Nghiên cứu hoạt hóa than bùn liên chiểu đà nẵng bằng axit HCl và ứng dụng làm vật liệu hấp phụ ion cu2 trong dung dịch nước

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: TS TRẦN MẠNH LỤC ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KHOA HĨA ĐỀ TÀI: “Nghiên cứu hoạt hóa than bùn- Liên Chiểu,Đà Nẵng axit HCl ứng dụng làm vật liệu hấp phụ ion Cu2+ dung dịch nước ” Sinh viên thực : Lê Thị Thùy Linh (16/05/1990) Lớp : 08SHH Giảng viên hướng dẫn : TS Trần Mạnh Lục ĐÀNẴNG, 2012 SVTH: LÊ THỊ THÙY LINH KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG GVHD: TS TRẦN MẠNH LỤC Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM Độc lập – tự do- hạnh phúc KHOA HÓA NHIỆ M VỤKHÓA LU ẬN TỐT NGHIỆ P Họ tên sinh viên : Lê Thị Thùy Linh (16/05/1990) Lớp : 08SHH Tên đề tài: “Nghiên cӈu hoҢt hóa than bùn bҪng axit HCl vàӈng dӅng làm vҨt liҵ u hҤp phӅion Cu2+ dung dҷ ĐŚŶӇ Ӏc͟ Nguyên liệu, dụng cụ thiết bị ¾ Nguyên liệu: Than bùn nguyên liệu ¾ Dụng cụ: dụng cụ thủy tinh, máy khuấy từ, tủ sấy, cân phân tích, cối chày,… ¾ Thiết bị: máy khuấy từ, máy đo pH, máy chụp ảnh SEM Nội dung nghiên cứu ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ Xử lý nguyên liệu than bùn Tìm điều kiện tối ưu cho q trình hoạt hóa tác nhân axit Chụp ảnh SEM trước sau hoạt hóa axit HCl Xác định đặc tính hóa lý than bùn trước sau hoạt hóa Hấp phụ bể hấp phụ cột ion Cu2+ than bùn sau hoạt hóa: ƒ Khảo sát sựu ảnh hưởng củ thời gian đạt cân hấp phụ ƒ Khảo sát ảnh hưởng pH đến trình hấp phụ ƒ Tải trọng hấp phụ cực đại Giáo viên hướng dẫn: TS Trần Mạnh Lục Ngày giao đề tài: 15/07/2011 Ngày hoàn thành: 10/03/2012 Chủ nhiệm khoa Giáo viên hướng dẫn ( Ký ghi rõ họ tên) SVTH: LÊ THỊ THÙY LINH ( Ký ghi rõ họ tên) KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP PGS.TS Lê Tự Hải GVHD: TS TRẦN MẠNH LỤC TS Trần Mạnh Lục Sinh viên hoàn thành nộp báo cáo cho Khoa ngày 25 tháng 05 năm 2012 Kết điểm đánh giá: Ngày … Tháng……năm 2012 CHỦTỊ CH HỘI ỒNG Đ (Ký ghi rõ họ tên) SVTH: LÊ THỊ THÙY LINH KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: TS TRẦN MẠNH LỤC MỞ ĐẦU Từ kết khảo sát địa chất cho thấy Việt Nam có lượng than bùn dồi dào, phân bố khắp tỉnh nước Riêng vùng Quảng Nam – Đà Nẵng có hàng chục mỏ than bùn thăm dò, điều tra đánh giá trữ lượng, chất lượng bước đầu dược khai thác sử dụng Ở nước ta than bùn thường dùng nhiều lĩnh vực nông nghiệp làm phân bón, bước đầu sử dụng axit humic chiết tách từ than bùn làm chất kích thích sinh trưởng Việc nghiên cứu ứng dụng chúng lĩnh vực công nghiệp