Sử dụng vật liệu biến tính từ vỏ trấu làm xúc tác cho quá trình oxy hóa nâng cao loại bỏ phẩm màu

LỜI CẢM ƠN Với kiến thức đƣợc học ghế nhà trƣờng với giúp đỡ bảo tận tình thầy, khoa Quản lý Tài nguyên rừng Môi trƣờng, Trƣờng Đại Học Lâm Nghiệp, em hồn thành khóa luận tốt nghiệp với đề tài“Sử dụng vật liệu biến tính từ vỏ trấu làm xúc tác cho q trình oxy hóa nâng cao loại bỏ phẩm màu” Nhân dịp này, trƣớc hết em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo khoa Quản lý Tài nguyên rừng Môi trƣờng, thầy Trung tâm Phân tích mơi trƣờng, Trƣờng Đại Học Lâm Nghiệp, tạo điều kiện giúp đỡ để em thực tốt đề tài khóa luận Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy Vũ Huy Định thầy Đặng Thế Anh, ngƣời định hƣớng, khuyến khích, dẫn giúp đỡ em xuyên suốt trình làm khóa luận tốt nghiệp Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, tháng 05 năm 2018 MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH VẼ ĐẶT VẤN ĐỀ CHƢƠNG TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 1.1 .Nƣớc thải dệt nhuộm………………………………………………………2 1.2 Các loại thuốc nhuộm thƣờng dùng Việt Nam 1.3 Phƣơng pháp xử lý hợp chất azo nƣớc thải dệt nhuộm 1.3.1 Các phƣơng pháp sinh học 1.3.2 Các phƣơng pháp điện hóa 1.3.3 Các phƣơng pháp hóa học 1.3.4 Ứng dụng trình Fenton xử lý màu thuốc nhuộm nƣớc thải dệt nhuộm 13 1.4 Vỏ trấu 15 1.4.1 Nguồn gốc phát sinh 15 1.4.2 Đặc tính vỏ trấu 15 1.4.3 Ảnh hƣởng vỏ trấu tới môi trƣờng 15 1.4.4 Ứng dụng vỏ trấu 16 CHƢƠNG MỤC TIÊU – ĐỐI TƢỢNG – NỘI DUNG – PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 22 2.1 Mục tiêu đề tài 22 2.1.1 Mục tiêu tổng quát 22 2.1.2 Mục tiêu cụ thể 22 2.2 Nội dung nghiên cứu 22 2.3 Đối tƣợng – Phạm vi nghiên cứu 22 2.4 Phƣơng pháp nghiên cứu 24 2.4.1 Biến tính vỏ trấu phƣơng pháp gia nhiệt vật lý 24 2.4.2 Xác định thành phần, tính chất vỏ trấu biến tính 25 2.4.3 Phƣơng pháp phân tích nồng độ phẩm màu 26 2.4.4 Phƣơng pháp tính hiệu suất xử lý màu 28 CHƢƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 28 3.1 Đặc tính vỏ trấu biến tính 29 3.1.1.Hình thái bề mặt 29 3.1.2 Thành phần vật liệu biến tính 30 3.2 Xây dựng đƣờng chuẩn theo dõi nồng độ phẩm màu 31 3.3 Khảo sát điều kiện ảnh hƣởng đến trình xử lý phẩm màu 32 3.3.1 Ảnh hƣởng thời gian biến tính 32 3.3.2 Ảnh hƣởng nhiệt độ biến tính 34 3.3.3 Ảnh hƣởng hàm lƣợng muối sắt (III) đƣa vào biến tính vỏ trấu 35 3.4 Hiệu suất xử lý màu cho phẩm RY 160 38 3.5 Nghiên cứu khả tái sử dụng hệ xúc tác: 39 3.6 Đánh giá khả áp dụng trình Fenton/vỏ trấu biến tính xử lý độ màu số phảm màu phổ biến: 41 3.6.1 Xây dựng đƣờng chuẩn: 40 3.6.2 Hiệu suất xử lý độ màu 45 KẾT LUẬN – TỒN TẠI – KIẾN NGHỊ 47 KẾT LUẬN 47 TỒN TẠI 47 KIẾN NGHỊ 48 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC PHỤ LỤC DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT RY 160 Reactive Yellow 160 Phẩm màu