Nghiên cứu chế tạo vật liệu hấp phụ từ xơ mướp và khảo sát khả năng hấp phụ ion cu2+ trong môi trường nước

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KHOA HÓA CAO THỊ ĐỨC PHƯƠNG NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VẬT LIỆU HẤP PHỤ TỪ XƠ MƯỚP VÀ KHẢO SÁT KHẢ NĂNG HẤP PHỤ ION Cu2+ TRONG MƠI TRƯỜNG NƯỚC KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP CỬ NHÂN QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG Đà Nẵng, tháng 5/ 2015 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KHOA HÓA NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VẬT LIỆU HẤP PHỤ TỪ XƠ MƯỚP VÀ KHẢO SÁT KHẢ NĂNG HẤP PHỤ ION Cu2+ TRONG MƠI TRƯỜNG NƯỚC KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP CỬ NHÂN QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG Giáo viên hướng dẫn : TS Vũ Thị Duyên Sinh viên thực : Cao Thị Đức Phương Lớp : 11CQM Đà Nẵng, tháng 5/ 2015 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HOÀ XÃ HỘi CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐHSP KHOA HOÁ Độc lập - Tự - Hạnh phúc   NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Cao Thị Đức Phương Lớp: 11 CQM Tên đề tài: Nghiên cứu chế tạo vật liệu hấp phụ từ xơ mướp khảo sát khả hấp phụ ion Cu2+ môi trường nước Nguyên liệu, dụng cụ thiết bị: xơ mướp, máy khuấy từ, máy pH, tủ sấy, bình tam giác, phễu lọc, giấy lọc, Nội dung nghiên cứu: khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến trình chế tạo vật liệu hấp phụ (nồng độ axit citric, tỉ lệ rắn : lỏng, thời gian biến tính) Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất hấp phụ ion Cu2+ vật liệu hấp phụ (pH dung dịch, thời gian đạt cân bằng, tỉ lệ rắn : lỏng) so sánh với nguyên liệu thơ ban đầu, từ rút nhận xét khả hấp phụ ion Cu2+ vật liệu hấp phụ Sau đó, tiến hành giải hấp tái hấp phụ Giáo viên hướng dẫn: Ts Vũ Thị Duyên Ngày giao đề tài: Ngày 26 tháng năm 2014 Ngày hoàn thành: Ngày 27 tháng 04 năm 2015 Chủ nhiệm Khoa Giáo viên hướng dẫn PGS.TS Lê Tự Hải TS Vũ Thị Duyên Sinh viên hoàn thành nộp báo cáo cho Khoa ngày….tháng…năm 2015 Kết điểm đánh giá: Ngày…tháng…năm 2015 CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA HÓA Độc lập – Tự – Hạnh phúc ĐỀ CƯƠNG KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Cao Thị Đức Phương Lớp: 11CQM Tên đề tài: Nghiên cứu chế tạo vật liệu hấp phụ từ xơ mướp khảo sát khả hấp phụ ion Cu2+ môi trường nước Nguyên liệu, dụng cụ thiết bị: xơ mướp, máy khuấy từ, máy pH, tủ sấy, bình tam giác, phễu lọc, giấy lọc, Nội dung nghiên cứu: khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến trình chế tạo vật liệu hấp phụ (nồng độ axit citric, tỉ lệ rắn : lỏng, thời gian biến tính) Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất hấp phụ ion Cu2+ vật liệu hấp phụ (pH dung dịch, thời gian đạt cân bằng, tỉ lệ rắn : lỏng) so sánh với ngun liệu thơ ban đầu, từ rút nhận xét khả hấp phụ ion Cu2+ vật liệu hấp phụ Sau đó, tiến hành giải hấp tái hấp phụ Giáo viên hướng dẫn: Ts Vũ Thị Duyên Ngày giao đề tài: Ngày 26 tháng năm 2014 Ngày hoàn thành: Ngày 27 tháng 04 năm 2015 Giáo viên hướng dẫn Sinh viên TS Vũ Thị Duyên Cao Thị Đức Phương Sinh viên hoàn thành nộp báo cáo cho Khoa ngày….tháng…năm 2015 LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến Vũ Thị Duyên cô Giang Thị Kim Liên, tạo điều kiện để em thực đề tài tận tình hướng dẫn, giúp đỡ để em hồn thành tốt khóa luận Em xin gửi lời cảm ơn đến thầy giáo khoa Hóa nói riêng q thầy giảng dạy Trường Đại học Sư phạm nói chung, người giảng dạy cung cấp kiến thức chuyên môn giúp em thực thành cơng khóa luận Đặc biệt thầy quản lí phịng thí nghiệm tạo điều kiện cho em hồn thành khóa luận cách thuận lợi Cuối cùng, xin cảm ơn bạn lớp giúp đỡ việc tìm kiếm tài liệu đóng góp ý kiến cho tơi suốt q trình hồn thành khóa luận Em xin chân thành cảm ơn! Đà Nẵng, ngày 10 tháng năm 2015 Sinh viên Cao Thị Đức Phương MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài .1 Mục đích nội dung nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu .2 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Bố cục khóa luận .3 Chương TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Giới thiệu mướp 1.1.1 Sơ lược mướp .4 1.1.2 Xơ mướp 1.1.3 Một số hướng nghiên cứu sử dụng phụ phẩm nông nghiệp làm vật liệu hấp phụ .6 1.2 Tổng quan kim loại nặng 1.2.1 Khái quát chung 1.2.2 Tình trạng nguồn nước bị nhiễm nguồn kim loại nặng 1.2.3 Tiêu chuẩn Việt Nam nước thải chứa kim loại nặng 1.2.4 Giới thiệu kim loại đồng 1.3 Giới thiệu phương pháp hấp phụ .10 1.3.1 Hiện tượng hấp phụ 10 1.3.1.1 Hấp phụ vật lý 10 1.3.1.2 Hấp phụ hóa học 11 1.3.2 Hấp phụ môi trường nước 12 1.3.3 Động học hấp phụ 12 1.3.4 Cân hấp phụ - Các phương trình đẳng nhiệt hấp phụ .12 1.3.5 Phương trình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir 14 1.3.6 Hiệu suất hiệu dung hấp phụ 14 1.3.6.1 Dung lượng hấp phụ cân (q) 14 1.3.6.2 Hiệu suất hấp phụ (H%) .14 1.3.7 Các yếu tố ảnh hưởng đến trình hấp phụ 15 1.3.8 Quá trình giải hấp phụ .15 CHƯƠNG 2: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 17 2.1 Nguyên liệu, dụng cụ, hóa chất .17 2.1.1 Nguyên liệu .17 2.1.2 Thiết bị dụng cụ 17 2.1.3 Hóa chất 17 2.2 Phương pháp nghiên cứu .18 2.2.1 Thu gom xử lý mẫu xơ mướp .18 2.2.1.1 Cách tiến hành 18 2.2.1.2 Xác định độ ẩm 18 2.2.2 Biến tính xơ mướp axit citric 19 2.2.2.1 Cơ sở lý thuyết phương pháp este hóa xenlulozo axit citric .19 2.2.2.2 Cách tiến hành 20 2.2.2.3 Các yếu tố cần khảo sát đến trình biến