Nghiên cứu tổng hợp than hoạt tính từ cây dướng broussonetia papyrifera l để xử lý một số chất ô nhiễm trong môi trường nước

LỜI CẢM ƠN Thực kế hoạch đào tạo trƣờng Đại học Lâm Nghiệp, để đánh giá kết học tập sinh viên sau năm học tập làm quen với việc nghiên cứu khoa học Đƣợc trí Ban Giám Hiệu nhà trƣờng, trƣờng Đại học Lâm nghiệp, Khoa Quản lý tài nguyên rừng môi trƣờng, Bộ môn Kỹ thuật môi trƣờng, cho phép tơi tiến hành thực đề tài khóa luận tốt nghiệp: “Nghiên cứu tổng hợp than hoạt tính từ Dướng (Broussonetia papyrifera L.) để xử lý số chất ô nhiễm môi trường nước” Sau thời gian nghiên cứu, đến khóa luận hồn thành Nhân dịp này, cho phép tơi đƣợc bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới Th.S Bùi Văn Năng, ngƣời nhiệt tình truyền đạt, hƣớng dẫn, giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi để hồn thành tốt khóa luận Xin đƣợc gửi lời cảm ơn tới Ban giám hiệu nhà trƣờng, trƣờng Đại học Lâm Nghiệp, tạo môi trƣờng học tập tốt giúp tơi học hỏi, trau dồi kiến thức từ sách vở, môi trƣờng thực tiễn, thầy cô bạn bè Tôi xin trân trọng cảm ơn quý thầy cô khoa Quản lý tài nguyên rừng mơi trƣờng, Ban giám đốc, tồn thể cán công nhân viên Trung tâm Phân tích mơi trƣờng, trƣờng Đại học Lâm Nghiệp tạo điều kiện tốt giúp tơi hồn thành khóa luận Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, ngƣời thân, nhóm Nghiên cứu khoa học khóa 59, 60 – KHMT tồn thể bạn bè giúp đỡ, động viên góp ý suốt q trình học tập thực khóa luận để tơi hồn thành tốt khóa luận Tơi xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 11 tháng năm 2018 Sinh viên Nguyễn Kim Dung i TRƢỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP VIỆT NAM KHOA QUẢN LÝ TÀI NGUN RỪNG VÀ MƠI TRƢỜNG TĨM TẮT KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP Tên khóa luận: “Nghiên cứu tổng hợp than hoạt tính từ Dướng (Broussonetia papyrifera L.) để xử lý số chất ô nhiễm môi trường nước” Sinh viên thực hiện: NGUYỄN KIM DUNG Giáo viên hƣớng dẫn: Th.S BÙI VĂN NĂNG Mục tiêu nghiên cứu Mục tiêu nghiên cứu khóa luận tốt nghiệp nhằm: − Nghiên cứu tổng hợp than hoạt tính từ Dƣớng − Nghiên cứu ứng dụng than hoạt tính từ Dƣớng để xử lý số chất ô nhiễm môi trƣờng nƣớc Đối tƣợng nghiên cứu − Cây Dƣớng (Broussonetia papyrifera L.) loài thực vật ngoại lai xâm lấn − Dung dịch Xanh Metylen, dung dịch phẩm màu vàng RY 160, hỗn hợp dịch dịch Xanh Metylen với phẩm màu vàng đƣợc sử dụng để đánh giá khả hấp phụ than hoạt tính đƣợc tổng hợp từ Dƣớng Nội dung nghiên cứu Để thực mục tiêu trên, đề tài khóa luận tốt nghiệp lựa chọn số nội dung nghiên cứu sau: −Nghiên cứu tổng hợp than hoạt tính từ Dƣớng −Nghiên cứu ứng dụng than hoạt tính từ Dƣớng vào xử lý số chất ô nhiễm môi trƣờng nƣớc + Khảo sát khả xử lý chất màu hữu (Xanh Metylen, phẩm màu vàng RY 160 hỗn hợp màu dung dịch Xanh Metylen phẩm màu vàng RY160) nƣớc + Khảo sát khả hấp phụ Formandehit nƣớc ii - Đề xuất hƣớng sử dụng Dƣớng làm vật liệu hấp phụ xử lý số chất ô nhiễm môi trƣờng nƣớc Phƣơng pháp nghiên cứu − Phƣơng pháp kế thừa tài liệu; − Phƣơng pháp