Nghiên cứu tổng hợp vật liệu nano bifeo3 trên nền than hoạt tính để xử lí phẩm màu hữu cơ trong nước

ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP VIỆT NAM KHOA QUẢN LÝ TÀI NGUN RỪNG VÀ MƠI TRƢỜNG KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VẬT LIỆU NANO BiFeO3 TRÊN NỀN THAN HOẠT TÍNH ĐỂ XỬ LÝ PHẨM MÀU HỮU CƠ TRONG NƢỚC NGÀNH: KHOA HỌC MÔI TRƢỜNG MÃ SỐ: 306 Giáo viên hƣớng dẫn : Ths Lê Khánh Toàn Ths Đặng Thế Anh Sinh viên thực : Lê Thị Tƣơi Mã sinh viên : 1453060696 Lớp : K59B - KHMT Khóa học : 2014- 2018 Hà Nội, 2018 LỜI CẢM ƠN Trƣớc hết, em xin chân thành cảm ơn ThS Lê Khánh Toàn ThS.Đặng Thế Anh, ngƣời thầy tận tình hƣớng dẫn truyền đạt kiến thức, kinh nghiệm suốt thời gian em thực hồn thành Khóa luận Em xin chân thành cảm ơn tập thể cán Thầy, Cô giáo trung tâm phân tích mơi trƣờng ứng dụng cơng nghệ địa không gian, trƣờng Đại học Lâm Nghiệp Việt Nam tạo điều kiện, giúp đỡ em kiến thức hỗ trợ thiết bị thực nghiệm có liên quan tới Khóa luận Tơi xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc tới gia đình, đồng nghiệp bạn bè động viên, chia sẻ giúp đỡ suốt thời gian học tập nghiên cứu Tác giả khóa luận Lê Thị Tƣơi i TĨM TẮT KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Tên đề tài: “Nghiên cứu tổng hợp vật liệu nano BiFeO3 than hoạt tính để xử lí phẩm màu hữu có nước” Sinh viên thực hiện: Lê Thị Tƣơi Giáo viên hƣớng dẫn: Ths Lê Khánh Toàn, Th.s Đặng Thế Anh Mục tiêu nghiên cứu: Mục tiêu tổng quát: - Nghiên cứu tổng hợp vật liệu nano BiFeO3 than hoạt tính để xử lí phẩm màu hữu có nƣớc Mục tiêu cụ thể: - Nghiên cứu đƣợc thành phần cấu trúc vật liệu - Đánh giá khả xử lí vật liệu - Đánh giá khả ứng dụng thực tế vật liệu nano BiFeO3 than hoạt tính Nội dung thực hiện: - Tổng hợp vật liệu nano BiFeO3 phân tán than hoạt tính phƣơng pháp đồng kết tủa - Khảo sát thành phần cấu trúc vật liệu phổ EDX ảnh SEM - Khảo sát khả hấp phụ vật liệu phẩm màu RY160 điều kiện hấp phụ khác nhau: nhiệt độ, lƣợng vật liệu, thời gian, pH - Khảo sát khả tái sử dụng vật liệu Những kết đạt đƣợc: Qua nghiên cứu đề tài đạt đƣợc kết sau: - Đã tổng hợp đƣợc vật liệu BiFeO3 than hoạt tính có kích thƣớc nano, khả hấp phụ cao phƣơng pháp đồng kết tủa - Điều kiện pH tối ƣu cho trình hấp phụ pH=7 - Ion vô Cl- làm tăng hiệu xử lý vật liệu ii - Nhiệt độ thích hợp cho q trình hấp phụ 30oC - Ánh sáng không ảnh hƣởng nhiều tới hiệu xử lý vật liệu - Điều kiện phù hợp để tiến hành: khối lƣợng vật liệu 1,5g/l, pH =7; nhiệt độ 30oC mẫu phẩm màu Reactive Yellow 160 có nồng độ 50mg/l Các kết thu đƣợc mở triển vọng áp dụng công nghệ tổng hợp vật liệu nano để xử lý phẩm màu hữa khó phân hủy nƣớc iii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i MỤC LỤC iv DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT vi DANH MỤC BẢNG vii DANH MỤC HÌNH viii MỞ ĐẦU CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan ngành dệt nhuộm 1.1.1 Thuốc nhuộm 1.1.2 Nƣớc thải dệt nhuộm 1.2 Tổng quan phƣơng pháp xử lý nƣớc thải dệt nhuộm 1.2.1 Phƣơng pháp hóa học 1.2.2 Phƣơng pháp sinh học 11 1.2.3 Các phƣơng pháp hóa lý 12 1.3 Tổng quan vật liệu nano 16 1.3.1 Sơ lƣợc vật liệu nano 16 1.3.2 Một số phƣơng pháp tổng hợp vật liệu nano 17 CHƢƠNG : THỰC NGHIỆM 19 2.1 Mục tiêu nghiên cứu 19 2.2 Đối tƣợng nghiên cứu 19 2.2.1 Vật liệu BiFeO3 than hoạt tính 19 2.2.2 Phẩm màu 19 2.3 Nội dung nghiên cứu 20 2.4 Hóa chất, thiết bị dụng cụ 20 2.4.1 Hóa chất 20 2.4.2 Thiết bị dụng cụ thí nghiệm 20 2.5 Quy trình thực nghiệm 22 iv 2.5.1 Tổng hợp vật liệu 22 2.5.2 Khảo sát khả xử lý phẩm màu vật liệu 23 2.5.3 Tái sử dụng vật liệu 25 2.6 Các phƣơng pháp phân tích 25 2.6.1 Phƣơng pháp xác định nồng độ RY 160 mẫu 25 2.6.2 Phƣơng pháp phổ tán xạ lƣợng tia X (EDX) 27 2.6.3 Phƣơng pháp sử dụng kính hiển vi điện tử quét (SEM) 27 2.7 Phƣơng pháp tính toán 28 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 29 3.1 Xác định bƣớc sóng hấp thụ đặc trƣng dung dịch phẩm nhuộm RY 160 29 3.2 Xây dựng đƣờng chuẩn nồng độ dung dịch phẩm nhuộm 29 3.3 Xác định đặc tính vật liệu 30 3.3.1 Hình thái bề mặt 30 3.4.1 Ảnh hƣởng hàm lƣợng vật liệu 32 3.4.2 Ảnh hƣởng thời gian 33 3.4.4 Ảnh hƣởng pH 34 3.4.5 Ảnh hƣởng nhiệt độ 35 3.4.6 Ảnh hƣởng hydropeoxit 36 3.4.7 Ảnh hƣởng ion vô 37 3.5 Tái sử dụng 38 KẾT LUẬN - TỒN TẠI - KIẾN NGHỊ 40 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC v DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT EDX: Engery dispersive X-ray spectroscopy Phổ tán xạ lƣợng tia X H: RY 160: Hiệu suất phân hủy Reactive Yellow 160 Phẩm màu Reactive Yellow 160 SEM: Scanning electron microscope Kính hiển vi điện tử quét UV-vis : Ultraviolet-visible spectroscopy Phổ tử ngoại khả kiến vi DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Khả oxy hóa số tác nhân oxy hóa 10 Bảng Thành phần nguyên tố nano BiFeO3 than hoạt tính 31 vii DANH MỤC HÌNH Hình 2.1 Quy trình tổng hợp BiFeO3 than hoạt tính 22 Hình 2.2 Quy trình khảo sát khả xử lý phẩm màu BiFeO3 than hoạt tính 24 Hình 3.1 Tƣơng quan độ hấp thụ quang nồng độ phẩm RY 160 bƣớc sóng 422nm 29 Hình 3.2 Ảnh SEM vật liệu nano BiFeO3 than hoạt tính 30 Hình 3.3 Phổ EDX nano BiFeO3 than hoạt tính 31 Hình 3.4 Ảnh hƣởng hàm lƣợng vật liệu tới hiệu suất xử lý 32 Hình 3.5 Ảnh hƣởng thời gian khuấy tới hiệu suất xử lý 33 Hình 3.6 Ảnh hƣởng nồng độ phẩm màu tới hiệu xử lý 34 Hình 3.7 Ảnh hƣởng pH tới hiệu suất xử lý 35 Hình 3.8 Ảnh hƣởng nhiệt độ tới hiệu suất xử lý 36 Hình 3.9 Ảnh hƣởng H2O2 tới hiệu suất xử lý 37 Hình 3.10 Ảnh hƣởng ion vơ tới hiệu suất xử lý 38 Hình 