các ion kim loại ni2+ và pb2+ trong nước

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM  HUỲNH THỊ HỒNG PHÚC NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VẬT LIỆU XƠ DỪA BIẾN TÍNH ĐỂ ỨNG DỤNG HẤP PHỤ CÁC ION KIM LOẠI Ni2+ VÀ Pb2+ TRONG NƢỚC LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC ĐÀ NẴNG, NĂM 2020 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM  HUỲNH THỊ HỒNG PHÚC NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VẬT LIỆU XƠ DỪA BIẾN TÍNH ĐỂ ỨNG DỤNG HẤP PHỤ CÁC ION KIM LOẠI Ni2+ VÀ Pb2+ TRONG NƢỚC Chuyên ngành: HÓA LÝ THUYẾT VÀ HÓA LÝ Mã số: 60 44 01 19 LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS TRẦN MẠNH LỤC ĐÀ NẴNG, NĂM 2020 i LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS Trần Mạnh Lục – người thầy đáng kính trực tiếp hướng dẫn, tận tình bảo, động viên tạo điều kiện tốt để tơi hồn thành luận văn Sau năm học tập khoa Hóa – Trường Đại học Sư phạm Đà Nẵng, tơi tiếp thu nhiều kiến thức kinh nghiêm bổ ích để trang bị cho đường tương lai phía trước Tơi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Ban giám hiệu Trường Đại học Sư phạm Đà Nẵng, đặc biệt thầy cô khoa Hóa, người ln ân cần, nhiệt huyết bảo hỗ trợ nhiều trình học tập thực đề tài Tơi xin gửi lời cảm ơn gia đình, bạn bè người thân bên cạnh cổ vũ, động viên giúp đỡ tơi hồn thành khóa luận Vì thời gian khả có hạn nên luận văn không tránh nhũng thiếu sót, tơi mong nhận đóng góp chân thành thầy cô bạn để luận văn trở nên hồn chỉnh Cuối cùng, xin kính chúc tất thầy cô giáo dồi sức khỏe, công tác tốt thành công công việc Tôi xin chân thành cảm ơn! v MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i LỜI CAM ĐOAN ii TÓM TẮT iii MỤC LỤC v DANH MỤC CÁC BẢNG viii DANH MỤC CÁC HÌNH ix MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục đích nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Cấu trúc CHƢƠNG TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu xơ dừa 1.1.1 Dừa sợi xơ dừa 1.1.2 Cấu trúc sợi xơ dừa 1.1.3 Tính chất sợi xơ dừa 1.1.4 Xử lý sợi xơ dừa 1.1.5 Tính hấp phụ sợi xơ dừa 1.2 Giới thiệu CHITIN .8 1.2.1 Nguồn gốc .8 1.2.2 Cấu trúc 1.2.3 Tính chất vật lý .10 1.2.4 Tính chất hóa học 11 1.2.5 Điều chế chitin từ vỏ tôm 14 1.2.6 Các tiêu đánh giá chất lượng chitin 19 1.2.7 Ứng dụng chitin/chitosan công nghệ môi trường 19 1.3 Phương pháp hấp phụ .20 1.3.1 Giới thiệu chung phương pháp hấp phụ 20 1.3.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến trình hấp phụ .21 1.3.3 Cơ chế hấp phụ .22 1.4 Kim loại nặng vấn đề ô nhiễm môi trường 22 1.4.1 Vấn đề ô nhiễm môi trường 22 vi 1.4.2 Giới thiệu niken chì .23 CHƢƠNG NGUYÊN LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 26 2.1 Nguyên liệu, dụng cụ, hóa chất 26 2.1.1 Nguyên liệu 26 2.1.2 Dụng cụ thiết bị 26 2.1.3 Hóa chất 26 2.2 Nghiên cứu chế tạo vật liệu hấp phụ 26 2.2.1 Quy trình xử lí sợi xơ dừa .26 2.2.2 Quy trình tách chitin từ vỏ tôm .27 2.2.3 Quy trình điều chế chitosan từ chitin 29 2.2.4 Nghiên cứu chế tạo VLHP xơ dừa biến tính chitosan 31 2.3 Nghiên cứu khả hấp phụ Ion Ni2+, Pb2+ vật liệu hấp phụ 32 2.3.1 