Scanning Electron Microscope (SEM); − Phƣơng pháp phổ hồng ngoại IR; − Phƣơng pháp lấy mẫu Dƣớng; − Phƣơng pháp tổng hợp than hoạt tính từ Dƣớng; − Phƣơng pháp bố trí thí nghiệm đánh giá khả hấp phụ than hoạt tính từ Dƣớng; − Phƣơng pháp phân tích tiêu, thơng số nhiễm; − Phƣơng pháp xử lý số liệu Những kết đạt đƣợc Từ q trình nghiên cứu, khóa luận đạt đƣợc kết sau: −Đã tổng hợp đƣợc than hoạt tính từ lồi thực vật ngoại lai xâm hại Dƣớng (Broussonetia papyrifera L.) hai phƣơng pháp khác phƣơng pháp than hóa, biến tính thành than hoạt tính phƣơng pháp tẩm chất hoạt hóa ZnCl2 3M −Kết thu đƣợc từ hai phƣơng pháp tổng hợp cho thấy, tổng hợp than hoạt tính từ Dƣớng phƣơng pháp tẩm chất hoạt hóa ZnCl2 3M cho chất lƣợng sản phẩm than hoạt tính nhƣ hiệu hấp phụ cao so với phƣơng pháp than hóa biến tính than hóa thành than hoạt tính −Mẫu than hoạt tính vỏ Dƣớng (phƣơng pháp 2) cho hiệu suất hấp phụ cao mẫu than hoạt tính khác tổng hợp đƣợc hiệu suất đạt cao so với hiệu suất mẫu than thị trƣờng tiêu hấp phụ màu Xanh Metylen, dung dịch hỗn hợp màu −Mẫu than hoạt tính vỏ Dƣớng (phƣơng pháp 2) có cấu trúc xốp lỗ rỗng phát triển so với mẫu than hoạt tính tổng hợp đƣợc Với lƣợng than xử lý 0,1g mẫu than cho hiệu suất hấp phụ màu Xanh Metylen đạt 99,6% iii mức nồng độ 40 mg/l cao hiệu suất hấp phụ than hoạt tính 77,06% Hiệu suất hấp phụ phẩm màu vàng RY 160 mẫu than vỏ Dƣớng (phƣơng pháp 2) đạt 83,43% cao hiệu suất mẫu than thị trƣờng 83% mức nồng độ 70 mg/l Dung lƣợng hấp phụ mẫu than vỏ Dƣớng (phƣơng pháp 2) với Xanh Metylen cao đạt 85,2 mg/g mức nồng độ Xanh Metylen 90 mg/l −Bên cạnh mẫu than vỏ Dƣớng (phƣơng pháp 2) đƣợc đánh giá mẫu than có hiệu xử lý màu cao mẫu than hoạt tính tổng hợp từ Dƣớng khác có hiệu suất xử lý ngang với hiệu xử lý mẫu than hoạt tính thị trƣờng Dung lƣợng hấp phụ phẩm màu cao 36,8 mg/g với mẫu than thân Dƣớng (phƣơng pháp 1) mức nồng độ 70 mg/l Hiệu suất hấp phụ cao 83,63% với mẫu than thân Dƣớng (phƣơng pháp 2), xử lý mức nồng độ mg/l Từ việc tổng hợp than hoạt tính từ lồi thực vật ngoại lai xâm lấn Dƣớng, tạo sản phẩm vật liệu hấp phụ ứng dụng vào xử lý số chất ô nhiễm mơi trƣờng, có xử lý nhiễm môi trƣờng nƣớc, đặc biệt ngành dệt nhuộm Ngăn chặn phát triển lan tràn Dƣớng, góp phần nâng cao hiệu xử lý loài ngoại lai xâm lấn khỏi hệ sinh thái Hà Nội, ngày 11 tháng năm 2018 Sinh viên Nguyễn Kim Dung iv MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i MỤC LỤC v DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT viii DANH MỤC BẢNG ix DANH MỤC HÌNH x ĐẶT VẤN ĐỀ CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan Dƣớng 1.1.1 Tên khoa học [18][23] 1.1.2 Phân loại loại Dƣớng Việt Nam 1.1.3 Đặc điểm sinh học [18][22] 1.1.4 Tình hình phân bố Dƣớng giới Việt Nam [18][23] 1.1.5 Chu kì sống tiềm xâm lấn [18] 1.1.6 Hiểm họa từ Dƣớng [18] 1.1.7 Ý nghĩa thực tiễn Dƣớng [24][25] 1.1.8 Các biện pháp kiểm soát Dƣớng [23] 1.2 Tổng quang than hoạt tính 1.2.1 Định nghĩa [15][20][21] 1.2.2 Đặc trƣng tính chất vật lý, hóa học than hoạt tính 1.2.3 Khả hấp phụ than