Nghiên cứu biến tính mùn cưa làm vật liệu hấp phụ chất màu hữu cơ trong nước

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KHOA HÓA - - PHAN THỊ KIM OANH Nghiên cứu biến tính mùn cưa làm vật liệu hấp phụ chất màu hữu nước KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CỬ NHÂN KHOA HỌC MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Ơ nhiễm mơi trường nước vấn đề toàn xã hội quan tâm Ở Việt Nam tồn thực trạng nước thải hầu hết sở sản xuất xử lí sơ chí thải trực tiếp môi trường Hậu môi trường nước kể nước mặt nước ngầm nhiều khu vực bị nhiễm nghiêm trọng Vì vậy, bên cạnh việc nâng cao ý thức người, siết chặt cơng tác quản lí mơi trường việc tìm phương pháp nhằm loại bỏ ion kim loại nặng, hợp chất hữu độc hại khỏi mơi trường nước có ý nghĩa to lớn Chất màu hữu sử dụng rộng rãi ngành công nghiệp như: dệt may, cao su, giấy, mỹ phẩm…Do tính tan cao, chất màu tác nhân gây ô nhiễm nguồn nước hậu tổn hại đến người sinh vật sống Hơn nữa, chất màu nước thải khó loại bỏ chúng ổn định với ánh sáng, nhiệt tác nhân gây oxy hoá Trong số nhiều phương pháp nghiên cứu để tách loại phẩm màu môi trường nước, phương pháp hấp phụ lựa chọn mang lại hiệu cao Ưu điểm phương pháp từ nguyên liệu rẻ tiền, sẵn có, qui trình đơn giản không đưa thêm vào môi trường tác nhân độc hại Hiện nay, có nhiều chất hấp phụ rẻ tiền, dễ kiếm (như: bã mía, vỏ lạc, lõi ngơ, vỏ dừa, rơm, bèo tây, chuối sợi…) sử dụng để loại bỏ chất gây độc hại môi trường nước Mùn cưa đánh giá tiềm để chế tạo vật liệu hấp phụ (VLHP) Xuất phát từ lí trên, chúng tơi thực đề tài: “Nghiên cứu biến tính mùn cưa làm vật liệu hấp phụ chất màu hữu nước” Mục đích nghiên cứu đề tài - Biến tính mùn cưa tạo vật liệu hấp phụ chất màu hữu nước - Ứng dụng làm vật liệu hấp phụ Đối tượng phạm vi nghiên cứu đề tài 3.1 Đối tượng nghiên cứu: Mùn cưa 3.2 Phạm vi nghiên cứu Sử dụng phương pháp hóa học để biến tính mùn cưa Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến q trình biến tính q trình hấp phụ mùn cưa biến tính, từ so sánh khả hấp phụ với mùn cưa chưa biến tính Phương pháp nghiên cứu 4.1 Nghiên cứu lí thuyết Tổng quan tài liệu về: - Tìm hiểu thực tế mùn cưa từ gỗ bạch đàn - Các phương pháp xác định nồng độ - Quá trình hấp phụ chất màu hữu nước 4.2 Nghiên cứu thực nghiệm - Phương pháp vật lý + Thu gom xử lý mẫu mùn cưa + Xác định độ ẩm toàn phần - Phương pháp hóa học: Phương pháp UV-VIS xác định nồng độ chất màu hữu nước Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Phương pháp biến tính mùn cưa tạo loại mùn cưa có khả hấp phụ cao chất màu hữu nước, tạo hướng phát triển việc xử lý chất màu hữu mùn cưa Kết cấu đề tài Ngoài phần mở đầu, kết luận kiến