Nghiên cứu chế tạo vật liệu hấp phụ từ cành cây keo lá tràm và khảo sát khả năng xử lý ni2+ trong môi trường nước

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KHOA HÓA - NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VẬT LIỆU HẤP PHỤ TỪ CÀNH CÂY KEO LÁ TRÀM VÀ KHẢO SÁT KHẢ NĂNG XỬ LÝ Ni2+ TRONG MƠI TRƢỜNG NƢỚC KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP CỬ NHÂN KHOA HỌC 1.1.1.1.1.1.1.1 SINH VIÊN : NGUYỄN THỊ THU HIỀN LỚP : 11CHP CBHD: Ts.Giang Thị Kim Liên ĐÀ NẴNG, 05/2015 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐHSP KHOA HOÁ CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc - NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Nguyễn Thị Thu Hiền Lớp: 11 CHP Tên đề tài: Nghiên cứu chế tạo vậ liệu hấp phụ từ cành keolá tràm khảo sát khả xử lý Ni2+ môi trường nước Nguyên liệu, dụng cụ thiết bị: - Nguyên liệu: Cành keo tràm - Dụng cụ thiết bị: Dụng cụ thủy tinh, rây, giấy lọc, máy khuấy từ, máy pH, máy đo phổ hấp phụ nguyên tử (AAS), tủ sấy, bơm chân không Nội dung nghiên cứu: - Chế tạo VLHP từ cành keo tràm - Khảo sát trình hấp phụ ion Ni2+ mơi trường nước - Khảo sát q trình giải hấp VLHP dung dịch Mehlich tái sử dụng VLHP - Sử dụng phương pháp quang phổ hấp phụ nguyên tử (AAS) để xác định nồng độ Ni2+ hấp phụ Giáo viên hướng dẫn: Ts Giang Thị Kim Liên 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 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 LỜI CẢM ƠN Với lòng biết ơn sâu sắc, em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới cô giáo Tiến sĩ Giang Thị Kim Liên tận tình hướng dẫn, bảo động viên em suốt thời gian học tập nghiên cứu hồn thành khóa luận Và em xin gửi lời cảm ơn đến thầy cô giáo giảng dạy – cơng tác phịng thí nghiệm Khoa Hóa Trường Đại Học Sư Phạm – Đại Học Đà Nẵng tạo điều kiện thuận lợi cho em suốt trình nghiên cứu Qua em xin gửi lời cảm ơn đến tập thể lớp 11CHP sát cánh, động viên em suốt thời gian học tập nghiên cứu Xin chân thành cảm ơn! Đà Nẵng, ngày tháng năm Sinh viên Nguyễn Thị Thu Hiền MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH DANH MỤC BẢNG MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Mục tiêu đề tài Đối tượng phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu lý thuyết Phương pháp thực nghiệm Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Bố cục khóa luận CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu Ni2+ 1.2 Phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) 1.2.1 Nguyên tắc 1.2.2.Điều kiện nguyên tử hóa mẫu 1.2.3.Phương pháp đường chuẩn 1.3 Quá trình hấp phụ 1.3.1 Hiện tượng hấp phụ 1.3.2 Hấp phụ môi trường nước 1.3.3 Động học hấp thụ 1.3.4 Cân hấp phụ - Các phương trình đẳng nhiệt hấp phụ 1.3.5 Phương trình Langmuir 11 1.3.6 Các yếu tố ảnh hưởng đến trình hấp phụ 12 1.3.7 Quá trình giải hấp phụ 14 1.4 Giới thiệu vật liệu hấp phụ - cành keo 15 1.4.1 Đặc điểm keo tràm 15 1.4.2 Thành phần cấu tạo keo tràm 17 1.4.3 Hướng sử dụng 18 CHƢƠNG 2: NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 