hoạt tính [15] 1.2.4 Nguyên liệu chế tạo than hoạt tính 14 1.2.5 Phƣơng pháp sản xuất than hoạt tính [15] 14 1.2.6 Tình hình sản xuất ứng dụng than hoạt tính Thế giới Việt Nam [15] 15 CHƢƠNG MỤC TIÊU – ĐỐI TƢỢNG – NỘI DUNG – PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 18 2.1 Mục tiêu nghiên cứu 18 v 2.2 Đối tƣợng nghiên cứu 18 2.3 Nội dung nghiên cứu 18 2.4 Phƣơng pháp nghiên cứu 18 2.4.1 Phƣơng pháp kế thừa tài liệu 18 2.4.2 Phƣơng pháp Scanning Electron Microscope (SEM) 19 2.4.3 Phƣơng pháp phổ hồng ngoại (IR) 19 2.4.4 Phƣơng pháp lấy mẫu Dƣớng 21 2.4.5 Phƣơng pháp tổng hợp than hoạt tính từ Dƣớng 22 2.4.6 Phƣơng pháp bố trí thí nghiệm đánh giá khả hấp phụ than hoạt tính từ Dƣớng 24 2.4.7 Phƣơng pháp phân tích tiêu, thơng số nhiễm 24 2.4.8 Phƣơng pháp xử lý số liệu 26 CHƢƠNG THỰC NGHIỆM 27 3.1 Hóa chất, dụng cụ thiết bị thí nghiệm 27 3.1.1 Hóa chất 27 3.1.2 Dụng cụ thiết bị thí nghiệm 27 3.2 Thực nghiệm 28 3.2.1 Tổng hợp than hoạt tính từ Dƣớng 28 3.2.2 Xác định tỷ trọng mẫu vật liệu 34 3.2.3 Đánh giá khả hấp phụ Xanh Metylen dung dịch than hoạt tính ……………………………………………………………………………34 3.2.4 Đánh giá khả hấp phụ phẩm màu RY 160 dung dịch than hoạt tính 37 3.2.5 Đánh giá khả hấp phụ hỗn hợp Xanh Metylen phẩm màu RY 160 dung dịch than hoạt tính 39 3.2.6 Đánh giá khả giải hấp phụ vật liệu than hoạt tính 40 CHƢƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 41 4.1 Kết tổng hợp than hoạt tính từ Dƣớng 41 vi 4.1.1 Sản phẩm than theo phƣơng pháp 1: sau than hóa biến tính thành than hoạt tính 41 4.1.2 Sản phẩm than theo phƣơng pháp 2: từ tác nhân hoạt hóa ZnCl2 3M 45 4.2 Kết đánh giá tỷ trọng mẫu than 49 4.3 Kết đánh giá khả hấp phụ màu dung dịch Xanh Metylen than hoạt tính 50 4.3.1 Kết xây dựng đƣờng chuẩn dung dịch Xanh Metylen 50 4.3.2 Kết phân tích khả hấp phụ màu dung dịch Xanh Metylen than hoạt tính 51 4.4 Kết đánh giá khả hấp phụ phẩm màu vàng RY 160 dung dịch than hoạt tính 57 4.4.1 Đƣờng chuẩn dung dịch phẩm màu vàng RY 160 57 4.4.2 Kết khảo sát khả hấp phụ phẩm màu vàng RY 160 dung dịch than hoạt tính 57 4.5 Kết đánh giá khả hấp phụ hỗn hợp màu Xanh Metylen phẩm màu vàng RY 160 dung dịch than hoạt tính 62 4.5.1 Kết khảo sát 62 4.6 Kết đánh giá khả giải hấp phụ loại vật liệu than hoạt tính tổng hợp từ Dƣớng 64 4.6.1 Kết số liệu 64 4.6 2.Đánh giá khả giải hấp phụ vật liệu than hoạt tính 64 4.7 Đề xuất hƣớng ứng dụng Dƣớng làm vật liệu hấp phụ xử lý môi trƣờng 64 CHƢƠNG KẾT LUẬN – TỒN TẠI – KHUYẾN NGHỊ 66 5.1 Kết luận 66 5.3 Khuyến nghị 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC vii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT CHC Chất hữu CP Cổ phần KLN Kim loại nặng KLTN Khóa luận tốt nghiệp IR InfraRed SEM Sanning Electron Microscope (Kính hiển vi điện tử quét) RY 160 Reactive Yello TCN Trƣớc công nguyên viii DANH MỤC BẢNG Bảng 3.1: Danh mục hóa chất cần thiết cho nghiên cứu 27 Bảng 3.2 Các mẫu than tổng hợp từ Dƣớng 34 Bảng 4.1 Khối lƣợng mẫu trƣớc sau than hóa 41 Bảng 4.2 Khối lƣợng than trƣớc sau biến tính 46 Bảng 4.3 Kết tính tốn