tính xơ mướp axit citric 20 2.2.3 Phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) 21 2.2.3.1 Nguyên tắc 21 2.2.3.2 Cấu tạo máy quang phổ hấp thụ nguyên tử 22 2.2.3.3 Phương pháp đường chuẩn 22 a Cơ sở phương pháp 22 b Kỹ thuật thực nghiệm 23 2.2.4 Nghiên cứu tính chất bề mặt VLHP 23 2.2.4 Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất hấp phụ ion kim loại nặng Cu (II) xơ mướp biến tính 23 2.2.4.1 Cách tiến hành 23 2.2.4.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến trình hấp phụ cần khảo sát 24 2.2.5 So sánh khả hấp phụ ion Cu2+ xơ mướp chưa biến tính xơ mướp biến tính .26 2.2.6 Giải hấp tái sử dụng vật liệu hấp phụ 26 2.2.6.1 Giải hấp 26 2.2.6.2 Tái sử dụng VLHP .27 Chương KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 29 3.1 Xác định đặc tính hóa lý ngun liệu ban đầu .29 3.1.1 Thu gom mẫu xác định độ ẩm 29 3.1.2 Nghiên cứu tính chất bề mặt nguyên liệu thô 29 3.1.3 Khảo sát khả hấp phụ nguyên liệu xơ mướp thô .30 3.2 Kết khảo sát yếu tớ ảnh hưởng đến q trình biến tính xơ mướp axit citric 31 3.2.1 Ảnh hưởng nồng độ axit citric đến q trình biến tính xơ mướp .31 3.2.2 Ảnh hưởng tỉ lệ rắn: lỏng đến trình biến tính xơ mướp .32 3.2.3 Ảnh hưởng thời gian biến tính đến q trình biến tính xơ mướp .33 3.3 Xác định đặc tính hóa lý nguyên liệu thô VLHP .35 3.4 So sánh khả hấp phụ ion Cu2+ xơ mướp chưa biến tính với xơ mướp biến tính 38 3.5 Khảo sát yếu tớ ảnh hưởng đến q trình hấp phụ ion kim loại Cu2+ VLHP 38 3.5.1 Ảnh hưởng pH đến hiệu suất hấp phụ 39 3.5.2 Ảnh hưởng thời gian hấp phụ đến hiệu suất hấp phụ .40 3.5.3 Ảnh hưởng khối lượng VLHP đến hiệu suất hấp phụ 41 3.5.4 Đường đẳng nhiệt hấp phụ ion theo Langmuir .42 3.6 Giải hấp tái sử dụng VLHP 43 3.6.1 Giải hấp VLHP 43 3.6.2 Tái sử dụng VLHP 44 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 45 TÀI LIỆU THAM KHẢO 47 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Thành phần lignocellulose xơ mướp Bảng 1.2 Giá trị giới hạn nồng độ chất ô nhiễm nước thải công nghiệp Bảng 1.3 Một số đường đẳng nhiệt hấp phụ thông dụng [19] 13 Bảng 2.1 Mật độ quang dung dịch chuẩn 24 Bảng 3.1 Các điều kiện tối ưu để chế tạo VLHP từ xơ mướp 34 Bảng 3.2 Điều kiện tối ưu để trình hấp phụ VLHP diễn tốt 42 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Giàn mướp Hình 1.2 Xơ mướp .5 Hình 1.3 Ứng dụng xơ mướp .5 Hình 1.3 Xơ mướp phóng đại 100 lần Hình 1.5 Tinh thể đồng Hình 2.1 Phản ứng este hố xenlulozo axit citric 19 Hình 2.2 Đường chuẩn phân tích Cu2+ .24 Hình 3.1 Bột xơ mướp ban đầu 29 Hình 3.2 Ảnh SEM nguyên liệu thô 30 Hình 3.3 Hiệu suất hấp phụ axit axetic ion Cu2+ ngun liệu thơ .30 Hình 3.4 Ảnh hưởng nồng độ axit citric đến đến q trình biến tính xơ mướp 32 Hình 3.5 Ảnh hưởng tỉ lệ rắn: lỏng đến đến trình biến tính xơ mướp 33 Hình 3.6 Ảnh hưởng thời gian biến tính đến đến q trình biến tính xơ mướp 34 Hình 3.7 Xơ mướp chưa biến tính 35 Hình 3.8 Xơ mướp biến tính 35 Hình 3.9 Ảnh SEM nguyên liệu thô 36 Hình 3.10 Ảnh SEM VLHP nghiên cứu 37 Hình 3.11 Hiệu suất hấp phụ xơ mướp trước sau biến tính 38 Hình 3.12 Ảnh hưởng pH đến hiệu suất hấp phụ ion Cu2+ xơ mướp biến tính 39 Hình 3.13 Ảnh hưởng thời gian hấp phụ đến hiệu suất hấp phụ ion Cu2+ xơ mướp biến tính 40 Hình 3.14 Ảnh hưởng khối lượng vật liệu hấp phụ đến hiệu suất hấp phụ ion Cu2+ xơ mướp biến tính 41 Hình 3.15 Dạng tuyến tính phương trình Langmuir 42 Hình 3.16 Hiệu suất giải hấp HCl Mehlich .43 90 88 86 84 82 80 78 76 74 Hình 3.6 Ảnh hưởng thời gian biến tính đến đến trình biến tính xơ mướp Từ đồ thị (hình 3.6) cho thấy tăng thời gian biến tính hiệu suất tăng, q trình hấp phụ đạt cân Tuy nhiên, tiếp tục tăng thời gian biến tính hiệu suất giảm nhẹ Giải thích: Sự gia nhiệt 120oC tạo điều kiện cho axit citric tách nước thành anhidrit Các anhydrit tham gia phản ứng este hóa với xenlulozo xơ mướp (tại vị trí phản ứng xuất nhóm chức axit (từ axit citric)) Tuy nhiên, kéo dài thời gian trình tiếp tục xảy với nhóm chức axit cịn lại axit citric làm giảm số lượng nhóm chức axit nên làm giảm khả hấp phụ Vậy ta chọn thời gian biến tính xơ mướp tối ưu  Tóm lại, điều kiện tối ưu để chế tạo VLHP từ xơ mướp thể bảng 3.1 sau: Bảng 3.1 Các điều kiện tối ưu để chế tạo VLHP từ xơ mướp Điều kiện tối ưu Yếu tố khảo sát Nồng độ axit citric (M) 0.6 Tỉ lệ rắn : lỏng (g:ml) 3:40 Thời gian biến tính (h) Hình ảnh xơ mướp trước biến tính sau biến tính trình bày hình 3.7 3.8 34 Hình 3.7 Xơ mướp chưa biến tính Hình 3.8 Xơ mướp biến tính 3.3 Xác định đặc tính hóa lý ngun liệu thơ VLHP Ảnh chụp kính hiển vi điện tử quét (SEM) nguyên liệu thô VLHP nghiên cứu với độ phóng đại 1000 2000 thể hình 3.9 hình 3.10 35 Hình 3.9 Ảnh SEM nguyên liệu thơ 36 Hình 3.10 Ảnh SEM VLHP nghiên cứu Từ ảnh kính hiển vi điện tử quét SEM nhận thấy: VLHP chế tạo theo quy trình có bề mặt xốp, xù xì nhiều khe rãnh sâu so với nguyên liệu thô ban đầu 37 3.4 So sánh khả hấp phụ ion Cu2+ xơ mướp chưa biến tính với xơ mướp biến tính Quá trình hấp phụ ion Cu2+ xơ mướp chưa biến tính VLHP tiến hành điều kiện: nồng độ CuSO4 20mg/l, pH=5, tỉ lệ khối lượng vật liệu hấp phụ: dung dịch hấp phụ 1g/100ml dung dịch, thời gian hấp phụ 60 phút Kết thể hình 3.11 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 87.8 64.5 ngun liệu thơ xơ mướp biến tính Hình 3.11 Hiệu suất hấp phụ xơ mướp trước sau biến tính Kết thực nghiệm (hình 3.11) cho thấy hiệu suất hấp phụ Cu2+ tăng đáng kể so với nguyên liệu thơ ban đầu Điều hồn tồn phù hợp với dự đốn ban đầu Xơ mướp sau biến tính