20 2.1 Thiết bị, dụng cụ, hóa chất 20 2.1.1 Dụng cụ 20 2.1.2 Hóa chất 20 2.1.3 Thiết bị 20 2.2 Pha chế hóa chất 21 2.3 Nghiên cứu chế tạo VLHP từ cành keo 21 2.3.1 Khảo sát ảnh hưởng NaOH đến tải trọng hấp phụ 22 2.3.2 Khảo sát ảnh hưởng thời gian ngâm NaOH đến tải trọng hấp phụ23 2.3.3 Khảo sát ảnh hưởng axit citric đến tải trọng hấp phụ 23 2.3.4 Khảo sát ảnh hưởng thời gian ngâm axit citric đến tải trọng hấp phụ 23 2.4 Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến trình hấp phụ bể Ni2+ 23 2.4.1 Khảo sát thời gian đạt cân hấp phụ 24 2.4.2 Khảo sát ảnh hưởng pH đến trình hấp phụ 24 2.5 Khảo sát khả hấp phụ cành keo chưa biến tính 25 2.6 Xây dựng phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir 25 2.7 Giải hấp tái sử dụng VLHP 25 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ THẢO LUẬN 27 3.1 Xây dựng đường chuẩn phân tích Ni2+ 27 3.2 Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến trình chế tạo VLHP 28 3.2.1 Khảo sát ảnh hưởng nồng độ NaOH đến tải trọng hấp phụ 28 3.2.2 Ảnh hưởng thời gian ngâm NaOH đến tải trọng hấp phụ 30 3.2.3 Khảo sát ảnh hưởng nồng độ axit citric đến tải trọng hấp phụ 31 3.2.4 Ảnh hưởng thời gian ngâm axit citric đến tải trọng hấp phụ 33 3.3 Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến trình hấp phụ VLHP 35 3.3.1 Khảo sát thời gian đạt cân hấp phụ 35 3.3.2 Ảnh hưởng pH đến trình hấp phụ 37 3.4 Khả hấp phụ bột keo chưa biến tính 38 3.5 Xây dựng phương trình đẳng nhiệt hấp phụ 39 3.6 Giải hấp tái sử dụng VLHP 40 3.6.1 Giải hấp VLHP dung dịch Mehlich 40 3.6.2 Tái sử dụng VLHP 40 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 42 Kết luận 42 Kiến nghị 42 TÀI LIỆU THAM KHẢO 43 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Đồ thị để tìm số phương trình Langmuir 12 Hình 1.2 Keo tràm 15 Hình 1.3.Lá keo tràm 15 Hình 1.4 Hoa keo tràm 16 Hình 1.5 Quả keo tràm 16 Hình 1.6 Hình ảnh keo tràm 19 Hình 2.1 Sơ đồ chế tạo VLHP 22 Hình 3.1 Đường chuẩn phân tích Ni2+ 28 Hình 3.2 Ảnh hưởng nồng độ NaOH đến tải trọng hấp phụ 29 Hình 3.3 Ảnh hưởng thời gian ngâm NaOH đến trình chế tạo VLHP 31 Hình 3.4 Ảnh hưởng nồng độ axit citric đến trình chế tạo VLHP 32 Hình 3.5 Ảnh hưởng thời gian ngâm axit citric đến trình chế tạo VLHP 34 Hình 3.6 Ảnh nguyên liệu (a) vật liệu (b) 34 Hình 3.7 Ảnh SEM nguyên liệu (a) vật liệu hấp phụ (b) 35 Hình 3.8 Khảo sát thời gian đạt cân hấp phụ 36 Hình 3.9 Ảnh hưởng pH đến trình hấp phụ 38 Hình 3.10 Dạng tuyến tính phương trình Langmuir ion Ni2+ 39 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Một số đường đẳng nhiệt hấp phụ thông dụng 10 Bảng 2.1 Tên thiết bị sử dụng 20 Bảng 3.1 Mật độ quang nồng độ tương ứng dãy chuẩn 27 Bảng 3.2 Ảnh hưởng nồng độ NaOH đến tải trọng hấp phụ 29 Bảng 3.3 Ảnh hưởng thời gian ngâm NaOH đến trình chế tạo VLHP 30 Bảng 3.4 Ảnh hưởng nồng độ axit citric đến trình chế tạo VLHP 32 Bảng 3.5 Ảnh hưởng thời gian ngâm axit citric đến trình chế tạo VLHP 33 Bảng 3.6 Khảo sát thời gian đạt cân hấp phụ 36 Bảng 3.7 Ảnh hưởng