sản xuất ắc quy, chế tạo dung dịch khoan, vật liệu hấp phụ kim loại nặng nhằm xử lý ô nhiễm môi trường, làm giàu tách kim loại đất phóng xạ …đang cịn hạn chế Gần đây, nước có số cơng trình nghiên cứu khả axit humic tách từ than bùn, kết tủa ion thori (V) chì (II) Phan Văn Tình, Lưu Minh Đại; khả tách ion coban (II), mangan (II) uran (IV) Bùi Duy Cam, Phạm Văn Tình… Vì vậy, đề tài “Nghiên cứu hoạt hóa than bùn- Liên Chiểu,Đà Nẵng axit HCl ứng dụng làm vật liệu hấp phụ ion Cu2+ dung dịch nước ” khơng có ý nghĩa lý thuyết mà cịn mở khả ứng dụng lớn tài nguyên than bùn dồi nước có KẾT CẤU LUẬN VĂN Mở đầu 01 trang (Trang 01) Chương 1: Tổng quan 24 trang ( trang 02- 25) Chương 2: Thực nghiệm 06 trang ( trang 26- 31) Chương 3: Kết thảo luận 19 trang ( trang 32- 50) SVTH: LÊ THỊ THÙY LINH KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: TS TRẦN MẠNH LỤC CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 TỔNG QUAN VỀ THAN BÙN 1.1.1 Nguồn gốc, phân loại tính chất than bùn 1.1.1.1 Nguồn gốc hình thành than bùn Than bùn hình thành tích lũy lâu đời xác thực vật phân giải điều kiện thừa ẩm, thiếu khơng khí Kết phân giải xác thực vật khơng phân giải hồn tồn mà hình thành lớp chất hữu gồm phần lại thực vật bị phân giải dở dang, mùn mục chất khoáng Lớp chất hữu gọi “than bùn” [2] 1.1.1.2 Phân loại than bùn Có thể chia than bùn thành loại: than bùn nông, than bùn sâu than bùn chuyển tiếp Than bùn nơng: hình thành tích tụ xác, bã loại có dinh dưỡng như: lau, sậy, lăn, lác nơi địa hình tương đối cao Than bùn sâu: điều kiện địa hình thấp, có đầm lầy nước đọng nhiều chất dinh dưỡng, loại phát triển tốt như: cỏ lơng lợn, cỏ sâu róm, rêu, lăn, lác, lau, sậy loại nhỏ Xác bã loại tích tụ dần thành than bùn sâu Đặc điểm than bùn sâu chứa nhiều chất dinh dưỡng chua Than bùn chuyển tiếp: hai loại than bùn Đặc điểm than bùn nông than bùn chuyển tiếp dinh dưỡng, mức độ mùn hoá thấp chua [2] 1.1.1.3 Một số tính chất hóa lí than bùn Màu sắc: đen, sẫm nâu nhạt Cấu trúc: xốp nát bụi quyện thành bùn Mức độ phân giải: SVTH: LÊ THỊ THÙY LINH KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: TS TRẦN MẠNH LỤC - Loại tỉ lệ phân giải thấp: ~20%: giữ nguyên dạng - Loạị tỉ lệ trung bình: 30 - 40%: hình dạng khó phân biệt, có mùn mục Khả giữ nước: biến thiên từ: 75 - 275% Dung tích hấp phụ: 150 - 250 mlđlg/100 gam than bùn khô Khả giữ nước dung tích hấp phụ than bùn khác với loại than bùn khác [2], [14] 1.1.2 Chất mùn than bùn Mùn hợp chất cao phân tử phức tạp, có thành phần khơng ổn định, hình thành