Nghiên cứu sự hấp phụ cr VI trong môi trường nước bằng chitosan liên kết ngang với glutaraldehyde

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: TS BÙI XUÂN VỮNG ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KHOA HÓA - - NGUYỄN THỊ THẢO LY NGHIÊN CỨU SỰ HẤP PHỤ Cr(VI) TRONG MÔI TRƢỜNG NƢỚC BẰNG CHITOSAN LIÊN KẾT NGANG VỚI GLUTARALDEHYDE KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CỬ NHÂN KHOA HỌC Đà Nẵng – 2014 SVTH: NGUYỄN THỊ THẢO LY KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: TS BÙI XUÂN VỮNG ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KHOA HÓA - - NGHIÊN CỨU SỰ HẤP PHỤ Cr(VI) TRONG MÔI TRƢỜNG NƢỚC BẰNG CHITOSAN LIÊN KẾT NGANG VỚI GLUTARALDEHYDE KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CỬ NHÂN KHOA HỌC Sinh viên thực : Nguyễn Thị Thảo Ly Lớp : 10CHP Giáo viên hƣớng dẫn : TS Bùi Xuân Vững SVTH: NGUYỄN THỊ THẢO LY Đà Nẵng – 2014 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐHSP KHOA HOÁ GVHD: TS BÙI XUÂN VỮNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc - NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Nguyễn Thị Thảo Ly Lớp: 10 CHP Tên đề tài: Nghiên cứu hấp phụ Cr(VI) môi trƣờng nƣớc Chitosan liên kết ngang với Glutaraldehyde Nguyên liệu, dụng cụ thiết bị: chitosan, glutaraldehyde, máy khuấy từ, máy pH, máy quang phổ hấp thụ phân tử UV-VIS, tủ sấy, giấy lọc dụng cụ thủy tinh khác Nội dung nghiên cứu: Khảo sát điều kiện tốt cho trình chế tạo VLHP: ảnh hưởng nồng độ glutaraldehyde, tỉ lệ rắn – lỏng Khảo sát điều kiện tốt cho q trình hấp phụ Cr(VI) mơi trường nước: ảnh hưởng pH đến trình hấp phụ, thời gian đạt cân hấp phụ, khối lượng VLHP ban đầu, nồng độ ban đầu Giải hấp dung dịch NaOH tái sử dụng vật liệu Xử lý mẫu nước thật công ty Giáo viên hướng dẫn: TS Bùi Xuân Vững Ngày giao đề tài: Ngày 15 tháng 10 năm 2013 Ngày hoàn thành: Ngày 20 tháng 04 năm 2014 Chủ nhiệm Khoa Giáo viên hướng dẫn Sinh viên hoàn thành nộp báo cáo cho Khoa ngày….tháng…năm 2014 Kết điểm đánh giá: Ngày…tháng…năm 2014 CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG SVTH: NGUYỄN THỊ THẢO LY KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: TS BÙI XUÂN VỮNG LỜI CẢM ƠN Với lòng biết ơn sâu sắc, chúng tơi xin bày tỏ lịng cảm ơn tới thầy giáo TS Bùi Xuân Vững tận tình bảo, hướng dẫn, giúp đỡ suốt trình nghiên cứu hoàn thành luận văn tốt nghiệp Chúng xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, thầy khoa Hóa, trường Đại học Sư phạm - Đại học Đà Nẵng tạo điều kiện thuận lợi, động viên, khích lệ thời gian học tập thực luận văn Dù có nhiều cố gắng, song lực hạn chế nên luận văn chắn tránh khỏi thiếu sót Chúng tơi mong nhận bảo, đóng góp ý kiến thầy giáo để luận văn chúng tơi hồn chỉnh Đà Nẵng, tháng năm 2014 Học viên Nguyễn Thị Thảo Ly SVTH: NGUYỄN THỊ THẢO LY KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: TS BÙI XUÂN VỮNG MỤC LỤC DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT MỞ ĐẦU CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu sơ lược kim loại nặng 1.1.1 Khái quát kim loại nặng 1.1.2 Tình trạng nhiễm kim loại nặng 1.1.3 Giới thiệu ion Crom(VI) .7 1.2 Giới thiệu số phương pháp xử lý nguồn nước bị ô nhiễm kim loại nặng 1.2.1 Phương pháp kết tủa 1.2.2 Phương pháp hấp phụ 1.2.3 Phương pháp trao đổi ion 10 1.3 Giới thiệu phương pháp hấp phụ .10 1.3.1 Khái niệm 10 1.3.2 Phân loại 11 1.3.3 Cơ chế q trình hấp phụ mơi trường nước 12 1.3.4 Động học hấp phụ 13 1.3.5 Một số phương trình hấp phụ 14 1.3.6 Quá trình giải hấp phụ .17 1.4 Tổng quan CTS số ứng dụng 18 1.4.1 Nguồn gốc cấu trúc CTS .18 1.4.2 Tính chất CTS 19 1.4.3 Vài nét azometin CTS 20 1.4.4 Khả hấp phụ ion kim loại CTS dẫn xuất CTS 22 1.4.5 Ứng dụng 23 CHƢƠNG 2: THỰC NGHIỆM .24 2.1 Nguyên liệu, dụng cụ, thiết bị hóa chất .24 SVTH: NGUYỄN THỊ THẢO LY KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: TS BÙI XUÂN VỮNG 2.1.1 Nguyên liệu .24 2.1.2 Dụng cụ 24 2.1.3 Thiết bị .24 2.1.4 Hóa chất 24 2.2 Pha chế hóa chất .24 2.3 Xây dựng đường chuẩn Cr(VI) 25 2.4 Nghiên cứu chế tạo vật liệu hấp phụ 25 2.4.1 Khảo sát ảnh hưởng nồng độ GLA đến trình chế tạo VLHP 26 2.4.2 Khảo sát ảnh hưởng tỉ lệ GLA với CTS đến trình chế tạo VLHP 26 2.4.3 Kiểm tra độ tan 27 2.4.4 Kiểm tra đặc điểm bề mặt nguyên liệu VLHP 27 2.5 Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến khả hấp phụ ion Cr(VI) VLHP .27 2.5.1 Khảo sát thời gian đạt cân hấp phụ 28 2.5.2 Khảo sát ảnh hưởng pH đến trình hấp phụ 28 2.5.3 Khảo sát ảnh hưởng lượng VLHP đến khả hấp phụ .28 2.5.4 Khảo sát khả hấp phụ VLHP nguyên liệu 29 2.5.5 Khảo sát ảnh hưởng nồng độ đầu - xậy dựng phương trình đẳng nhiệt hấp phụ 29 2.6 Giải hấp tái sử dụng VLHP 29 2.6.1 Giải hấp VLHP 29 2.6.2 Tái sử dụng VLHP 30 2.7 Xử lý mẫu nước thải Cơng Ty Cổ Phần Cơ Khí-Mạ Đà Nẵng 30 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 31 3.1 Xây dựng đường chuẩn phân tích Cr(VI) .31 3.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến trình chế tạo VLHP .31 3.2.1 Khảo sát nồng độ GLA .31 3.2.2 Khảo sát ảnh hưởng tỉ lệ rắn lỏng (chitosan – glutaraldehyde) 32 3.2.3 Kiểm tra độ tan 33 SVTH: NGUYỄN THỊ THẢO LY KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: TS BÙI XUÂN VỮNG 3.2.4 Khảo sát đặc điểm bề mặt vật liệu 33 3.3 Kết khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến trình hấp phụ VLHP 35 3.3.1 Ảnh hưởng thời gian khuấy đến trình hấp phụ 35 3.3.2 Ảnh hưởng pH đến trình hấp phụ .37 3.3.3 Ảnh hưởng lượng VLHP đến khả hấp phụ .38 3.3.4 Khả hấp phụ VLHP nguyên liệu 39 3.3.5 Ảnh hưởng nồng độ đầu đến khả hấp phụ - xây dựng đường đằng nhiệt hấp phụ .40 3.4 Giải hấp tái sử dụng VLHP 41 3.4.1 Giải hấp VLHP NaOH 41 3.4.2 Tái sử dụng VLHP 42 3.5 Xử lý mẫu nước thải chứa Cr(VI) Công ty Cổ Phần Cơ Khí - Mạ thành phố Đà Nẵng 42 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 44 Kết