tỷ trọng than hoạt tính 49 Bảng 4.4 Kết đo Abs dung dịch Xanh Metylen chuẩn 50 Bảng 4.5 Số liệu tính tốn nồng độ sau xử lý, dung lƣợng hấp phụ hiệu xuất xử lý dung dịch Xanh Metylen với mẫu vật liệu 52 Bảng 4.6 Số liệu so sánh mẫu than thị trƣờng mẫu than Dƣớng 56 Bảng 4.7 Số liệu đƣờng chuẩn dung dịch phẩm màu RY 160 57 Bảng 4.8 Tổng hợp kết đánh giá khả hấp phụ phẩm màu vàng RY 160 loại than Dƣớng 58 Bảng 4.9 So sánh khả hấp phụ phẩm màu vàng RY 160 than hoạt tính thị trƣờng với than hoạt tính tổng hợp từ Dƣớng 61 Bảng 4.10 Tổng hợp dung lƣợng hấp phụ hiệu suất xử lí màu hỗn hợp dung dịch than Dƣớng 62 Bảng 4.11 Kết đánh giá trình giải hấp phụ 64 ix DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Cành với Dƣớng Hình 2.1 Ảnh Dƣớng khu vực lấy mẫu 22 Hình 2.2 Sơ đồ biến tính than hóa thành than hoạt tính 23 Hình 2.3 Sơ đồ tổng hợp than hoạt tính từ tác nhân hoạt hóa ZnCl2 3M 23 Hình 3.1 Thân Dƣớng sau cạo rửa 28 Hình 3.2 Tách vỏ thân Dƣớng 28 Hình 3.3 Thân Dƣớng sau sấy khô 29 Hình 3.4 Vỏ Dƣớng sau sấy khô 29 Hình 3.6 Cốc 50ml để nghiền than 31 Hình 3.7 Khay rây cỡ than nhỏ 31 Hình 3.8 Quá trình nghiền than 31 Hình 3.9 Quá trình rây than 31 Hình 3.10 Than ngâm ZnCl2 sau nung 33 Hình 3.11 Sấy nguyên liệu sau ngâm chất hoạt hóa 33 Hình 3.12 Than thân Dƣớng sau nung 33 Hình 3.13 Than vỏ Dƣớng sau nung 33 Hình 3.14 Ảnh máy khuấy mẫu Jatest 36 Hình 3.15 Cơng thức hóa học RY 160 37 Hình 4.1 Thân Dƣớng trƣớc than hóa 41 Hình 4.2 Vỏ Dƣớng trƣớc than hóa 41 Hình 4.3 Ảnh SEM mẫu than T1 điểm ảnh 10µm 20µm 43 Hình 4.4 Ảnh SEM mẫu than V1 điểm ảnh 20µm 50µm 44 Hình 4.5 Ảnh phổ IR mẫu than T1 với nhóm chức 44 Hình 4.6 Ảnh phổ IR mẫu than V1 với nhóm chức 45 Hình 4.7 Ảnh SEM mẫu than thân Dƣớng (T2) điểm ảnh 20µm 100µm 47 Hình 4.8 Ảnh SEM mẫu than vỏ Dƣớng (V2) điểm ảnh 20µm 100µm 47 Hình 4.9 Ảnh phổ IR mẫu than V2 với nhóm chức 49 x Hình 4.22 Biểu đồ hiệu suất hấp phụ phẩm màu vàng RY 160 mẫu than T1, V2 c Nhận xét Từ kết kháo sát đánh giá, nhìn chung khả hấp phụ dung dịch phẩm màu vàng RY 160 so với hấp phụ màu dung dịch Xanh Metylen Qua thí nghiệm khảo sát hấp phụ, mẫu than T1 lại chiếm ƣu hơn, thí nghiệm dung lƣợng hấp phụ mẫu than thân Dƣớng T1 đạt giá trị cao 36,6 mg/g với dung dịch phẩm màu có nồng độ 70 mg/l theo đồ thị dung lƣợng hấp phụ mẫu này, có xu hƣớng tăng dung lƣợng hấp phụ Ở mức nồng độ này, mẫu T1 hấp phụ 36,6 mg/g phẩm màu, chiếm 52,27%; hiệu suất thấp so với mức nồng độ 50 mg/l đạt 53,17% Tuy dung lƣợng hấp phụ cao nhƣng hiệu suất hấp phụ lại thấp, q trình giải hấp phụ Vật liệu mẫu than T1 chƣa thật bền chặt Với mẫu than T2, dung lƣợng hấp phụ cao 13 mg/g mức nồng độ 50 mg/l chiếm 74% hiệu suất hấp phụ Hiệu suất cao 83,36% mức nồng độ mg/l Với mẫu than V2, mẫu khả hấp phụ màu Xanh Metylen tốt mẫu than Tuy nhiên, với chất RY 160 mẫu V2 lại hấp phụ nhiều Cụ thể, dung lƣợng hấp phụ cao 11,59 mg/g mức nồng độ 70 mg/l chiếm 83,26% hiệu suất hấp phụ Hiệu suất hấp phụ tăng theo nồng độ dung lƣợng hấp phụ, chứng tỏ trình hấp phụ mẫu chặt d So sánh với than thị trường 