3.11 Tái sử dụng vật liệu 39 viii MỞ ĐẦU Công nghiệp hóa, đại hóa góp phần nâng cao sống vật chất tinh thần ngƣời nhƣng tác động đến tồn mơi trƣờng tự nhiên hành tinh Việc phát triển nhanh dẫn đến hệ lụy cạn kiệt nguồn tài nguyên, giảm sút chất lƣợng môi trƣờng sống ảnh hƣởng đến sống, sức khỏe ngƣời hệ sinh thái Môi trƣờng chất lƣợng nƣớc đƣợc xem nguồn sống bị tác đông mạnh mẽ phát triển kinh tế không bền vững, đặc biệt chất độc hại công nghiệp tạo Điển hình nhƣ ngành cơng nghiệp cao su, hóa chất, cơng nghiệp thực phẩm, thuốc bảo vệ thực vật, y dƣợc, luyện kim, xi mạ, giấy, đặc biệt ngành dệt nhuộm phát triển mạnh mẽ chiếm kim ngạch xuất lớn Việt Nam Ngành dệt nhuộm phát triển từ lâu giới nhƣng hình thành phát triển 100 năm nƣớc ta Ngành dệt may thu hút nhiều lao động góp phần giải việc làm phù hợp với nƣớc phát triển khơng có cơng nghiệp nặng phát triển mạnh nhƣ nƣớc ta Hầu hết nhà máy xí nghiệp dệt nhuộm nƣớc ta có hệ thống xử lý nƣớc thải nhiên nƣớc thải sau xử lý độ màu chƣa đạt QCVN 13: 2008/BTNMT loại A dƣới 50 Pt-Co nhà máy xây dựng cũ dƣới 20 Pt-Co nhà máy Nguyên nhân thành phần thuốc nhuộm chứa số hợp chất hữu bền khó phân hủy sinh học POPs nên hiệu xử lý không triệt để Nghiên cứu, xử lý nƣớc thải có chứa phầm nhuộm hữu khó phân hủy vấn đề quan trọng nhằm loại bỏ hết chất trƣớc xả môi trƣờng, bảo vệ ngƣời môi trƣờng sinh thái Trong năm gần đây, có nhiều cơng trình nghiên cứu sử dụng phƣơng pháp khác nhằm xử lý hợp chất hữu độc hại nƣớc thải nhƣ: phƣơng pháp vật lý, phƣơng pháp sinh học, phƣơng pháp hoá học, phƣơng pháp điện hoá Hấp phụ phƣơng pháp hóa lý phổ biến hiệu để khử màu nhuộm Nhiều loại chất hấp phụ khác đƣợc biết đến ứng Tiếp tục chụp SEM kích thƣớc 1µm 3µm, quan sát thấy mảnh có kích thƣớc khoảng 0,3µm - 0,9µm Các mảnh nhỏ hạt BiFeO3 than hoạt tính có kích thƣớc nano 3.3.2 Thành phần vật liệu Phổ tán xạ lƣợng tia X phƣơng pháp xác để xác định thành phầncác nguyên tố có mặt vật liệu rắn Bên cạnh đó, định lƣợngđƣợc thành phần nguyên tố “nặng” có số hiệu nguyên tử Z > 10 Các kết phân tích thành phần hóa học nano BiFeO3 phổ tán xạ lƣợng tia X đƣợc biểu diễn hình 3.3 Hình 3.3 Phổ EDX nano BiFeO3 than hoạt tính Bảng Thành phần nguyên tố nano BiFeO3 than hoạt tính Nguyên tố O C Bi Fe Na Al Thành phần nguyên tố(%) 58,5 16,46 13,73 7,69 3,29 0,13 31 Thành phần nguyên tử(%) 67,92 25,44 1,22 2,56 2,66 0,21 Qua kết hình 3.3 bảng 3.1 cho thấy vật liệu nano BiFeO3 có thành phần nguyên tố chủ yếu là: C, O, Fe, Bi, nguyên tố chiếm hàm lƣợng lớn O chiếm tới 58,53% khối lƣợng Sau C với 16,46%, Bi 13,73% ngồi cịn có nguyên tố khác nhƣ Fe với 7,69% 3.4 Khảo sát yếu tố ảnh hƣởng tới khả hấp phụ vật liệu Các yếu tố quan trọng ảnh hƣởng tới khả xử lý vật liệu nhƣ: nhiệt độ, độ pH, nồng