Tổng hợp vật liệu mangan dioxit kích cỡ nanomet trên chất mang laterit và ứng dụng vật liệu vào xử lý mangan trong nước ngầm

Khoá luận tốt nghiệp Ngành kỹ thuật môi trường BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG ------------------------------- ISO 9001:2008 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP NGÀNH: KỸ THUẬT MÔI TRƢỜNG Sinh viên : Nguyễn Hoài Thu Giảng viên hƣớng dẫn: T.S Nguyễn Thị Kim Dung HẢI PHÒNG - 2013 Khoá luận tốt nghiệp Ngành kỹ thuật môi trường BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG ----------------------------------- TỔNG HỢP VẬT LIỆU MANGAN ĐIÔXIT KÍCH CỠ NANOMET TRÊN CHẤT MANG LATERIT VÀ ỨNG DỤNG VẬT LIỆU VÀO XỬ LÝ MANGAN TRONG NƢỚC NGẦM. KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY NGÀNH: KỸ THUẬT MÔI TRƢỜNG Sinh viên : Nguyễn Hoài Thu Giảng viên hƣớng dẫn : T.S Nguyễn Thị Kim Dung HẢI PHÒNG - 2013 Khoá luận tốt nghiệp Ngành kỹ thuật môi trường BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG -------------------------------------- NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Sinh viên: Nguyễn Hoài Thu MãSV: 1353010013 Lớp: MT 1301 Ngành: Kỹ Thuật Môi Trƣờng Tên đề tài: Tổng hợp vật liệu Mangan dioxit kích cỡ nanomet trên chất mang Laterit và ứng dụng vật liệu vào xử lý Mangan trong nƣớc ngầm. Khoá luận tốt nghiệp Ngành kỹ thuật môi trường NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI 1. Nội dung và các yêu cầu cần giải quyết trong nhiệm vụ đề tài tốt nghiệp ( về lý luận, thực tiễn, các số liệu cần tính toán và các bản vẽ). - Thử nghiệm các điều kiện thích hợp để xây dựng các qui trình chế tạo vật liệu hấp phụ Mangan dioxit kích cỡ nano mét phủ trên chất mang Laterit………… - Khảo sát khả năng hấp phụ Mangan trong nƣớc ngầm của vật liệu chế tạo đƣợc và tìm ra các điều kiện tối ƣu của quá trình hấp phụ. - Ứng dụng vật liệu mới đƣợc chế tạo vào xử lí Mangan trong nƣớc ngầm.…………… …………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… ………………………………………………………………… …………………………………………………………………… 2. Các số liệu cần thiết để thiết kế, tính toán. - Kết quả phân tích, nghiên cứu ,thực nghiệm tại phòng thí nghiệm …………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… …………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… 3. Địa điểm thực tập tốt nghiệp. Khoá luận tốt nghiệp Ngành kỹ thuật môi trường - Sở Tài Nguyên Môi trƣờng Hải Phòng…………………………………. CÁN BỘ HƢỚNG DẪN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Ngƣời hƣớng dẫn thứ nhất: Họ và tên: Nguyễn Thị Kim Dung…………………………………………. Học hàm, học vị: Tiến sĩ…………………………………………………… Cơ quan công tác: Trƣờng Đại học Dân lập Hải Phòng…………………… Nội dung hƣớng dẫn: Tổng hợp vật liệu Mangan dioxit kích cỡ nano mét trên chất mang Laterit và ứng dụng vật liệu vào xử lí Mangan trong nƣớc ngầm… Ngƣời hƣớng dẫn thứ hai: Họ và tên: . Học hàm, học vị: . Cơ quan công tác: . Nội dung hƣớng dẫn: Đề tài tốt nghiệp đƣợc giao ngày tháng năm 2013 Yêu cầu phải hoàn thành xong trƣớc ngày .tháng năm 2013 Đã nhận nhiệm vụ ĐTTN Đã giao nhiệm vụ ĐTTN Sinh viên Người hướng dẫn Hải Phòng, ngày tháng năm 2013 Hiệu trƣởng GS.TS.NGƢT Trần Hữu Nghị Khoá luận tốt nghiệp Ngành kỹ thuật môi trường PHẦN NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƢỚNG DẪ 1. Tinh thần thái độ của sinh viên trong quá trình làm đề tài tốt nghiệp: …………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… …………………………………………………………………… 2. Đánh giá chất lƣợng của khóa luận (so với nội dung yêu cầu đã đề ra trong nhiệm vụ Đ.T. T.N trên các mặt lý luận, thực tiễn, tính toán số liệu…): ……………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… …………………………………………………………………… 3. Cho điểm của cán bộ hƣớng dẫn (ghi bằng cả số và chữ): ……………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… Hải Phòng, ngày … tháng … năm 2013 Cán bộ hƣớng dẫn (Ký và ghi rõ họ tên) Khoá luận tốt nghiệp Ngành kỹ thuật môi trường Khoá luận tốt nghiệp Ngành kỹ thuật môi trường LỜI CẢM ƠN Để có thể hoàn thành tốt Khóa luận tốt nghiệp, lời đầu tiên tôi xin đƣợc gửi lời cám ơn chân thành và sâu sắc nhất tới cô giáo – TS. Nguyễn Thị Kim Dung. Trong suốt quá trình thực hiện đề tài tốt nghiệp của mình cô đã luôn luôn tận tình hƣớng dẫn, chỉ bảo cũng nhƣ giúp đỡ tôi trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận văn tốt nghiệp để có thể thu đƣợc kết quả tốt nhất nhƣ mong muốn. Bên cạnh đó, tôi cũng xin chân thành cảm ơn tới các Thầy cô Khoa Môi trƣờng – Trƣờng Đại học Dân Lập Hải Phòng và các bạn đã giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi nhất để cho tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài. Cuối cùng, tôi xin đƣợc cảm ơn những ngƣời thân trong gia đình đã luôn luôn bên cạnh, luôn ủng hộ, động viên để tôi có thể hoàn thành một cách tốt nhất luận văn tốt nghiệp của mình. Tôi xin chân thành cảm ơn! Hải Phòng, ngày 25 tháng 6 năm 2013 Sinh viên Nguyễn Hoài Thu MỤC LỤC 1.1 Giới thiệu chung về nƣớc ngầm.[8] . 2 1.1.1 Khái niệm và phân loại 2 1.2 Một số quá trình cơ bản xử lí nƣớc ngầm [9] . 3 1.3 Giới thiệu sơ lƣợc về kim loại nặng [10] . 4 1.4 Tác dụng sinh hóa của kim loại nặng đối với con ngƣời và môi trƣờng. [1] 5 1.5 Mangan . 6 Khoá luận tốt nghiệp Ngành kỹ thuật môi trường 1.5.1 Giới thiệu chung về Mangan [11] 6 1.5.2 Nguồn gốc phát sinh . 7 1.5.3 Độc tính của Mangan . 7 1.6 Vấn đề ô nhiễm mangan trong nƣớc ngầm 7 1.6.1 Ô nhiễm Mangan trong nƣớc ngầm trên thế giới [11] . 7 1.6.2 Ô nhiễm mangan trong nƣớc ngầm ở Việt Nam [11] . 8 1.7 Các phƣơng pháp xử lí. [4,5] . 9 1.7.1 Phƣơng pháp Oxi hóa/khử . 10 1.7.2 Quá trình kết tủa . 10 1.7.3 Phƣơng pháp hấp phụ . 11 1.7.4 Phƣơng pháp trao đổi ion . 13 1.7.5 Phƣơng pháp sinh học 14 1.7.6 Phƣơng pháp điện hóa 15 1.8 Giới thiệu vật liệu hấp phụ Laterit tự nhiên và khả năng ứng dụng để xử lí Mangan trong môi trƣờng nƣớc ngầm. 16 1.8.1 Tổng quan về Laterit [6] 16 Bảng 1.2 Thành phần của Laterit 17 1.9 Một số lý thuyết cơ bản về quá trình hấp phụ [7] 18 1.9.1 Động học của quá trình hấp phụ . 18 1.9.2 Tải trọng hấp phụ . 18 1.9.3 Các phƣơng trình cơ bản của quá trình hấp phụ . 19 1.9.3.1 Phƣơng trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir . 19 1.9.3.2 Phƣơng trinh đẳng nhiệt Frendlich . 20 1.10 Mangan dioxit và phƣơng pháp điều chế.[6] . 21 1.10.1 Mangan dioxit khan 21 1.10.1.1 Mangan dioxit hoạt động 22 1.10.1.2 Mangan dioxit ngậm nƣớc . 23 1.10.1.3 Mangan dioxit keo 23 2 CHƢƠNG II: THỰC NGHIỆM . 24 2.1 Ý tƣởng và nội dung nghiên cứu [6] 24 Khoá luận tốt nghiệp Ngành kỹ thuật môi trường 2.2 Nội dung nghiên cứu 25 2.3 Hóa chất và dụng cụ . 25 2.3.1 Hóa chất . 25 2.3.2 Dụng cụ 25 2.4 Phƣơng pháp nghiên cứu 26 2.4.1 Phƣơng pháp tổng hợp vật liệu [6] . 26 2.5 Phƣơng pháp xác định Mangan(II) [3] . 27 2.5.1 Cơ sở của phƣơng pháp 27 2.6 Nguyên tắc của phƣơng pháp . 27 2.7 Hóa chất sử dụng 27 2.8 Xây dựng đƣờng chuẩn Mangan 28 2.9 Tính kết quả . 28 3 CHƢƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN . 30 3.1 Tổng hợp vật liệu Mangan dioxit kích cỡ nanomet trên chất mang Laterit làm vật liệu hấp phụ Mangan trong nƣớc ngầm . 30 3.1.1 Chuẩn bị Laterit 30 3.2 Tổng hợp Mangan dioxit kích cỡ Nanomet trên chất mang Laterit . 30 3.3 Khảo sát các điều kiện tối ƣu hấp phụ Mn của vật liệu. . 31 3.3.1 Khảo sát ảnh hƣởng của thời gian đến khả năng hấp phụ của vật liệu. 31 3.3.2 Khảo sát ảnh hƣởng của pH đến khă năng hấp phụ của vật liệu 32 3.4 Nghiên cứu xác định tải trọng hấp phụ mangan của vật liệu trong điều kiện tĩnh. 34 3.5 Nghiên cứu khả năng giải hấp của vật liệu 40 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Một số quá trình cơ bản xử lí nước ngầm …3 Bảng 1.2: Thành phần của Lateri. 17 Bảng 2.1: Xây dựng đường chuẩn mangan (II). . .29 . Trƣờng Tên đề tài: Tổng hợp vật liệu Mangan dioxit kích cỡ nanomet trên chất mang Laterit và ứng dụng vật liệu vào xử lý Mangan trong nƣớc ngầm. Khoá luận. dung hƣớng dẫn: Tổng hợp vật liệu Mangan dioxit kích cỡ nano mét trên chất mang Laterit và ứng dụng vật liệu vào xử lí Mangan trong nƣớc ngầm Ngƣời hƣớng