60 Bảng 4.9 So sánh khả hấp phụ phẩm màu vàng RY 160 than hoạt tính thị trường với than hoạt tính tổng hợp từ Dướng Nồng Dung lƣợng hấp phụ Hiệu suất hấp phụ độ (mg/g) (%) (mg/l) T1 T2 70 36,8 11,81 90 - - V1 V2 T3 T1 V1 V2 T3 3,31 11,59 57,78 52,57 83,13 5,2 83,43 83 5,27 18,61 76,72 6,34 79,32 85 - T2 - Ghi chú: “-“ Khơng tiến hành thí nghiệm Nhận xét: − Từ kết khảo sát mẫu than hoạt tính thị trƣờng với than Dƣớng, ta thấy dung lƣợng hấp phụ than thị trƣờng 57,78 mg/g nồng độ 70 mg/l 76,72 mg/g mức nồng độ 90 mg/l Con số đánh giá than thị trƣờng có khả hấp phụ phẩm màu vàng RY 160 tốt so với mẫu than Dƣớng T1, T2, V1, V2 Tuy nhiên hiệu suất hấp phụ đạt 83% thấp so với mẫu T2 đạt 83,13; V2 đạt 83,43% nồng độ 70 mg/l − Với nồng độ phẩm màu 90 mg/l than hoạt tính thị trƣờng chiếm 85% hiệu suất hấp phụ, cao mẫu than vật liệu − Đánh giá cho thấy, với hấp phụ phẩm màu vàng than hoạt tính hấp phụ tốt than Dƣớng Hình 4.23 Biểu đồ dung lượng hấp phụ phẩm màu vàng RY 160 vật liệu than hoạt tính 61 Hình 4.24 Biểu đồ hiệu suất hấp phụ phẩm màu vàng RY 160 vật liệu than hoạt tính 4.5 Kết đánh giá khả hấp phụ hỗn hợp màu Xanh Metylen phẩm màu vàng RY 160 dung dịch than hoạt tính 4.5.1 Kết khảo sát Bảng 4.10 Tổng hợp dung lượng hấp phụ hiệu suất xử lí màu hỗn hợp dung dịch than Dướng Nồng độ (mg/l) Dung lƣợng hấp phụ Hiệu suất xử lý (mg/g) (%) 615nm 646nm 615nm 646nm T2 V2 T2 V2 T2 V2 T2 V2 50 48,0 45,0 48,3 46,7 95,9 90 96,67 93,37 70 66,7 68,3 66,6 68,8 95,2 97,52 95,12 98,25 4.5.2 Nhận xét 62 Hình 4.25 Dung lượng hấp phụ hỗn hợp màu loại than hoạt tính bước sóng khác Hình 4.26 Biểu đồ hiệu suất hấp phụ màu hỗn hợp loại than hoạt tính bước sóng khác Do lƣợng than khơng đủ để tiến hành khảo sát khả hấp phụ màu hỗn hợp dung dịch Xanh Metylen phẩm màu vàng RY 160 nên ta lựa chọn loại than tối ƣu để tiến hành khảo sát Mẫu than đƣợc tiến hành thí nghiệm T2 V2 Dựa theo, kết số liệu khảo sát thực tế, cho thấy dung lƣợng hấp phụ mẫu than bƣớc sóng cao, dung lƣợng hấp phụ mức nồng độ 70 mg/l cao mức nồng độ 50 mg/l bƣớc sóng 646 nm cao so với bƣớc sóng 615 nm Ở bƣớc sóng 646 nm, mẫu than V2 có dung lƣợng 68,8 mg/g; hiệu suất 98% cao dung lƣợng mẫu T2 dung lƣợng 66,6 mg/g; hiệu suất 95% mức nồng độ 70 mg/l Ở bƣớc sóng 615 nm, mẫu than V2 có dung lƣợng hấp phụ 668,3 mg/g; hiệu suất 97,5% cao dung lƣợng hấp phụ mẫu T2: 66,7 mg/g đạt 85,2% mức nồng độ 70 mg/l Đánh giá chung hiệu xử lí mẫu than theo thứ tự tăng dần là: T2 (646 nm); T2 (615 nm); V2 (615 nm) V2 (646 nm) 63 4.6 Kết đánh giá khả giải hấp phụ loại vật liệu than hoạt tính tổng hợp từ Dƣớng 4.6.1 Kết số liệu Bảng 4.11 Kết đánh giá trình giải hấp phụ STT Nồng Abs độ đối (mg/l) chứng Abs mẫu T1 V1 Hiệu suất hấp phụ (%) T2 V2 - - T1 V1 74,27 67,84 T2 V2 - - 0,171 0,044 0,055 20 0,593 - - 0,029 - - - 99,86 - 40 14,39 - - - 0,065 - - - 99,5 Ghi chú: “-“ Khơng thực thí nghiệm 4.6.2 Đánh giá khả giải hấp phụ vật liệu than hoạt tính Qua khảo sát q trình giải hấp, mẫu có hiệu suất hấp phụ cao chứng tỏ trình giải hấp xảy yếu Vật liệu bền Dựa vào