Cách tiến hành .32 2.3.2 Khảo sát ảnh hưởng pH đến trình hấp phụ 34 2.3.3 Khảo sát thời gian đạt cân hấp phụ 34 2.3.4 Khảo sát ảnh hưởng nồng độ ion Ni2+, Pb2+ đến trình hấp phụ .34 2.3.5 Khảo sát ảnh hưởng lực ion 35 2.3.6 Tái hấp phụ 35 CHƢƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 36 3.1 Kết nghiên cứu chế tạo vật liệu hấp phụ 36 3.1.1 Kết xử lý sợi xơ dừa .36 3.1.2 Kết tách chitin từ vỏ tôm 40 3.1.3 Kết điều chế chitosan từ chitin .41 3.1.4 Kết nghiên cứu chế tạo vật liệu hấp phụ xơ dừa biến tính .43 3.2 Nghiên cứu khả hấp phụ Ion Pb2+, Ni2+ phương pháp hấp phụ bể .47 3.2.1 Ảnh hưởng pH 47 3.2.2 Thời gian đạt cân hấp phụ .48 3.2.3 Ảnh hưởng nồng độ ion Ni2+, Pb2+ ban đầu 50 3.2.4 Ảnh hưởng lực ion 53 3.2.5 Giải hấp tái hấp phụ Pb2+, Ni2+ 60 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .62 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN (Bản sao) vii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT DD IR : Độ deaxetyl : Phổ hồng ngoại TGA VLHP : Phân tích nhiệt vi sai : Vật liệu hấp phụ viii DANH MỤC CÁC BẢNG Số hiệu Tên bảng bảng Trang 1.1 Tính chất sợi xơ dừa 1.2 So sánh tính chất sợi xơ dừa với sợi tự nhiên khác 1.3 Hàm lượng chitin vỏ số loại giáp xác Việt Nam 1.4 Một số tiêu chuẩn vật lý đánh giá chất lượng chitin 19 3.1 Kết xử lý ảnh hưởng thời gian xử lý dịch NaOH 0,1N dung dịch NaOH 0,1N+H2O2 5% đến trình tách loại 36 3.2 Kết xử lý ảnh hưởng thời gian xử lý dịch NaOH 0,5N dung dịch NaOH 0,5N+H2O2 5% đến trình tách loại 37 3.3 Kết xử lý ảnh hưởng thời gian xử lý dịch NaOH 1N dung dịch NaOH 1N+ H2O2 5% đến trình tách loại 38 3.4 Kết thể hàm lượng chitin có vỏ tôm 40 3.5 Độ ẩm chitin 41 3.6 Độ tro chitin 41 3.7 Kết hiệu suất trình điều chế chitosan từ chitin 42 3.8 Hàm lượng tro chitosan 42 3.9 Ảnh hưởng tỉ lệ rắn- rắn chitosan/ xơ dừa đến trình điều chế VLHP xơ dừa biến tính 43 3.10 Những dải hồng ngoại mẫu xơ dừa VLHP xơ dừa biến tính 45 3.11 Kết ảnh hưởng pH đến khả hấp phụ 47 3.12 Kết ảnh hưởng thời gian đạt cân hấp phụ 49 3.13 Kết ảnh hưởng nồng độ ion Ni2+, Pb2+ ban đầu đến khả hấp phụ 50 3.14 Ảnh hưởng lực ion NaCl đến trình hấp phụ 54 3.15 Ảnh hưởng lực ion Na2CO3 đến trình hấp phụ 55 3.16 Ảnh hưởng lực ion Na3PO4 đến trình hấp phụ 56 3.17 Ảnh hưởng lực ion CaCl2 đến trình hấp phụ 57 3.18 Ảnh hưởng lực ion MgCl2 đến trình hấp phụ 58 3.19 Dữ liệu giải hấp tái hấp phụ Ni2+ 61 3.20 Dữ liệu giải hấp tái hấp phụ Pb2+ 61 Trang web [29] Bách Khoa toàn thư mở Wikipedia “Dừa” ... liệu xơ dừa biến tính để ứng dụng hấp phụ ion kim loại Ni2+ Pb2+ nước? ?? Mục đích nghiên cứu - Tách chitin từ vỏ tôm phế liệu điều chế chitosan từ chitin thu - Chế tạo vật liệu hấp phụ (VLHP) xơ dừa. ..  HUỲNH THỊ HỒNG PHÚC NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VẬT LIỆU XƠ DỪA BIẾN TÍNH ĐỂ ỨNG DỤNG HẤP PHỤ CÁC ION KIM LOẠI Ni2+ VÀ Pb2+ TRONG NƢỚC Chuyên ngành: HÓA LÝ THUYẾT VÀ HÓA LÝ Mã số: 60 44 01 19... 3.1.3 Kết điều chế chitosan từ chitin .41 3.1.4 Kết nghiên cứu chế tạo vật liệu hấp phụ xơ dừa biến tính .43 3.2 Nghiên cứu khả hấp phụ Ion Pb2+, Ni2+ phương pháp hấp phụ bể .47 3.2.1