pH đến trình hấp phụ 37 Bảng 3.8 Kết trình hấp phụ Ni2+ bột keo chưa biến tính 38 Bảng 3.9 Kết trình hấp phụ Ni2+ VLHP 39 Bảng 3.10.Giải hấp VLHP dung dịch Mehlich 40 Bảng 3.11 Tái sử dụng VLHP 41 Nghiên cứu chế tạo VLHP từ cành keo khảo sát khả xử lý Ni 2+ MT nước MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Ô nhiễm môi trường nước vấn đề toàn xã hội quan tâm Ở Việt Nam tồn thực trạng nước thải hầu hết sở sản xuất xử lý sơ chí thải trực tiếp mơi trường.Hậu môi trường nước kể nước mặt nước ngầm nhiều khu vực bị ô nhiễm nghiêm trọng Vì vậy, bên cạnh việc nâng cao ý thức người, siết chặt công tác quản lý mơi trường việc tìm phương pháp nhằm loại bỏ ion kim loại nặng khỏi môi trường nước có ý nghĩa to lớn Ưu điểm phương pháp hấp phụ loại bỏ ion kim loại nặng từ nguyên liệu rẻ, sẵn có, quy trình đơn giản khơng đưa thêm vào mơi trường tác nhân độc hại Hiện nay, có nhiều chất hấp phụ rẻ tiền, dễ kiếm (bã mía, vỏ lạc, lõi ngô, bèo tây,…) sử dụng để loại bỏ chất gây độc hại môi trường nước Cành keo (phụ phẩm ngành công nghiệp giấy) đánh giá tiềm để chế tạo vật liệu hấp phụ (VLHP) để xử lí nhiễm môi trường Xuất phát từ lý trên, khóa luận chúng tơi thực đề tài: “ Nghiên cứu chế tạo VLHP từ cành keo tràm khảo sát khả xử lý Ni2+ môi trường nước” Mục tiêu đề tài Nghiên cứu chế tạo VLHP từ cành keo tràm Khảo sát khả xử lý Ni2+ môi trường nước VLHP Đối tượng phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: cành keo tràm Nguyễn Thị Thu Hiền Nghiên cứu chế tạo VLHP từ cành keo khảo sát khả xử lý Ni 2+ MT nước Phạm vị nghiên cứu: Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến trình chế tạo VLHP từ cành keo tràm, khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến trình hấp thụ ion Ni2+ nước Phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu lý thuyết Đề tài bao gồm nhóm nghiên cứu lý thuyết sau: - Tính chất Ni2+ - Các phương pháp hấp phụ giải hấp tái sử dụng VLHP - Phương pháp phân tích phổ hấp phụ nguyên tử (AAS) - Phương pháp kính hiển vi điện tử quét (SEM) Phƣơng pháp thực nghiệm Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến trình chế tạo VLHP từ cành keo sử dụng phương pháp đo quang phổ hấp thụ nguyên tử xác định ảnh hưởng nồng độ NaOH, thời gian ngâm NaOH, nồng độ axit citric, thời gian ngâm axit citric đến tải trọng hấp phụ Ni2+ trình chế tạo VLHP Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến trình hấp phụ ion Ni2+ nước sử dụng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử xác định thời gian đạt cân hấp phụ ảnh hưởng pH đến trình hấp phụ VLHP Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Tận dụng nguồn nguyên liệu phế thải ngành công nghiệp giấy Về mặt khoa học cung cấp đề tài nghiên cứu cho sinh viên khóa sau tiếp tục nghiên cứu sau Ứng dụng làm VLHP để xử lý ion kim loại nặng mơi trường nước Bố cục khóa luận Khóa luận bao gồm: Nguyễn Thị Thu Hiền Nghiên cứu chế tạo VLHP từ cành keo khảo sát khả xử lý Ni 2+ MT nước Mở đầu Chương 1: Tổng quan Chương 2: Nội dung phương pháp nghiên cứu Chương 3: Kết thảo luận Kết luận kiến nghị Tài liệu tham khảo Nguyễn Thị Thu Hiền Nghiên cứu chế tạo VLHP từ cành keo khảo sát khả xử lý Ni 2+ MT nước Tải trọng hấp phụ (mg/g) Ảnh hƣởng nồng độ NaOH đến trình chế tạo VLHP 0.830 0.820 0.810 0.800 0.790 0.780 0.770 0.005 0.01 0.015 0.02 Nồng độ NaOH (M) 0.025 0.03 Hình 3.2 Ảnh hưởng nồng độ NaOH đến tải trọng hấp phụ Từ hình 3.2.cho thấy tăng nồng độ NaOH từ 0.005 đến 0.01M tải trọng hấp phụ tăng tuyến tính, tăng nồng độ NaOH lên 0.025 M tải trọng hấp phụ thay đổi khơng đáng kể Dựa vài hình 3.2 chọn giá trị NaOH 0.01M giá trị tốt cho trình chế tạo VLHP 3.2.2 Ảnh hưởng thời gian ngâm NaOH đến tải trọng hấp thụ Bột keo biến tính cách thay đổi thời gian ngâm NaOH từ 30÷150 phút Sau biến tính bột keo dùng để hấp thụ Ni2+có nồng độ ban đầu C1=20ppm Dùng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử xác định nồng độ Ni 2+ cân Cf Xác định nồng độ hấp phụ C Kết khảo sát ảnh hưởng thời gian ngâm NaOH đến tải trọng hấp phụ ghi lại bảng 3.3 Nguyễn Thị Thu Hiền 29 Nghiên cứu chế tạo VLHP từ cành keo khảo sát khả xử lý Ni 2+ MT nước Bảng 3.3 Ảnh hưởng thời gian ngâm NaOH đến trình chế tạo VLHP STT t1 W m (g) (phút) m0 (g) (%) C1 Cf C q H (ppm) (ppm) (ppm) (mg/g) (%) 30 1.052 5.1 0.998 20 3.589 16.411 0.822 82.06 60 1.053 5.1 0.999 20 3.521 16.479 0.825 82.40 90 1.051 5.1 0.997 20 3.482 16.518 0.828 82.59 120 1.055 5.1 1.001 20 3.419 16.581 0.828 82.91 150 1.056 5.1 1.002 20 3.407 16.593 0.828 82.97 Từ bảng 3.3 vẽ sơ đồ biểu diễn ảnh hưởng thời gian ngâm NaOH đến tải trọng hấp phụ thể hình 3.3 Ảnh hƣởng thời gian ngâm NaOH đến trình chế tạo VLHP Tải trọng hấp phụ (mg/g) 0.829 0.828 0.827 0.826 0.825 0.824 0.823 0.822 0.821 20 40 60 80 100 120 140 160 Thời gian ( phút) Hình 3.3 Ảnh hưởng thời gian ngâm NaOH đến trình chế tạo VLHP Từ hình 3.3 cho thấy tăng thời gian ngâm NaOH từ 30 phút đến 90 phút tải trọng hấp phụ tăng, tăng thời gian ngâm lên 150 phút tải trọng hấp phụ thay đổi không đáng kể Nguyễn Thị Thu Hiền 30 Nghiên cứu chế tạo VLHP từ cành keo khảo sát khả xử lý Ni 2+ MT nước Dựa vài hình 3.3 chọn giá trị thời gian ngâm NaOH 100 phút giá trị tốt cho trình chế tạo VLHP 3.2.3 Ảnh hưởng nồng độ axit citric đến tải trọng hấp phụ Bột keo biến tính cách thay đổi nồng độ axit citric từ 0.05÷0.25M Sau biến tính bột keo dùng để hấp thụ Ni2+ có nồng độ ban đầu C1=20ppm Dùng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử xác định nồng độ Ni 2+ cân Cf Xác định nồng độ Ni2+ hấp phụ C Kết khảo sát ảnh hưởng nồng độ axit citric đến tải trọng hấp phụ ghi lại bảng 3.4 Bảng 3.4 Ảnh hưởng nồng độ axit citric đến trình chế tạo VLHP CM STT Axit m (g) citric q W m0 C1 Cf C H (%) (g) (ppm) (ppm) (ppm) (mg/g) (%) 0.05 1.057 5.3 1.001 20 3.155 16.845 0.841 84.23 0.10 1.058 5.3 1.002 20 3.121 16.879 0.842 84.40 0.15 1.055 5.3 0.999 20 3.149 16.851 0.843 84.26 0.20 1.054 5.3 0.998 20 3.164 16.836 0.843 84.18 0.25 1.057 5.3 1.001 20 3.115 16.885 0.843 84.43 Từ bảng 3.4.vẽ sơ đồ biểu diễn ảnh hưởng