số liệu ghi nhận đƣợc, lấy đại diện loại than để thực trình giải hấp phụ Hiệu suất giải hấp nhỏ khoảng dƣới 35%, mẫu than đƣợc đánh giá cao liên kết chặt trình hấp phụ Tuy nhiên, than theo cách 1: biến tính than hóa HNO3 đặc lại có giá trị giải hấp cao trình giải hấp mẫu than cách 2, theo phƣơng pháp bổ sung chất hoạt hóa Có thể, chất hoạt hóa nguyên nhân Bên cạnh đó, hiệu suất hấp phụ cao 99% coi nhƣ đạt hiệu suất tối ƣu nhất, số ngun nhân khác, ngồi ngun nhân trình giải hấp phụ gây 4.7 Đề xuất hƣớng ứng dụng Dƣớng làm vật liệu hấp phụ xử lý môi trƣờng Với kết đạt đƣợc từ việc nghiên cứu ứng dụng tổng hợp than hoạt tính từ Dƣớng ứng dụng thử nghiệm ban đầu than hoạt tính khả hấp phụ chất nhiễm có nƣớc, khóa luận tiền đề cho hƣớng nghiên cứu ứng dụng sau đƣợc mở rộng, phát triển hồn thiện 64 Tơi xin đƣa hƣớng áp dụng nhƣ sau: − Từ việc sử dụng nguyên liệu ban đầu Dƣớng để sản xuất than hoạt tính, với việc sử dụng ngun liệu lồi thực vật ngoại lai xâm lấn nhƣ giúp nâng cao hiệu kiểm soát phát triển loài Sử dụng sinh khối thân Dƣớng để sản xuất than hoạt tính, ứng dụng xử lí số vấn đề ô nhiễm môi trƣờng − Than hoạt tính tổng hợp từ Dƣớng đƣợc ứng dụng công nghệ xử lý nƣớc thải ngành cơng nghiệp dệt nhuộm − Ứng dụng than hoạt tính tổng hợp từ Dƣớng làm vật liệu hấp phụ cơng nghệ xử lý nƣớc thải, khí thải 65 CHƢƠNG KẾT LUẬN – TỒN TẠI – KHUYẾN NGHỊ 5.1.Kết luận Từ kết nghiên cứu đạt đƣợc, khóa luận xin đƣợc rút số kết luận sau: −Đã tổng hợp đƣợc than hoạt tính từ loài thực vật xâm hại hai phƣơng pháp khác nhau: than hóa, biến tính than hóa thành than hoạt tính phƣơng pháp bổ sung chất hoạt hóa ZnCl2 3M −Kết thu đƣợc từ hai phƣơng pháp cho thấy, tổng hợp than hoạt tính từ Dƣớng phƣơng pháp bổ sung chất hoạt hóa ZnCl2 3M cho chất lƣợng sản phẩm than hoạt tính nhƣ hiệu hấp phụ cao phƣơng pháp than hóa biến tính than hóa thành than hoạt tính −Mẫu than hoạt tính vỏ Dƣớng (phƣơng pháp 2) có cấu trúc xốp lỗ rỗng phát triển so với mẫu than hoạt tính tổng hợp đƣợc Với lƣợng than xử lý 0,1g mẫu than vỏ Dƣớng (phƣơng pháp 2) cho hiệu suất hấp phụ màu Xanh Metylen đạt 99,6% mức nồng độ 40 mg/l cao hiệu suất hấp phụ than hoạt tính 77,06% Hiệu suất hấp phụ dung dịch phẩm màu vàng RY 160 than vỏ Dƣớng (phƣơng pháp 2) đạt 83,43% cao hiệu suất mẫu than thị trƣờng 83% mức nồng độ 70 mg/l Dung lƣợng hấp phụ mẫu than vỏ Dƣớng (phƣơng pháp 2) với Xanh Metylen cao đạt 85,2 mg/g mức nồng độ Xanh Metylen 90 mg/l −Bên cạnh mẫu than hoạt tính vỏ Dƣớng (phƣơng pháp 2) đƣợc đánh giá mẫu than có hiệu xử lý màu cao mẫu than hoạt tính tổng hợp từ Dƣớng khác có hiệu suất xử lý ngang với hiệu xử lý mẫu than hoạt tính thị trƣờng Dung lƣợng hấp phụ phẩm màu cao 36,8 mg/g với mẫu than thân Dƣớng (phƣơng pháp 1) mức nồng độ 70 mg/l Hiệu suất hấp phụ cao 83,63% với mẫu than hoạt tính thân Dƣớng (phƣơng pháp 2), xử lý mức nồng độ mg/l 66 −Từ việc tổng hợp đƣợc than hoạt tính từ lồi ngoại lai xâm lấn này, Dƣớng đƣợc ứng dụng vào làm nguyên liệu để chế tạo vật liệu hấp phụ ứng dụng vào xử lý ô nhiễm môi trƣờng, có xử