nghị, nội dung đề tài gồm chương sau: Chương - Tổng quan Chương - Nguyên liệu phương pháp nghiên cứu Chương - Kết bàn luận CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu mùn cưa lấy từ gỗ bạch đàn số hướng nghiên cứu làm vật liệu hấp phụ 1.1.1 Nguồn gốc cấu tạo [11] Bảng 1.1 Phân loại khoa học bạch đàn Tên khoa học: Eucalyptus spp Hình 1.1 Cây bạch đàn Bạch đàn chi thực vật có Giới (regnum) Plantae Bộ (ordo) Myrtales Họ (familia) Myrtaceae Phân họ (subfamilia) Myrtoideae Tông (tribus) Eucalypteae Chi (genus) Eucalyptus Giới (regnum) Plantae hoa Eucalyptus họ Myrtus, Myrtaceae Các thành viên chi có xuất xứ từ Australia Có 700 lồi bạch đàn, hầu hết có địa Australia, số nhỏ tìm thấy New Guinea Indonesia vùng viễn bắc Philippines Đài Loan Các loài bạch đàn trồng vùng nhiệt đới cận nhiệt đới gồm châu Mỹ, châu Âu, châu Phi, vùng Địa Trung Hải, Trung Đông, Trung Quốc, bán đảo Ấn Độ Cây Bạch đàn thuộc lồi đại mộc Lá thường thon dài cong cong có màu xanh mốc trắng xanh đậm chứa chất dầu Eucalyptone thơm mùi dầu tràm mà trước bác sĩ Bùi Kiến Tín gọi dầu Khuynh diệp Hoa có ngắn, trái hình bơng khoản 1cm bên chứa nhiều hạt nhỏ màu nâu sậm Tiền khởi Mền Nam, Bạch đàn du nhập gọi Khuynh điệp có cong cong hình lưỡi liềm Sau ngành lâm nghiệp chế độ cũ đặt tên Bạc hà có mùi dầu Bạc hà, xin đừng nhầm lẫn với rau Bạc hà (Mentha ) họ với rau Húng Sau ngày 30-4-1975, Khuynh diệp hay gọi Bạc hà Bộ Lâm Nghiệp đặt tên Bạch đàn, có tên khoa học Eucalyptus spp, thuộc họ thực vật Sim (Myrtaceae) Không phải có Bạch đàn mà tại nước Úc nơi xuất xứ, chi eucalyptus (tức chi Bạch đàn) có 70 lồi (species) mọc từ vùng đồng có độ cao ngang mực nước biển vùng bình nguyên cao nguyên, từ thung lũng đến đèo núi cao Ở Việt Nam du nhập khoảng 10 loại bạch đàn như: - Bạch đàn đỏ: Eucalyptus camaldulensis thích hợp vùng đồng - Bạch đàn trắng: Eu.alba, thích hợp vùng gần biển - Bạch đàn nhỏ: Eu Tereticornis, thích hợp vùng đồi Thừa Thiên - Huế - Bạch đàn liễu: Eu Exserta, thích hợp vùng cao miền Bắc VN - Bạch đàn chanh: Eu Citriodora, thích hợp vùng thấp, có chứa tinh dầu mùi sả - Bạch đàn bầu: Eu globules, thích hợp vùng cao nguyên - Bạch đàn to: Eu grandis, thích hợp vùng đất phù sa - Bạch đàn ướt: Eu saligna, thích hợp vùng cao nguyên Ðà Lạt - Bạch đàn Mai đen: Eu Maidenii, thích hợp vùng cao Lâm Đồng Lồi bạch đàn nói chung mau lớn, tán hẹp thưa, trồng vòng 5, năm có chiều cao 7m đường kính thân khoảng 9-10 cm Trước năm 1975, người ta nhầm lẫn trồng rừng Bạch đàn tập trung loại Miền Trung Việt Nam nhằm mục đích phủ xanh phủ nhanh đất trống đồi trọc kinh nghiệm cho thấy, Bạch đàn loài dễ trồng, kén đất, tăng trưởng nhanh hấp thụ nhiều