thời gian ngâm axit citric đến tải trọng hấp phụ thể hình 3.3 Nguyễn Thị Thu Hiền 31 Nghiên cứu chế tạo VLHP từ cành keo khảo sát khả xử lý Ni 2+ MT nước Ảnh hƣởng nồng độ axit citric đến trình chế tạo VLHP Tải trọng hấp phụ (mg/g) 0.844 0.844 0.843 0.843 0.842 0.842 0.841 0.05 0.1 0.15 0.2 Nồng độ (ppm) 0.25 0.3 Hình 3.4 Ảnh hưởng nồng độ axit citric đến trình chế tạo VLHP Từ hình 3.4.cho thấy tăng nồng độ axit citic từ 0.05 đến 0.15M tải trọng hấp phụ tăng tuyến tính, tăng nồng độ NaOH lên 0.25 M tải trọng hấp phụ thay đổi không đáng kể Dựa vào hình 3.4 chọn giá trị axit citric 0.15M giá trị tốt cho trình chế tạo VLHP 3.2.4 Ảnh hưởng thời gian ngâm axit citric đến tải trọng hấp phụ Bột keo biến tính cách thay đổi thời gian ngâm axit citric từ 30 ÷ 150 phút Sau biến tính bột keo dùng để hấp thụ Ni2+ có nồng độ ban đầu C1 = 20ppm Dùng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử xác định nồng độ Ni2+cân Cf Xác định nồng độ Ni2+ hấp phụ C Kết khảo sát ảnh hưởng thời gian ngâm axit citric đến tải trọng hấp phụ ghi lại bảng 3.5 Nguyễn Thị Thu Hiền 32 Nghiên cứu chế tạo VLHP từ cành keo khảo sát khả xử lý Ni 2+ MT nước Bảng 3.5 Ảnh hưởng thời gian ngâm axit citric đến trình chế tạo VLHP STT t1 W m (g) (phút) m0 (g) (%) C1 Cf C q H (ppm) (ppm) (ppm) (mg/g) (%) 30 1.054 5.3 0.998 20 2.987 17.013 0.852 85.07 60 1.056 5.3 1.000 20 2.895 17.105 0.855 85.53 90 1.058 5.3 1.002 20 2.785 17.215 0.859 86.08 120 1.055 5.3 0.999 20 2.834 17.166 0.859 85.83 150 1.056 5.3 1.000 20 2.817 17.183 0.859 85.92 Từ bảng 3.5.vẽ sơ đồ biểu diễn ảnh hưởng thời gian ngâm axit citric đến tải trọng hấp phụ thể hình 3.5 Tải trọng hấp phụ (mg/g) Ảnh hƣởng thời gian ngâm axit citric đến trình chế tạo VLHP 0.86 0.859 0.858 0.857 0.856 0.855 0.854 0.853 0.852 0.851 20 40 60 80 100 120 140 160 Thời gian ( phút) Hình 3.5 Ảnh hưởng thời gian ngâm axit citric đến trình chế tạo VLHP Từ hình 3.5 cho thấy tăng thời gian ngâm axit citric từ 30 phút đến 100 phút tải trọng hấp phụ tăng, tăng thời gian ngâm axit citric lên 150 phút tải trọng hấp phụ không thay đổi đáng kể Nguyễn Thị Thu Hiền 33 Nghiên cứu chế tạo VLHP từ cành keo khảo sát khả xử lý Ni 2+ MT nước Dựa vào hình 3.4 chọn giá trị thời gian ngâm axit citric 100 phút giá trị tốt cho trình chế tạo VLHP  Ảnh nguyên liệu VLHP (a) (b) Hình 3.6 Ảnh nguyên liệu (a) vật liệu (b) Nhận xét: VLHP tạo thành có màu sắc sáng so với nguyên liệu ban đầu trình chế tạo VLHP NaOH có vai trị loại bỏ màu  Ảnh SEM nguyên liệu VLHP Nguyễn Thị Thu Hiền 34 Nghiên cứu chế tạo VLHP từ cành keo khảo sát khả xử lý Ni 2+ MT nước (a) (b) Hình 3.7 Ảnh SEM nguyên liệu (a) vật liệu hấp phụ (b) Nhận xét: Dựa vào hình 3.6 ta thấy VLHP có bề mặt cấu trúc xốp bột keo chưa biến tính 3.3 Khảo sát yếu tố ảnh hƣởng đến trình hấp phụ VLHP 3.3.1 Khảo sát thời gian đạt cân hấp phụ VLHP tiến hành hấp phụ Ni2+ có nồng độ ban đầu C1 = 20ppm với thời gian thay đổi từ 10 ÷ 50 phút Dùng phương pháp quang phổ hấp phụ nguyên tử xác định nồng độ Ni2+ hấp phụ C