Luận văn tốt nghiệp nghiên cứu động học quá trình hấp phụ mn2+ trên vật liệu hấp thu tổng hợp từ bã chè

TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI KHOA HÓA HỌC - MAI KHÁNH HỊA NGHIÊN CỨU ĐỘNG HỌC Q TRÌNH HẤP PHỤ Mn2+ TRÊN VẬT LIỆU HẤP THU TỔNG HỢP TỪ BÃ CHÈ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên ngành: Hóa lý HÀ NỘI 2018 TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI KHOA HÓA HỌC - MAI KHÁNH HÒA NGHIÊN CỨU ĐỘNG HỌC QUÁ TRÌNH HẤP PHỤ Mn2+ TRÊN VẬT LIỆU HẤP THU TỔNG HỢP TỪ BÃ CHÈ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên ngành: Hóa lý Ngƣời hƣớng dẫn khoa học ThS TRẦN QUANG THIỆN HÀ NỘI 2018 LỜI CẢM ƠN Lời em xin gửi lời biết ơn sâu sắc tới ThS Trần Quang Thiện tận tình giúp đỡ em hồn thành khóa luận Em xin chân thành cảm ơn thầy, khoa hóa học – Trƣờng đại học Sƣ phạm Hà Nội tạo điều kiện thuận lợi cho em thời gian học tập nhƣ nghiên cứu trƣờng Cảm ơn gia đình, bạn bè ngƣời thân giúp đỡ, động viên, hỗ trợ em q trình làm khóa luận Trong q trình thực đề tài khơng tránh khỏi thiếu sót, em mong nhận đƣợc góp ý q thầy để khóa luận em đƣợc hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2018 Sinh viên Mai Khánh Hòa LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan khóa luận cơng trình nghiên cứu riêng tơi dƣới hƣớng dẫn nghiên cứu ThS Trần Quang Thiện Trong q trình nghiên cứu, tơi có sử dụng tài liệu số tác giả dùng làm tài liệu tham khảo để tơi tìm hiểu vấn đề nghiên cứu Các số liệu kết luận hồn tồn trung thực chƣa cơng bố cơng trình khoa học khác Hà Nội, ngày tháng năm 2018 Sinh viên Mai Khánh Hòa CÁC KÍ HIỆU VIẾT TẮT Chữ viết tắt Tiếng Việt Tiếng Anh AAS Phƣơng pháp phổ hấp thụ nguyên tử Atomic Absorption Spectroscopy ANi Anilin Aniline BC Bã chè PANi Polyanilin PANi-BC PANi-Bã chè PPNN Phụ phẩm nông nghiệp IR Phổ hồng ngoại Infrared spectroscopy SEM Kính hiểm vi điện tử quét Scanning electron microscope Polyaniline MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục tiêu nghiên cứu Nội dung nghiên cứu Phƣơng pháp nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn CHƢƠNG 1:TỔNG QUAN 1.1 Polyanilin (PANi) 1.1.1 Cấu trúc phân tử PANi 1.1.2 Phƣơng pháp tổng hợp PANi 1.2 Bã chè 1.2.1 Tổng quan chè 1.2.2 Các thành phần sinh hóa chè 1.3 Tình hình nhiễm kim loại nặng 1.4 Giới thiệu phƣơng pháp hấp phụ 1.5 Động học trình hấp phụ 1.5.1 Dung lƣợng hiệu suất hấp phụ 1.5.2 Phƣơng trình hấp phụ đẳng nhiệt 1.5.3 Động học hấp phụ 11 CHƢƠNG 2: THỰC NGHIỆM VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 13 2.1 Hóa chất – Thiết bị 13 2.1.1 Hóa chất 13 2.1.2 Thiết bị- Dụng cụ 13 