phân huỷ mùn hoá chất hữu Hàm lượng mùn đất đặc điểm điều kiện trình hình thành đất định Trong than mùn tổng lượng mùn đạt tới vài chục phần trăm Người ta chia mùn làm hai nhóm hợp chất: Nhóm thͱnh̭t: bao gồm sản phẩm phân giải xác hữu sản phẩm sống (trao đổi tổng hợp) vi sinh vật Những chất hữu chưa bị mùn hố có thành phần xác hữu Vì vậy, người ta gọi nhóm thứ nhóm mùn khơng đặc trưng Trong than bùn hàm lượng nhóm đạt tới 50 - 80% Vì đây, q trình vơ hóa chất hữu chậm Tính chất đặc trưng nhóm hợp chất chưa bị mùn hóa tính chất biến động q trình phân hủy mùn hóa hợp chất luôn xảy đất Trong thành phần nhóm mùn đặc trưng bao gồm hợp chất như: hydrat cacbon, hợp chất chứa nitơ, linhin, lipit, nhựa, chất chát, andehit Nhóm thͱhai: bao gồm hợp chất hữu phức tạp bị mùn hoá Chúng khơng có thành phần xác hữu mà hình thành q trình mùn hố, chúng gọi nhóm mùn đặc trưng Nhóm chiếm khoảng: 80- 90% tổng số mùn đất SVTH: LÊ THỊ THÙY LINH KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: TS TRẦN MẠNH LỤC Nhóm mùn đặc trưng hay thường gọi chất mùn hệ thống hợp chất hữu cao phân tử, chứa nitơ, có cấu trúc vịng có tính axit Do nhóm chất mùn có tính axit thực chất nhóm bao gồm axit mùn dẫn xuất nên cịn gọi nhóm axit mùn Nhờ có tính axit mà chúng tác dụng với chất vơ tạo hợp chất hồ tan khơng hồ tan Những hợp chất khơng hịa tan tích lũy đất làm cho chất mùn khơng bị rửa trơi Tính chất đặc trưng chất mùn tính đa dạng tính phức tạp – tức thành phần chúng khác theo thời kỳ mùn hóa Nhóm chất mùn chia thành số nhóm nhỏ dựa vào thành phần, tính chất, kích thước phân tử, mức độ di chuyển vai trị q trình hình thành đất Vấn đề thành phần danh pháp chất mùn chưa xem giải Trên sở nghiên cứu I.V.Chiurin, M.M.Cônônôva, Đrahunôp, L.H.Alêchxanđrôp nhà nghiên cứu khác, người ta chia nhóm chất mùn đặc trưng thành nhóm axit mùn Nhóm axit humic: bao gồm axit humic (axit màu xám- theo thuật ngữ nhà thổ nhưỡng Đức) axit ulmic (axit màu nâu- theo thuật ngữ nhà thổ nhưỡng Đức) Ngồi ra, nhóm cịn có axit hematomelanic- phần axit humic hịa tan rượu Axit humic axit hữu cao phân tử, chứa nitơ có cấu trúc vịng Chúng hịa tan tốt dung dịch lỗng hydroxit kiềm cacbonat kiềm,…Trong dung dịch hòa tan chúng có màu nâu đến đen Axit humic thực tế khơng hịa tan nước axit vơ Axit humic có thành phần nguyên tố chủ yếu cacbon, hydro, oxy nitơ Hàm lượng nguyên tố axit humic thay đổi phụ thuộc vào loại đất, thành SVTH: LÊ THỊ THÙY LINH KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: TS TRẦN MẠNH LỤC phần hoá học xác hữu