Nghiên cứu vật liệu than hoạt tính từ vỏ hạt mắc ca (macadamia integrifolia) được biến tính bằng tác nhân oxi hóa HNO3 để xử lý chì (pb) trong nước

UBND TỈNH BÌNH DƢƠNG ƢỜNG I HỌC HỦ DẦ M PH M HỊ NGỌC NGHIÊN CỨ VẬ LIỆ H ÂM HAN HO ÍNH Ừ VỎ MẮC-CA (MACADAMIA INTERGRIFORLIA) ƢỢC BIẾN ÍNH BẰNG ÁC NHÂN OXI HÓA HNO3 Ể XỬ LÝ CHÌ (Pb) ONG NƢỚC CH N NGÀNH: KHOA HỌC MƠI MÃ SỐ: 8440301 L ẬN VĂN H C SĨ BÌNH DƢƠNG – 2021 ƢỜNG UBND TỈNH BÌNH DƢƠNG ƢỜNG I HỌC HỦ DẦ M PH M HỊ NGỌC NGHIÊN CỨ VẬ LIỆ H ÂM HAN HO ÍNH Ừ VỎ MẮC-CA (MACADAMIA INTERGRIFORLIA) ƢỢC BIẾN ÍNH BẰNG ÁC NHÂN OXI HĨA HNO3 Ể XỬ LÝ CHÌ (Pb) ONG NƢỚC CH YÊN NGÀNH: KHOA HỌC MÔI MÃ SỐ: 8440301 L ẬN VĂN H C SĨ GVHD: TS NG YỄN X ÂN DŨ BÌNH DƢƠNG - 2021 ƢỜNG CAM OAN HỰC HIỆN Tơi xin cam đoan nghiên cứu riêng Các số liệu, liệu đƣợc trích dẫn rõ ràng, trung thực Kết nghiên cứu chƣa công bố nghiên cứu cấp khác Học viên thực Phạm Thị Ngọc Trâm LỜI CẢM ƠN Trong suốt qu tr nh học t p hoàn thành lu n văn tốt nghiệp cao học, đ nh n đƣợc hƣ ng dẫn, gi p đ qu b u từ nhiều ngƣời V i lòng biết ơn sâu sắc, lời đầu tiên, xin gửi lời cảm ơn chân thành đến toàn thể giảng viên Khoa Khoa học quản lý, trƣờng Đại học Thủ Dầu Một Cảm ơn Thầy TS Đào Minh Trung đ nhiệt tình chuyển giao kỹ thu t, phƣơng pháp thực công nghệ để thực lu n văn Đặc biệt TS Nguyễn Xuân Dũ - cán trực tiếp hƣ ng dẫn tơi hồn thành đề tài lu n văn tốt nghiệp cao học Ngƣời đ hết l ng gi p đ , dạy bảo, thƣờng xuyên quan tâm, động viên kịp thời chia sẻ khó khăn, vƣ ng mắc cho suốt qu tr nh học t p, làm th nghiệm hoàn thành lu n văn Tôi xin cảm ơn Ban l nh đạo Khoa Khoa học quản lý, ngành Khoa học môi trƣờng thầy quản lý phịng thí nghiệm đ hỗ trợ, tạo môi trƣờng làm việc v i đầy đủ trang thiết bị, dụng cụ cần thiết nhƣ điều kiện thu n lợi để tơi hồn thành tốt báo cáo tốt nghiệp Một lần nữa, tơi xin chân thành cảm ơn! Ngƣời thực Phạm Thị Ngọc Trâm TÓM TẮT LUẬN VĂN H C SĨ Nghiên cứu v t liệu than hoạt tính từ vỏ hạt mắc - ca (macadamia intergriforlia) đƣợc biến tính tác nhân oxi hóa HNO3 để xử lý chì (Pb) nƣ c, ứng dụng v t liệu thân thiện v i môi trƣờng Kết khảo sát khả xử lý Pb(II) nƣ c thải từ than cốc Mắc-ca, than biến t nh điều chế từ than cốc Mắc-ca tác nhân hóa học HNO3, than hoạt t nh đƣợc điều chế từ than Mắcca tác nhân hoạt hóa NaOH than biến t nh điều chế từ than hoạt tính NaOH v i tác nhân HNO3 cho hiệu suất xử lý tốt lần lƣợt 16.04%, 99.43%, 97.75% 98.04% c c điều kiện tối ƣu (pH, liều lƣợng than thời gian xử lý) Đây đƣợc xem tính m i v t liệu keo tụ xử l nƣ c thải Để áp dụng cần có nghiên cứu mở rộng cho c c đối tƣợng nƣ c thải thực