2.2 Phƣơng pháp nghiên cứu 13 2.2.1 Phƣơng pháp kính hiểm vi điện tử quét (SEM) 13 2.2.2 Phƣơng pháp phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) 14 2.2.3 Phƣơng pháp phổ hồng ngoại (IR) 14 2.3 Thực nghiệm 15 2.3.1 Tổng hợp vật liệu 15 2.3.1.1 Xử lý bã chè trƣớc tổng hợp 15 2.3.1.2 Tổng hợp vật liệu 16 2.3.2 Khả hấp phụ vật liệu Mn2+ 16 2.3.2.1 Ảnh hƣởng thời gian 16 2.3.2.2 Ảnh hƣởng nồng độ ban đầu 17 2.3.2.3 Ảnh hƣởng pH 17 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 18 3.1 Tổng hợp vật liệu 18 3.1.1 Phổ hồng ngoại IR 18 3.1.2 Kết phân tích SEM 19 3.2 Khả xử lý ion kim loại nặng 19 3.2.1 Ảnh hƣởng thời gian 19 3.2.2 Ảnh hƣởng nồng độ ban đầu 21 3.2.3 Ảnh hƣởng pH 22 3.3 Nghiên cứu mơ hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir 24 KẾT LUẬN 26 TÀI LIỆU THAM KHẢO 27 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Mối tƣơng quan RL dạng mô hình 11 Bảng 3.1 Giá trị số sóng mẫu: PANi – BC, BC, PANi 18 Bảng 3.2 Các thông số mơ hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir vật liệu hấp phụ gốc PANi- BC Mn2+ 25 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Cấu trúc phân tử PANi Hình 1.2 Hình ảnh chè Tân Cƣơng - Thái Nguyên Hình 1.3 Đƣờng hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir 10 Hình 1.4 Đồ thị phụ thuộc C/q vào C 10 Hình 1.5 Đồ thị phụ thuộc lg (qe-qt) vào t 12 Hình 3.1 Phổ IR mẫu 18 Hình 3.2 Phổ SEM mẫu PANi-BC, PANi, BC 19 Hình 3.3 Ảnh hƣởng thời gian đến nồng độ cân hiệu suất hấp phụ C0=20mg/L, pH =7 20 Hình 3.4 Ảnh hƣởng thời gian đến dung lƣợng hấp phụ C0=20mg/L, pH =7 20 Hình 3.5 Ảnh hƣởng nồng độ ban đầu đến nồng độ cân hiệu suất hấp phụ pH =7, t=120 phút 21 Hình 3.6 Ảnh hƣởng nồng độ ban đầu đến dung lƣợng hấp phụ pH=7, t=120 phút 22 Hình 3.7 Ảnh hƣởng pH đến nồng độ cân hiệu suất hấp phụ C0 = 20mg/L, t=120 phút 23 Hình 3.8 Ảnh hƣởng pH đến dung lƣợng hấp phụ Co=20mg/L,t=120 phút 23 Hình 3.9 Mối quan hệ C/q C theo phƣơng trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir vật liệu PANi – BC Mn2+ 24 Hình 3.10 Mối quan hệ tham số RL với nồng độ chất hấp phụ ban đầu C0 Mn2+ 25 MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Trong năm gần đây, ô nhiễm nguồn nƣớc trở nên nghiêm trọng nhiều quốc gia tồn cầu Hàng ngày có nhiều nhà máy khu cơng nghiệp thải trực tiếp chất có chứa ion kim loại nặng với hàm lƣợng vƣợt tiêu chuẩn cho phép môi trƣờng, với lƣợng nƣớc thải từ làng nghề tái chế kim loại, hoạt động giao thông vận tải nƣớc thải sinh hoạt Đây ngun nhân gây cho mơi trƣờng nƣớc mặt, nƣớc ngầm nhiều khu vực bị ô nhiễm kim loại nặng cách nghiêm trọng