vàng DB 199 Direct Blue 199 Phẩm màu xanh da trời DR 239 Direct-Red-239 Phẩm màu đỏ cờ DR 224 Direct-Red-224 Phẩm màu đỏ sen H Hiệu suất xử lý UV-VIS Ultraviolet-visible spectroscopy Phổ tử ngoại khả kiến SEM Scanning electron microscope Kính hiển vi điện tử quét EDX Engery dispersive X-ray spectroscopy Phổ tán xạ lƣợng tia X COD Chemical oxigen demand Nhu cầu oxi hóa học DANH MỤC BẢNG ảng 1.1 Đặc tính nƣớc thải số sở dệt nhuộm Hà Nội ảng 1.2 Quy chuẩn kĩ thuật quốc gia QCVN 13-MT:2015/BTNMT nƣớc thải công nghiệp dệt nhuộm ảng 1.3 Điện oxi hóa số tác nhân oxi hóa mạnh môi trƣờng lỏng Bảng 1.4 Thành phần nguyên tố hóa học vỏ trấu 16 Bảng 2.1 Tên gọi công thức cấu tạo phẩm màu nhuộm đƣợc sử dụng 23 Bảng 3.1 Thành phần nguyên tố vỏ trấu sau biến tính 30 Bảng 3.2 Hiệu suất xử lý hệ xúc tác 40 DANH MỤC HÌNH VẼ H nh 1 Các trình hình thành gốc hydroxyl 10 Hình 3.1 Ảnh SEM vỏ trấu sau biến tính 29 Hình 3.2 Phổ EDX vỏ trấu sau biến tính 30 H nh 3.3 Tƣơng quan độ hấp thụ quang nồng độ phẩm màu RY 160 31 Hình 3.4 Ảnh hƣởng thời gian biến tính tới hiệu xử lý biến tính mẫu xúc tác 32 Hình 3.5 Ảnh hƣởng thời gian biến tính tới hiệu xử lý biến tính mẫu xúc tác 33 Hình 3.6 Ảnh hƣởng thời gian biến tính tới hiệu xử lý biến tính mẫu xúc tác 34 Hình 3.7 Ảnh hƣởng nhiệt độ nung vỏ trấu 35 Hình 3.8 Ảnh hƣởng hàm lƣợng muối tới hiệu xử lý biến tính mẫu với hàm lƣợng muối Fe2(SO4)3 mẫu 0.5g Fe2(SO4)3 36 Hình 3.9 Ảnh hƣởng hàm lƣợng muối tới hiệu xử lý biến tính mẫu với hàm lƣợng muối Fe2(SO4)3 mẫu 1.0g Fe2(SO4)3 37 Hình 3.10 Ảnh hƣởng hàm lƣợng muối tới hiệu xử lý biến tính mẫu với hàm lƣợng muối Fe2(SO4)3 mẫu 1.5g Fe2(SO4)3 38 Hình 3.11 Hiệu suất xử lý độ màu phẩm màu vàng (RY 160) theo thời gian 39 H nh 3.12 Tƣơng quan độ hấp thụ quang nồng độ phẩm Direct-Red-23 (DR 239) 42 H nh 3.13 Tƣơng quan độ hấp thụ quang nồng độ phẩm Direct Blue 199 (DB 199) 43 H nh 3.14 Tƣơng quan độ hấp thụ quang nồng độ phẩm Direct-Red-224 (DR 224) 44 H nh 3.15 Tƣơng quan độ hấp thụ quang nồng độ phẩm Acid Red 23 45 Hình 3.16 Hiệu suất xử lý độ màu Acid Red, DB 199, DR 224, DR 239 46 ĐẶT VẤN ĐỀ Nƣớc ta thời kỳ cơng nghiệp hóa đại hóa, đại hóa với mở rộng quy mô sản xuất phát triển nhanh chóng nghành cơng nghiệp Bên cạnh lợi ích to lớn mà sản xuất cơng nghiệp mang lại, ta khơng thể phủ nhận tổn hại môi trƣờng chất thải công nghiệp gây Với đặc tính tồn lâu mơi trƣờng, khơng bị vi sinh vật phân hủy, chất hữu khó bị phân hủy sinh học chất thải công nghiệp mối nguy hại lớn Một nguồn thải đáng ý nƣớc thải nghành dệt nhuộm, nƣớc thải dệt nhuộm chứa thuốc nhuộm hoạt tính Đó nguồn thải chứa chất hữu khó phân hủy sinh học phổ biến Với dây chuyền công nghệ phức tạp, bao gồm nhiều công đoạn sản xuất khác nên nƣớc thải sau sản xuất dệt nhuộm chứa nhiều loại hợp chất hữu độc hại, đặc biệt công đoạn tẩy trắng nhuộm màu Việc tẩy, nhuộm