lý nhiễm nƣớc thải ngành dệt nhuộm Khuyến khích ngăn chặn phát triển mức Dƣớng, bên cạnh góp phần nâng cao hiệu xử lý loài ngoại lai xâm lấn khỏi hệ sinh thái 5.2.Tồn Do thời gian thực khóa luận cịn hạn chế, việc tiến hành thí nghiệm địi hỏi nhiều thời gian, hƣớng nghiên cứu khóa luận cịn chƣa có cơng trình nghiên cứu đề cập đến tổng hợp than hoạt tính từ Dƣớng Nên tài liệu tham khảo cịn hạn chế Khóa luận cịn số sau: −Chƣa nghiên cứu sâu yếu tố ảnh hƣởng đến trình hấp phụ nhƣ nhiệt độ, thời gian hấp phụ, động lực học trình hấp phụ… yếu tố ảnh hƣởng tới trình giải hấp phụ −Chƣa khảo sát đƣợc khả hấp phụ mẫu than hoạt tính từ Dƣớng khối lƣợng khác thời gian khác −Chƣa tính tốn đến hiệu kinh tế 5.3.Khuyến nghị Dựa nghiên cứu khóa luận, sở cho nghiên cứu sau chuyên sâu hơn, mở rộng hoàn thiện Khắc phục số tồn khóa luận −Nghiên cứu thêm phƣơng pháp tổng hợp than hoạt tính từ Dƣớng đơn giản, khơng sử dụng nhiều hóa chất tốn nhƣ phƣơng pháp hoạt hóa hóa lý: dùng chất oxi hóa nhƣ nƣớc, dioxit cacbon… làm tác nhân tác dụng với than nguyên liệu −Tiếp tục nghiên cứu khả hấp phụ than hoạt tính từ Dƣớng chất khác nhƣ: Nh4+, Cd2+, Fe2+ … yếu tố ảnh hƣởng 67 −Nghiên cứu xác định số loại đặc trƣng than hoạt tính nhƣ diện tích bề mặt riêng, nhóm chức có bề mặt than −Tiếp tục nghiên cứu khả hấp phụ than hoạt tính tổng hợp từ Dƣớng việc xử lý nguồn ô nhiễm nƣớc thải khác nhau, chất ô nhiễm dạng khí 68 TÀI LIỆU THAM KHẢO Đoàn Thị Thúy Ái (2013), Khảo sát khả hấp phụ chất màu Xanh Metylen môi trường nước vật liệu CoFe2O4/Bentonit, Khoa Tài nguyên Môi trƣờng, Trƣờng Đại học Nơng Nghiệp Hà Nội, Tạp chí Khoa học phát triển 2013, tập 11, số 2: 236-238 Trần Thị Anh (2009), Nghiên cứu xử lý Toluene, Etyl axetat, Butyl axetat, Xylen nước thải sơn than hoạt tính kết hợp với siêu âm, Đồ án tốt nghiệp Lê Văn Cát (2002), Hấp phụ trao đổi ion kỹ thuật xử lý nước nước thải, NXB Thống kê, Hà Nội Phạm Văn Dinh (2015), Nghiên cứu biến tính phụ phẩm Đay làm vật liệu xử lý số kim loại nặng nước, Luận văn thạc sĩ khoa học, Hà Nội Trịnh Xuân Đại (2013), Nghiên cứu biến tính than hoạt tính làm vật liệu hấp phụ xử lý amoni kim loại nặng nước, Luận văn Thạc sĩ Hóa học, Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên, Hà Nội PGS.TS.Lê Đức, PGS.TS.Trần Khắc Hiệp, ThS.Nguyễn Xuân Cự, CN.Nguyễn Ngọc Minh, Một số phương pháp phân tích mơi trường, NXB ĐH HN Nguyễn Việt Đức, Nghiên cứu tổng hợp than hoạt tính từ tro trấu, Đồ án tốt nghiệp Lò Văn Huynh (2002), Nghiên cứu sử dụng than hoạt tính để loại bỏ số chất hữu mơi trường nước, Luận án tiến sỹ Hóa học, Hà Nội Hà Tiến Mạnh (2011), Nghiên cứu ảnh hưởng thời gian hoạt hóa, lưu lượng nước đến chất lượng hiệu suất thu hồi than hoạt tính từ than gỗ Đước, Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật, Trƣờng đại học Lâm Nghiệp 10 Bùi Văn Năng (2015), Bài giảng “Phân tích mơi trường”, Trƣờng Đại học Lâm Nghiệp 11 Bùi Văn Năng (2015), Đề cƣơng “Thực hành phân tích mơi trường”, Trƣờng Đại học Lâm Nghiệp 12 Hồng Nhâm (2003), Hóa học vơ cơ, tập 3, NXB Giáo dục 13 Trần Văn Nhân, Nguyễn Thạc Sửu, Nguyễn Văn Tuế (2004), Giáo trình hóa lý, tập 2, NXB Giáo dục 14 Bùi Thị Giang (2017), Khóa luận tốt nghiệp “Nghiên cứu sử dụng vật liệu từ vỏ thân chuối để xử lý số chất ô nhiễm môi trường nước”, Trƣờng Đại học Lâm Nghiệp 15 Đồn Thị Nhƣ Quỳnh (2015), Khóa luận tốt nghiệp “Nghiên cứu tổng hợp than hoạt tính từ Mai Dương ứng dụng vào xử lý ô nhiễm nước”, Trƣờng Đại học Lâm Nghiệp 16 Phạm Bảo Thanh (1987), Nghiên cứu sản xuất than hoạt tính từ phế liệu thực vật, Báo cáo tổng kết đề tài cấp bộ, trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội 17 Nguyễn Thị Thanh Tú (2010), Nghiên cứu khả hấp phụ metylen đỏ dung dịch nước vật liệu hấp phụ chế tạo từ bã mía thử nghiệm xử lý môi trường, Luận văn Thạc sĩ Hóa học, trƣờng Đại học Thái Nguyên, Thái Nguyên Trang web 18 https://vi.wikipedia.org/wiki/D%C6%B0%E1%BB%9Bng 19 http://vnuf.edu.vn/documents/4400543/4468534/15.Tran-Thi-NhaiQLTNRMT.pdf 20 https://xemtailieu.com/tai-lieu/khoa-luan-nghien-cuu-che-tao-thanhoat-tinh-tu-loi-ngo-bang-phuong-phap-oxy-hoa-va-bien-tinh-de-ung-dung-lamchat-hap-phu-886967.html#pf17 21 http://luanvan.net.vn/luan-van/khoa-luan-nghien-cuu-che-tao-thanhoat-tinh-tu-vo-trau-bang-phuong-phap-oxy-hoa-va-ung-dung-lam-chat-happhu-trong-xu-ly-71486/ 22 https://blogcaycanh.vn/cay_canh/d/cay-duong 23 https://keys.lucidcentral.org/keys/v3/eafrinet/weeds/key/weeds/Media/ Html/Broussonetia_papyrifera_(Paper_Mulberry).htm 24 https://caythuoc.org/cay-duong-tang-cuong-sinh-ly.html 25 https://vietnam.vnanet.vn/vietnamese/hoc-lam-giay-do-o-hoabinh/358395.html PHỤ LỤC Một số hình ảnh trình thực nghiệm Đƣờng chuẩn dung dich Xanh Metylen Dung dịch Xanh Metylen sau hấp phụ mẫu than V2 mức nồng độ khác Dung dịch Xanh Metylen sau hấp phụ than thân Dƣớng nồng độ khác Mẫu dung dịch Xanh Metyl sau quấy mức nồng độ khác Dung dịch Xanh Metylen nồng độ 10mg/l sau hấp phụ mẫu V2 Dung dịch Xanh Metyl chuẩn mức nồng độ khác Than hoạt tính từ vỏ Dƣớng Than hoạt tính từ thân Dƣớng Phẩm màu vàng RY 160 Dung dịch phẩm màu sau hấp phụ than T1 mức nồng độ 15mg/l Dung dịch phẩm màu vàng sau Dung dịch phẩm màu vàng sau hấp phụ mẫu than T1 hấp phụ mẫu than V1 Dung dịch Xanh Metyl nồng độ Dung dịch Xanh Metyl nồng độ 10mg/l sau hấp phụ mẫu 10mg/l sau hấp phụ mẫu than V2 than T2 Dung dịch sau trình giải hấp phụ mẫu than V2 với dung dịch Xanh Metylen nồng độ 15 mg/l trƣớc ... dung nghiên cứu ? ?Nghiên cứu tổng hợp than hoạt tính từ Dƣớng ? ?Nghiên cứu ứng dụng than hoạt tính từ Dƣớng vào xử l? ? số chất ô nhiễm môi trƣờng nƣớc: + Khảo sát khả xử l? ? chất màu hữu (Xanh Metylen,... PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Mục tiêu nghiên cứu ? ?Nghiên cứu tổng hợp than hoạt tính từ Dƣớng ? ?Nghiên cứu ứng dụng than hoạt tính từ Dƣớng vào xử l? ? số chất ô nhiễm môi trƣờng nƣớc 2.2 Đối tƣợng nghiên cứu. .. cứu tổng hợp than hoạt tính từ Dƣớng − Nghiên cứu ứng dụng than hoạt tính từ Dƣớng để xử l? ? số chất ô nhiễm môi trƣờng nƣớc Đối tƣợng nghiên cứu − Cây Dƣớng (Broussonetia papyrifera L. ) loài thực