cơ, điều kiện mùn hoá phương pháp tách chúng Hàm lượng nguyên tố hoá học axit humic thay đổi phạm vi sau: C: 50 - 60% O: 31 - 40% H: 2,8 – 6,6% N: - 6% Ngồi ngun tố hố học chủ yếu trên, axit humic chứa nguyên tố tro với hàm lượng không nhiều như: P, S, Al, Fe, Si phụ thuộc vào mức độ tinh khiết dung dịch tách axit humic khỏi đất Tổng lượng nguyên tố thay đổi từ - 10% Có lẽ ngun tố tro khơng phải thành phần bắt buộc phân tử axit humic Chúng liên kết với axit humic phản ứng hoá học [6], [20] Nhóm axit fulvic: bao gồm axit crenic, apoarenic (theo thuật ngữ Beczelius Viliam) Axit fulvic có màu nâu sáng, dung dịch tùy thuộc vào nồng độ mà chúng có màu vàng rơm đến màu da cam Axit fulvic hòa tan nước, axit, dung dịch loãng hydroxit kim loại kiềm, cacbonat kiềm, dung dịch amoniac Hàm lượng nguyên tố hóa học axit fulvic không cố định, thay đổi phạm vi sau: C 40 – 52% O 40 48% H4–6% N -6 % Các kết nghiên cứu cấu trúc axit fulvic xác nhận có mặt nhóm định chức cacboxyl, phenol, metoxyl cacbonyl Những nhóm thơm loại vịng hay mạch bên phân tử axit fulvic tương tự axit humic Hydro nhóm cacboxyl phenol hydroxyl có khả trao đổi cation Axit fulvic khác với axit humic chỗ chứa nhiều nhóm định chức lại nhóm thơm SVTH: LÊ THỊ THÙY LINH KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: TS TRẦN MẠNH LỤC Nhìn chung, cấu trúc phân tử axit fulvic có nét tương tự axit humic Vì vậy, có nhiều tài liệu đưa axit fulvic hình thành q trình mùn hóa từ axit humic vừa tạo thành Khi tác dụng với chất vô đất, axit funvic tạo thành dẫn xuất hữu cơ, vô khác Axit fulvic tác dụng với cation amoni, kim loại kiềm kim loại kiềm thổ dung dịch đất trạng thái hấp thụ tạo thành muối fulvat Fulvat amoni kiềm hòa tan nước pH dung dịch Fulvat kim loại kiềm thổ hòa tan dung dịch axit, trung tính kiềm yếu Axit fulvic có khả tác dụng với hydroxyt sắt nhôm tạo thành muối phức hợp hịa tan khơng hịa tan Chúng tạo thành phản ứng thay ion hydro nhóm định chức axit fulvic hydroxyt sắt nhôm tương tự thay axit humic Do đó, tính tan muối phức hợp hàm lượng tương đối sắt chúng mức độ pha loãng dung dịch định Nồng độ axit fulvic lớn, hàm lượng sắt nhôm cao phức hợp tạo thành đất hịa tan yếu Nhiều nhà nghiên cứu phân chia chất mùn ngồi hai nhóm cịn nhóm thứ ba nhóm humin Chúng axit humic, song có cấu tạo đơn giản liên kết với phần khoáng, khoáng sét đất chặt chẽ Điều giải thích tính bềnh vững humin tác động axit kiềm lên Đạm humin chứa khoảng 20- 30% tổng số đạm đất Trong đất phần nhỏ chất mùn trạng thái tự axit humic, axit funvic