độ phẩm màu, điều kiện ánh sáng, ion vô cơ, chất xúc tác, thời gian xử lý, Việc khảo sát dƣới nhằm tìm điều kiện tối ƣu cho trình xử lý phẩm màu RY 160 3.4.1 Ảnh hƣởng hàm lƣợng vật liệu Trong trình xử lý, hiệu suất xử lý ảnh hƣởng mạnh hàm lƣợng vật liệu, lƣợng BiFeO3 than hoạt tính đƣợc tiến hành khảo sát giá trị 0,5g/l, 1g/l, 1,5g/l, 2g/l 2,5g/l ,trong điều kiện cố định pH= 7; nồng độ dung dịch RY 160 50mg/l, tốc độ khuấy 120 vòng/phút Kết đƣợc thể biểu đồ dƣới : 100 94 Hiệu suất(%) 95 90 92.56 93.86 88 85 80 80 75 70 0.5 1.5 2.5 Hàm lượng vật liệu (g/l) Hình 3.4 Ảnh hƣởng hàm lƣợng vật liệu tới hiệu suất xử lý Kết thực nghiệm Hình 3.4 cho thấy vật liệu sử dụng có ảnh hƣởng tới hiệu xử lý, hàm lƣợng vật liệu tăng từ 0,5g/l đến 2,5g/l hiệu suất xử lý RY 160 có xu hƣớng tăng từ 80% đến 94% Hiệu suất xử lý vật liệu cao giá trị 1,5g/l, thấp giá trị 0,5g/l Nhận thấy chất 32 hấp phụ có ngƣỡng hấp phụ cực đại.Ở hàm lƣợng vật liệu 1,5g/l mang lại hiệu suất xử lý tốt khảo sát hƣớng tới sử dụng 1,5g/l vật liệu nhằm tối ƣu hóa hiệu xử lý tiết kiệm chi phí hóa chất 3.4.2 Ảnh hƣởng thời gian Thí nghiệm đƣợc tiến hành để xác định ảnh hƣởng thời gian đến trình xử lí phẩm màu Reactive Yellow 160 (RY 160) điều kiện: có ánh sáng khơng có ánh sáng Tiến hành khảo sát hiệu suất trình xử lí theo khoảng thời gian lần lƣợt 10 phút; 20 phút; 30 phút; 40 phút; 50 phút; 60 phút , điều kiện khác đƣợc giữ cố định , nồng độ RY 160 50 mg/l, hàm lƣợng vật liệu 1,5g/l, pH=7, tốc độ khuấy 120 vòng/phút Kết đƣợc thể biểu đồ dƣới đây: 100 85.66 Hiệu suất (%) 90 92.35 91.88 89.01 89.9491.5 92.24 83.72 89.24 77.77 80 71.69 68.51 70 60 50 Có ánh sáng 40 Khơng có ánh sáng 30 20 10 10 20 30 40 50 60 Thời gian(phút) Hình 3.5 Ảnh hƣởng thời gian khuấy tới hiệu suất xử lý Kết thí nghiệm đƣợc thể Hình 3.8 cho ta thấy khả xử lý vật liệu có xu hƣớng tăng vịng 60 phút Ngồi điều kiện ánh sáng khơng ảnh hƣởng q nhiều tới q trình xử lý vật liệu Ở điều kiện có ánh sáng, hiệu suất xử lý thấp vật liệu 10 phút đầu đạt 71,69%, cao 40 phút đạt 92,35% Ở điều kiện khơng có ánh sáng, hiệu suất xử lý thấp vật liệu 10 phút đầu đạt 68,51%, cao 60 phút đạt 92,24%.Trong trình xử lý, tới khoảng thời gian 50, 60 phút hiệu xử lý đƣợc giữ khoảng 33 ổn đinh Có thể thấy hiệu suất q trình xử lý ánh sáng cao so với bóng tối nhiên hiệu suất chênh lệch khơng cao, ánh sáng khơng ảnh hƣởng q nhiều tới trình hấp phụ vật liệu 3.4.3 Ảnh hƣởng nồng độ RY 160 Nồng độ phẩm màu ảnh hƣởng mạnh đến trình xử lý vật liệu.Thử nghiệm tăng nồng độ phẩm màu để khảo sát khả xử lý vật liệu nồng độ cao Kết đƣợc thể biểu đồ sau: 100 94.33 86.05 90 Hiệu suất (%) 80 70 62.5 55.55 60 50 40 30 20 10 50 200 500 1000 Nơng độ phẩm màu (mg/l) Hình 3.6 Ảnh hƣởng nồng độ phẩm màu tới hiệu