vải thuốc nhuộm khác nhƣ thuốc nhuộm hoạt tính, thuốc nhuộm trực tiếp, thuốc nhuộm hoàn nguyên, thuốc nhuộm phân tán khiến cho lƣợng nƣớc thải chứa nhiều chất ô nhiễm khác (chất tạo màu, chất bền màu,…) Bên cạnh lợi ích chất tạo màu họ azo cơng nghiệp dệt nhuộm, tác hại không nhỏ đƣợc thải vào môi trƣờng Gần nhà nghiên cứu phát tính độc hại nguy hiểm hợp chất họ azo môi trƣờng sinh thái ngƣời đặc biệt loại thuốc nhuộm có khả gây ung thƣ cho ngƣời sử dụng sản phẩm Trong năm gần đây, có nhiều cơng trình nghiên cứu sửu dụng phƣơng pháp khác nhằm xử lý chất hữu độc hại trog nƣớc thải nhƣ: Phƣơng pháp vật lý, phƣơng pháp hóa học, phƣơng pháp sinh học, phƣơng pháp điện hóa Trong đó, việc xử lý hợp chất hữu độc hại kỹ thuật Fenton dị thể sử dụng vật liệu thải hƣớng nghiên cứu đƣợc nhiều nhà khoa học ngồi nƣớc quan tâm nghiên cứu góp phần vào việc khắc phục nhƣợc điểm kỹ thuật Fenton đồng thể CHƢƠNG TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 1.1 Nƣớc thải dệt nhuộm a Nguồn gốc phát sinh Nguồn nƣớc thải phát sinh công nghiệp dệt nhuộm từ công đoạn hồ sợi, giữ hồ, nấu tẩy, nhuộm hồn tất Trong lƣợng nƣớc thải chủ yếu q trình giặt sau cơng đoạn Nhu cầu sử dụng nƣớc nhà máy dệt nhuộm lớn thay đổi tùy theo mặt hàng khác Theo phân tích chuyên gia, lƣợng nƣớc đƣợc sử dụng công đoạn sản xuất chiếm 72,3%, chủ yếu từ công đoạn nhuộm hồn tất sản phẩm Ngƣời ta tính sơ lƣợc nhu cầu sử dụng nƣớc nƣớc cho mét vải nằm phạm vi từ 12 – 65 lít thải 10 – 40 lít nƣớc Vấn đề chủ yếu ngành công nghiệp dệt nhuộm ô nhiễm nguồn nƣớc Các chất ô nhiễm chủ yếu có nƣớc thải dệt nhuộm chất hữu khó phân hủy, thuốc nhuộm, chất hoạt động bề mặt, hợp chất halogen hữu cơ, muối trung tính làm tăng tổng hàm lƣợng chất rắn, nhiệt độ cao pH nƣớc thải cao lƣợng kiềm lớn Trong đó, thuốc nhuộm thành phần khó xử lý nhất, đặc biệt thuốc nhuộm azo - loại thuốc nhuộm đƣợc sử dụng phổ biến nay, chiếm tới 60 - 70% thị phần [7],[9],[10] Thông thƣờng, chất màu có thuốc nhuộm khơng bám dính hết vào sợi vải q trình nhuộm mà cịn lại lƣợng dƣ định tồn nƣớc thải Lƣợng thuốc nhuộm dƣ sau cơng đoạn nhuộm lên đến 50% tổng lƣợng thuốc nhuộm đƣợc sử dụng ban đầu.[7] Đây nguyên nhân làm cho nƣớc thải dệt nhuộm có độ màu cao nồng độ chất nhiễm lớn Thuốc nhuộm có nguồn gốc thiên nhiên tổng hợp Hiện nay, ngƣời hầu nhƣ sử dụng thuốc nhuộm tổng hợp Đặc điểm bật loại thuốc nhuộm độ bền màu - tính chất khơng bị phân hủy điều kiện, tác động khác môi trƣờng, vừa yêu cầu với thuốc nhuộm, vừa thị hiếu ngƣời tiêu dùng, nhƣng vấn đề với xử lý nƣớc thải dệt nhuộm Màu sắc thuốc nhuộm có đƣợc cấu trúc hóa học nó: Một cách chung nhất, cấu trúc thuốc nhuộm bao gồm nhóm mang màu nhóm trợ màu Nhóm mang màu nhóm chứa nối đôi liên hợp với hệ điện tử π linh động nhƣ >C=CC=N-, >C=O, -N=N- Nhóm trợ màu nhóm cho nhận điện tử nhƣ: -COOH, -OH, NH2 , đóng vai trị tăng cƣờng màu nhóm mang màu cách dịch chuyển lƣợng hệ điện tử.