nước dưỡng chất đất nên trồng tập trung thành rừng loại đất trống đồi trọc vơ tình làm khơ cằn nghèo nàn đất đai sau vài chu kì Do đó, cần phủ xanh đất trống đồi trọc nên trồng hỗn giao với loài bạch đàn cách loài họ Ðậu Keo tràm, Keo tai tượng Keo giậu để bù đắp chất đạm cho đất Ở Việt Nam, gỗ bạch đàn thường đốn chặt khoảng 5-7 năm để làm chống xây dựng làm bột giấy hay ván dăm bào gọi ván Okal (panneau de copaux) nên cho bạch đàn lọai gỗ mềm chất lượng làm đồ mộc gia dụng, nước Úc, rừng bạch đàn có tuổi 70-80 năm, cao đến 50-60 mét, đường kính trung bình đến mét gỗ sử dụng đa từ làm bột giấy, ván ép, ván dăm bào, trụ cột dồ mộc gia dụng, xây cất nhà cửa cơng trình xây dựng nặng 1.1.2 Một số hướng nghiên cứu sử dụng phụ phẩm nông nghiệp làm vật liệu hấp phụ Xơ dừa: Theo nghiên cứu nhóm tác giả trường đại học Bách Khoa viện Hóa học thành phố Hồ Chí Minh: Xơ dừa sau hoạt hóa axit citric có khả hấp phụ/trao đổi ion cao ngang với nhựa trao đổi ion zeolite A Hiệu suất xử lý Ni2+ đạt 90,22% 83,24% tương ứng với nồng độ Ni2+ 100 ppm 50 ppm, ngang với zeolite A Hiệu suất xử lý Cd2+ hai nồng độ 81,21% 70,36%, ngang với nhựa trao đổi ion Dung lượng xử lý lần tương đương nhựa trao đổi ion zeolite A [3] Vỏ lạc: - Được sử dụng để chế tạo than hoạt tính với khả tách loại ion Cd (II) cao Chỉ cần hàm lượng than hoạt tính 0,7g/l hấp phụ dung dịch chứa Cd (II) 20mg/l Nếu so sánh với loại than hoạt tính dạng viên có thị trường khả hấp phụ cao gấp 31 lần [9] - Một nghiên cứu nhà khoa học khoa công nghệ môi trường, trường đại học Mersin, Thổ Nhĩ Kì cho thấy, vỏ củ lạc, phế phẩm lớn nhất, rẻ mạt ngành cơng nghiệp thực phẩm, sử dụng để cải tạo ruộng, lọc nguồn nước bị nhiễm kim loại độc nhà máy thải ra, đặc biệt vùng đất, nguồn nước bị nhiễm ion kim loại vỏ củ lạc loại bỏ 95% ion đồng khỏi nước thải công nghiệp Có thể đạt hiệu cao nước có tính axit yếu nhiệt độ tác động đến hiệu suất tách loại ion kim loại [10] Vỏ đậu tương: có khả hấp phụ tốt nhiều ion kim loại nặng như: Cu (II), Zn (II) hợp chất hữu Trong so sánh với số vật liệu tự nhiên khác, vỏ đậu tương thể khả hấp phụ cao hơn, đặc biệt kim loại nặng Vỏ đậu tương sau xử lý NaOH axit citric dung lượng hấp phụ cực đại Cu đạt đến 1,7 mmol/l (ứng với 108mg/g) [8] Bã mía: đánh phương tiện lọc chất bẩn từ dung dịch nước ví than hoạt tính việc loại bỏ ion kim loại nặng như: Cr (III), Ni (II), Cu (II)….Bên cạnh khả tách loại ion kim loại nặng, bã mía còn thể khả hấp phụ tốt dầu [7] Lõi ngơ: nhóm nghiên cứu trường đại học North Carolina (Hoa Kì) tiến hành nghiên cứu đề xuất qui trình xử lý lõi ngơ dung dịch NaOH H3PO4 để chế tạo vật liệu hấp phụ ion kim loại nặng Hiệu xử lý