liên kết với tạo chất phức tạp [6], [20] 1.1.3 Than bùn Việt Nam 1.1.3.1 Trữ lượng địa điểm phân bố Theo tài liệu dự báo đánh giá tiềm than bùn Việt Nam Tập đồn Cơng nghiệp than - Khống sản năm 1985 tài ngun than bùn Việt Nam ước tính 7100 triệu mét khối, đó: Nam Bộ 5000 triệu mét khối, SVTH: LÊ THỊ THÙY LINH 10 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: TS TRẦN MẠNH LỤC đồng ven Miền Trung 450 triệu mét khối đồng Bắc Bộ 1650 triệu mét khối [21] Bảng 1.1 TrͷO˱ ͫng than bùn vùng ͧQ˱ ͣF WDQăP [1], [20] Trữ lượng Vùng Bắc Bộ Tỉnh, thành (ĐV: 10000 tấn) - Hà Nam 7531,00 - Hà Tây 3966,75 - Vĩnh Phúc 69,36 - Quảng Trị 3000,00 - Thừa Thiên Huế 3200,00 - TP Đà Nẵng 2518,80 - Quảng Nam 4937,10 - Quảng Ngãi 311,00 - Bình Định 620,30 - Phú Yên 515,00 - Khánh Hịa 850,00 - Bình Thuận 150,50 - Bà Rịa Vũng Tàu 2500,00 - TP Hồ Chí Minh 1037,00 - Tiền Giang 2700,00 - An Giang 15505,00 - Sóc Trăng 405,00 - Kiên Giang 193662,00 - Cà Mau 163200,00 Bắc Trung Bộ Nam Trung Bộ Đông Nam Bộ ĐB Sơng Cửu Long SVTH: LÊ THỊ THÙY LINH KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP 38 GVHD: TS TRẦN MẠNH LỤC Hình 3.3 ̪QK6(0FͯDWKDQEQ 500nm (IMS-NKL x 100.0k) Hình 3.4 ̪QK6(0 FͯDWKDQEQ Ǎm Trên ảnh SEM than bùn ta nhận thấy vâti liệu than bùn có cấu tạo tơi xốp, bề mặt lồi lõm với nhiều nếp gấp có nét đặc trưng cho loại vật liệu tự nhiên với cấu trúc không đồng SVTH: LÊ THỊ THÙY LINH 39 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: TS TRẦN MẠNH LỤC 3.2 NGHIÊN CỨU CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN Q TRÌNH HOẠT HĨA THAN BÙN BẰNG DUNG DỊCH HCl 3.2.1 Ảnh hưởng nồng độ axit HCl đến trình hoạt hóa &iFK WL͇Q than bùn: KjQK 10 gam, dung  dịch axit HCl: 50 ml, thời gian: giờ, Q͛QJÿ͡+&OWKD\ÿ͝LWͳ0ÿ͇Q Các kết thu trình bày bảng 3.3 biểu diễn hình 3.8 Bảng 3.3 .͇WTX̫̫QKK˱ͧQJFͯDQ͛QJÿ͡D[L Nồng độ HCl 0,5M 1M 2M 3M 4M 5M Fe3+ (g/l) 0,016 0,106 0,223 0,386 0,510 0,540 Ca2+ (g/l) 0,102 0,144 0,159 0,158 0,167 0,186 Mg2+ (g/l) 1,004 1,066 1,140 1,180 1,253 1,259 1,123 1,316 1,522 1,724 1,930 1,985 Tổng hàm lượng Mn+ bị hồ tan Hình 3.5 ̪QKK˱ͧQJ FͯDQ͛QJÿ͡D[LW+&Oÿ͇QTX 1K̵Q Tổng [pW hàm lượng Ca2+, Mg2+, Fe 3+ bị hoà tan tăng tăng nồng độ axit HCl từ nồng đồ HCl 4M trở tổng hàm lượng ion kim loại bị tan tăng khơng đáng kể hầu hết phần kim loại hồ tan hồ tan hết Như vậy, từ kết chọn nồng độ axit HCl 4M để tiến hành khảo sát yếu tố khác SVTH: LÊ THỊ THÙY LINH 40 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: TS TRẦN MẠNH LỤC 3.2.2 Ảnh hưởng thời gian đến trình hoạt hóa &iFK WL͇Q than bùn: KjQK 10 gam, dungdịch axit HCl: 50 ml, nồng độ HCl: 4,0 M, WKͥL JLDQ WKD\ ÿ͝L Các Wͳ kết SK~Wÿ͇Q thu trình bày bảng 3.4 biểu diễn hình 3.9 Bảng 3.4 .