[12] b Đặc tính nƣớc thải dệt nhuộm Đặc tính nƣớc thải dệt nhuộm nói chung nƣớc thải dệt nhuộm làng nghề Vạn phúc nói riêng chứa loại hợp chất tạo màu hữu cơ, có số pH, DO, BOD, COD, cao (Bảng 1.1), vƣợt tiêu chuẩn cho phép đƣợc thải môi trƣờng sinh thái (Bảng 1.2) ản 1.1 Đặc tính nước thải số sở dệt nhuộm Hà Nội Tên nhà máy Độ PH Độ màu COD(mg/l) BOD(mg/l) Dệt Hà Nội 9-10 250-500 230-500 90-120 Dệt kim Thăng Long 8-12 168 440-500 132 Dệt nhuộm Vạn Phúc 8-11 750 380-890 120 inh - 2013) ản 1.2 Quy chuẩn kĩ thuật quốc gia QCVN 13-MT:2015/BTNMT nước thải công nghiệp dệt nhuộm Thông số TT Nhiệt độ pH Độ màu (pH = 7) BOD5 200C COD Đơn vị Giá trị C A B C 40 40 - 6-9 5, 5-9 Cơ sở Pt-Co 50 150 Cơ sở hoạt động Pt-Co 75 200 mg/l 30 50 Cơ sở mg/l 75 150 Cơ sở hoạt động mg/l 100 200 Nhƣ vậy, nƣớc thải dệt nhuộm để đạt tiêu chuẩn cho phép thải môi trƣờng cần tuân thủ nghiêm nghặt xử lý hóa chất gây nhiễm mơi trƣờng có mặt nƣớc thải sau sản xuất chế biến sản phẩm công nghiệp c Tác hại nƣớc thải dệt nhuộm Các thuốc nhuộm hữu nói chung đƣợc xếp loại từ độc đến không độc ngƣời (đƣợc đặc trƣng số LD50) Các kiểm tra tính kích thích da, mắt cho thấy đa số thuốc nhuộm không gây kích thích với vật thử nghiệm (thỏ) ngoại trừ số cho kích thích nhẹ Tác hại gây ung thƣ nghi ngờ gây ung thƣ: Các thuốc nhuộm azo đƣợc sử dụng nhiều ngành dệt, nhiên có số màu azo, chủ yếu thuốc nhuộm benzidin, có tác hại gây ung thƣ Các nhà sản xuất châu Âu ngừng sản xuất loại này, nhƣng thực tế chúng đƣợc tìm thấy thị trƣờng giá thành rẻ hiệu nhuộm màu cao.[6] Mức độ độc hại với cá loài thủy sinh: Các thử nghiệm cá 3000 thuốc nhuộm đƣợc sử dụng thông thƣờng cho thấy thuốc nhuộm nằm tất nhóm từ khơng độc, độc vừa, độc, độc đến cực độc Trong có khoảng 37% thuốc nhuộm gây độc vừa đến độc cho cá thủy sinh, 2% thuốc nhuộm mức độ độc cực độc cho cá thủy sinh Khi vào nguồn nƣớc nhận nhƣ sông, hồ, …với nồng độ nhỏ thuốc nhuộm cho cảm nhận màu sắc Thuốc nhuộm hoạt tính sử dụng nhiều th màu nƣớc thải đậm Màu đậm nƣớc thải cản trở hấp thụ oxy ánh sáng mặt trời, gây bất lợi cho hơ hấp, sinh trƣởng lồi thủy sinh vật Nó tác động xấu đến khả phân giải vi sinh chất hữu nƣớc thải Các nghiên cứu cho thấy khả phân giải trực tiếp thuốc nhuộm hoạt tính vi sinh thấp Ở Việt Nam, qua số liệu điều tra công ty dệt may lớn 12 cho thấy màu nƣớc thải dệt nhuộm chủ yếu thuốc nhuộm hoạt tính phần loại thuốc nhuộm khơng tận trích hết khác gây ra.