vật liệu hấp phụ tương đối cao Dung lượng hấp phụ cực đại hai kim loại nặng Cu Cd 0,39 mmol/g 0,62 mmol/g vật liệu [5] 1.2 Chất màu hữu [6] 1.2.1 Khái quát chất màu hữu Thực phẩm thường có màu sắc đặc trưng trình chế biến bảo quản bị biến đổi màu, khơng đạt màu mong muốn màu VD: Đun nóng làm thay đổi màu tự nhiên sản phẩm, phản ứng oxydaza, Maillard nước cam đun nóng chuyển thành màu hồng, bột cà chua chuyển thành màu nâu Một số sản phẩm thực phẩm sản xuất từ nhiều nguyên liệu tự nhiên nên khơng có màu sắc đặc trưng VD: Sản xuất bánh kẹo từ nguyên liệu bột, đường… Sản xuất surami tạo màu giống tơm, cá thịt bò… Một số biện pháp giữ cho màu thực phẩm:  Xây dựng quy trình cơng nghệ để bảo quản tối đa màu sắc tự nhiên thực phẩm  Tách ra, cô đặc bảo quản chất màu từ thực vật nguyên liệu giàu chất màu  Tạo nên chất màu tổng hợp nhân tạo giống màu tự nhiên dùng cho sản phẩm bị biến đổi màu màu tự nhiên không đủ mạnh  Phối hợp sử dụng phương pháp kể theo biện pháp khác Cần phải giữ màu sắc tự nhiên thực phẩm điều kiện khả cho phép 1.2.2 Phân loại 1.2.2.1 Chất màu tự nhiên Chất màu tự nhiên chia làm nhóm chính: - Antoxian có màu đỏ màu xanh lam - Carotinoit có màu vàng - Clorofin sắc tố xanh Tất sắc tố hợp chất hóa học phức tạp tạo nên q trình sống thích ứng với loại thực vật Mức độ bền chúng khác trình bảo quản, chế biến nhiệt gia công khác bị thay đổi theo khác Vì vậy, lúc dạng tươi sản phẩm thường có màu đẹp, sau chế biến màu bị phần có màu hẳn Điều làm cho giá trị mặt hàng giá tri sử dụng giảm vẻ hấp dẫn bên thức ăn bị Tính độc hại: tất chất màu tự nhiên không độc hại 1.2.2.2 Chất màu vơ Các chất màu có nguồn gốc vơ chủ yếu dùng để trang trí thực phẩm Sử dụng loại bột nhẹ để chống lại tượng dính loại thực phẩm với thực phẩm khác bề mặt thực phẩm Fe2O3; FeO (màu đỏ), dùng để trang trí bề mặt thực phẩm mứt, bánh kẹo Au, Ag sử dụng ăn dùng cho giới thượng lưu, cán dát thành thật mỏng, sau cắt thành sợi nhỏ  tạo ấn tượng màu tốt Đá quý chế biến thành bột để rắc lên bề mặt thực phẩm để tạo độ phản quang tốt Tính độc hại: Phần lớn chất màu vơ có tính độc hại số cịn khó tiêu hóa sau sử dụng nên cần phải thận trọng dùng thực phẩm 1.2.2.3 Chất màu nhân tạo Chất màu nhân tạo chất màu tổng hợp hữu từ nguyên liệu tự nhiên * Ưu điểm: 3.4 Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến khả hấp phụ chất màu xanh lục sáng BS mùn cưa biến tính Chúng tơi chọn loại mùn cưa biến tính điều kiện tối ưu (nồng độ axit 5%, tỉ lệ rắn lỏng 1-10, thời gian biến tính 0,5h) để nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng đến trình hấp phụ chất màu xanh lục sáng BS 3.4.1 Ảnh hưởng thời gian khuấy đến khả hấp phụ Điều