luận 44 Kiến nghị 44 TÀI LIỆU THAM KHẢO 45 SVTH: NGUYỄN THỊ THẢO LY KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: TS BÙI XUÂN VỮNG DANH MỤC CÁC BẢNG Số hiệu bảng Tên bảng Trang 1.1 Một số kim loại nặng ảnh hưởng chúng đến môi trường 3.1 Mật độ quang Cr(VI) 31 3.2 Ảnh hưởng nồng độ GLA đến trình hấp phụ 31 3.3 Ảnh hưởng tỉ lệ rắn lỏng đến trình hấp phụ 32 3.4 Độ tan CTS, CTS – GLA dung dịch 33 3.5 Khảo sát thời gian đạt cân hấp phụ 36 3.6 Ảnh hưởng pH đến trình hấp phụ 37 3.7 Ảnh hưởng lượng VLHP đến khả hấp phụ 38 3.8 Khả hấp phụ CTS CTS – GLA 39 3.9 Ảnh hưởng nồng độ đầu đến trình hấp phụ 40 3.10 Quá trình giải hấp VLHP dung dịch NaOH 41 3.11 Quá trình tái sử dụng VLHP 42 3.12 Kết xử lý mẫu nước thải Công ty 42 SVTH: NGUYỄN THỊ THẢO LY KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: TS BÙI XUÂN VỮNG DANH MỤC CÁC HÌNH Số hiệu hình Tên hình Trang 1.1 Đường đẳng nhiệt hấp phụ Freundlich 14 1.2 Đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir 16 1.3 Đồ thị biểu diễn phụ thuộc Ccb/q vào Ccb 16 1.4 Đường đẳng nhiệt hấp phụ BET 17 1.5 Cấu trúc phân tử α-chitosan β-chitosan 19 1.6 Phản ứng lưới hóa chitosan với glutaraldehyde 21 3.1 Đường chuẩn phân tích Cr(VI) 31 3.2 Ảnh hưởng nồng độ GLA đến trình hấp phụ 32 3.3 Ảnh hưởng tỉ lệ rắn lỏng đến trình hấp phụ 33 3.4 Ảnh nguyên liệu CTS (a) vật liệu hấp phụ CTS-GLA (b) 34 3.5 Ảnh SEM nguyên liệu CTS(a)và vật liệu hấp phụ CTS– GLA (b) 34 3.6 Đặc trưng phổ IR nguyên liệu CTS (a) vật liệu hấp phụ CTS-GLA (b) 35 3.7 Khảo sát thời gian đạt cân hấp phụ 36 3.8 Ảnh hưởng pH đến trình hấp phụ 37 3.9 Ảnh hưởng lượng VLHP đến khả hấp phụ 38 3.10 Khả hấp phụ VLHP nguyên liệu 39 3.11 Ảnh hưởng nồng độ đầu đến khả hấp phụ 40 3.12 Phương trình Freundlich cho trình hấp phụ Cr(VI) CTS-GLA 41 SVTH: NGUYỄN THỊ THẢO LY KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: TS BÙI XUÂN VỮNG DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ Số hiệu sơ đồ Tên sơ đồ Trang 1.1 Cơ chế phản ứng andehit với chitosan 21 2.1 Chế tạo vật liệu hấp phụ 26 SVTH: NGUYỄN THỊ THẢO LY KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: TS BÙI XUÂN VỮNG Từ bảng 3.2 vẽ đồ thị biểu diễn ảnh hưởng nồng độ GLA đến trình chế tạo VLHP thể hình 3.2 Hình 3.2 Ảnh hưởng nồng độ GLA đến trình chế tạo VLHP  Nhận xét: Từ hình 3.2 ta thấy tăng nồng độ GLA từ 1% đến 3% hiệu suất tăng, nồng độ GLA tăng lên 3.5% hiệu suất hấp phụ giảm nên chọn giá trị nồng độ GLA 3% tối ưu cho trình chế tạo VLHP Nguyên nhân giải thích tăng nồng độ GLA tỉ lệ phản ứng GLA với CTS tăng làm hạt CTS-GLA bền hơn, diện tích bề mặt tăng nên hiệu suất hấp phụ tăng Nhưng tăng nồng độ lên mức làm cho hạt CTS-GLA bị bó chặt dẫn đến độ trương CTS-GLA giảm, ion chui vào tâm hấp phụ nên hiệu suất hấp phụ giảm 3.2.2 Khảo sát ảnh hưởng tỉ lệ rắn lỏng (chitosan – glutaraldehyde) Kết khảo sát ảnh hưởng tỉ lệ rắn lỏng (chitosan-glutaraldehyde) thể bảng 3.3 