[6] 3.6 Đánh giá khả áp dụng trình Fenton/vỏ trấu biến tính xử lý độ màu số phảm màu phổ biến: Để đánh giá khả áp dụng trình xử lý độ màu RY 160 cho phẩm màu phổ biến khác, tiến hành khảo sát điều kiện 1,5g Fe2(SO4)3/ 10g vỏ trấu, nhiệt độ biến tính từ 300 – 5000C chọn 3000C, nung thời gian – chọn thời gian t m đƣợc cho RY 160 3.6.1 Xây dựng đƣờng chuẩn: Xây dựng đƣờng chuẩn phẩm màu Acid Red, Direct Blue 199 (DB 199), Direct-Red-224 (DR 224), Direct-Red-239 (DR 239) Chuẩn bị dãy dung dịch phẩm màu cần dựng biết nồng độ (bằng cách cân xác định mức) Đo độ hấp thụ quang mẫu bƣớc sóng λmax tƣơng úng với phẩm màu (nm) xây dựng đồ thị phụ thuộc độ hấp thụ quang nồng độ Phƣơng tr nh đƣờng thẳng thu đƣợc phƣơng tr nh đƣờng chuẩn phẩm màu cần dựng a) Phẩm màu Direct-Red-239 (DR 239) Phƣơng tr nh đƣờng chuẩn phẩm màu Direct-Red-239 (DR 239) thu đƣợc là: Abs = 33,457.C + 0,7573 Đƣờng chuẩn phụ thuộc cƣờng độ hấp thụ bƣớc song hấp thụ cực đại λmax = 521 nm vào nồng độ phẩm màu Direct-Red-239 (DR 239) đƣợc biểu diễn hình 3.12: 41 Abs y = 33.457x + 0.7573 R² = 0.8265 4.5 Độ hấp thụ quang 3.5 2.5 Abs 1.5 0.5 0 0.02 0.04 0.06 0.08 Nồng độ (g/L) 0.1 0.12 Hình 3.12 Tươn quan iữa độ hấp thụ quang nồn độ phẩm Direct-Red23 (DR 239) Phƣơng tr nh đƣờng thẳng đƣợc sử dụng để xác định nồng độ DirectRed-23 (DR 239) q trình xử lí màu (C) biết độ hấp thụ quang (Abs) theo công thức: (g/L) (3.2) b) Phẩm màu Direct Blue 199 (DB 199) Phƣơng tr nh đƣờng chuẩn phẩm màu Direct Blue 199 (DB 199) thu đƣợc là: Abs = 54,654.C – 0,0431 Đƣờng chuẩn phụ thuộc cƣờng độ hấp thụ bƣớc song hấp thụ cực đại λmax = 606 nm vào nồng độ phẩm màu Direct Blue 199 (DB 199) đƣợc biểu diễn hình 3.13: 42 Abs y = 54.654x - 0.0431 R² = 0.9971 3.5 Độ hấp thụ quang 2.5 1.5 Abs 0.5 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 Nồng độ (g/L) Hình 3.13 Tươn quan iữa độ hấp thụ quang nồn độ phẩm Direct Blue 199 (DB 199) Phƣơng tr nh đƣờng thẳng đƣợc sử dụng để xác định nồng độ Direct Blue 199 (DB 199) trình xử lí màu (C) biết độ hấp thụ quang (Abs) theo công thức: (g/L) (3.3) c) Phẩm màu Direct-Red-224 (DR 224) Phƣơng tr nh đƣờng chuẩn phẩm màu Direct-Red-224 (DR 224) thu đƣợc là: Abs = 36,855.C + 0,0101 Đƣờng chuẩn phụ thuộc cƣờng độ hấp thụ bƣớc song hấp thụ cực đại λmax = 544 nm vào nồng độ phẩm màu Direct-Red-224 (DR 224) đƣợc biểu diễn hình 3.14: 43 Abs y = 36.855x + 0.0101 R² = 0.9866 Độ hấp thụ quang 3.5 2.5 1.5 Abs 0.5 0 0.02 0.04 0.06 0.08 Nồng độ (g/L) 0.1 0.12 Hình 3.14 Tươn quan iữa độ hấp thụ quang nồn độ phẩm Direct-Red224 (DR 224) Phƣơng tr nh đƣờng thẳng đƣợc sử dụng để xác định nồng độ DirectRed-224 (DR 224) q trình xử lí màu (C) biết độ hấp thụ quang (Abs) theo công thức: (g/L) (3.4) d) Phẩm màu Acid Red 23 Phƣơng tr nh đƣờng chuẩn phẩm màu Acid Red 23 thu đƣợc là: Abs = 32,627.C + 0,0343 Đƣờng chuẩn phụ thuộc cƣờng độ hấp thụ bƣớc song hấp thụ cực đại λmax = 497 nm vào nồng độ phẩm màu Acid Red 23 đƣợc biểu diễn hình 3.15: 44 Abs 3.5 y = 32.627x - 0.0343 R² = 0.9993 Độ hấp thụ quang 2.5 1.5 Abs 0.5 0 0.02 0.04 0.06 Nồng độ (g/L) 0.08 0.1 Hình 3.15 Tươn quan iữa độ hấp thụ quang nồn độ phẩm Acid Red 23 Phƣơng tr nh đƣờng thẳng đƣợc sử dụng để xác định nồng độ Acid Red 23 trình xử lí màu (C) biết độ hấp thụ quang (Abs) theo công thức: (g/L) (3.5) 3.6.2 Hiệu suất xử lý độ màu Áp dụng điều kiện thích hợp phẩm màu RY 160 Hiệu suất xử lý trình Fenton/vỏ trấu với phẩm màu Acid Red, Direct Blue 199 (DB 199), Direct-Red-224 (DR 224), Direct-Red-239 (DR 239) đƣợc thể hình 3.16: 45 120.00 100.00 Hiệu suất: (%) 100.00 92.68 88.68 79.50 80.00 60.00 H (%) 40.00 20.00 0.00 Acid Red 23 Direct Blue 199 (DB 199) Direct-Red-224 (DR 224) Direct-Red-239 (DR 239) Phẩm màu Hình 3.16 Hiệu suất xử lý độ màu Acid Red, DB 199, DR 224, DR 239 Kết luận: Kết thí nghiệm cho thấy hiệu suất xử lý độ màu màu Acid Red, DB 199, DR 224, DR 239 điều kiện đƣợc khảo sát mẫu phẩm màu vàng RY 160 có hiệu suất cao 79% Đặc biệt với phẩm màu Direct-Red-224 hiệu suất 92% phẩm màu DirectRed-239 100% cho thấy tƣơng thích điều kiện xử lý phẩm màu tƣơng đồng Từ dụng q trình xử lý phẩm màu vàng RY 160 điều kiện 1,5g Fe2(SO4)3/ 10g vỏ trấu, nhiệt độ biến tính 3000trong cho phẩm màu phổ biến nhƣ: Acid Red, Direct Blue 199 (DB 199), DirectRed-224 (DR 224), Direct-Red-239 (DR 239) 46 KẾT LUẬN – TỒN TẠI – KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Trên sở kết đạt đƣợc, rút số kết luận sau Biến tính thành cơng vỏ trấu thành vật liệu có hoạt tính xúc tác cao, ứng dụng cho trình Fenton dị thể Điều kiện phù hợp để biến tính vỏ trấu: 1,5g Fe2(SO4)3/ 10g vỏ trấu Nhiệt độ biến tính từ 300 – 5000C, nung thời gian – giờ, cho sản phẩm có hoạt tính xúc tác tốt Xác định đƣợc đặc trƣng vật liệu vỏ trấu sau biến tính: hình thái bề mặt vật liệu có bề mặt xốp Đây đặc tính tốt cho khả hấp phụ, xúc tác; tạo điều kiện cho q trình oxi hóa nâng cao, xử lý phẩm màu theo chế hấp phụ oxi hóa Thành phần hóa học vật liệu biến tính cho thấy có có mặt sắt, thành phần xúc tác Fenton; điều chứng tỏ trình tẩm muối sắt vào vật liệu bƣớc đầu thành công Điều kiện phù hợp để tiến hành kỹ thuật Fenton dị thể: lƣợng vỏ trấu biến tính 1,5g/L, nồng độ H2O2 = 0,01mmol/L, pH = 2, nhiệt độ 300C phẩm màu Reactive Yellow 160 có nồng độ 0,05g/L Khả xử lý độ màu khả quan áp dụng trình Fenton, sử dụng vật liệu biến tính từ vỏ trấu để xử lý số loại phẩm màu phổ biến nhƣ: Direct Red 239 (DR 239), Direct Blue 199 (DB 199), Direct Red 224 (DR 224), Acid Red 23 điều kiện đƣợc khảo sát mẫu phẩm vàng RY 160 Khả tái sử dụng vật liệu biến tính chƣa cao xử lý lần cho mẫu phẩm màu có nồng độ nhƣ ban đầu Cần có nghiên cứu để nâng cao khả tái sử dụng vật liệu Các kết thu đƣợc mở triển vọng phát triển áp dụng kỹ thuật Fenton dị thể xúc tác vỏ trấu biến tính xử lý nƣớc thải dệt nhuộm chứa hợp chất hữu khó phân hủy sinh học thành hợp chất hữu dễ phân hủy sinh học TỒN TẠI Bên cạnh kết đạt đƣợc, đề tài số tồn tại: 47 - Hiệu suất tái sử dụng mẫu xúc tác biến tính cịn chƣa cao - Chƣa nghiên cứu đƣợc điều kiện nhiệt độ tiến hành trình KIẾN