Kết khảo sát thời gian đạt cân hấp phụ mô tả bảng 3.6 Nguyễn Thị Thu Hiền 35 Nghiên cứu chế tạo VLHP từ cành keo khảo sát khả xử lý Ni 2+ MT nước Bảng 3.6 Khảo sát thời gian đạt cân hấp phụ STT t1 m (g) W (%) m0 (g) (phút) C1 Cf C q (ppm) (ppm) (ppm) (mg/g) H (%) 10 1.052 5.2 0.997 20 2.865 17.135 0.859 85.68 20 1.055 5.2 1.000 20 2.803 17.197 0.860 85.99 30 1.054 5.2 0.999 20 2.805 17.195 0.860 85.98 40 1.056 5.2 1.001 20 2.772 17.228 0.860 86.14 50 1.053 5.2 0.998 20 2.821 17.179 0.860 85.90 Từ bảng 3.6 vẽ đồ thị biểu diễn ảnh hưởng thời gian đến trình hấp phụ thể hình 3.8 Khảo sát thời gian đạt cân hấp phụ Tải trọng hấp phụ (mg/g) 0.861 0.860 0.860 0.860 0.860 0.860 0.859 0.859 0.859 10 20 30 40 Thời gian (phút) 50 60 Hình 3.8 Khảo sát thời gian đạt cân hấp phụ Từ hình 3.8 cho thấy tăng thời gian hấp phụ từ 10 đến 30 phút tải trọng hấp phụ tăng cách tuyến tính, tăng thời gian đạt hấp phụ đến 50 phút tải trọng hấp phụ không thay đổi đáng kể Nguyễn Thị Thu Hiền 36 Nghiên cứu chế tạo VLHP từ cành keo khảo sát khả xử lý Ni 2+ MT nước Dựa vào hình 3.8 chọn gía trị thời gian 30 phút thời gian đạt cân hấp phụ VLHP 3.3.2 Ảnh hưởng pH đến trình hấp phụ VLHP tiến hành hấp phụ Ni2+ có nồng độ ban đầu C1 = 20ppm với pH thay đổi từ 2÷10 Dùng phương pháp quang phổ hấp phụ nguyên tử xác định nồng độ Ni 2+ hấp phụ C Kết khảo sát thời gian đạt cân hấp phụ mô tả bảng 3.7 Bảng 3.7 Ảnh hưởng pH đến trình hấp phụ C1 Cf C q H (ppm) (ppm) (ppm) (mg/g) (%) 1.000 20 2.771 17.229 0.861 86.15 5.1 0.998 20 2.698 17.302 0.867 86.20 1.053 5.1 0.999 20 2.547 17.453 0.873 86.55 1.055 5.1 1.001 20 2.530 17.470 0.872 86.71 10 1.054 5.1 1.000 20 2.552 17.448 0.872 86.63 W STT pH m (g) 1.054 5.1 1.052 (%) m0 (g) Từ bảng 3.7 vẽ đồ thị biểu diễn ảnh hưởng pH đến trình hấp phụ thể hình 3.9 Nguyễn Thị Thu Hiền 37 Nghiên cứu chế tạo VLHP từ cành keo khảo sát khả xử lý Ni 2+ MT nước Tải trọng hấp phụ (mg/g) Ảnh hƣởng pH đến trình hấp phụ 0.874 0.872 0.870 0.868 0.866 0.864 0.862 0.860 pH 10 12 Hình 3.9 Ảnh hưởng pH đến trình hấp phụ Từ hình 3.9 cho thấy tăng giá trị pH từ đến tải trọng hấp phụ tăng cách tuyến tính, tăng giá trị pH đến 10 tải trọng hấp phụ khơng thay đổi đáng kể Dựa vào hình 3.9 chọn gía trị pH giá trị tốt cho trình hấp phụ 3.4 Khả hấp phụ bột keo chƣa biến tính Bột keo chưa biến hấp phụ Ni2+ có nồng độ đầu C1 = 20ppm Dùng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử xác định nồng độ Ni 2+ cân Cf Xác định nồng độ Ni2+ hấp phụ C Kết khảo sát ảnh hưởng thời gian ngâm axit citric đến tải trọng hấp phụ ghi lại bảng 3.8 Bảng 3.8 Kết trình hấp phụ Ni2+ bột keo chưa biến tính W C1 Cf C q (ppm) (ppm) (ppm) (mg/g) 0.996 20 17.671 2.329 0.117 11.65 5.2 1.000 20 17.712 2.288 0.114 11.44 5.2 0.999 20 17.741 2.259 0.113 11.30 STT m (g) 1.051 5.2 1.055 1.054 (%) Nguyễn Thị Thu Hiền m0 (g) H (%) 38 Nghiên cứu chế tạo VLHP từ cành keo khảo sát khả xử lý Ni 2+ MT nước 3.5 Xây dựng phƣơng trình đẳng nhiệt hấp phụ VLHP tiến hành hấp phụ Ni2+ có nồng độ ban đầu C1 = 