Nghiên cứu hấp phụ thuốc nhuộm rhodamine b bằng vật liệu hấp phụ từ bã mía đã qua xử lý NaOH và NaOH h2o2

ĐẠI HỌC ĐÀ NĂNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM ĐẶNG VĂN LONG NGHIÊN CỨU HẤP PHỤ THUỐC NHUỘM RHODAMINE B BẰNG VẬT LIỆU HẤP PHỤ TỪ BÃ MÍA ĐÃ QUA XỬ LÝ NaOH NaOH/H2O2 LUẬN VĂN THẠC SĨ CHUYÊN NGÀNH: HÓA HỮU CƠ MÃ SỐ: 80440114 Đà Nẵng, Năm 2018 ĐẠI HỌC ĐÀ NĂNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM ĐẶNG VĂN LONG NGHIÊN CỨU HẤP PHỤ THUỐC NHUỘM RHODAMINE B BẰNG VẬT LIỆU HẤP PHỤ TỪ BÃ MÍA ĐÃ QUA XỬ LÝ NaOH NaOH/H2O2 CHUYÊN NGÀNH: HÓA HỮU CƠ MÃ SỐ: 80440114 LUẬN VĂN THẠC SĨ NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC TS BÙI XUÂN VỮNG Đà Nẵng - Năm 2018 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu khoa học độc lập riêng tơi Các số liệu sử dụng phân tích luận án có nguồn gốc rõ ràng, cơng bố theo quy định Các kết nghiên cứu luận án tơi tự tìm hiểu, phân tích cách trung thực, khách quan phù hợp với thực tiễn Việt Nam Các kết chưa công bố nghiên cứu khác Đà Nẵng, ngày…tháng…năm 2018 Học viên ĐẶNG VĂN LONG LỜI CẢM ƠN Với lịng kính trọng biết ơn sâu sắc em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến tồn thể thầy khoa Hóa học truyền thụ lại cho em kiến thức quý báu Đặc biệt em xin gởi lời cảm ơn chân thành đến với người thầy Bùi Xuân Vững trực tiếp bảo cho em hoàn thành luận văn Xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, khoa Sau Đại học, khoa Hóa học Trường ĐHSP Đà Nẵng tạo điều kiện thuận lợi cho em suốt trình học tập nghiên cứu đề tài Xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo, cán phịng thí nghiệm khoa Hóa học, khoa Sinh, Trường ĐHSP Đà Nẵng bạn bè đồng nghiệp giúp đỡ, tạo điều kiện cho em suốt trình thực nghiệm Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn tập thể lớp HHC-K32 giúp đỡ động viên tơi q trình học tập hồn thành luận văn Đà Nẵng, ngày…tháng…năm 2018 Học viên ĐẶNG VĂN LONG MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƢƠNG TỔNG QUAN 1.1 TỔNG QUAN VỀ THUỐC NHUỘM 1.1.1 Khái niệm thuốc nhuộm 1.1.2 Cách gọi tên thuốc nhuộm 1.1.3 Cấu tạo chung tạo nên màu sắc thuốc nhuộm 1.1.4 Phân loại thuốc nhuộm 1.2 TỔNG QUAN VỀ THUỐC NHUỘM RHODAMINE B 1.2.1 Một vài nét Rhodamine B 1.2.2 Cơng thức cấu tạo tính chất hóa lý Rhodamine 1.2.3 Độc tính thuốc nhuộm Rhodamine B 1.2.4 Ứng dụng tình hình sử dụng thuốc nhuộm Rhodamine B 1.3 GIỚI THIỆU VỀ VLHP BÃ MÍA 1.3.1 Nguồn gốc 1.3.3 Thành phần có bã mía 11 1.3.4 Tình hình nghiên cứu sử dụng bã mía làm VLHP xử lý môi trƣờng giới Việt Nam 11 1.3.5 Sử dụng bã mía lĩnh vực khác 14 1.4 GIỚI THIỆU VỀ PHƢƠNG PHÁP HẤP PHỤ 15 1.4.1 Hấp phụ vật lý 16 1.4.2 Hấp phụ hóa học 16 1.4.3 Hấp phụ môi trƣờng nƣớc 17 1.5 GIỚI THIỆU VỀ PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH TRẮC QUANG 17 1.5.1 Cơ sở phƣơng pháp phân tích trắc quang 18 1.5.2 Các phƣơng pháp phân tích định lƣợng trắc quang 19 1.6 ĐỘNG HỌC HẤP PHỤ 20 1.7 CÂN BẰNG HẤP PHỤ 20 1.8 CÁC YẾU TỐ ẢNH HỬỞNG ĐẾN Q TRÌNH HẤP PHỤ 22 1.9 CÁC MƠ HÌNH HẤP PHỤ ĐẲNG NHIỆT 22 CHƢƠNG THỰC NGHIỆM VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 27 2.1 HÓA CHẤT VÀ THIẾT BỊ 27 2.1.1 Hoá chất 27 2.1.2 Thiết bị 27 2.1.3 Pha hóa chất 27 2.2 CHUẨN BỊ CÁC VLHP VÀ KHẢO SÁT MỘT SỐ ĐẶC TRƢNG CỦA CÁC VLHP 28 2.2.1 Chuẩn bị VLHP từ bã mía chƣa biến tính biến tính NaOH; NaOH/H2O2 28 2.2.2 Một số đặc trƣng cấu trúc cácVLHP 32 2.3 DỰNG ĐƢỜNG CHUẨN XÁC ĐINH NỒNG ĐỘ THUỐC NHUỘM RHODAMINE B 32 2.4 KHẢO SÁT CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN KHẢ NĂNG HẤP PHỤ CỦA CÁC VLHP 33 2.4.1 Ảnh hƣởng thờigian 33 2.4.2 Ảnh hƣởng củapH 33 2.4.3 Ảnh hƣởng khối lƣợng 34 2.4.4 Ảnh hƣởng nồng độ Rhodamine B đến hiệu suất hấp phụ VLHP 35 3.1 KHẢO SÁT ĐẶC TRƢNG CẤU TRÚC CỦA CÁC VLHP 37 3.1.1 Kết đo ảnh SEM 37 3.1.2 Phổ hồng ngoại(IR) 40 3.2 DỰNG ĐƢỜNG CHUẨN XÁC ĐINH NỒNG ĐỘ THUỐC NHUỘM RHODAMINE B 41 3.3 KHẢO SÁT CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN KHẢ NĂNG HẤP PHỤ CỦA CÁC VLHP 42 3.3.1 Ảnh hƣởng thời gian 42 3.3.2 Ảnh hƣởng củapH 44 3.3.3 Ảnh hƣởng khối lƣợng 45 3.3.4 Ảnh hƣởng nồng độ Rhodamine B đến hiệu suất hấp phụ VLHP 47 KẾT LUẬN 55 KIẾN NGHỊ 56 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 57 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng Tên Trang 1.1 Tình hình sản xuất mía đƣờng trữ lƣợng mía đƣờng giới từ 2007 – 2012 Thành phần hố học bã mía 10 1.2 1.3 Một số đƣờng đẳng nhiệt hấp phụ thông dụng 1.4 Mối tƣơng quan giá trị KL dạng mơ hình 11 22 25 hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir 3.1 Số liệu xây dựng đƣờng chuẩn xác định nồng độ RhodaminB 41 3.2 Ảnh hƣởng Ph đến hiệu suất hấp phụ VLHP 43 3.3 Ảnh hƣởng thời gian đến hiệu suất hấp phụ VLHP 44 3.4 Ảnh hƣởng khối lƣợng VLHP đến hiệu suất hấp phụ 46 3.5 Ảnh hƣởng kích thƣớc VLHP đến hiệu suất hấp phụ 47 3.6 Ảnh hƣởng nồng độ Rhodamine B đến hiệu suất hấp phụ 53 3.7 3.8 3.9 Sự phụ thuộc tham số RL vào nồng độ ban đầu thuốc nhuộm Rhodamine B VLHP Ảnh hƣởng nồng độ Rhodamine B đến dung lƣợng hấp phụ Các thơng số mơ hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir Freundlich vật liệu hấp phụ 51 51 54 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình Tên Trang 1.1 Công thức cấu tạo Rhodamine B 1.2 Tinh thể Rhodamine B 1.3 Thành phần hoá học bã mía 12 1.4 Đƣờng đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir 24 1.5 Sự phụ thuộc Ccb/q vào Ccb 24 1.6 Đƣờng hấp phụ đẳng nhiệt hấp phụ Freundlich (bên trái), đồ thị để tìm số phƣơng trình Frendlich 26 2.1 Bã mía chƣa biến tính ( VLHP1) 29 2.2 Bã mía biến tính NaOH 2h ( VLHP2) 30 2.3 Bã mía biến tính NaOH 4h ( VLHP2) 30 2.4 Bã mía biến tính NaOH/H2O2 2h ( VLHP3) 31 2.5 Bã mía biến tính NaOH/H2O2 4h ( VLHP3) 32 2.6 Hình minh họa khảo sát ảnh hƣởng thời gian đến VLHP1 33 2.7 Hình minh họa khảo sát ảnh hƣởng pH đến VLHP2 34 2.8 Hình minh họa khảo sát ảnh hƣởng khối lƣợng đếnVLHP3 35 2.9 Hình minh họa khảo sát nồng độ RhodaminB từ 20ppm 60ppm VLHP1 36 3.1 Ảnh SEM VLPH từ bã mía chƣa biến tính(VLHP1) 37 3.2 37 3.4 Ảnh SEM VLPH từ bã mía qua biến NaOH (VLHP2) Ảnh SEM VLPH từ bã mía qua biến tính NaOH/H2O2 (VLHP3) Phổ hồng ngoại VLHP1 VLHP2 (2h – 4h) 3.5 Phổ hồng ngoại VLHP1 VLHP3( 2h- 4h) 39 3.6 Phổ hồng ngoại VLHP1; VLHP2 (2h-4h); VLHP3 (2h-4h) 40 3.7 Đƣờng chuẩn xác định nồng độ Rhodamine B 42 3.8 Ảnh hƣởng thời gian đến hiệu suất hấp phụ VLHP 43 3.3 38 39 nghiệm xử lý mơi trường, Luận văn Thạc sĩ hóa học, Đại học Sƣ Phạm Thái Nguyên [12] Trần Tứ Hiếu (2004), Hóa học phân tích, Nxb Đại học Quốc gia Hà Nội, Hà Nội [13] Nguyễn Thị Kim Sa (2016), Nghiên cứu xử lý Rhodamine B vật liệu hấp phụ Sepiolite, Khóa luận tốt nghiệp, Hoc viện Nơng nghiệp Việt Nam [14] Nguyễn Thị Thùy Trang (2016), Nghiên cứu xử lý sắt nước vật liệu hấp phụ chế tạo từ bã mía, Luận văn Thạc sĩ hóa học, Đại học Sƣ phạm Hà Nội [15] Nguyễn Thị Kim Liên (2016), Chế tạo vật liệu hấp phụ từ phế phẩm Nông nghiệp để xử lý chất hữu nước thải làng nghề chế biến nông sản xã Dương Liễu – huyện Hoài Đức – Hà Nội, Luận văn Thạc sĩ hóa học, Đại học Sƣ phạm Hà Nội [16] Nguyễn Thạc Cát, Từ Vọng Nghi, Đào Hữu Vinh (1980), “Cơ sở ký thuyết hố học phân tích”, nhà xuất Đại học trung học chuyên nghiệp, Hà Nội [17] Hồng Kim Thành 2011, “Nghiên cứu biến tính bã mía ứng dụng làm vật liệu hấp phụ số hợp chất hữu cơ’’, luận văn Thạc sĩ hóa học, Đại học Sƣ phạm Đà Nẵng Tiếng Anh [18] A.G.Liew Abdullah, MA, Mohd Salled, M.K.Siti Mazlina, M.J Megat Mohd Noor, M.R Osman, R.Wagiran, and S.Sobri (2005), “Azo dye removal by adsorption using waste biomass: Sugarcane bagasse”, international Journal of engineering and technogy, vol.2, No.1, pp 8-13 [19] Osvaldo Karnitz Jr, Leandro Vinicius Alves Gurgel (2007), “Adsorption of heavy metalion from aqueoussingle metal solution by chemicallymodified sugarcane bagasse”, Bioresourse Technology 98, 1291 – 1297 [20] S.Saiful azhar, A.Ghaniey Liew, D.Suhardy, K.Farizul Hafiz, M.D Irfan Hatim (2005), “Dye removal from aqueous solution by using adsorption Trang 58 on treated sugarcane bagasse”, American Journal of applied sciences 2(11): 1499-1503, ISSN 1546-9239 [21] Debora LuizaPostaiCarla AlbertinaDemarchiFrancielleZanattaDanielle Caroline CiprianiMelo Clóvis AntonioRodrigues, “Adsorption of rhodamine B and methylene blue dyes using waste of seeds of Aleurites Moluccana, a low cost adsorbent” Open Access funded by Faculty of Engineering, Alexandria University [22] Geertruida Sihombing (2001), “An Exploratory Study on three Synthetic Colouring Matters Commonly Used as Food colours in Jakarta”, Master Theses from JKPKBPPK [23] Zhang, ZhanyingO’Hara, Ian M.Kent, Geoff A.Doherty, William O.S 2013, Comparative study on adsorption of two cationic dyes by milled sugarcane bagasse, Centre for Tropical Crops and Biocommodities, Queensland University of Technology, Brisbane, Australia [24] Hossain MA , Alam MS, Adsorption kinetics of Rhodamine-B on used black tea leaves, journal of photochemistry and photobiology A: Chemistry 195, pp 346-35 [25] Pankaj Sharma, Harleen Kaur, Pankaj Sharma, Harleen Kaur “Sugarcane bagasse for the removal of Rodamine B and methylene blue from aqueous waste”, Czech J Food Sci, vol.25, No.1, pp 17- 24 [26] Giao Xuân, (1/2/2010), “Chili powder maker suspended for Rhodamine B contaminnation health news”, báo Sức khoẻ đời sống [27] http://vietbao.vn/Suc-khoe/Phat-hien-chat-doc-Rhodamine-B-tronggiavi/70077015/248/ (9/2/2007) Trang 59 Trang 60 Trang 61 Trang 62 Trang 63 Trang 64 Trang 65 Trang 66 Trang 67 Trang 68 Trang 69 Trang 70 Trang 71 Trang 72 ... viết tắt RhB Rhodamine B VLHP Vật liệu hấp phụ VLHP1 Vật liệu hấp phụ ( B? ? mía ban đầu) VLHP2 Vật liệu hấp phụ ( B? ? mía biến tính NaOH) VLHP3 Vật liệu hấp phụ ( B? ? mía biến tính NaOH/ H2O2) MỞ ĐẦU... đề tài: ? ?Nghiên cứu hấp phụ thuốc nhuộm Rhodamine B vật liệu hấp phụ từ b? ? mía qua xử lý NaOH NaOH /H2O2? ?? Nghiên cứu nhằm tìm kiếm giải pháp xử lí thuốc nhuộm Rhodamine B với chi phí thấp khả nghi... 2.2: B? ? mía biến tính NaOH 2h( VLHP2) Hình 2.3: B? ? mía biến tính NaOH 4h( VLHP2) Trang 30 c Chuẩn b? ?? vật liệu hấp phụ từ b? ? mía qua biến NaOH/ H2O2 (VLHP3) Cân 5g b? ? mía đƣợc xay mịn cho vào cốc