Việc nghiên cứu biện pháp bảo vệ xử lý môi trƣờng nƣớc bị ô nhiễm mối quan tâm hàng đầu tồn giới Đã có nhiều phƣơng pháp đƣợc áp dụng nhằm tách ion kim loại nặng khỏi môi trƣờng nƣớc nhƣ: phƣơng pháp hóa lý (phƣơng pháp hấp phụ, phƣơng pháp trao đổi ion,…), phƣơng pháp sinh học, phƣơng pháp hóa học…Trong đó, phƣơng pháp đƣợc nhiều ngƣời quan tâm tận dụng phụ phẩm nông nghiệp nhƣ bã cà phê, vỏ lạc, vỏ trấu…làm vật liệu hấp phụ ion kim loại nặng Trong số nghiên cứu gần đây, để tăng hiệu suất hấp phụ ion kim loại nặng, ngƣời ta tiến hành phối trộn polyanilin với phụ phẩm nông nghiệp Một nguồn phụ phẩm nơng nghiệp có khối lƣợng lớn nƣớc ta bã chè Bã chè có khả tách kim loại màu nƣớc nhờ tính xốp thành phần xellulozo, đồng thời có khả tái sử dụng vật liệu, giảm thiểu ô nhiễm môi trƣờng Xuất phát từ lý trên, em chọn đề tài “Nghiên cứu động học trình hấp phụ Mn2+ vật liệu hấp thu tổng hợp từ bã chè.” Mục tiêu nghiên cứu Nghiên cứu động học hấp phụ Mn2+ vật liệu tổng hợp từ bã chè đánh giá khả hấp phụ vật liệu Nếu đặt điện trƣờng tần số v phân tử chuyển trạng thái kích thích từ E lên E*, thỏa mãn: * - E= hv (2.2) Trong đó: E - lƣợng trạng thái E* - lƣợng trạng thái kích thích (E* > E) - hiệu lƣợng H - số flanck V - tần số Khi phân tử bị kích thích từ mức lƣợng E lên E* hấp phụ xạ với tần số v, trình ngƣợc lại phát xạ v Mỗi loại dao động phân tử hấp thụ tần số xác định đƣợc thể vân phổ mà đỉnh phổ ứng với tần số Dựa vào phƣơng pháp phổ hồng ngoại ta phân tích định tính, định lƣợng vật liệu điều đặc biệt phân tích cấu trúc vật liệu 2.3 Thực nghiệm 2.3.1 Tổng hợp vật liệu 2.3.1.1 Xử lý bã chè trƣớc tổng hợp Nghiên cứu xử lí bã chè trƣớc tổng hợp tiến hành theo bƣớc: Bƣớc 1: Ngâm bã chè thu đƣợc nƣớc nhiệt độ 85oC thời gian 30 phút Lặp lại nƣớc ngâm khơng cịn màu chè Bƣớc 2: Bã chè sau ngâm đƣợc sấy nhiệt độ 1000C thời gian để loại bỏ nƣớc Bƣớc 3: Bã chè dạng thô đƣợc nghiền nhỏ dùng rây tách lấy phân tử có kích thƣớc d ≤ 1mm Bƣớc 4: Ngâm bã chè etanol vòng ngày để loại bỏ thành phần hữu 15 Bƣớc 5: Bã chè sau ngâm đƣợc hoạt hóa axit HCl 0,1M Bƣớc 6: Sấy khô bã chè 1000C thu đƣợc vật liệu biến tính 2.3.1.2 Tổng hợp vật liệu  Tổng hợp PANi Vật liệu đƣợc tổng hợp qua bƣớc: Bƣớc 1: - Pha 200 mL dung dịch M0 (dung dịch amoni pesunfat 0,5 M) - Pha 500 mL dung dịch M1 (anilin 0,25 M, H2SO4 0,1 M) Bƣớc 2: Đặt cốc đựng dung dịch M1 máy khuấy từ để khuấy trộn Nhỏ từ từ dung dịch M0 vào cốc phản ứng dƣới điều kiện có khuấy Sau khoảng 15 phút dung dịch cốc bắt đầu xuất màu xanh, thời điểm polime hình thành, chuyển sang màu xanh đen Tiếp tục cho phản ứng tiến hành thời gian máy khuấy từ cho trình polime hóa xảy đƣớc hồn tồn Sản phẩm đƣợc lọc rửa dung dịch axeton: metanol tỉ lệ 1:1 để loại bỏ hết anilin dƣ Sấy khô sản phẩm nhiệt độ 50-600C đƣợc vật liệu compozit dạng muối đƣợc sử dụng để nghiên cứu động học hấp phụ Mn2+  Tổng hợp PANi- BC Pha 500 ml (anilin 0,25 M, H2SO4 0,1 M) vào cốc thủy tinh Cân lấy 50 g bã chè vào dung dịch Khuấy hỗn hợp máy khuấy từ Nhỏ từ từ 200 ml dung dịch amoni pesunfat (pha nhƣ trên) thời gian 15 phút Tiếp tục cho phản ứng tiến hành máy khuấy từ thời gian cho q trình polime hóa xảy đƣợc hồn tồn Lọc dung dịch giấy lọc rửa dung dịch axeton : metanol = 1:1 sau sấy khơ sản phẩm nhiệt độ 50 – 600 C thu đƣợc vật liệu cần tổng hợp 2.3.2 Khả hấp phụ vật liệu Mn2+ 2.3.2.1 Ảnh hƣởng thời gian Để nghiên cứu ảnh hƣởng thời gian hấp phụ: Lấy 10 mL dung dịch Mn2+ nồng độ C0 = 20 mg/ L, khối lƣợng vật liệu: m = 0,5 g vào cốc thủy tinh 16 100 mL Cố định môi trƣờng pH = Tiến hành khuấy máy khuấy từ, thời gian khuấy: t = 30, 60, 90,120, 150, 180, 300 phút Lọc dung dịch đo phổ hấp thụ nguyên tử AAS 2.3.2.2 Ảnh hƣởng nồng độ ban đầu Để nghiên cứu ảnh hƣởng nồng độ: Lấy 10 mL dung dịch Mn2+ với hàm lƣợng ban đầu: C0 =10, 20, 30, 40, 50 mg/L, khối lƣợng vật liệu: m = 0,5 g vào cốc thủy tinh 100 mL Cố định môi trƣờng pH = Tiến hành khuấy máy khuấy từ, thời gian khuấy: t = 120 phút Lọc dung dịch đo phổ hấp thụ nguyên tử AAS 2.3.2.3 Ảnh hƣởng pH Để nghiên cứu ảnh hƣởng môi trƣờng pH Lấy 10 mL dung dịch Mn2+ hàm lƣợng ban đầu C0 = 20 mg/L, khối lƣợng vật liệu: m=0,5 g vào cốc thủy tinh 100 mL Tiến hành khuấy máy khuấy từ, thời gian khuấy: t = 120 phút, thay đổi môi trƣờng pH = 3, 5, Lọc dung dịch đo phổ hấp thụ nguyên tử AAS Các thí nghiệm đƣợc tiến hành máy khuấy từ với tốc độ khuấy 100 vòng/ phút Sau dung dịch đƣợc lọc đem đo phổ hấp thụ nguyên tử AAS 17 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Tổng hợp vật liệu 3.1.1 Phổ hồng ngoại IR % Transmlttance Kết nghiên cứu phổ IR vật liệu: PANi – BC, BC, PANi đƣợc giới thiệu hình 3.1 240 PANI - BC 200 160 BC 120 PANi 80 40 600 1200 1800 2400 3000 3600 4200 -1 Wavenumbers (cm ) Hình 3.1 Phổ IR mẫu Bảng 3.1 Giá trị số sóng mẫu: PANi – BC, BC, PANi Số sóng (cm-1) Mẫu C-H C-O C –N -N=quinoid=N- C=C Vòng thơm PANi – BC C-H N-H vòng thơm 849,3 1075,03 1179,6 1283,67 1383,45 1634,2 2927,1 3441,1 1035,28 1148,7 1238,35 1380,01 1646,5 2923,9 3924,2 1190,6 1301,23 1428,23 1599,1 1992,5 3438,3 BC PANi C=O 810,1 Trên đƣờng phổ vật liệu có xuất nhóm chức đặc trƣng C- H, C-N vòng thơm, -N=quinoid=N-, C=C, C-H vòng thơm, N-H PANi vật liệu PANi – BC 18 3.1.2 Kết phân tích SEM Kết phân tích phổ SEM mẫu PANi-BC, PANi, BC đƣợc thể hình 3.2 PANi -BC PANi BC Hình 3.2 Ảnh SEM mẫu PANi-BC, PANi, BC Kết cho thấy vật liệu hấp phụ có kích thƣớc cỡ μm, cấu trúc dạng lớp, xốp So sánh mẫu BC với mẫu PANi cấu trúc lớp tƣơng đối sát Vật liệu tổng hợp PANi – BC từ thành phần riêng rẽ có độ xốp nhiều 3.2 Khả xử lý ion kim loại nặng 3.2.1 Ảnh hƣởng thời gian Kết nghiên cứu ảnh hƣởng thời gian đến nồng độ cân hiệu suất hấp phụ đƣợc thể hình 3.3 19 20 75 BC PANi PANi - BC 12 60 H (%) Ct (mg/L) 16 45 BC PANi PANi - BC 30 15 0 60 120 180 240 300 60 120 t (phút) 180 240 300 t (phút) Hình 3.3 Ảnh hưởng thời gian đến nồng độ cân hiệu suất hấp phụ C0=20 mg/L, pH =7 Ta thy hiệu suất hấp phụ vật liệu tăng lên thời gian tăng, đồng thời nồng độ dung dịch thời điểm cân giảm xuống theo thời gian khảo sát t = 30300 phút Cụ thể: Trong khoảng thời gian khảo sát từ t = 30 phút 300 phút PANi – BC ( đƣợc tổng hợp từ vật liệu riêng rẽ) có hiệu suất hấp phụ tăng mạnh đạt từ 13,6 68,3 %, nồng độ cân giảm từ 17,28 mg/L  6,45 mg/L Hiệu suất hấp phụ tăng nhanh khoảng thời gian từ t = 30 120 phút tất vật liệu sau 120 phút tăng không đáng kể (PANiBC từ 120 đến 150 phút H%= 66,768,1%) Kết nghiên cứu ảnh hƣởng thời gian đến dung lƣợng hấp phụ đƣợc thể hình 3.4 0.30 q (mg/g) 0.24 0.18 BC PANi PANi - BC 0.12 0.06 0.00 60 120 180 240 300 t (phút) Hình 3.4 Ảnh hưởng thời gian đến dung lượng hấp phụ C0=20 mg/L, pH =7 20 Từ kết cho thấy, dung lƣợng hấp phụ tăng lên theo thời gian khảo sát Trong khoảng thời gian t = 3060 phút: + Đối với vật liệu BC có tăng dung lƣợng hấp phụ nhỏ tăng từ 0,03840,0744 mg/g + Tiếp đến PANi có tăng cao từ 0,03680,0784 mg/g + Cao vật liệu tổng hợp PANi - BC dung lƣợng hấp phụ tăng từ 0,05440,1602 mg/g Tóm lại: Từ 30 đến 120 phút dung lƣợng hấp phụ tăng đáng kể (vật liệu PANi - BC: q=0,05440,2668), t > 120 phút tăng chậm Chứng tỏ trình hấp phụ Mn2+ vật liệu BC, PANi, PANi – BC đạt tới trạng thái cân Vậy thời gian cân hấp phụ trình t = 120 phút 3.2.2 Ảnh hƣởng nồng độ ban đầu Kết nghiên cứu ảnh hƣởng nồng độ ban đầu đến nồng độ cân hiệu suất hấp phụ đƣợc thể hình 3.5: 24 BC PANi PANi- BC 54 H (%) Ct (mg/L) 60 BC PANi PANi - BC 30 18 12 48 42 36 30 10 20 30 40 50 10 C0 (mg/L) 20 30 40 50 C0 (mg/L) Hình 3.5 Ảnh hưởng nồng độ ban đầu đến nồng độ cân hiệu suất hấp phụ pH =7, t=120 phút Ta thấy, tăng nồng độ ban đầu Mn2+ nồng độ cân tăng Từ 10 đến 20 mg/L, hiệu suất hấp phụ tất vật liệu tăng (vật liệu PANi – BC hiệu suất cao nồng độ 20 mg/L, H = 59,55% sau 20 mg/L hiệu suất hấp phụ giảm) 21 Kết nghiên cứu ảnh