kiện tiến hành: Ảnh hưởng thời gian khuấy đến hiệu suất hấp phụ mùn cưa nghiên cứu điều kiện: 0,5 g mùn cưa, 50ml chất màu hữu 500ppm, thời gian thay đổi từ 20 phút đến 100 phút Kết trình bày bảng 3.6 hình 3.5 Bảng 3.6 Ảnh hưởng thời gian khuấy đến khả hấp phụ Thời gian khuấy (ph) Co (ppm) Mật độ Ccb (ppm) A (%) 20 500 quang 0,125 273,13 45,38 40 500 0,119 265,63 46,88 60 500 0,091 230,63 53,88 80 500 0,092 231,88 53,63 100 500 0,097 238,13 52,38 56.00 54.00 A (%) 52.00 50.00 48.00 46.00 44.00 20 40 60 80 100 120 Thời gian khuấy (ph) Hình 3.5 Ảnh hưởng thời gian khuấy đến khả hấp phụ Từ kết hình 3.5 cho thấy thời gian khuấy tăng hiệu suất hấp phụ tăng cân hấp phụ đạt cực đại sau 60 phút Vì thời gian khuấy 60 phút chọn làm thời gian tối ưu cho thí nghiệm 3.4.2 Ảnh hưởng tỷ lệ rắn-lỏng đến khả hấp phụ Điều kiện tiến hành: Ảnh hưởng tỷ lệ rắn-lỏng đến trình hấp phụ khảo sát với điều kiện: 50ml chất màu hữu 500ppm, thời gian khuấy 60 phút, khối lượng mùn cưa thay đổi từ 0,5g đến 2,5g (Tỷ lệ rắn lỏng từ 1-100 đến 1:20) Kết trình bày bảng 3.7 hình 3.6 Bảng 3.7 Ảnh hưởng tỷ lệ rắn – lỏng đến khả hấp phụ Tỉ lệ rắn – lỏng Co (ppm) Mật độ quang Ccb (ppm) A (%) 1:100 500 0,154 309,68 38,06 1:50 500 0,070 204,63 59,07 1:33 500 0,033 158,13 68,37 1:25 500 0,006 124,38 75,12 1:30 500 0,005 123,28 75,34 80.00 70.00 A (%) 60.00 50.00 40.00 30.00 20.00 10.00 0.00 0.5 1.5 2.5 Khối lượng mùn cưa (g) Hình 3.6 Ảnh hưởng tỷ lệ rắn – lỏng đến khả hấp phụ Như vậy, tăng khối lượng mùn cưa biến tính từ 0,5 g – 2,5 g hiệu suất hấp phụ tăng đạt cao khối lượng mùn cưa biến tính 2,5 g (tỷ lệ rắn lỏng 1:30) 3.4.3 Khảo sát giới hạn hấp phụ chất màu hữu mùn cưa biến tính Điều kiện tiến hành: Giới hạn hấp phụ chất màu hữu khảo sát với điều kiện: thời gian khuấy 60 phút, 0,5 g mùn cưa, 50ml chất màu hữu nồng độ thay đổi từ 100ppm đến 500ppm Kết trình bày bảng 3.8 hình 3.7 Bảng 3.8 Giới hạn nồng độ hấp phụ chất màu xanh S mùn cưa biến tính Nồng độ màu (ppm) Co (ppm) Mật độ quang Ccb (ppm) A (%) 100 500 0,004 122,44 75,51 200 500 0,016 136,87 72,63 300 500 0,028 151,32 69,74 400 500 0,034 159,66 68,07 500 500 0,036 161,51 67,70 76.00 75.00 74.00 A (%) 73.00 72.00 71.00 70.00 69.00 68.00 67.00 100 200 300 400 500 600 Nồng độ màu (ppm) Hình 3.7 Giới hạn nồng độ hấp phụ chất màu hữu mùn cưa biến tính Như vậy, tăng nồng độ màu từ 100ppm đến 500ppm hiệu suất hấp phụ giảm đạt cao nồng độ màu 100ppm 3.4.4 Đường đẳng nhiệt hấp phụ ion theo Freundlich Từ kết ảnh hưởng nồng độ xơ dừa đến trình hấp phụ, tiến hành vẽ đồ thị xác định phương trình đường thẳng biểu thị phụ thuộc lg C f vào lg x Qua m xác định k n (hằng số đặc trưng cho hệ hấp phụ) Kết thể