có khả hấp phụ tốt ion Cu2+ nước với hiệu suất 87.8% 3.5 Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến trình hấp phụ ion kim loại Cu2+ VLHP Chúng chọn loại xơ mướp biến tính điều kiện tối ưu (nồng độ axit citric 0.6M, tỉ lệ rắn lỏng 3:40, thời gian biến tính 5h) Kết nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng đến trình hấp phụ thể cụ thể sau: 38 3.5.1 Ảnh hưởng pH đến hiệu suất hấp phụ Ảnh hưởng pH dung dịch đến đến hiệu suất hấp phụ ion Cu2+ xơ mướp biến tính nghiên cứu điều kiện: nồng độ CuSO4 20mg/l, tỉ lệ khối lượng vật liệu hấp phụ : dung dịch hấp phụ 1g/100ml dung dịch, thời gian hấp phụ 60 phút, khoảng pH dung dịch Cu2+ thay đổi 1, 2, 3, 4, 5, Sự phụ thuộc hiệu suất hấp phụ ion Cu2+ xơ mướp biến tính vào pH thể hình 3.12 90 89 88 87 86 85 84 83 Hình 3.12 Ảnh hưởng pH đến hiệu suất hấp phụ ion Cu2+ bằng xơ mướp biến tính Kết từ hình 3.12 cho thấy pH tăng lên hiệu suất hấp phụ VLHP tăng Đến pH=5 đạt cân hấp phụ với hiệu suất 89.7% Khi tiếp tục tăng pH hiệu suất hấp phụ lại giảm xuống Giải thích: Trong mơi trường axit mạnh (pH thấp) phần tử chất hấp phụ chất bị hấp phụ tích điện dương lực tương tác lực đẩy tĩnh điện, bên cạnh đó, nồng độ H+ cao xảy cạnh tranh với cation kim loại trình hấp phụ nên làm giảm hiệu suất hấp phụ Tuy nhiên pH tăng cao xảy kết tủa ion Cu2+ dạng hydroxyt nên hiệu suất hấp phụ giảm nhẹ Vì vậy, chúng tơi chọn pH tối ưu cho trình hấp phụ cho nghiệm 39 3.5.2 Ảnh hưởng thời gian hấp phụ đến hiệu suất hấp phụ Ảnh hưởng thời gian hấp phụ đến hiệu suất hấp phụ ion Cu2+ xơ mướp biến tính nghiên cứu điều kiện: nồng độ CuSO4 20mg/l, tỉ lệ khối lượng vật liệu hấp phụ : dung dịch hấp phụ 1g/100ml dung dịch, pH dung dịch 5, thời gian thay đổi từ 30 phút đến 180 phút Sự phụ thuộc hiệu suất hấp phụ ion Cu2+ xơ mướp biến tính vào thời gian hấp phụ thể hình 3.13 92 91 90 89 88 87 86 85 84 83 30 80 130 180 Hình 3.13 Ảnh hưởng thời gian hấp phụ đến hiệu suất hấp phụ ion Cu2+ bằng xơ mướp biến tính Từ kết hình 3.13 cho thấy, thời gian hấp phụ tăng từ 30 phút đến 90 phút hiệu suất hấp phụ tăng Cân hấp phụ đạt cực đại sau 90 phút với hiệu suất 91.2% Nếu tăng thời gian đến 180 phút hiệu suất khơng thay đổi Giải thích: Khi thời gian hấp phụ tăng lên ion Cu2+ vào mao quản VLHP nhiều Khi đạt cân hấp phụ, ion Cu2+ vào tối đa nên dù thời gian hấp phụ có tăng lên hiệu suất hấp phụ khơng thay đổi Vì vậy, thời gian hấp phụ 90 phút chọn làm thời gian tối ưu cho thí nghiệm 40 3.5.3 Ảnh hưởng khối lượng VLHP đến hiệu suất hấp phụ Ảnh hưởng tỉ lệ rắn : lỏng đến hiệu suất hấp phụ ion Cu2+ xơ mướp biến tính nghiên cứu điều kiện: nồng độ CuSO4 20mg/l, pH dung dịch 5, thời gian hấp phụ 90 phút, khoảng khối lượng xơ mướp thay đổi từ 0.5 – 3g/100ml dung