tế kh c nhƣ nƣ c thải xi mạ, dệt nhuộm, rỉ rác,… Từ khóa: Than biến tính HNO3, xử lý Pb(II), kim loại nặng ABSTRACT Research on activated carbon materials from macadamia nut shells (macadamia intergriforlia) modified by oxidizing agent HNO3 to treat lead (Pb) in water, applying environmentally friendly materials Survey results on the ability to treat Pb(II) in wastewater from Macca coke, modified coal prepared from Macca coke by chemical agent HNO3, activated carbon prepared from Macca coal ca by NaOH activator and modified carbon prepared from NaOH activated carbon with HNO3 agent gave the best treatment efficiency of 16.04%, 99.43%, 97.75% and 98.04%, respectively, at optimal conditions ( pH, coal dosage and treatment time) This can be considered as a novelty of flocculation materials in wastewater treatment To apply, it is necessary to have extensive studies for different actual wastewater objects such as plating wastewater, textile dyeing, leachate, Keywords: HNO3 modified coal, Pb(II) treatment, heavy metals MỤC LỤC CHƢƠNG ỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tổng quan Mắc-ca 1.1.1 Nhân Mắc-ca 1.1.2 Vỏ Mắc-ca 1.2 Tổng quan than hoạt tính 1.2.1 Khái niệm 1.2.2 Cấu trúc than hoạt tính 1.2.2.1 Cấu trúc tinh thể 1.2.2.2 Cấu trúc hóa học 1.2.2.3 Hợp chất bề mặt 10 1.2.3 Quy luật hấp phụ than hoạt tính 10 1.2.3.1 Thuyết Polany – Dubinin 10 1.2.3.2 Hấp phụ áp suất cao – Phƣơng tr nh Kelvin 12 1.2.4 Phương pháp điều chế than hoạt tính 14 1.2.4.1 Nguyên liệu dùng đề điều chế than hoạt tính 14 1.2.4.2 Công nghệ điều chế 14 1.2.5 Một số ứng dụng than hoạt tính 18 1.3 Tổng quan than biến tính 19 1.3.1 Biến tính than hoạt tính Nitơ (N2) 19 1.3.2 Biến tính bề mặt than Halogen 20 1.3.3 Biến tính bề mặt than lưu huỳnh hóa 21 1.3.4 Biến tính than hoạt tính cách tẩm 22 1.4 Tổng quan Chì (Pb) 23 1.4.1 Khái niệm đặc tính Chì (Pb) 23 1.4.2 Độc tính Chì (Pb) 24 1.4.3 Hiện trạng nước bị ô nhiễm Chì 26 1.5 Tổng quan phƣơng ph p xử lý chì (Pb) 27 i 1.5.1 Phương pháp hấp phụ 27 1.5.1.1 Hiện tƣợng hấp phụ 27 1.5.1.2 Một số chất hấp phụ 33 1.5.2 Phương pháp keo tụ 33 1.5.3 Phương pháp keo tụ điện hoá 33 1.5.4 Phương pháp trao đổi ion 34 1.6 Tổng quan nghiên cứu nƣ c 34 1.6.1 Nghiên cứu nước 35 1.6.2 Nghiên cứu nước 36 CHƢƠNG VẬT LIỆU, N I D NG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU42 2.1 Hóa chất thiết bị 42 2.1.1 Hóa chất 42 2.1.2 Dụng cụ thiết bị 42 2.2 Nội dung nghiên cứu 43 2.3 Phƣơng ph p nghiên cứu 43 2.3.1 Phương pháp nghiên cứu sở lý thuyết 43 2.3.2 Phương pháp thu thập thông tin, kế thừa tài liệu 43 2.3.3 Phương pháp