͇WTX̫̫QKK˱ͧQJFͯDWKͥLJLDQ ÿ͇QTXiWUuQKKR̩W Thời gian 10p 30p 1h 2h 3h 4h 5h Fe3+ (g/l) 0,067 0,118 0,486 0,491 0,496 0,495 0,512 Ca2+ (g/l) 0,096 0,109 0,145 0,156 0,145 0,16 0,181 Mg2+ (g/l) 0,981 1,040 1,221 1,224 1,236 1,248 1,248 1,144 1,267 1,831 1,867 1,877 1,903 1,941 hoạt hóa Tổng hàm lượng Mn+ bị hoà tan 2,5 Fe3+ (g/l) 1,5 Ca2+ (g/l) Mg2+ (g/l) 7әQJKjPOѭӧQJ FiFLRQNLPORҥL 0,5 10p 30p 1h 2h 3h 4h 5h Hình 3.6 ̪QKK˱ͧQJFͯDWKͥLJLDQÿ ͇QTXiWUuQKKR̩WKyD 1K̵QVới [pW nồng độ axit HCl 4M, tổng hàm lượng ion Ca2+, Mg2+, Fe3+ bị hoà tan 30 phút đầu không đáng kể, sau 1giờ lại tăng Rõ ràng 30 phút đầu xảy thấm ướt tiếp xúc, q trình hồ tan thực xảy 30 phút tiếp theo, gần hoàn tất sau Như vậy, ta chọn thời gian 1giờ để tiến hành khảo sát ảnh hưởng yếu tố khác đến q trình hoạt hóa SVTH: LÊ THỊ THÙY LINH 41 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: TS TRẦN MẠNH LỤC 3.2.3 Ảnh hưởng tỉ lệ rắn lỏng &iFK WL͇Q than bùn: KjQK 10 gam, nồng độ HCl: 4,0 M, thời gian:60 phút, WK͋ WtFKGXQJG͓FKD[LW+&OWKD\ÿ͝LWͳ Các kết thu trình bày bảng 3.5 biểu diễn hình 3.10 Bảng 3.5 .͇WTX̫̫QKK˱ͧQJW͑O͏U̷QO͗ Vml dung dịch HCl 20ml 30ml 40ml 50ml 60ml Fe3+ 0,095 0,504 0,521 0,527 0,530 Ca2+ 0,111 0,118 0,136 0,162 0,163 Mg2+ 1,114 1,255 1,258 1,261 1,267 1,322 1,877 1,915 1,950 1,960 Tổng hàm lượng Mn+ bị hồ tan Hình 3.7 ̪QKK˱ͧQJFͯDW͑O͏U̷QO͗QJÿ͇Q KR̩WKyDWKDQE 1K̵Q Khi [pW sử dụng 10 gam than bùn với 20 ml dung dịch axit HCl 4M lượng axit đủ để thấm ướt than bùn, tổng hàm lượng ion kim loại giải phóng Khi tăng thể tích axit lên 30 ml tổng hàm lượng ion kim loại giải phóng tăng cao đủ hoà tan hầu hết lượng ion kim loại hồ tan lượng ion kim loại giải phóng tăng khơng đáng kể Như vậy, chọn tỉ lệ rắn lỏng 10 g than bùn/30 ml axit HCl 4M Kết luận: Như vậy, sau khảo sát yếu tố nồng độ axit, thời gian hoạt hóa, tỉ lệ rắn/lỏng ảnh hưởng đến q trình hoạt hóa than bùn dung dịch HCl, ta thu điều kiện thích hợp cho q trình hoạt hóa sau: SVTH: LÊ THỊ THÙY LINH 42 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: TS TRẦN MẠNH LỤC - Nồng độ axit HCl: 4M - Thời gian hoạt hóa : 1giờ - Tỉ lệ khối lượng than bùn/ thể tích dung dịch axit : 1(g)/3(ml) Tại điều kiện trên, chúng tơi tiến hành hoạt hóa 0,5kg than bùn 1,5 lít dung dịch axit HCl 4M, thời gian 1giờ Mẫu sau hoạt hoá để nguội rửa gạn nhiều lần sau chuyển lên giấy lọc khổ lớn rửa đến hết Cl - Mẫu sau lọc, đem sấy khô, lọc qua rây 0,5 mm để tiến hành khảo sát khả hấp phụ ion kim loại Cu2+, Pb2+, Zn2+ nước (nghiên cứu hấp phụ bể hấp phụ cột) 3.2.4 Đặc tính hóa lí than bùn hoạt hố 3.2.4.1 Xác định độ ẩm Độ ẩm khơng khí than bùn sau hoạt hóa xác định cách sấy mẫu 105 0C thời gian Kết thu bảng 3.6 Bảng 3.6 .