20ppm với nồng độ thay đổi từ ÷ 25ppm Dùng phương pháp quang phổ hấp phụ nguyên tử xác định nồng độ Ni2+ hấp phụ C Xác định nồng độ Ni2+ hấp phụ VLHP chế tạo từ bột keo Kết trình hấp phụ Ni 2+ điều kiện hấp phụ tốt khảo sát mô tả bảng 3.9 Bảng 3.9 Kết trình hấp phụ Ni2+ VLHP STT m (g) W (%) m0 (g) C1 (ppm) Cf (ppm) C (ppm) q (mg/g) H (%) 1.054 5.2 0.999 1.258 3.742 0.187 74.84 1.055 5.2 1.000 10 1.682 8.318 0.416 83.18 1.055 5.2 1.000 15 2.054 12.946 0.647 86.31 1.056 5.2 1.001 20 2.547 17.453 0.872 87.27 1.054 5.2 0.999 25 2.958 22.042 1.103 88.17 Từ bảng số liệu 3.9.xây dựng phương tình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir mơ tả hình 3.8 tải trọng hấp phụ (mg/g) 1.200 y = 0.5354x+ 0.4793 R² = 0.9982 1.000 0.800 0.600 0.400 0.200 0.000 0.000 0.500 1.000 1.500 2.000 2.500 3.000 3.500 Nồng độ ion lại (ppm) Hình 3.10 Dạng tuyến tính phương trình Langmuir ion Ni2+ Nguyễn Thị Thu Hiền 39 Nghiên cứu chế tạo VLHP từ cành keo khảo sát khả xử lý Ni 2+ MT nước Kết hình 3.9 cho thấy đại lượng hấp phụ Cf/q Ni2+ lên VLHP hấp phụ bể tăng dần theo chiều tăng nồng độ ion kim loại Dựa vào phương trình đẳng nhiệt: y = 0.5354x + 0.4793 ta tính tải trọng hấp phụ cực đại Ni2+ VLHP chế tạo từ bột keo hấp phụ bể qmax = 1.876 (mg/g) lực hấp phụ b = 1.112 3.6 Giải hấp tái sử dụng VLHP 3.6.1 Giải hấp VLHP dung dịch Mehlich Bảng 3.10 Kết giải hấp VLHP dung dịch Mehlich STT m (g) W m0 (%) (g) C1 Cf (ppm) (ppm) C q m1 (ppm) (mg/g) (g) Ccb2 Hgh (%) 1.054 5.1 1.000 20 2.659 17.341 0.867 0.985 14.451 83.33 1.052 5.1 0.998 20 2.662 17.338 0.869 0.980 14.463 83.42 1.053 5.1 0.999 20 2.666 17.334 0.868 0.987 14.455 83.39 1.055 5.1 1.001 20 2.657 17.343 0.866 0.975 14.447 83.30 1.054 5.1 1.000 20 2.663 17.337 0.867 0.982 14.440 83.29 Quá trình giải hấp VLHP sử dụng dung dịch Mehlich đạt hiệu suất trung bình 83.35% 3.6.2 Tái sử dụng VLHP VLHP sau giải hấp lọc sấy khô nhiệt độ 100 0C 120 phút Tiến hành hấp phụ Ni2+ tương tự q trình Kết phân tích mơ tả bảng 3.11 Nguyễn Thị Thu Hiền 40 Nghiên cứu chế tạo VLHP từ cành keo khảo sát khả xử lý Ni 2+ MT nước Bảng 3.11 Quá trình tái sử dụng VLHP STT m (g) W (%) m0 (g) C1 Cf C q H (ppm) (ppm) (ppm) (mg/g) (%) 0.978 5.1 0.928 20 4.214 15.786 0.850 78.93 0.967 5.1 0.918 20 4.209 15.791 0.860 78.96 0.975 5.1 0.925 20 4.221 15.779 0.853 78.90 0.965 5.1 0.916 20 4.211 15.789 0.862 78.95 0.972 5.1 0.922 20 4.217 15.783 0.856 78,.92 VLHP sau tái hấp phụ lần đạt tải trọng hấp phụ cao nên tái sử dụng để tiếp tục hấp phụ ion kim loại nặng nước Nguyễn Thị Thu Hiền 41 Nghiên cứu chế tạo VLHP từ cành keo khảo sát khả xử lý Ni 2+ MT nước KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Cơng trình nghiên cứu chế tạo VLHP từ cành keo tràm thăm dị xử lý mơi trường thu số kết sau:  Xây dựng quy trình chế tạo VLHP từ cành keo tràm  Các yếu tố ảnh hưởng đến trình hấp phụ Ni2+ môi trường nước VLHP - Giá trị pH để tải trọng hấp phụ cao nhất: - Thời gian đạt cân hấp phụ: 30 phút  Dựa vào phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir xác định tải trọng hấp phụ cực đại qmax = 1.867 (mg/g) lực hấp phụ b = 1.112  Dung dịch Mehlich có hiệu suất giải hấp 83.35% Hiệu suất cao nên sử dụng để giải hấp tái sử dụng VLHP  VLHP sau giải hấp tái sử dụng có tải trọng hấp phụ cao nên tiết kiệm chi phí chế tạo vật liệu Kiến nghị Đưa VLHP chế tạo từ cành keo tràm vào xử lý môi trường Nghiên cứu khả hấp phụ VLHP chế tạo từ cành keo tràm với số ion kim loại nặng khác Nghiên cứu sử dụng số phế phẩm vật liệu tự nhiên vào hấp phụ xử lý môi trường Nguyễn Thị Thu Hiền 42 Nghiên cứu chế tạo VLHP từ cành keo khảo sát khả xử lý Ni 2+ MT nước TÀI LIỆU THAM KHẢO I Tiếng Anh [1] Yong – Jae Lee (2005), “Oxidation of sugarcane bagasse using a combination of hypochlorite and peroxide”, B.Sc., Chonmam National University II Tiếng Việt [2] Lê Huy Bá (chủ biên) (2000), Độc học môi trường, NXB ĐH Quốc gia TP HCM [3] Bùi Duy Cam, Vũ Quang Lợi, Đỗ Quang Trung, Nguyễn Ngọc Khánh (2010), “Nghiên cứu khả tách kim loại nặng dung dịch nước vật liệu Aluminosilicat xốp”, Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên Công nghệ, số 26, 178-182 [4] Lê Văn Cát (2002), Hấp phụ trao đổi ion kĩ thuật xử lý nước nước thải, NXB Thống kê, Hà Nội [5] PGS –TS Lê Tự Hải (2011), Bài giảng vật liệu hấp phụ xử lý mơi trường, Đà Nẵng [6] Nguyễn Đình Huề (1982), Giáo trình hóa lý, NXB Giáo dục, Hà Nội [7] Phạm Luân (1998), 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 [8] Phạm Luân (2006), Phương pháp phân tích phổ nguyên tử, in lần có chỉnh sửa bổ sung, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội [9] Hồng Nhâm (2001), Hóa vơ (III), NXB Giáo dục, Hà Nội [10] Trần Văn Nhân, Nguyễn Thạc Sửu, Nguyễn Văn Tuế (1998), Hóa lý tập II, NXB Giáo dục, Hải Phòng [11] Hồ Việt Q (2005), Các phương pháp phân tích cơng cụ hóa học đại, NXB Đại học Sư Phạm Hà Nội [12] Hồ Sĩ Tráng (2005), Cơ sở hóa học gỗ xenluloza (I), NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội [13] Bùi Xuân Vững, Giáo trình xử lý số liệu (2009) Trường Đại học Sư Phạm Đà Nẵng [14] Tiêu chuẩn Việt Nam: TCVN 5945-2005, TCVN 5502-2003, TCVN 4573-88, TCVN 4574-88, TCVN 4577–88, TCVN 4578-88 III Website [15] http://doc.edu.vn/tai-lieu/de-tai-nghien-cuu-su-bien-doi-tinh-chat-vat-ly-va-hoahoc-cua-nguyen-lieu-go-keo-trong-qua-trinh-xu-ly-kiem-nong-52040/ Nguyễn Thị Thu Hiền 43 ... tài Nghiên cứu chế tạo VLHP từ cành keo tràm Khảo sát khả xử lý Ni2+ môi trường nước VLHP Đối tượng phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: cành keo tràm Nguyễn Thị Thu Hiền Nghiên cứu chế tạo. .. kiệm chi phí chế tạo vật liệu Kiến nghị Đưa VLHP chế tạo từ cành keo tràm vào xử lý môi trường Nghiên cứu khả hấp phụ VLHP chế tạo từ cành keo tràm với số ion kim loại nặng khác Nghiên cứu sử dụng... VLHP từ cành keo khảo sát khả xử lý Ni 2+ MT nước Phạm vị nghiên cứu: Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến trình chế tạo VLHP từ cành keo tràm, khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến trình hấp thụ ion Ni2+ nước