NGHỊ Tiếp tục nghiên cứu nâng cao khả xúc tác vật liệu biến tính từ vỏ trấu, đặc biệt lần tái sử dụng Nghiên cứu tách riêng khả hấp phụ phẩm màu khả xúc tác vật liệu biến tính từ vỏ trấu 48 TÀI LIỆU THAM KHẢO Đặng Thế Anh (2016 ), Loại bỏ phẩm màu hữ vật liệu thải biến tính, luận văn thạc sĩ khoa học, Hà Nội 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 Đào Sỹ Đức (2013), "Phân hủy phẩm nhuộm Reactive blue 182 kỹ thuật Fenton dị thể sử dụng tro tính/H2O2", Tạp chí phát triển Khoa học công nghệ, tập 16, tr 13-21 Nguyễn Hƣơng (2004), "Khử màu COD nƣớc thải từ sở dệt nhuộm phƣơng pháp oxi hóa với tác nhân Fenton", Tạp chí cơng nghệ hóa chất, số 12, tr Phạm Thị Minh (2013), Nghiên đặc điểm q trình khống hóa số hợp chất hữ ọ azo tro ước thải dệt nhuộm bằ p ươ p áp Fe to điện hóa, luận án tiến sỹ hóa học, Hà Nội Đặng Trấn Phịng (2004), Si t trường dệt nhuộm, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội Đặng Trấn Phòng (2005), Xử lý ước cấp ước thải dệt nhuộm, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội Đặng Trấn Phòng (2008), Sổ tay sử dụng thuốc nhuộm – tập 1: Thuốc nhuộm châu Á, NXB Bách Khoa, 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 10 Cục Thẩm định Đánh giá tác động môi trƣờng - Tổng cục môi trƣờng, Hướng dẫn lập báo cáo đá iá tác độ ôi trường dự án dệt nhuộm, Hà Nội, 2009 11 Nguyễn Thế Duyến (2007), Nghiên cứu xử lý màu dệt nhuộm bằ pháp Fenton, luận văn thạc sỹ, Hà Nội p ươ 12 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 13 Trần Tứ Hiếu (2008) “Phân tích trắc q a 14 Phạm Luận (2006), “ ĐHQGHN ươ p áp p â tíc ”, NX ĐHQG Hà Nội p ổ nguyên tử”, NXB PHỤ LỤC Bảng Kết xử lý phẩm màu vàng với 0,2ml H2O2 (30%), 0,4g vật liệu xúc tác 200ml dd phẩm màu với pH = Nhiệt độ nung Thời gian nung Fe2(SO4)3 (t°C) (giờ) (g) Abs ban đầu Abs sau xử lý 300°C 1h 0.5g 1.462 0.075 300°C 1h 1.0g 1.462 0.028 300°C 1h 1.5g 1.481 0.044 300°C 2h 0.5g 1.482 0.037 300°C 2h 1.0g 1.481 0.031 300°C 2h 1.5g 1.481 0.019 300°C 3h 0.5g 1.459 0.048 300°C 3h 1.0g 1.459 0.086 300°C 3h 1.5g 1.459 0.037 400°C 1h 0.5g 1.455 0.041 400°C 1h 1.0g 1.455 0.03 400°C 1h 1.5g 1.471 0.034 400°C 2h 0.5g 1.471 0.042 400°C 2h 1.0g 1.471 0.057 400°C 2h 1.5g 1.471 0.029 400°C 3h 0.5g 1.474 0.055 400°C 3h 1.0g 1.474 0.037 400°C 3h 1.5g 1.484 0.08 500°C 1h 0.5g 1.484 0.08 500°C 1h 1.0g 1.484 0.065 500°C 1h 1.5g 1.484 0.049 500°C 2h 0.5g 1.446 0.053 500°C 2h 1.0g 1.446 0.045 500°C 2h 1.5g 1.446 0.079 500°C 3h 0.5g 1.446 0.047 500°C 3h 1.0g 1.462 0.058 500°C 3h 1.5g 1.462 0.079 Bảng Kết đo mẫu hiệu xuất với 0,4g mẫu vật liệu xúc tác tối ưu (300°C-2 giờ-1,5g Fe2(SO4)3) 0,2ml H2O2 200ml dd phẩm màu Tên phẩm Acid Red 23 Direct Blue 199 (DB 199) Direct-Red-224 (DR 224) Direct-Red-239 (DR 239) Abs ban đầu Abs sau xử lý 1,45 0,219 2,509 0,517 1,997 0,145 2,812 0,149 Bảng Kết đo hiệu xuất mẫu tối