dịch Sự phụ thuộc hiệu suất hấp phụ ion Cu2+ xơ mướp biến tính vào khối lượng VLHP thể hình 3.14 95 94.5 94 93.5 93 92.5 92 91.5 91 90.5 90 0.5 1.5 2.5 Hình 3.14 Ảnh hưởng khối lượng vật liệu hấp phụ đến hiệu suất hấp phụ ion Cu2+ bằng xơ mướp biến tính Kết thực nghiêm (hình 3.14) cho thấy, tăng khối lượng xơ mướp biến tính từ 0.5 – 3gam hiệu suất hấp phụ VLHP tăng Hiệu suất hấp phụ xấp xỉ 2,5 đến gam đạt gần cao khối lượng xơ mướp biến tính 2,5 gam/100ml dung dịch với hiệu suất 94.4% Giải thích: Hiệu suất hấp phụ tăng dần có nhiều phân tử VLHP thể tích nên bề mặt tiếp xúc VLHP với ion Cu2+ tăng lên, khả ion kim loại vào mao quản VLHP tăng lên Đến cân hấp phụ thiết lập, tổng diện tích bề mặt tiếp xúc chúng không đổi nên hiệu suất hấp phụ thay đổi khơng đáng kể Do đó, tỉ lệ rắn lỏng tối ưu trình hấp phụ 2.5g/100ml 41 Tóm lại, điều kiện tối ưu để hiệu suất hấp phụ VLHP nghiên cứu diễn tốt thể bảng 3.2 sau: Bảng 3.2 Điều kiện tối ưu để trình hấp phụ VLHP diễn tốt Yếu tố khảo sát Điều kiện tối ưu pH Thời gian hấp phụ (phút) 90 Khối lượng VLHP (gam) 2.5 3.5.4 Đường đẳng nhiệt hấp phụ ion theo Langmuir VLHP hấp phụ Cu2+ có nồng độ ban đầu C0 thay đổi từ – 25ppm Quá trình hấp phụ thực điều kiện hấp phụ tối ưu: pH dung dịch=5, thời gian hấp phụ 90 phút Dùng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử xác định nồng độ Cu2+ lúc cân Cf Xác định nồng độ Cu2+ hấp phụ VLHP Tiến hành vẽ đồ thị xác định phương trình đường thẳng biểu thị phụ thuộc Cf/q vào Cf Qua xác định dung lượng hấp phụ cực đại lực hấp phụ b (hằng số đặc trưng cho hệ hấp phụ) Kết thể hình 3.15 y = 1.9237x + 1.0363 R² = 0.9906 6.5 5.5 4.5 3.5 1.5 2.5 Hình 3.15 Dạng tuyến tính phương trình Langmuir 42 Từ phương trình đường thẳng y = 1.9237x + 1.0363, xác định giá trị dung lượng hấp phụ cực đại qmax VLHP ion Cu2+ lực hấp phụ b là: qmax = 0.5198 b = 1.856 Nhận xét: Từ kết thấy mơ hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir mơ tả tương đối xác hấp phụ ion Cu2+ lên VLHP nghiên cứu (thể qua hệ số tương quan R2 phương trình hồi qui) Đồng thời, cho phép khẳng định VLHP nghiên cứu có khả hấp phụ ion Cu2+ Từ phương trình thu được, xác định dung lượng hấp phụ cực đại qmax VLHP ion Cu2+ lực hấp phụ b 3.6 Giải hấp tái sử dụng VLHP 3.6.1 Giải hấp VLHP Tiến hành giải hấp VLHP loại dung dịch là: dung dịch HCl (0,1M) Mehlich Kết giải hấp dung dịch Cu2+ thể hình 3.16 90 89 88 87 86 85 84 83 82 81 80 79 HCl Mehlich Hình 3.16 Hiệu suất giải hấp HCl Mehlich Quá trình giải hấp VLHP hai dung dịch HCl (0.1M) dung dịch Mehlich cho thấy đạt hiệu suất hấp thụ tương đối cao, HCl 82.907%, Mehlich 89.249% Kết thực nghiệm cho thấy giải hấp VLHP Mehlich cao nên, chọn dung dịch Mehlich để giải hấp 43 3.6.2 Tái sử dụng VLHP