hƣởng nồng độ ban đầu đến dung lƣợng hấp phụ đƣợc thể hình 3.6 0.6 BC PANi PANi-BC q (mg/g) 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 10 20 30 40 50 Co(mg/L) Hình 3.6 Ảnh hưởng nồng độ ban đầu đến dung lượng hấp phụ pH=7, t=120 phút Từ kết khảo sát ta có nhận xét: Khi tăng nồng độ ban đầu Mn2+ dung lƣợng hấp phụ Mn2+ tất vật liệu tăng (dung lƣợng hấp phụ tỉ lệ thuận với nồng độ) Trong PANi – BC đạt dung lƣợng hấp phụ cao đa Đối với vật liệu PANi –BC, dung lƣợng hấp phụ tăng chậm lại khoảng nồng độ cuối từ 40 đến 50 mg/L: q=0,46380,578 mg/g Từ nồng độ 10 đến 20 mg/L, dung lƣợng hấp phụ vật liệu tăng cao 3.2.3 Ảnh hƣởng pH Kết nghiên cứu ảnh hƣởng pH đến nồng độ cân hiệu suất hấp phụ đƣợc thể hình 3.7 22 18 75 BC 60 PANi PANi-BC 12 H, % Ct, mg/L 15 45 BC PANi PANi-BC 30 15 pH pH Hình 3.7 Ảnh hưởng pH đến nồng độ cân hiệu suất hấp phụ C0 = 20 mg/L, t=120 phút Khi thay đổi môi trƣờng pH, từ kết ta thấy giá trị pH < nồng độ cân Mn2+ đạt giá trị tƣơng đối cao, nghĩa hiệu suất hấp phụ vật liệu thấp Tại pH = 5, hiệu suất hấp phụ Mn2+ đạt giá trị cao pH > hiệu suất hấp phụ lại giảm Vật liệu PANi - BC: pH = 3, có hiệu suất H = 55,6%, Ct= 8,88 mg/L đến pH = hiệu suất đạt H = 66%, Ct = 6,8 mg/L; pH = hiệu suất H = 59,55 %, Ct = 8,09 mg/L Kết nghiên cứu ảnh hƣởng pH đến dung lƣợng hấp phụ đƣợc thể hình 3.8 0.30 q, mg/g 0.25 0.20 0.15 BC PANi PANi -BC 0.10 0.05 pH Hình 3.8 Ảnh hưởng pH đến dung lượng hấp phụ Co=20 mg/L, t=120 phút 23 Kết nghiên cứu cho thấy, pH có ảnh hƣởng lớn đến khả hấp phụ Mn2+ vật liệu Cụ thể: pH = 3, xảy hấp phụ cạnh tranh proton với Mn2+ nên giá trị pH nhỏ dung lƣợng hấp phụ thấp Khi tăng pH =  dung lƣợng hấp phụ vật liệu tăng Tại pH = dung lƣợng hấp phụ vật liệu đạt giá trị cao Khi pH > 5, dung lƣợng hấp phụ vật liệu giảm Nhƣ pH = tối ƣu cho hấp phụ Mn2+ vật liệu Sau khảo sát ảnh hƣởng thời gian, nồng độ ban đầu, pH, đến khả hấp phụ vật liệu Mn2+, ta kết luận điều kiện tối ƣu sau: C0 = 20 mg/L, t =120 phút, pH = 3.3 Nghiên cứu mơ hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir Đối với vật liệu PANi – BC ta có kết đƣợc thể hình 3.9: 37 C/q (g/L) y=0,18991x+32.75941 36 R2=0.93951 35 34 33 12 15 18 21 C (mg/L) Hình 3.9 Mối quan hệ C/q C theo phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir vật liệu PANi – BC Mn2+ Mối quan hệ C0 KL đƣợc thể bảng 3.2 24 Bảng 3.2 Các thông số mô hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir vật liệu hấp phụ gốc PANi- BC Mn2+ C0 (mg/L) KL (L/mg) RL 10 0.945347 5,807.10-3 20 0.89515 30 0.875249 40 0.813119 50 0.773884 Mối quan hệ tham số RL với nồng độ chất