Bảng 3.3 Ảnh hưởng tỉ lệ rắn lỏng đến trình chế tạo VLHP Thể tích GLA (ml) 10 15 20 25 30 35 Co (ppm) 20.0 20.0 20.0 20.0 20.0 20.0 thông Ccb (ppm) 8.86 7.32 3.98 2.77 1.52 2.25 số hấp H (%) 55.68 63.41 80.11 86.14 92.39 88.75 phụ q (mg/g) 0.22 0.38 0.64 0.86 1.11 1.24 Các SVTH: NGUYỄN THỊ THẢO LY 32 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: TS BÙI XUÂN VỮNG Từ bảng 3.3 vẽ đồ thị biểu diễn ảnh hưởng tỉ lệ rắn lỏng đến trình chế tạo VLHP thể hình 3.3 Hình 3.3 Ảnh hưởng tỉ lệ rắn lỏng đến trình chế tạo VLHP  Nhận xét: Từ hình 3.3 ta thấy tăng thể tích GLA từ 10ml đến 30ml hiệu suất hấp phụ tăng, tăng thể tích đến 35ml hiệu suất hấp phụ giảm nên ta chọn thể tích 30ml (tương ứng với tỉ lệ rắn lỏng 1:30) thể tích tối ưu để điều chế VLHP Nguyên nhân giải thích tương tự khảo sát yếu tố nồng độ GLA 3.2.3 Kiểm tra độ tan Độ tan CTS, CTS – GLA thể bảng 3.4 ảng 3.4 Độ tan CTS CTS – GLA dung dịch Nước cất CH3COOH 5% NaOH 0.1N CTS Không tan Tan Không tan CTS – GLA Không tan Không tan Không tan  Nhận xét: CTS không tan nước cất dung dịch kiềm tạo gel mơi trường axit lỗng Trong CTS sau tạo liên kết ngang với GLA khơng tan mơi trường 3.2.4 Khảo sát đặc điểm ề mặt vật liệu SVTH: NGUYỄN THỊ THẢO LY 33 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: TS BÙI XUÂN VỮNG Ta có ảnh nguyên liệu (CTS) VLHP (CTS – GLA) thể hình 3.4 (a) (b) Hình 3.4 Ảnh nguyên liệu CTS (a) vật liệu hấp phụ CTS-GLA (b) a Đặc trưng ảnh SEM Ảnh SEM nguyên liệu VLHP thể hình 3.5 (a) (b) Hình 3.5 Ảnh SEM nguyên liệu CTS (a) vật liệu hấp phụ CTS – GLA (b)  Nhận xét: Qua ảnh SEM kích thước khác CTS CTSGLA ta thấy diện tích bề mặt CTS-GLA lớn nhiều, có nhiều mắt xích móc nối lại với làm hạt CTS-GLA bền chặt hơn, xếp trật tự làm cho tâm hấp phụ rõ ràng so với CTS SVTH: NGUYỄN THỊ THẢO LY 34 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: TS BÙI XUÂN VỮNG Đặc trưng phổ IR Hình 3.6 Phổ IR nguyên liệu CTS (a) vật liệu hấp phụ CTS-GLA (b)  Nhận xét: từ hình 3.6 ta thấy có khác biệt phổ IR CTS CTS-GLA, đỉnh CTS 1363cm-1 1155cm-1 biến mất, hai đỉnh bị cản trở phản ứng lưới hóa GLA với CTS Đồng thời có xuất đỉnh 1559cm-1 đặc trưng cho dao động hóa trị nhóm – N = CH Từ kết thử tính tan, khảo sát bề mặt vật liệu thông qua ảnh SEM phổ IR ta kết luận chế tạo thành công VLHP hạt CTS liên kết ngang với GLA 3.3 Kết khảo sát yếu tố ảnh hƣởng đến trình hấp phụ VLHP 3.3.1 Ảnh hưởng thời gian khuấy đến trình hấp phụ Kết khảo sát thời gian đạt cân hấp phụ mô tả bảng 3.5 SVTH: NGUYỄN THỊ THẢO LY 35 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: TS BÙI XUÂN VỮNG Bảng 3.5 Khảo sát thời gian đạt cân hấp phụ Thời gian khuấy (phút) Co (ppm) Các Ccb thông số hấp phụ 10 20 30 60 90 120 150 180 20.0 20.0 20.0 20.0 20.0 20.0 20.0 20.0 3.23 3.00 0.68 0.57 0.50 0.64 0.55 0.66 83.86 85.00 96.59 97.16 97.50 96.82 97.27 96.70 16.77 17.00 19.32 19.43 19.50 19.36 19.45 19.34 (ppm) H (%) q (mg/g) Từ bảng 3.5 vẽ đồ thị biểu diễn ảnh hưởng thời gian đến trình hấp phụ thể hình 3.7 Hình 3.7 Khảo sát thời gian đạt cân hấp phụ  Nhận xét: Từ hình 3.7 ta thấy tăng thời gian hấp phụ từ 10 đến 30 phút hiệu suất hấp phụ tăng dần, sau hiệu suất hấp phụ khơng thay đổi đáng kể Vì ta chọn 30 phút thời gian đạt cân hấp phụ SVTH: NGUYỄN THỊ THẢO LY 36 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP 3.3.2 Ảnh hưởng p GVHD: TS BÙI XUÂN VỮNG đến trình hấp phụ Kết khảo sát ảnh hưởng pH đến q trình hấp phụ mơ tả bảng 3.6 Bảng 3.6 Ảnh hưởng pH đến trình hấp phụ pH Co (ppm) Các Ccb thông số hấp phụ 20.0 20.0 20.0 20.0 20.0 20.0 20.0 20.0 2.18 2.20 7.20 11.75 14.48 17.89 19.25 19.93 89.09 88.98 63.98 41.25 27.61 10.57 3.75 0.34 17.82 17.80 12.80 8.25 5.52 2.11 0.75 0.07 (ppm) H (%) q (mg/g) Từ bảng 3.6 vẽ đồ thị biểu diễn ảnh hưởng pH đến trình hấp phụ thể hình 3.8 Hình 3.8 Ảnh hưởng pH đến trình hấp phụ  Nhận xét: Từ hình 3.8 ta thấy tăng pH từ axit đến kiềm hiệu suất hấp phụ giảm, hiệu suất hấp phụ không thay đổi pH 2, CTS-GLA cịn đơi electron độc thân nguyên tử N nhóm –N=C- nên mơi trường SVTH: NGUYỄN THỊ THẢO LY 37 KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: TS BÙI XUÂN VỮNG axit tích điện dương bề mặt CTS-GLA, Cr(VI) tồn dạng Cr2O72- nên có tương tác tĩnh điện mạnh Cr(VI) CTS-GLA pH thấp hiệu suất hấp phụ cao Ngược lại pH kiềm CTS-GLA khơng tích điện nên khơng có hấp phụ Cr(VI) Chọn pH = pH tối ưu cho trình hấp phụ pH có cân trao đổi H+, hiệu suất tăng không đáng kể tiếp tục giảm pH 3.3.3 Ảnh hưởng lượng VL P đến khả hấp phụ Kết khảo sát ảnh hưởng lượng VLHP đến q trình hấp phụ mơ tả bảng 3.7 Bảng 3.7 Ảnh hưởng lượng VLHP đến khả hấp phụ Khối lƣợng VLHP Các 0.025 0.050 0.075 0.100 0.125 Co (ppm) 20.0 20.0 20.0 20.0 20.0 Ccb (ppm) 6.52 2.20 1.30 1.75 1.98 H (%) 67.39 88.98 93.52 91.25 90.11 q (mg/g) 26.95 17.80 12.47 9.13 7.21 thông số hấp phụ Từ bảng 3.7 vẽ đồ thị biểu diễn ảnh hưởng lượng VLHP đến trình hấp phụ thể hình 3.9 Hình 3.9 Ảnh hưởng lượng VLHP đến khả hấp phụ SVTH: NGUYỄN THỊ THẢO LY 38 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: TS BÙI XUÂN VỮNG  Nhận xét: Từ hình 3.9 ta thấy tăng lượng chất hấp phụ từ 0.025g đến 0.075g hiệu suất hấp phụ tăng tiếp tục tăng khối lượng đến 0.100g 0.125g hiệu suất hấp phụ giảm không đáng kể Sự hấp phụ xãy cân ta chọn lượng chất hấp phụ 0.075g giá trị tối ưu cho trình hấp phụ 3.3.4 Khả hấp phụ VL P nguyên liệu Kết so sánh khả hấp phụ nguyên liệu vật liệu hấp phụ mô tả bảng 3.8 Bảng 3.8 Khả hấp phụ CTS CTS – GLA Nguyên liệu hấp phụ CTS CTS – GLA Co (ppm) 20.0 20.0 Ccb (ppm) 13.43 1.18 H (%) 32.80 94.09 q (mg/g) 4.38 12.55 Các thông số hấp phụ Từ bảng 3.8 Vẽ đồ thị biểu diễn khả hấp phụ nguyên liệu vật liệu hấp phụ thể hình 3.10 94.09 32.80 Hình 3.10 Khả hấp phụ VLHP nguyên liệu  Nhận xét: Từ hình 3.10 ta thấy nguyên liệu CTS ban đầu có khả hấp phụ Cr(VI) với hiệu suất thấp Sau CTS liên kết ngang với GLA hiệu suất hấp phụ tăng đáng kể, gấp khoảng lần so với CTS chưa liên kết Thực nghiệm phù hợp với minh chứng phía Với nguyên liệu CTS ban đầu SVTH: NGUYỄN THỊ THẢO LY 39 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: TS BÙI XN VỮNG nhóm NH2 cịn đơi điện tử tự nên hấp phụ Cr(VI) tương tác tĩnh điện môi trường axit, nhiên CTS ban đầu không bền, diện tích bề mặt kém, mạng lưới CTS xếp không trật tự nên khả hấp phụ CTS Khi CTS liên kết ngang vơi GLA nhược điểm CTS khắc phục, mạng lưới CTS –GLA xếp trật tự, tạo thành khối nên diện tích bề mặt lớn hơn, nâng cao khả hấp phụ CTS 3.3.5 Ảnh hưởng nồng độ đầu đến khả hấp phụ - xây ựng đường đằng nhiệt hấp phụ Kết thu sau khảo sát ảnh hưởng nồng độ đầu đến khả hấp phụ thể bảng 3.9 Bảng 3.9 Ảnh hưởng nồng độ đầu đến q trình hấp phụ Nồng độ đầu (ppm) Các thơng số hấp phụ 10 20 30 40 50 Ccb (ppm) 0.02 0.20 1.16 4.73 9.48 14.48 H (%) 99.55 97.96 94.21 84.24 76.31 71.05 q (mg/g) 3.32 6.53 12.56 16.85 20.35 23.68 Từ bảng 3.9 vẽ đồ thị biễu diễn ảnh hưởng nồng độ đầu đến trình hấp phụ thể hình 3.11 Hình 3.11 Ảnh hưởng nồng độ đầu đến khả hấp phụ  Nhận xét: Từ hình 3.11 ta thấy tăng nồng độ Cr(VI) hiệu suất hấp phụ giảm đáng kể SVTH: NGUYỄN THỊ THẢO LY 40 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: TS BÙI XUÂN VỮNG Từ số liệu bảng 3.9, qua tính tốn ta xây dựng phương trình đẳng nhiệt hấp phụ Freundlich thể hình 3.12 Hình 3.12 Phương trình Freundlich cho trình hấp phụ Cr(VI) CTS-GLA  Nhận xét: Từ kết cho thấy, hấp phụ Cr(VI) CTS – GLA tuân theo đẳng nhiệt hấp phụ Freundlich Từ đồ thị tính giá trị K = 10.715 n = 3.309 3.4 Giải hấp tái sử dụng VLHP 3.4.1 Giải hấp VL P ằng NaO Kết giải hấp VLHP dung dịch NaOH 3N mô tả bảng 3.10 Bảng 3.10 Quá trình giải hấp VLHP dung dịch NaOH STT Mo 0.075 0.075 0.075 0.075 0.075 Co (ppm) 20.0 20.0 20.0 20.0 20.0 Các thông Chấp phụ (ppm) 18.71 18.88 19.00 18.90 19.02 số Cgiải hấp phụ 15.57 15.31 16.01 15.60 16.13 83.23 81.07 84.26 82.54 84.81 (ppm) H(%) giải hấp SVTH: NGUYỄN THỊ THẢO LY 41 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: TS BÙI XUÂN VỮNG  Nhận xét: Quá trình giải hấp VLHP sử dụng dung dịch NaOH 3N đạt hiệu suất trung bình 83.18% 3.4.2 Tái sử ụng VLHP VLHP sau giải hấp lọc, rửa nước cất sấy khô nhiệt độ 500C đến khối lượng không đổi Tiến hành hấp phụ Cr(VI) tương tự trình Kết phân tích mơ tả bảng 3.11 Bảng 3.11 Q trình tái sử dụng VLHP STT Các thơng số Mo 0.050 0.050 0.050 0.050 0.050 Co (ppm) 20.0 20.0 20.0 20.0 20.0 Ccb(ppm) 4.00 3.61 4.27 3.91 3.71 H(%) 80.00 81.93 78.64 80.46 81.48 q(mg/l) 16.00 16.39 15.73 16.09 16.30  Nhận xét: VLHP sau giải hấp tái hấp phụ lần đạt hiệu suất hấp phụ cao, hiệu suất trunh bình 80.50% nên tái sử dụng để tiếp tục hấp phụ Cr(VI) nước 3.5 Xử lý mẫu nƣớc thải chứa Cr(VI) Cơng ty Cổ Phần Cơ Khí - Mạ thành phố Đà Nẵng Kết phân tích xử lý mẫu nước thải chứa Cr(VI) phòng thí nghiệm Trung tâm Kỹ thuật Mơi trường – Sở Tài Nguyên thành phố Đà Nẵng thể bảng 3.12 Bảng 3.12 Kết xử lý mẫu nước thải Công ty Tên mẫu nước Lượng Cr(VI) Lượng Cr(VI) sau trước xử lý xử lý CTS-GLA (ppm) (ppm) 14.72 0.79 Hiệu suất hấp phụ (%) Nước thải Cơng ty Cổ Phần Cơ Khí – Mạ 94.63 Thành phố Đà Nẵng SVTH: NGUYỄN THỊ THẢO LY 42 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: TS BÙI XUÂN VỮNG  Nhận xét: Qua kết phân tích mẫu nước ta thấy hiệu suất xử lý tương đối cao Mặc dù hàm lượng Cr(VI) sau xử lý vượt giới hạn cho phép xử lý lần chưa loại ion kim loại khác trước xử lý nên kết tốt Từ kết luận triển vọng vật liệu hấp phụ CTS-GLA tách loại Cr(VI) khỏi nguồn nước thải SVTH: NGUYỄN THỊ THẢO LY 43 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: TS BÙI XUÂN VỮNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Cơng trình nghiên cứu chế tạo VLHP từ chitosan liên kết ngang với glutaraldehyde đạt số kết sau:  Đã chế tạo VLHP từ chitosan liên kết ngang với glutaraldehyde hấp phụ ion Cr(VI) tốt  Hiệu suất hấp phụ Cr(VI) CTS – GLA chịu ảnh hưởng nhiều yếu tố, đó, khảo sát điều kiện tối ưu: - Thời gian khuấy: 30 phút - pH: - Nồng độ CTS – GLA : 0.075gam/50ml dung dịch  Quá trình hấp phụ Cr(VI) tuân theo đẳng nhiệt hấp phụ Freundlich Giá trị K = 101.03 n = 3.309  Dung dịch NaOH 3N có hiệu suất giải hấp 83.18 % Hiệu suất cao nên tái sử dụng VLHP  VLHP sau giải hấp tái sử dụng có tải trọng hấp phụ cao nên tiết kiệm chi phí chế tạo vật liệu  VLHP xử lý tốt mẫu nước thải chứa ion Cr(VI) Kiến nghị  Đưa VLHP chế tạo từ chitosan liên kết ngang với glutaraldehyde vào xử lý môi trường  Nghiên cứu khả hấp phụ VLHP chế tạo từ chitosan liên kết ngang với glutaraldehyde với số ion kim loại nặng khác  Nghiên cứu sử dụng số phế phẩm vật liệu tự nhiên vào hấp phụ xử lý môi trường SVTH: NGUYỄN THỊ THẢO LY 44 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: TS BÙI XUÂN VỮNG TÀI LIỆU THAM KHẢO I Tiếng Việt [1] Bùi Vũ Thanh Phương, Lê Thanh Phước, “Nghiên cứu chế tạo hạt gel chitosan kích thước nhỏ”, Tạp chí khoa học, 23(2), Trường Đại học Cần Thơ, 2012, pp 60-68 [2] Bùi Xuân Vững, Giáo trình xử lý số liệu, Trường Đại học Sư phạm Đà Nẵng, 2009 [3] Chế Thị Phương Thảo, Điều chế Chitin/Chitosan từ vỏ tôm nghiên cứu ứng dụng màng Chitosan bảo quản táo ta, luận văn tốt nghiệp, Trường Đại học Sư Phạm Đà Nẵng, 2012 [4] Dương Thị Ánh Tuyết, Nghiên cứu chế tạo vật liệu Nano Chitosan làm chất hấp phụ Protein ứng dụng dẫn truyền thuốc, luận văn thạc sĩ khoa học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên thành phố Hồ Chí Minh, 2010 [5] Khiếu Thị Tâm, Nghiên cứu phản ứng lưới hóa Chitosan, số dẫn xuất Chitosan khả hấp phụ ion kim loại nặng, luận văn thạc sĩ khoa học, Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên Hà Nội, 2013 [6] Lê Phú Tơ, Nghiên cứu chế tạo vật liệu hấp phụ từ bã mía khảo sát khả xử lý Ni2+ môi trường nước, luận văn tốt