͇WTX̫[iFÿ͓QKKjPO˱ͫQJQ˱ͣFK Mẫu Than bùn m1 (g) m2 (g) m3 (g) Độ ẩm Hệ số khô kiệt (k) 31,200 33,200 32,877 19,260 0,8074 30,244 32,246 31,921 19,380 0,8062 30,601 32,601 32,280 19,300 0,807 sau hoạt hóa Độ ẩm trung bình: 19,313% kT B = 0,807 1K̵Q Từ[pW kết bảng 3.6 cho thấy khả hấp thụ nước than bùn hoạt hóa lớn nhiều so với mẫu than bùn trước hoạt hóa (Độ ẩm trước hoạt hóa 5,193%, sau hoạt hóa 19,313% ) Hệ số khơ kiệt than bùn hoạt hóa nhỏ so với mẫu than bùn trước hoạt hóa Có thể giải thích khả giữ nước than bùn hoạt hóa hoạt tính bề mặt nâng cao Do đó, làm cho khả hấp phụ nước tăng lên rõ rệt SVTH: LÊ THỊ THÙY LINH KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP 43 GVHD: TS TRẦN MẠNH LỤC 3.2.4.2 Xác định hàm lượng tro Hàm lượng tro than bùn sau hoạt hóa xác định cách nung mẫu 400 - 600 0C thời gian Kết thu bảng 3.7 Bảng 3.7 .͇WTX̫[iFÿ͓QKKjPO˱ͫQJWUR Mẫu Than bùn m1 (g) m2 (g) m3 (g) Hàm lượng tro (%) 31,200 33,200 31,533 16,65 30,244 32,246 30,577 16,63 30,601 32,601 30,929 16,40 sau hoạt hóa Hàm lượng tro trung bình: 16,56% 1K̵QHàm [pW lượng tro than bùn sau hoạt hóa giảm nhiều so với than bùn trước hoạt hóa, hàm lượng tro giảm từ 25,42% xuống cịn 16,56 % Có thể giải thích giảm hàm lượng tro mẫu than bùn sau hoạt hóa so với mẫu than bùn trước hoạt hóa chủ yếu q trình hồ tan ion kim loại dạng hấp phụ bị đẩy khỏi mẫu than bùn băng phản ứng trao đổi với H+ hoạt hố Ngồi ra, cịn phần hợp chất vơ bị axit hịa tan bị đẩy khỏi mẫu than bùn 3.2.4.3 Ảnh SEM Hình 3.9 ̪QK6(0FͯDWKDQEQ VDXKR̩WKyDQP,06 -NKL x 100.0k) SVTH: LÊ THỊ THÙY LINH KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP 44 GVHD: TS TRẦN MẠNH LỤC Hình 3.10 ̪QK6(0FͯDWKDQEQVDXNKL Ǎm 1K̵Q Các [pW ảnh SEM than bùn sau hoạt hóa rõ ràng bị biến đổi sâu sắc so với trước hoạt hóa Trên bề mặt than bùn hoạt hóa xuất hệ thống lỗ nhỏ với cấu trúc đặn định Các lỗ nhỏ bề mặt than bùn sau hoạt hóa tạo phần dễ bị hồ tan có than bùn axit fulvic, số lipit, lignin, hạt keo sét bị rửa trơi Có vẻ cấu trúc dạng sợi xenlulozơ xác thực vật chưa phân huỷ hoàn toàn với khung C biến đổi dở dang phần cịn lại than bùn sau hoạt hố 3.3 KẾT QUẢ KHẢO SÁT KHẢ NĂNG HẤP PHỤ ION Cu2+ CỦA THAN BÙN HOẠT HÓA BẰNG AXIT HCl 3.3.1 Hấp