xử lý Từ kết cho ta thấy hiệu xử lý vật liệu giảm tăng nồng độ phẩm màu từ 50mg/l lên 1000mg/l Hiệu suất cao nồng độ 50mg/l đạt 94,33%, thấp nồng độ 1000mg/l đạt 55,55% Có thể thấy gấp 20 lần nồng độ phẩm màu hiệu xử lý vật liệu cao đạt 55,55%, điều có giá trị ứng dụng thực tế 3.4.4 Ảnh hƣởng pH pH yếu tố ảnh hƣởng tới hiệu suất trình hấp phụ Nghiên cứu khảo sát ảnh hƣởng pH đƣợc tiến hành giá trị pH= 2, 34 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9; điều kiện khác đƣợc giữ cố định bao gồm nồng độ phẩm nhuộm RY 160 50mg/l; hàm lƣợng vật liệu 1,5g/l ; tốc độ khuấy 120 vòng/phút 98 96.92 96.72 96 94.54 93.45 Hiệu Suấtt (%) 94 92.72 92.3 92.3 92 90 87.27 88 86 84 82 pH Hình 3.7 Ảnh hƣởng pH tới hiệu suất xử lý Kết thực nghiệm cho thấy pH có ảnh hƣởng mạnh đến q trình xử lý; tăng pH từ lên đến hiệu xử lí giảm từ 96,92% xuống 92,35 , pH=2 hiệu xử lí cao lên đến 96,92% , pH= hiệu xử lý thấp đạt 87,27% Khi tăng pH từ đến hiệu suất giảm từ 96,92% xuống 87,27%, tiếp tục tăng pH từ đến hiệu suất tăng lên ổn định mức 92%- 93% Từ kết cho ta thấy điều kiện pH tối ƣu để vật liệu xử lý phẩm màu RY 160 pH =2 Tuy nhiên chênh lệch hiệu suất không lớn, mẫu nƣớc đƣợc sử dụng mơi trƣờng trung tính nên để hạn chế điều chỉnh pH ta chọn pH=7 đem lại hiệu suất cao giảm chi phí hóa chất 3.4.5 Ảnh hƣởng nhiệt độ Nhiệt độ yếu tố ảnh hƣởng đến khả hấp phụ vật liệu Thí nghiệm đƣợc tiến hành nhằm mục đích khảo sát ảnh hƣởng nhiệt độ tới trình xử lý mức nhiệt độ 30oC, 40oC 50oC, điều kiện khác đƣợc giữ cố định bao gồm nồng độ phẩm nhuộm RY 160 50mg/l; hàm lƣợng vật 35 liệu 1,5g/l ; pH=7; tốc độ khuấy 120 vòng/phút Cốc đựng dung dịch RY 160 nồng độ 50mg/l đƣợc đun nóng tới nhiệt độ khảo sát kiểm tra nhiệt kế thủy ngân, sau bổ sung vật liệu Kết đƣợc thể biểu đồ dƣới đây: 100 90 89.45 80 Hiệu suất 70 65.81 90.83 88.66 68.33 66.66 60 50 Hiệu suất sau 10 phút 40 Hiệu suất sau 30 20 10 30 40 Nhiệt độ 50 oC Hình 3.8 Ảnh hƣởng nhiệt độ tới hiệu suất xử lý Kết thí nghiệm thể Hình 3.6 cho thấy hiệu xử lý RY 160 tăng nhiệt độ tăng nhƣng khơng đáng kể Bên cạnh hiệu suất tăng rõ rệt theo thời gian sau 60 phút đầu xử lý Sau 10 phút xử lý, hiệu suất cao 400C với 68,33%, thấp 300C với 65,81% Sau 60 phút xử lý, hiệu suất cao 500C đạt 90,83% , thấp 400C đạt 88,66%, Có thể thấy chênh lệch hiệu suất mức nhiệt độ không cao nên chọn nhiệt độ mức 300C phù hợp với trình hấp phụ vật liệu 3.4.6 Ảnh hƣởng hydropeoxit Nồng độ hydropeoxit yếu tố ảnh hƣởng mạnh tới hình thành tiêu thụ nhóm hydroxyl, định hiệu q trình xử lý.Thí nghiệm đƣợc tiến hành nhằm khảo sát ảnh hƣởng 0,1ml H2O2 tới hiệu suất xử lý vật liệu, điều kiện khác đƣợc giữ cố định bao gồm nồng độ phẩm nhuộm RY 160 50mg/l; hàm lƣợng vật liệu 1,5g/l ; pH=7; tốc độ khuấy 120 