nghiệp, Trường Đại học Sư phạm Đà Nẵng, 2013 [7] Lê Tự Hải, Bài giảng vật liệu hấp phụ xử lý môi trường, Trường Đại học Sư Phạm Đà Nẵng, 2009 [8] Lê Văn Cát, Hấp phụ trao đổi ion kĩ thuật xử lí nước nước thải, Nxb Thống kê, Hà Nội, 2002 [9] Nguyễn Thị Nga, Nghiên cứu phân hủy Methylene xanh hệ Fenton cải tiến với Fe(II) cố định khung Chitosan – Glutaraldehyde, luận văn thạc sĩ khoa học, Đại học Đà Nẵng, 2013 [10] Nhan Hồng Quang, “Xử lý nước thải mạ điện chứa chrome vật liệu biomass”, Tạp chí khoa học công nghệ, 3(32), Đại học Đà Nẵng, 2009, pp 1-9 SVTH: NGUYỄN THỊ THẢO LY 45 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP [11] GVHD: TS BÙI XUÂN VỮNG Tiêu chuẩn Việt Nam: TCVN 5945-2005, TCVN 5502-2003, TCVN 5993-1995 [12] Trần Văn Nhân, Hồ Thị Nga, Giáo trình cơng nghệ xử lí nước thải, Khoa học kĩ thuật, Hà Nội, 2002 [13] Võ Văn Huỳnh, Nghiên cứu phương pháp xử lý kim loại nặng nước thải chất hấp phụ sinh học có nguồn gốc từ phế liệu thủy sản chitin – chitosan, luận văn tốt nghiệp, trường Đại học Nha Trang, 2012 II Tiếng Anh [14] Arh – Hwang Chen, Shin – Ming Chen, “Biosorption of azo dyes from aqueous solution by glutaraldehyde – crosslinked chitosan”, Journal of Hazardous Materials, 172(2009), 2009, pp 1111-1121 [15] Bin Li, Chang-Lin Shan, Qing Zhou, Yuan Fang, Yang-Li Wang, Fei Xu, Li Rong Han, Long-Biao Guo, Guan-Lin Xie and Guo-Chang Sun, Synthesis, Characterization, and Antibacterial Activity of Cross-Linked Chitosan- Glutaraldehyde, Marinr Drugs, 2013 [16] George Z Kyzas, Eleni A Deliyanni, “Mercury(II) Removal with Modified Magnetic Chitosan Adsorbents”, Molecules, 18(3), 2013, pp 6193-6214 [17] Swetha Srikanth, V Vinod Babu, Removal of hexavalent chromium from aqueous solutions using a biopolymer, glutaraldehyde cross-linked chitosan, Department of Biotechnology School of Bioengineering Faculty of Engineering and Technology Srm University Kattankulathur 603 203, 2001 III Trang web [18] http://www.baomoi.com/Nuoc-tai-vinh-Man-Quang-bi-o-nhiem-kim- loai-nang/45/4647252.epi [Truy cập ngày 1/5/2014] [19] http://www.khoahocphothong.com.vn/news/detail/26395/khong-nen- an-ca-tu-ho-cong-vien-29-3-.html [Truy cập ngày 1/5/2014] [20] http://vi.wikipedia.org/wiki/Crom [Truy cập ngày 20/4/2014] SVTH: NGUYỄN THỊ THẢO LY 46 ... NGHIÊN CỨU SỰ HẤP PHỤ Cr( VI) TRONG MÔI TRƢỜNG NƢỚC BẰNG CHITOSAN LIÊN KẾT NGANG VỚI GLUTARALDEHYDE KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CỬ NHÂN KHOA HỌC Sinh vi? ?n thực : Nguyễn Thị Thảo Ly Lớp : 10CHP Giáo vi? ?n... Tốc độ trình hấp phụ nhanh b Hấp phụ hóa học Có lực hóa trị mạnh (do liên kết bền liên kết ion, liên kết cộng hóa trị, liên kết phối trí…) liên kết phân tử hấp phụ phân tử bị hấp phụ tạo thành... chất hấp phụ cao nhiệt hấp phụ toả lớn Trong sự, hấp phụ người ta phân biệt:  Vật hấp phụ: vật có bề mặt thực hấp phụ  Chất bị hấp phụ: chất bị thu hút lên bề mặt chất hấp phụ Lượng chất bị hấp