hình 3.8 2.700 2.600 y = 1.0244x + 0.8318 R2 = 0.9347 log Cf 2.500 2.400 2.300 2.200 2.100 2.000 1.000 1.250 1.500 1.750 log x/m Hình 3.8 Dạng tuyến tính phương trình Freundlich Từ phương trình đường thẳng y = 1,0244x + 0,8318 dễ dàng tính số K n hệ hấp phụ là: K = 6,7889 n = 1,0244 Từ kết thấy mơ hình hấp phụ đẳng nhiệt Freundlich mơ tả xác hấp phụ chất màu hữu lên mùn cưa biến tính (thể qua hệ số tương quan (R2 = 0,9347) phương trình hồi quy) Đồng thời, cho phép khẳng định mùn cưa biến tính có khả hấp phụ chất màu hữu tốt Từ phương trình thu được, chúng tơi xác định số k n đặc trưng cho hệ hấp phụ KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Sau thời gian nghiên cứu đề tài, đạt số kết sau: Độ ẩm mùn cưa chưa biến tính 4,933% Việc biến tính mùn cưa axit HCl có tác dụng nâng cao hiệu suất hấp phụ chất màu hữu Hiệu suất hấp phụ cực đại đạt 75,51% Đã khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến trình biến tính mùn cưa nhằm tạo mùn cưa biến tính tối ưu điều kiện: - Nồng độ axit HCl: 5% - Tỉ lệ rắn-lỏng 4g: 40ml - Thời gian biến tính: 0,5 Đã tìm điều kiện tối ưu để hấp phụ chất màu hữu lên mùn cưa biến tính sau: - Thời gian khuấy: 60 phút - Tỷ lệ rắn-lỏng: 2,5g: 50ml - Nồng độ màu: 100ppm Kiến nghị Khả hấp phụ rõ ràng phụ thuộc nhiều vào chất cấu trúc vật liệu Cần có nghiên cứu thêm cấu trúc (diện tích bề mặt) thành phần (các polime) để hiểu rõ nguyên nhân giúp mùn cưa có khả hấp phụ tốt Trên sở đó, đề nghị phương pháp biến tính để nâng cao hiệu suất hấp phụ định hướng loại vật liệu có khả hấp phụ tốt TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Lê Văn Cát (2002), Hấp phụ trao đổi ion kĩ thuật xử lí nước nước thải, NXB Thống kê, Hà Nội [2] Trần Tứ Hiếu (2003), Phân tích trắc quang phổ hấp thụ UV-VIS, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội, Hà Nội [3] 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 [4] Trần Văn Nhân, Hồ Thị Nga (2005), Giáo trình cơng nghệ xử lí nước thải, NXB Khoa học kĩ thuật, Hà Nội [5] Trần Văn Nhân, Nguyễn Thạc Sửu, Nguyễn Văn Tuế (1998), Hóa lí tập II, NXB Giáo dục, Hà Nội [6] Nguyễn Duy Thịnh (2004), Các chất phụ gia dùng sản xuất thực phẩm, Đại học Bách Khoa Hà Nội [7] E.Clave., J Francois., L Billo n., B De Jeso., M.F.Guimon (2004), Crude and Modified Corncobs as complexing Agents for water decontamination, Journal of Applied Polymer Science, vol.91, pp.820 - 826 [8] W.E Marshall., L.H Wartelle., D.E Boler, M.M Johns., C.A Toles (1999), Enhanced metal adsorption by soybean hulls modified with citric acid, Bioresource Technology 69, pp 263-268 [9] Osvaldo Karnitz Jr., Leancho Vinic ius Alves Alves Gurgel, Ju’lio Ce’sar Perin de Melo, Vagner Roberto Botaro, Tania Marcia Sacramento Melo, Rossimiriam Pereira de Freitas Gil, Laurent Frideric Gil (2007), Adsorption of heavy metal ion from aqueous single metal solution by chemically modified sugarcane bagasse, Bioresource Technology 98, pp 12911297 [10] http://www.khoahoc com.vn [11] http://www.wikipedia.org.vn LỜI CẢM ƠN Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Lê Tự Hải, người thầy tận tình chu đáo giúp đỡ em suốt q trình học tập, nghiên cứu hồn thành khóa luận Xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, khoa Hóa học Trường Đại học Sư phạm Đà Nẵng tạo điều kiện thuận lợi cho em suốt trình học tập nghiên cứu đề tài Xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo, cán phịng thí nghiệm khoa Hóa học Trường Đại học Sư phạm Đà Nẵng bạn bè đồng nghiệp giúp đỡ, tạo điều kiện cho suốt trình thực nghiệm Đà Nẵng, tháng 04 năm 2013 Tác giả Phan Thị Kim Oanh DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Phân loại khoa học bạch đàn Bảng 1.2 Một số đường đẳng nhiệt hấp phụ thông dụng 16 Bảng 3.1 Độ ẩm toàn phần mùn cưa 22 Bảng 3.2 Số liệu xây dựng đường chuẩn xác định nồng độ chất màu hữu 22 Bảng 3.3 Ảnh hưởng nồng độ HCl đến q trình biến tính mùn cưa 23 Bảng 3.4 Ảnh hưởng tỉ lệ rắn - lỏng đến trình biến tính mùn cưa 24 Bảng 3.5 Ảnh hưởng thời gian đến trình biến tính mùn cưa 25 Bảng 3.6 Ảnh hưởng thời gian khuấy đến khả hấp phụ 26 Bảng 3.7 Ảnh hưởng tỷ lệ rắn – lỏng đến khả hấp phụ 27 Bảng 3.8 Giới hạn nồng độ hấp phụ chất màu hữu mùn cưa biến tính 28 DANH MỤC CÁC HÌNH, ĐỒ THỊ Hình 1.1 Cây bạch đàn Hình 1.2 Công thức cấu tạo chất màu xanh lục sáng BS 11 Hình 1.3 Đồ thị phụ thuộc lgCf vào lg x 17 m Hình 3.1 Đường chuẩn xác định nờng độ chất màu xanh lục sáng BS 22 Hình 3.2 Ảnh hưởng nờng độ axit HCl đến q trình biến tính mùn cưa 23 Hình 3.3 Ảnh hưởng tỉ lệ rắn - lỏng đến trình biến tính mùn cưa 24 Hình 3.4 Ảnh hưởng thời gian đến trình biến tính mùn cưa 25 Hình 3.5 Ảnh hưởng thời gian khuấy đến khả hấp phụ 27 Hình 3.6 Ảnh hưởng tỷ lệ rắn – lỏng đến khả hấp phụ 28 Hình 3.7 Giới hạn nờng độ hấp phụ chất màu hữu mùn cưa biến tính 29 Hình 3.8 Dạng tuyến tính phương trình Freundlich 30 MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài 2 Mục đích nghiên cứu đề tài 3 Đối tượng phạm vi nghiên cứu đề tài Phương pháp nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Kết cấu đề tài CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu mùn cưa lấy từ gỗ bạch đàn số hướng nghiên cứu làm vật liệu hấp phụ 1.1.1 Nguồn gốc cấu tạo 1.1.2 Một số hướng nghiên cứu sử dụng phụ phẩm nông nghiệp làm vật liệu hấp phụ 1.2 Chất màu hữu 1.2.1 Khái quát chất màu hữu 1.2.2 