phân tích 43 2.3.4 Phương pháp xử lý số liệu 44 2.4 Bố trí thí nghiệm 44 2.4.1 Sơ đồ phương pháp luận 44 2.4.2 Điều chế vật liệu sinh học từ vỏ Mắc-ca 45 2.4.3 Khảo sát điều kiện tối ưu để xử lý Chì (Pb) 46 CHƢƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 48 3.1 Kết điều chế v t liệu 48 3.1.1 Kết điều chế than biến tính HNO3 từ than cốc Mắc-ca 48 3.1.1.1 Kết x c định k ch thƣ c thích hợp ảnh hƣởng đến q trình biến tính 48 ii 3.1.1.2 Kết x c định nồng độ thích hợp ảnh hƣởng đến q trình biến tính 49 3.1.1.3 Kết x c định thời gian lắc thích hợp ảnh hƣởng đến q trình biến tính 50 3.1.2 Kết điều chế than hoạt tính NaOH làm từ vỏ hạt Mắc-ca 51 3.1.2.1 Kết x c định nhiệt độ nung thích hợp ảnh hƣởng đến q trình hoạt tính 51 3.1.2.2 Kết x c định thời gian nung thích hợp ảnh hƣởng đến q trình hoạt tính 52 3.1.3 Kết điều chế than biến tính HNO3 từ than hoạt tính NaOH làm từ vỏ hạt Mắc-ca 53 3.1.3.1 Kết x c định k ch thƣ c thích hợp ảnh hƣởng đến q trình biến tính 53 3.1.3.2 Kết x c định nồng độ thích hợp ảnh hƣởng đến q trình biến tính 54 3.1.3.3 Kết x c định thời gian lắc thích hợp ảnh hƣởng đến q trình biến tính 55 3.2 Kết ảnh SEM 56 3.3 Kết khảo sát khả xử lý Chì (Pb) v t liệu đƣợc điều chế 58 3.3.1 Kết khảo sát pH thích hợp cho q trình xử lý 58 3.3.2 Kết khảo sát liều lượng than thích hợp cho q trình xử lý 60 3.3.3 Kết khảo sát thời gian thích hợp cho q trình xử lý 62 3.3.4 Đánh giá khả hấp phụ Chì (Pb) vật liệu 64 KẾT LUẬN VÀ Ề XUẤT 65 Kết lu n 65 Đề xuất 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO 67 PHỤ LỤC 74 iii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT AC Than hoạt tính NaOH từ than cốc ALAD Enzym delta-aminolaevulinate dehydratase BC Than cốc Mắc-ca EAP Cục bảo vệ môi trƣờng Mỹ IR Hồng ngoại IUPAC Hội hóa học ứng dụng quốc tế KLN Kim loại nặng MAC Than biến tính HNO3 từ than hoạt tính NaOH MB Methylene Blue MC Than biến tính HNO3 từ than cốc VLHP V t liệu hấp phụ WHO Tổ chức y tế gi i iv 10 11 12 13 14 15 16 ` 17 18 ... sát khả xử lý Pb(II) nƣ c thải từ than cốc Mắc- ca, than biến t nh điều chế từ than cốc Mắc- ca tác nhân hóa học HNO3, than hoạt t nh đƣợc điều chế từ than Mắcca tác nhân hoạt hóa NaOH than biến t... TẮT LUẬN VĂN H C SĨ Nghiên cứu v t liệu than hoạt tính từ vỏ hạt mắc - ca (macadamia intergriforlia) đƣợc biến tính tác nhân oxi hóa HNO3 để xử lý chì (Pb) nƣ c, ứng dụng v t liệu thân thiện v... xuất than hoạt tính (Rashidi and Yusup, 2017) Chính v y, xuất phát từ nhu cầu thực tế mà đề tài ? ?Nghiên cứu v t liệu than hoạt tính từ vỏ hạt Mắc- ca (Macadamia Integrifolia) đƣợc biến tính tác nhân