VLHP sau giải hấp Mehlich tái hấp phụ đạt hiệu suất hấp phụ tương đối cao 88.7% Do đó, VLHP tái sử dụng để tiếp tục hấp phụ ion kim loại nặng nước 44 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Đề tài nghiên cứu hoàn thành với số kết sau: Độ ẩm xơ mướp ban đầu 8,81 ± 0,15% Chế tạo thành công VLHP có khả hấp phụ tốt ion Cu2+ mơi trường nước cách biến tính xơ mướp axit citric VLHP chế tạo cho hiệu suất hấp phụ ion Cu2+ cực đại 94.4% Đã khảo sát yếu tố ảnh hưởng tới trình biến tính xơ mướp nồng độ axit citric, tỉ lệ rắn : lỏng, thời gian nung Điều kiện để thu VLHP có khả hấp phụ tốt xác định là: - Nồng độ axit citric: 0.6M - Tỉ lệ rắn : lỏng 3g:40ml - Thời gian biến tính: Đã khảo sát yếu tố ảnh hưởng tới trình hấp phụ ion Cu2+ VLHP chế tạo như: pH, thời gian khuấy, khối lượng VLHP, tìm điều kiện tối ưu để hấp phụ ion Cu2+ lên VLHP sau: - pH = - Thời gian khuấy: 90 phút - Khối lượng VLHP: 2,5 gam Xác định được giá trị dung lượng hấp phụ cực đại qmax VLHP ion Cu2+ lực hấp phụ b theo phương trình Langmuir là: qmax = 0.5198 b = 1.856 Tiến hành giải hấp tái sử dụng VLHP - Quá trình giải hấp VLHP hai dung dịch HCl (0.1M) dung dịch Mehlich cho thấy đạt hiệu suất hấp thụ tương đối cao, HCl 83%, Mehlich 89% Nên dung dịch Mehlich sử dụng để giải hấp tái sử dụng VLHP - VLHP sau giải hấp tái sử dụng có hiệu suất hấp phụ tương đối cao 89% nên tiết kiệm chi phí chế tạo vật liệu 45 Kiến nghị Tiến hành nghiên cứu khả hấp phụ VLHP chế tạo từ xơ mướp với số ion kim loại nặng khác để từ đánh giá khả hấp phụ xơ mướp cách hoàn thiện tối ưu Hiệu suất hấp phụ ion Cu2+ lên VLHP nghiên cứu tốt nên đề nghị ứng dụng vật liệu xử lý môi trường 46 TÀI LIỆU THAM KHẢO I Tiếng Anh [1] Biotechnology Progress, Loofa (Luffa cylindrica) sponge: Review of development of the biomatrix as a tool for biotechnological applications, Volume 29, Issue 3, pages 573–600 (2013) [2] Cleber Antonio Lindino; Aryane Azevedo Marciniak; Affonso Celso Gonỗalves Jr.and Leonardo Strey, Adsorption of cadmium in vegetable sponge (Luffa cylindrica) (2014) [3] E.Clave., J Francois., L.Billo n., B De Jeso., M.F.Guimon, Crude and Modified Corncobs as omplexing Agents for water decontamination, Journal of Applied Polymer Science, vol.91, pp.820 – 826 (2004) [4] Oliveira, EA and Rollemberg, MC Removal of textile dyes by sorption on low-cost sorbents A case study: sorption of reactive dyes onto Luffa cylindrica Desalination and Water Treatment, papes 54-64 (2011) [5] Mazali, IO and Alves, OL Morphosynthesis, High Fidelity Inorganic Replica of the Fibrous Network of Luffa cylindrica Annals of the Brazilian Academy of Sciences, 77, 25-31 (2005) [6] Jaakko Paasivirta, Chemical E toxicalog , Lewis Publishers (1991) [7] W.E