ưu theo thời gian (trong giờ) với 400ml dd phẩm màu Thời gian (phút) Abs ban đầu Abs sau xử lý 1,485 1,485 10 1,485 0,386 20 1,485 0,06 30 1,485 0,041 40 1,485 0,035 50 1,485 0,028 60 1,485 0,02 70 1,485 0,041 80 1,485 0,031 90 1,485 0,021 100 1,485 0,043 110 1,485 0,044 120 1,485 0,037 PHỤ LỤC Bảng Các hóa chất dùn để sử dụng cho nghiêm cứu thực nghiệm STT Mục đích sử dụng Tên hóa chất Phẩm màu Làm mẫu thử nghiệm Vỏ trấu Làm chất xúc tác Muối Fe2(SO4)3 Bổ sung Fe3+ để biến tính vật liệu tạo chất xúc tác cho trình Fenton Nƣớc cất Pha hóa chất, rửa dụng cụ Axit H2SO4 loãng Giảm độ pH dung dịch Dung dịch H2O2 Chất xúc tác Dung dịch NaOH loãng Tăng pH dung dịch Vôi CaCO3 Hỗ trợ cho việc nung vật liệu xúc tác điều kiện yếm khí Bảng Các thiết bị sử dụn để nghiên cứu thực nghiệm STT Tên thiết bị Mục đích sử dụng Số lƣợng Máy đo độ hấp thụ quang Đo độ hấp thụ quang Cân phân tích Cân phẩm màu, cân vật liệu vỏ trấu biến tính Cân kỹ thuật Cân than vỏ trấu Tủ sấy Sấy mẫu phẩm màu, sấy than vỏ trấu, sấy mẫu trình chế tạo vật liệu xúc tác, sấy giấy lọc Lò nung Nung mẫu xúc tác Máy đo pH Chuẩn độ pH Máy khuấy Khuấy dung dịch Bảng Các dụng cụ sử dụn để nghiên cứu thực nghiệm Mục đích sử dụng STT Dụng cụ Số lƣợng nh định mức 1000ml Pha phẩm màu 2 nh định mức 500ml Pha phẩm màu Cốc thủy tinh 1000ml Đựng, chứa dung dịch phẩm màu để phục vụ cho việc chuẩn độ pH dung dịch phẩm màu Cốc thủy tinh 600ml Đựng, chứa dung dịch phẩm màu để phục vụ cho việc chuẩn độ pH dung dịch phẩm màu Cốc thủy tinh 200ml Sử dụng để chứa dung dịch phục vụ cho việc chế tạo xúc tác (khuấy, sấy,…) sử lý phẩm màu Cốc thủy tinh 50ml Đựng dung dịch phẩm mà qua xử lý vỏ trấu biến tính, dung dịch phẩm ban đầu chƣa xử lý để đo Abs Pipet 1ml, 10ml Hút hóa chất dung dịch Qủa bóp Tạo lực để hỗ trợ cho việc hút hóa chất Phễu Giúp cho việc pha chế dung dịch với thể tích lớn dễ dàng 10 Giấy lọc Lọc dung dịch phẩm màu qua xử lý vật liệu vỏ trấu biến tính 60 11 Que khuấy Khuấy dung dịch 12 Ống đong Đong nƣớc cất Rửa dụng cụ 14 nh tia nƣớc cất 15 Nhãn dán Ghi nhớ cuộn 16 Chén thủy tinh Đựng mẫu xúc tác chế tạo xong 17 Màng bọc Dùng để bọc dung dịch, cuộn mẫu, vật liệu xúc tác 18 Giấy lau Lau dụng cụ thí nghiệm, cuvet trƣớc đƣa vào máy đo quang 36 hộp ... lƣợng vỏ trấu, thời gian  Nghiên cứu áp dụng trình Fenton /vỏ trấu cho số phẩm màu phổ biến  Xác định khả tái sử dụng xúc tác vỏ trấu biến tính 2.3 Đối tƣợng – Phạm vi nghiên cứu  Vỏ trấu vật liệu. .. oxy hóa nâng cao sử dụng vật liệu biến tính từ vỏ trấu cho phẩm màu phổ biến 2.2 Nội dung nghiên cứu  Nghiên cứu điều kiện ảnh hƣởng đến trình Fenton xử dụng xúc tác vỏ trấu biến tính: pH, nhiệt... chén nung, bỏ CaCO3 Chất rắn thu đƣợc vật liệu xúc tác từ vỏ trấu biến tính 2.4.2 Xác định thành phần, tính chất vỏ trấu biến tính  Vỏ trấu trƣớc sau biến tính đƣợc xác định bề mặt vật liệu phƣơng