hấp phụ ban đầu C0 Mn đƣợc thể hình 3.10 2+ 0.96 PANi - BC 0.92 RL 0.88 0.84 0.80 0.76 10 20 30 Co 40 50 Hình 3.10 Mối quan hệ tham số RL với nồng độ chất hấp phụ ban đầu C0 Mn2+ Kết cho ta thấy tham số RL phụ thuộc vào nồng độ ban đầu chất bị hấp phụ C0, C0 tăng RL giảm dần (RL= 0,9453470,773884), tức nồng độ ban đầu chất bị hấp phụ tăng mơ hình dần có xu đến dạng không thuận lợi Từ bảng 3.2 hình 3.9 ta thấy, hấp phụ Mn2+ tuân theo mơ hình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir, thể giá trị thông số phù hợp nhƣ: qmax = 5,2657 mg/g, KL = 5,807.10-3 L/mg, R2 = 0,93951 25 KẾT LUẬN Sau trình nghiên cứu đề tài, em thu đƣợc số kết luận nhƣ sau: 1.Tổng hợp thành công vật liệu hấp phụ PANi – BC phƣơng pháp hóa học với có mặt chất oxi hóa amoni pesunfat Q trình tổng hợp vật liệu đƣợc tiến hành đơn giản, thân thiện với môi trƣờng, đem lại hiệu kinh tế cao Đã nghiên cứu số đặc trƣng vật liệu tổng hợp đƣợc phƣơng pháp SEM, IR Kết cho thấy có mặt PANi thành phần compozit PANi – BC, kích thƣớc vật liệu đạt cỡ Hiệu suất hấp phụ vật liệu PANi – BC cao nhiều so với PANi BC, ứng dụng để xử lý nƣớc thải ô nhiễm kim loại nặng Xác định đƣợc thông số tối ƣu trình hấp phụ Mn2+ vật liệu: thời gian cân hấp phụ t = 120 phút, pH = 5 Xây dựng đƣợc đƣờng hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir, dung lƣợng hấp phụ đạt cực đại qmax = 5,2657 mg /g Mn2+ 26 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Lê Văn Cát (2002), Hấp phụ trao đổi ion kĩ thuật xử lý nước nước thải, NXB Thống kê, Hà Nội [2] Nguyến Đình Huề (2007), Giáo trình Hóa lí (tập hai) Nhiệt động lực học hóa học , NXB Giáo dục Việt Nam [3] Phạm Luận (2003), Phương pháp phân tích phổ nguyên tử, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội [4] Bùi Hải Ninh (2008), Nghiên cứu ảnh hưởng polianilin đến cấu trúc PbO2, Luận văn thạc sĩ khoa học hóa học, Đại học Quốc gia Hà Nội [5] Bùi Minh Quý (2015), Nghiên cứu tổng hợp compozit PANi phụ phẩm nông nghiệp để xử lý kim loại nặng Pb (II), Cr (II), Cd (II), Viện Hóa học – Viện Hàn Lâm Khoa Học Công Nghệ Việt Nam [6] Mai Thị Thanh Thùy (2015), Nghiên cứu biến tính vật liệu PbO2 ứng dụng làm sen sơ điện hóa,Luận án tiến sĩ hóa học, Viện Hóa học – Viện Hàn Lâm Khoa Học Cơng Nghệ Việt Nam [7] Phạm Thị Thanh Thủy (2007), Ứng dụng polyanilin để bảo vệ sườn cực chì ăcquy, Luận văn thạc sỹ khoa học hóa học, Đại học sƣ phạm Hà Nội [8] Hồ Sĩ Tráng (2006), Cơ sở hóa học gỗ xenluloza, NXB Khoa Học Kỹ Thuật Hà Nội [9] Phạm Thị Tốt (2014), Nghiên cứu ảnh hưởng polyanilin đến tính chất quang điện hóa titan dioxit, Luận văn thạc sĩ khoa học, Đại học Quốc Gia Hà Nội 27 Tiếng Anh [10] Ali Kara & Emel Demirbel, Kinetic, Isotherm and Thermodynamic Analysis on Adsorption of Cr (VI) Ions from Aqueous Solutions by Synthesis and Characterization of Magnetic-Poly (divinylbenzenevinylimidazole) Microbeads, Water Air Soil Pollut, 2012, 223, 2387– 2403 [11] K B Hardiljeet et all, Kinetics and thermodynamics of cadmiumi on removal by adsorption onto nano Zerovalent iron particles, Journal of Hazardous Materials, 2010, 186, 458 – 465 [12] Nguyễn Hồng Minh (2003), Synthesis and characteristic studies Polyaniline By Chemical Oxydative Polymeriation,Master Thesis of Materials Science – Ha Noi University of Technology [13] Pharhad Hussain A M and AKumar (2003), “Electrochemical synthesis and characterization of chloride doped polianilin”, Bull Mater.Sci, Vol 26 No 3, pp 329 – 334 [14] R Ansari and F Raofie, Removal of Mercuric Ion from Aqueous Solutions Using Sawdust Coated by Polyaniline, E-Journal of Chemistry, 2006, 3(10), 35-43 [15] R Ansari and F Raofie, Removal of Lead Ion from Aqueous Solutions Using Sawdust Coated by Polyaniline, E-Journal of Chemistry, 2006, 3(10), 49-59 [16] R.C.Sun et al, Structural and physico – chemical characterization of lignin solubilized during alkaline peroxide treament of barley straw, European Polymer Journal, 2002, 38, 1399 – 1407 [17] Vahid Mottaghitalab, Development and characterisation of polyaniline – carbon nanotube conducting composite fibres, Ph.D thesis, University of Wollongong, 2006, Australia [18] Y.S Ho, C.C Wang, Pseudo-isotherms for the sorption of cadmium ion onto tree fern, Process Biochemistry, 2004, 39, 759–763 28 Mạng internet [19] http://tancuongtea.com.vn/bvct/che-thai-nguyen/51/thanh-phan-sinhhoa-va-hinh-thai-cua-cay-che-thai-nguyen.html [20] https://ims.ac.vn/ [21] http://www.chelangson.com/khai-quat-chung-ve-cay-che-tinh-hinh-sanxuat-tieu-thu-che-tren-the-gioi-va-o-viet-nam-18-45-171-CMCDT.htm 29 ... phát từ lý trên, em chọn đề tài ? ?Nghiên cứu động học trình hấp phụ Mn2+ vật liệu hấp thu tổng hợp từ bã chè. ” Mục tiêu nghiên cứu Nghiên cứu động học hấp phụ Mn2+ vật liệu tổng hợp từ bã chè đánh...TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI KHOA HÓA HỌC - MAI KHÁNH HỊA NGHIÊN CỨU ĐỘNG HỌC Q TRÌNH HẤP PHỤ Mn2+ TRÊN VẬT LIỆU HẤP THU TỔNG HỢP TỪ BÃ CHÈ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên ngành:... tƣợng hấp phụ xảy Tùy theo chất lực tƣơng tác mà ngƣời ta phân biệt hai loại hấp phụ hấp phụ vật lý hấp phụ hóa học Trong số trƣờng hợp xảy hấp phụ vật lý hấp phụ hóa học 1.5 Động học trình hấp phụ