vòng/phút 36 Kết đƣợc thể biểu đồ dƣới đây: 96 94 94 92 Hiệu suất (%) 90 88 86 83.03 84 82 80 78 76 Khơng có hydropeoxit Có hydropeoxit Hình 3.9 Ảnh hƣởng H2O2 tới hiệu suất xử lý Từ kết thực nghiệm cho ta thấy H2O2 làm giảm đáng kể khả xử lý vật liệu Khi khơng có H2O2 hiệu suất xử lý đạt 94%, có H2O2 hiệu uất xử lý giảm xuống cịn 83,03% Vì có mặt H2O2 khơng cần thiết cho q trình xử lý vật liệu 3.4.7 Ảnh hƣởng ion vô Ion vô ảnh hƣởng trực tiếp tới trình xử lý vật liệu.Thực nghiệm khảo sát ảnh hƣởng ion cản NaCl tới hiệu xử lý vật liệu điều kiện khối lƣợng NaCl thay đổi Kết đƣợc thể biểu đồ sau: 37 100.5 Hiệu suất (%) 100 99.8 99.94 99.5 99 98.5 98.46 98.53 0.117 0.234 98.66 98 97.5 0.351 1.17 2.34 NaCl (g) Hình 3.10 Ảnh hƣởng ion vô tới hiệu suất xử lý Từ kết thực nghiệm cho ta thấy ion vô Cl- làm tăng hiệu xử lý vật liệu.Tại khối lƣợng NaCl 2,34g hiệu xử lý cao lên đến 99,9%, khối lƣợng 0,117g hiệu xử lý thấp đạt 98,46% Có thể thấy chênh lệch hiệu suất không lớn ta bổ sung ion vơ NaCl khơng làm ảnh hƣởng tới trình hấp phụ 3.5 Tái sử dụng Thử nghiệm tái sử dụng vật liệu sau lần để khảo sát độ bền vật liệu Lần : Lấy 0,6g vật liệu qua xử lý cho vào hỗn hợp dung dịch phẩm màu 400ml, khuấy 1h đem đo, lọc lại chất rắn Lần : Tiếp tục lấy 0,3 g chất rắn thu đƣợc lần cho vào hỗn hợp dung dịch phẩm màu 200ml, khuấy 1h đem đo Kết đƣợc thể biểu đồ dƣới đây: 38 94 93.5 93.5 Hiệu suất (%) 93 92.5 91.8 92 91.5 91 90.5 lần lần Tái sử dụng Hình 3.11 Tái sử dụng vật liệu Từ kết cho thấy hiệu xử lý vật liệu qua lần tái sử dụng thứ giảm từ 93,5% xuống 91,8%, nhƣng hiệu xử lý vật liệu cao chứng tỏ độ bền vật liệu tốt, mang lại hiệu cao cho trình xử lý 39 KẾT LUẬN - TỒN TẠI - KIẾN NGHỊ Kết luận: Trên sở kết đạt đƣợc, rút số kết luận sau đây: Đã tổng hợp đƣợc vật liệu BiFeO3 than hoạt tính có kích thƣớc nano, khả hấp phụ cao phƣơng pháp đồng kết tủa Điều kiện pH tối ƣu cho trình hấp phụ pH=7 Ion vơ Cl- làm tăng hiệu xử lý vật liệu Nhiệt độ thích hợp cho q trình hấp phụ 30oC Ánh sáng không ảnh hƣởng nhiều tới hiệu xử lý vật liệu Điều kiện phù hợp để tiến hành: khối lƣợng vật liệu 1,5g/l, pH =7; nhiệt độ 30oC mẫu phẩm màu Reactive Yellow 160 có nồng độ 50mg/l Các kết thu đƣợc mở triển vọng áp dụng công nghệ tổng hợp vật liệu nano để xử lý phẩm màu hữa khó phân hủy nƣớc Tồn tại: Nghiên cứu tiến hành thời gian ngắn, số vấn đề thiếu sót : - Trong q trình tiến hành thí nghiệm cịn thiếu sót - Nhiều yếu tố mang tính chất chủ quan ngƣời làm thực nghiệm Kiến nghị: - Tiếp tục nghiên cứu đầy đủ đặc tính vật liệu nano BiFeO3 than hoạt tính - Tìm điều kiện thích hợp để chế tạo vật liệu nano BiFeO3 than hoạt tính có khả thu hồi tái sử dụng cao 40 TÀI LIỆU THAM KHẢO A Tài liệu Tiếng Việt Đỗ Quốc Chân (2003), "Nghiên cứu mơ hình cơng nghệ xử lý nƣớc thải làng nghề dệt nhuộm áp dụng cho hộ, 5-10 hộ sản xuất", Tạp chí Hóa học kỷ XXI phát triển bền vững, số 2, tập 2, 2, tr 48-55 Cao Thế Hà, Nguyễn Hoài Châu (1999), Công nghệ xử lý nƣớc nguyên lý thực tiễn, NXB Thanh niên, Hà Nội Trần Kim Hoa, Phạm Trọng Nghiệp, Ngô Phƣơng Hồng (2005), "Xử lý nƣớc thải nhuộm phƣơng pháp kết hợp keo tụ - oxy hóa xúc tác", Tạp chí Hóa học, 43 (4), tr 452-456 Đặng Trấn Phòng (2004), Sinh thái môi trƣờng dệt nhuộm, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội Đặng Trấn Phòng (2005), Xử lý nƣớc cấp nƣớc thải dệt nhuộm, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội Đặng Trấn Phòng (2014), Sổ tay sử dụng thuốc nhuộm – tập 2: Nhuộm len len pha, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội Cao Hữu Trƣợng, Hoàng Thị L nh (1995), Hóa Học thuốc nhuộm, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Đặng Xuân Việt (2007), "Nghiên cứu phƣơng pháp thích hợp để khử màu thuốc nhuộm hoạt tính nƣớc thải dệt nhuộm", Luận án tiến s kỹ thuật, Hà Nội B Tài liệu tiếng anh Alireza Khataee, Peyman Gholami, Mohsen Sheydaei (2015), "Heterogeneous Fenton process by natural pyrite for removal of a textile dye from water :Effect of parameters and intermediate identification", Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers, pp 1–8 10 Behin Jamshid, Farhadian Negin, Ahmadi Mojtaba, Parvizi Mehdi (2015), "Ozone assisted electrocoagulation in a rectangular internal-loop airlift 63 reactor: Application to decolorization of acid dye", Journal of Water Process Engineering, pp 171-178 11 Behnajady M.A, Modirshahla N, Ghanbary F (2007), "A kinetic model for the decolorization of C.I Acid Yellow by Fenton process", Journal of Hazardous Materials, 148, pp 98-102 12 Buxton G.V, Grennstock C.L, Helman W.P, Ross A.B (1988), "Critical review of rate constants for reactions of hydrated electrons, hydrogen atoms and hydroxyl radicals (OH•/O•−) in aqueous solution", Journal of Physical and Chemical Reference Data, 17, pp 513-886 13 Diagne M, Oturan N, Oturan M.A (2007), "Removal of methyl parathion from water by electrochemically generated Fenton’s reagent", Chemosphere, 66, pp 841-848 14 Elodie Guivarch, Stephane Trevin, Claude Lahitte, Mehmet A Oturan (2003), "Degradation of azo dyes in water by Electro-Fenton process", Environ mental Chemistry Letters, 1, pp 38-44 15 Eric R Bandala, Miguel A Peláez, A Javier García-López, Maria De J Salgado, Gabriela Moeller (2008), "Photocatalytic decolourisation of synthetic and real textile wastewater containing benzidine-based azo dyes," Chemical Engineering and Processing, 47, pp 169-176 PHỤ LỤC Bảng A1 Ảnh hƣởng khối lƣợng vật liệu tới hiệu suất xử lý m(g)x tác C(phẩm)mg/l 0,1 50 0,2 50 0,3 50 0,4 50 0,5 50 pH 7 7 ABS-0 1,472 1,47 1,472 1,431 1,429 Hiệu suất 80 88 94 92,56 93,86 ABS sau 1h 0,429 0,216 0,125 0,145 0,127 Bảng A2 Ảnh hƣởng pH tới hiệu suất xử lý m(g)x tác C(phầm)mg/l 0,3 50 0,3 50 0,3 50 0,3 50 0,3 50 0,3 50 0,3 50 0,3 50 PH ABS-0 1,503 1,565 1,562 1,565 1,56 1,565 1,563 1,504 ABS sau 1h Hiệu suất (%) 0,086 96,92 0,093 96,72 0,129 94,54 0,142 93,45 0,239 87,27 0,153 92,72 0,159 92,3 0,153 92,3 Bảng A3 Ảnh hƣởng nhiệt độ tới hiệu suất xử lý m(g)x tác nhiệt độ 0,3 30 0,3 40 0,3 50 ABS-0 1,583 1,722 1,717 ABS sau 10p 0,563 0,57 0,606 ABS sau 1h Hiệu suất sau 10p Hiệu suất sau 1h 0,204 65,81 89,45 0,231 68,33 88,66 0,195 66,66 90,83 Bảng A4 Ảnh hƣởng thời gian tới hiệu suất xử lý (có ánh sáng) t(phút) 10 20 30 40 50 60 m(g)x tác C(phầm)mg/l 0,3 50 0,3 50 0,3 50 0,3 50 0,3 50 0,3 50 0,3 50 PH bđ 7 7 7 ABS 1,525 0,46 0,252 0,2 0,154 0,161 0,165 Hiệu suất (%) 71,69 85,66 89,24 92,35 91,88 91,5 Bảng A5 Ảnh hƣởng thời gian tới hiệu suất xử lý (khơng có ánh sáng) t(phút) 10 20 30 40 50 60 m(g)x tác C(phầm)mg/l 0,3 50 0,3 50 0,3 50 0,3 50 0,3 50 0,3 50 0,3 50 PH bđ 7 7 7 ABS 1,534 0,533 0,395 0,285 0,206 0,192 0,158 Hiệu suất (%) 68,51 77,77 83,72 89,01 89,94 92,24 Bảng A6 Ảnh hƣởng ion vô tới hiệu suất xử lý m(g)x tác m (g) NaCl 0,3 0,117 0,3 0,234 0,3 0,351 0,3 1,17 0,3 2,34 pH 7 7 ABS -0 1,553 1,549 1,553 1,562 1,559 ABS xử lý Hiệu suất (%) 0,065 98,46 0,064 98,53 0,062 98,66 0,045 99,8 0,043 99,94 Bảng A7 Ảnh hƣởng nồng độ phẩm màu tới hiệu suất xử lý m(g)x tác C(phầm)mg/l 0,3 50 0,3 200 0,3 500 0,3 1000 PH 7 7 ABS-0 1,52 1,556 1,598 1,793 ABS sau 1h Hiệu suất (%) 0,125 94,33 0,253 86,05 0,634 62,5 55,55 Bảng A8 Ảnh hƣởng hydeopeoxit tới hiệu suất xử lý m(g)x tác C(phầm)mg/l 0,3 50 0,3 50 PH 7 VH2O2(ml) 0,1 ABS-0 1,595 1,472 ABS sau xử lý 0,306 0,125 Hiệu suất (%) 83,03 94 Bảng A9 Tái sử dụng vật liệu m(g)x tác 0,6 0,3 dung dịch (ml) C(phầm)mg/l 400 50 200 50 PH 7 ABS-0 1,717 1,702 ABS sau 1h Hiệu suất (%) 93,5 0,178 91,8 Bảng A10 Phƣơng trình hồi quy khảo sát ảnh hƣởng pH tới tốc độ phản ứng theo bậc Bảng A11 Phƣơng trình hồi quy khảo sát ảnh hƣởng nhiệt độ tới tốc độ phản ứng theo bậc ... vật liệu - Đánh giá khả xử lí vật liệu - Đánh giá khả ứng dụng thực tế vật liệu nano BiFeO3 than hoạt tính 2.2 Đối tƣợng nghiên cứu 2.2.1 Vật liệu BiFeO3 than hoạt tính Vật liệu nano BiFeO3 than. .. Mục tiêu nghiên cứu: Mục tiêu tổng quát: - Nghiên cứu tổng hợp vật liệu nano BiFeO3 than hoạt tính để xử lí phẩm màu hữu có nƣớc Mục tiêu cụ thể: - Nghiên cứu đƣợc thành phần cấu trúc vật liệu -... thích hợp 18 CHƢƠNG : THỰC NGHIỆM 2.1 Mục tiêu nghiên cứu Mục tiêu tổng quát: - Nghiên cứu tổng hợp vật liệu nano BiFeO3 than hoạt tính để xử lí phẩm màu hữu có nƣớc Mục tiêu cụ thể: - Nghiên cứu