Phân loại 1.2.2.1 Chất màu tự nhiên 1.2.2.2 Chất màu vô 10 1.2.2.3 Chất màu nhân tạo 10 1.2.3 Giới thiệu màu xanh lục sáng BS 15 1.2.4 Tác hại ô nhiễm nước chất màu hữu 17 1.3 Giới thiệu phương pháp hấp phụ 19 1.3.1 Hiện tượng hấp phụ 19 1.3.1.1 Hấp phụ vật lý 19 1.3.1.2 Hấp phụ hoá học 19 1.3.2 Hấp phụ môi trường nước 19 1.3.3 Động học hấp phụ 20 1.3.4 Cân hấp phụ - Các phương trình đẳng nhiệt hấp phụ 21 1.3.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến trình hấp phụ 24 1.3.5.1 Ảnh hưởng nhiệt độ thời gian 24 1.3.5.2 Ảnh hưởng tính tương đồng 25 1.3.5.3 Ảnh hưởng pH 25 1.3.5.4 Ảnh hưởng nồng độ chất màu hữu 27 1.3.5.5 Ảnh hưởng diện tích bề mặt chất rắn 27 1.4 Giới thiệu phương pháp phân tích trắc quang 27 1.4.1 Cơ sở phương pháp phân tích trắc quang 28 1.4.2 Các phương pháp phân tích định lượng trắc quang 29 CHƯƠNG 2: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 30 2.1 Nguyên liệu, hóa chất thiết bị 30 2.1.1 Nguyên liệu 30 2.1.2 Hoá chất 30 2.1.3 Thiết bị 31 2.2 Phương pháp nghiên cứu 31 2.2.1 Chuẩn bị nguyên liệu 31 2.2.2 Xác định độ ẩm toàn phần 31 2.2.3 Chế tạo vật liệu hấp phụ 32 2.3 Định lượng chất màu hữu 32 2.4 Khảo sát yếu tố ảnh hưởng khả biến tính mùn cưa 32 2.5 Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến khả hấp phụ mùn cưa 33 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 34 3.1 Thu gom mẫu xác định độ ẩm toàn phần 34 3.2 Định lượng chất màu xanh lục sáng BS 34 3.3 Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến q trình biến tính 35 3.3.1 Ảnh hưởng nồng độ axit 35 3.3.2 Ảnh hưởng tỉ lệ rắn : lỏng 36 3.3.3 Ảnh hưởng thời gian biến tính 37 3.4 Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến khả hấp phụ chất màu xanh lục sáng BS mùn cưa biến tính 39 3.4.1 Ảnh hưởng thời gian khuấy đến khả hấp phụ 39 3.4.2 Ảnh hưởng tỷ lệ rắn-lỏng đến khả hấp phụ 40 3.4.3 Khảo sát giới hạn hấp phụ chất màu hữu mùn cưa biến tính 41 3.4.4 Đường đẳng nhiệt hấp phụ ion theo Freundlich 42 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 44 TÀI LIỆU THAM KHẢO 46 ... hấp phụ (VLHP) Xuất phát từ lí trên, thực đề tài: ? ?Nghiên cứu biến tính mùn cưa làm vật liệu hấp phụ chất màu hữu nước? ?? 2 Mục đích nghiên cứu đề tài - Biến tính mùn cưa tạo vật liệu hấp phụ chất. .. mặt chất hấp phụ gọi chất bị hấp phụ Bản chất tượng hấp phụ tương tác phân tử chất hấp phụ chất bị hấp phụ Tuỳ theo chất lực tương tác mà người ta phân biệt hai loại hấp phụ hấp phụ vật lý hấp phụ. .. trình biến tính q trình hấp phụ mùn cưa biến tính, từ so sánh khả hấp phụ với mùn cưa chưa biến tính Phương pháp nghiên cứu 4.1 Nghiên cứu lí thuyết Tổng quan tài liệu về: - Tìm hiểu thực tế mùn cưa