phụ bể 3.3.1.1 Thời gian đạt cân hấp phụ ĈL ͉ u ki͏ n ti͇ n hành: Nhiệt độ 30°C, 0,5 gam than bùn hoạt hóa, 50ml dung dịch Cu2+ 150 (mg/l), pH = 5, thͥLJLDQWKD\ÿ ͝i tͳ20 - 150 phút Kết trình bày bảng 3.6; 3.9 hình 3.8 SVTH: LÊ THỊ THÙY LINH 45 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: TS TRẦN MẠNH LỤC Bảng 3.8 K͇ t qu̫kh̫o sát thͥLJLDQÿ ̩t cân b̹ng h̭p phͭcͯa ion Cu 2+ Thời gian (phút) Cf (mg/l) q (mg/g) H (%) 20 104,1 2,71 20,66 40 98,4 3,28 25,00 60 90,4 4,08 31,10 70 87,2 4,40 33,54 82,4 4,88 37,20 90 77,7 5,35 40,78 100 77,5 5,37 40,93 120 77,2 5,40 41,16 150 76,9 5,43 41,39 7ҧLWUӑQJKҩSSKөPJJ 80 131,20 q (Cu2+) - -mg/g +LӋXVXҩW Ci (mg/l) 45 40 35 30 25 H(%) 20 15 10 0 20 40 60 70 80 90 100 120 150 7KӡLJLDQSK~W Hình 3.11 T̫i tr͕ng h̭p phͭcͯa ion Cu 2+ theo thͥi gian 20 40 60 70 80 90 100 120 150 7KӡLJLDQSK~W Hình 3.12 Hi͏ u sṷt h̭p phͭ Cu 2+ theo thͥi gian Nhận xét: Từ kết bảng 3.6 hình 3.13 thấy tải trọng hấp phụ ion Cu2+ tăng theo thời gian Trong khoảng thời gian từ 20 phút – 90 phút tải trọng hấp phụ tăng (2,71 – 5,35) Từ 90 phút trở tải trọng hấp phụ tăng (5,35 - 5,43) Như vậy, chọn thời gian hấp phụ ion Cu2+ 90 phút để tiến hành nghiên cứu SVTH: LÊ THỊ THÙY LINH 46 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: TS TRẦN MẠNH LỤC 3.3.1.2 Ảnh hưởng pH ĈL͉X NL͏Q Nhiệt WL͇Q độ 30 C,KjQK 0,5 gam than bùn hoạt hóa, 50ml dung dịch M2+ 150 (mg/l), pH thay đổi từ - 6, khuấy máy khuấy từ thời gian 90 phút, Kết thể bảng 3.10; 3.13 hình 3.9 Bảng 3.9 K͇ t qu̫kh̫o sát ̫QKK˱ ͧQJS+ÿ ͇ n kh̫QăQJK ̭p phͭion Cu 2+ pH Ci (mg/l) Cf (mg/l) q (mg/g) H (%) 122,20 0,90 6,86 110,70 2,05 15,63 99,20 3,20 24,39 90,10 4,11 31,33 76,80 5,44 41,46 77,20 5,40 41,16 7ҧLWUӑQJKҩSSKөPJJ 131,20 Hình 3.13 K͇ t qu̫kh̫o sát ̫QKK˱ ͧQJS+ÿ ͇ n q(Cu2+)-mg/g kh̫QăQJK ̭p phͭion Cu 2+ 1 +LӋXVXҩW pH 45 40 35 30 25 H(%) 20 Hình 3.14 Hi͏ u sṷt 15 10 h̭p phͭ ion Cu 2+ theo pH SVTH: LÊ THỊ THÙY LINH pH ... tách ion coban (II), mangan (II) uran (IV) Bùi Duy Cam, Phạm Văn Tình… Vì vậy, đề tài ? ?Nghiên cứu hoạt hóa than bùn- Liên Chiểu, Đà Nẵng axit HCl ứng dụng làm vật liệu hấp phụ ion Cu2+ dung dịch nước. .. NĂNG HẤP PHỤ ION Cu2+ CỦA THAN BÙN HOẠT HÓA BẰNG AXIT HCl 3.3.1 Hấp phụ bể 3.3.1.1 Thời gian đạt cân hấp phụ ĈL ͉ u ki͏ n ti͇ n hành: Nhiệt độ 30°C, 0,5 gam than bùn hoạt hóa, 50ml dung dịch Cu2+ ... 2.5 Khảo sát khả hấp phụ Cu2+ nước than bùn hoạt hóa axit HCl 2.5.1 Hấp phụ bể * ĈL͉X NL͏Q WL͇Q KjQK Cho 0,5 gam than bùn hoạt hóa vào cốc chứa 50ml dung dịch ion kim loại Cu2+ nồng độ C (mg/l),