Marshall., L.H Wartelle.,D.E Boler, M.M Johns.,C.A Toles, Enhanced metal adsorption by soybean hulls modified with citric acid, Bioresource Technology 69, pp 263-268 (1999) II Tiếng Việt [8] Tiêu chuẩn Việt Nam, Bộ Tài nguyên Môi trường (2005) [9] Ngô Thị Quỳnh Anh, Nghiên cứu biến tính xơ dừa ứng dụng làm vật liệu hấp phụ số ion kim loại nặng nước, Luận văn thạc sĩ khoa học Đà Nẵng (2011) [10] Lê Huy Bá (chủ biên), Độc học môi trường, Nxb ĐH Quốc gia TP HCM (2000) [11] Lê Văn Cát, Hấp phụ trao đổi ion kĩ thuật xử lí nước nước thải, Nxb Thống kê, Hà Nội (2002) 47 [12] Nguyễn Mạnh Chinh, Phạm Anh Cường, Bác sĩ trồng, Nxb Nông nghiệp (2007) [13] Nguyễn Văn Dục, Nguyễn Dương Tuấn Anh, Ô nhiễm nước kim loại nặng khu vực cơng nghiệp Thượng Đình, Tạp chí Khoa học, Đại học Quốc gia Hà Nội (2008) [14] PGS-TS Lê Tự Hải, Giáo trình vật liệu hấp phụ xử lý môi trường, Đại học Sư Phạm Đà Nẵng (2011) [15] Nguyễn Đình Huề, Giáo trình hóa lí, Nxb Giáo dục, Hà Nội [16] Lê Thanh Hưng, Phạm Thành Quân, Lê Minh Tâm, Nguyễn Xuân Thơm, Nghiên cứu khả hấp phụ trao đổi ion xơ dừa vỏ trấu biến tính, Tạp chí Phát triển KHCN tập 11, số 08 (2008) [17] Phạm Luận, Cơ sở lý thuyết phương pháp phân tích phổ phát xạ phổ hấp thụ nguyên tử, Phần II, Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội (1998) [18] Hồng Nhâm, Hóa vơ (III), Nxb Giáo dục, Hà Nội (2001) [19] Trần Văn Nhân, Nguyễn Thạc Sửu, Nguyễn Văn Tuế, Hóa lí tập II, Nxb Giáo dục, Hải Phòng (1998) [20] Hồ Viết Q, Các phương pháp phân tích cơng cụ hóa học đại, Nhà xuất Đại học Sư phạm Hà Nội (2005) [21] Trịnh Thị Thanh, Độc học, môi trường sức khoẻ người, Nxb Đại học Quốc gia Hà Nội (2001) [22] Lê Hữu Thiềng, Hoàng Ngọc Hiền, Nghiên cứu khả hấp phụ ion Ni2+ môi trường nước vật liệu hấp phụ chế tạo từ bã mía ứng dụng vào xử lí mơi trường, Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Đại học Thái Nguyên, số (46), tập 2, trang 118 – 121 (2008) [23] Hồ Sĩ Tráng, Cơ sở hoá học gỗ xennlulozơ (I) , Nxb Khoa học kỹ thuật, Hà Nội (2005) III Website [24] http://www.khoahoc.com.vn [25] http://vi.wikipedia.org 48 ... Chế tạo vật liệu hấp phụ từ xơ mướp - Nghiên cứu khả hấp phụ vật liệu hấp phụ ion kim loại môi trường nước 2.2 Nội dung - Nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng đến trình chế tạo vật liệu hấp phụ từ xơ mướp. .. xơ mướp - Khảo sát khả hấp phụ yếu tố ảnh hưởng tới khả hấp phụ ion Cu2+ vật liệu chế tạo từ xơ mướp - Nghiên cứu khả hấp phụ ion Cu2+ xơ mướp chưa biến tính so sánh với vật liệu hấp phụ biến... hấp phụ tốt ion kim loại Cu2+ Do đó, chọn đề tài: ? ?Nghiên cứu chế tạo vật liệu hấp phụ từ xơ mướp khảo sát khả hấp phụ ion Cu2+ môi trường nước? ?? 16 CHƯƠNG 2: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU