1. Trang chủ
  2. » Cao đẳng - Đại học

Nghiên cứu loại bỏ ion Pb(II) và xanh metylen trong môi trường nước bằng vật liệu thải từ quy trình khai thác bauxite

53 30 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

MỞ ĐẦU Bauxite có chứa hàm lượng nhơm cao thường dùng để điều chế alumina theo qui trình Bayer [44] Theo qui trình này, dạng oxit nhơm bauxite hòa tan xút phần pha rắn không tan gọi bùn đỏ (red mud) (để điều chế alumina thải khoảng 0,3 đến 2,5 bùn đỏ) Đặc trưng lớn bùn đỏ có tính kiềm cao (pH = 10 - 12,5) Thành phần hóa học bùn đỏ thay đổi theo nguồn bauxite chủ yếu bao gồm hematite (Fe2O3), goethite (a- FeOOH), boehmite (y-AlOOH), quartz (SiO2), sodalite (Na4Al3Si3O12Cl), gypsum (CaSO4.2H2O) gibbsite (Al(OH)3) Bùn đỏ tích luỹ tạo thành lượng lớn gây ô nhiễm môi trường sinh vật sống xung quanh Việc tích luỹ tạo thành lượng lớn bùn đỏ gây thảm họa lụt bùn đỏ xảy nhà máy khai thác bauxite Hungari năm 2010 nhiều ví dụ Hàng năm lượng bùn đỏ giới tạo khoảng 90 triệu [44] Ở Việt Nam, nhà máy khai thác bauxite Tân Rai (ở huyện Bảo Lâm, tỉnh Lâm Đồng) bắt đầu hoạt động nhà máy khai thác bauxite Nhân Cơ (ở huyện Đăk R'Lấp, tỉnh Đăk Nông) triển khai xây dựng, lượng bùn đỏ tạo chưa đánh giá chi tiết, nhiên vấn đề gây tranh cãi nhiều năm qua Vấn đề nghiên cứu sử dụng bùn đỏ nhà khoa học giới quan tâm nghiên cứu nhiều Người ta nghiên cứu sử dụng làm chất xúc tác [22], làm chất tạo màu gốm [13], phụ gia xi măng [27], làm chất hấp phụ xử lý môi trường [40, 36], Mặc dù bùn đỏ quan tâm nghiên cứu sử dụng nhiều, nhiên tiêu thụ hết lượng lớn bùn đỏ tạo Một hướng để sử dụng lượng lớn bùn đỏ làm vật liệu hấp phụ Bùn đỏ chất hấp phụ rẻ tiền có khả hấp phụ cao Người ta nghiên cứu biến tính bùn đỏ tạo vật liệu có dung lượng hấp phụ cao để hấp phụ kim loại nặng [40, 29], chất hữu [43] anion vô [36, 14] Tuy nhiên, Việt Nam có vài cơng trình nghiên cứu vấn đề [2 - 5] Các nhà máy alumina Tây Nguyên (Việt Nam) bắt đầu hoạt động, nguy ô nhiễm bùn đỏ thành thực, nên việc nghiên cứu sử dụng hợp lý bùn đỏ tạo sản phẩm sử dụng làm giảm nguy ô nhiễm bùn đỏ nhà máy alumina có ý nghĩa cấp thiết phương diện lý thuyết thực hành Sự ô nhiễm loại phẩm nhuộm công nghiệp trở thành vấn đề môi trường vệ sinh nghiêm trọng năm gần Việc sử dụng rộng rãi loại phẩm nhuộm sản phẩm chúng gây ô nhiễm nguồn nước ảnh hưởng tới mơi trường người [34] Bên cạnh đó, ô nhiễm kim loại nặng vấn đề ô nhiễm phổ biến gây nguy hiểm cho sức khỏe người hệ sinh thái Các kim loại nặng có mặt nước, đất, qua nhiều giai đoạn khác cuối vào chuỗi thức ăn người Khi vào thể, kim loại nặng tích tụ lại mơ Với gia tăng tình trạng nhiễm mơi trường, yêu cầu đặt phát triển chất hấp phụ để tách ion kim loại nặng khỏi môi trường nước với suất hấp phụ cao giá thành thấp so với phương pháp thương mại dùng Gần đây, bùn đỏ cho sử dụng phương pháp để xử lý nước [36] Một ứng dụng xử lý nước bùn đỏ làm chất hấp phụ để loại bỏ phẩm nhuộm ion kim loại nặng khỏi dung dịch nước Xuất phát từ thực tiễn đó, chúng tơi thực đề tài: Nghiên cứu loại bỏ ion Pb(II) xanh metylen môi trường nước vật liệu thải từ qui trình khai thác bauxite Đề tài trình bày theo mục sau: - Mở đầu - Chương 1: Tổng quan - Chương 2: Nội dung, phương pháp nghiên cứu thực nghiệm - Chương 3: Kết thảo luận - Kết luận kiến nghị CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu qui trình khai thác bauxite số đặc trưng bùn đỏ giới Tài nguyên bauxite giới khoảng 55 - 75 tỷ phân bố Châu lục sau [38]: Châu Phi 33%; Châu Đại Dương 24%; Nam Mỹ Caribbean 22%; Châu Á 15% nơi khác 6% Trên giới có 40 nước có tài nguyên bauxite Trong đó, Việt Nam nước có nguồn tài nguyên bauxite lớn (đứng thứ sau Guinea Australia (xem hình 1.1)) Tuy Việt Nam có ưu việt tài nguyên bauxite việc khai thác bauxite, sản xuất alumina nhôm kim loại bắt đầu triển khai năm gần Hình 1.1 Nguồn tài nguyên bauxite số quốc gia giới [38] Ở quốc gia khác phương pháp tinh luyện alumina khác phụ thuộc vào thành phần bauxite Tuy nhiên, qui trình Bayer phương pháp sử dụng rộng rãi nhất, đến 95% sản phẩm alumina tinh luyện theo qui trình Qui trình Bayer truyền thống tóm tắt sơ đồ hình 1.2 Qui trình Bayer thường sử dụng quặng bauxite tốt quặng alunite, đặc biệt bauxite có chứa hàm lượng oxit silic thấp Nói chung, hỗn hợp bauxite dung dịch xút trộn với lượng nhỏ vôi giữ nhiệt độ gần 100 oC trước đề silicat Sau đó, bauxite phân cách rửa với dung dịch NaOH nóng Q trình dùng để chuyển đổi nhơm oxit (alumina) thành nhôm hydroxit (Al(OH)3) Các thành phần khác bauxite khơng hồ tan tạo thành bùn đỏ (red mud) sau lọc bỏ phần dung dịch Hình 1.2 Qui trình Bayer truyền thống để sản xuất alumina [28] Thành phần bùn đỏ phụ thuộc vào loại quặng bauxite qui trình tinh luyện sử dụng Kết phân tích hố học cho thấy bùn đỏ có chứa silic, nhơm, sắt, canxi, titan, Thành phần bùn đỏ thải từ số nhà máy alumina giới trình bày bảng 1.1 Bùn đỏ có kích thước hạt trung bình < 10 ^m, diện tích bề mặt riêng (BET) bùn đỏ nằm khoảng từ 7,4 đến 34,5 m 2/g [39] tăng lên đáng kể cách sử dụng số phương pháp xử lí thích hợp Trong mơi trường bazơ, hạt bùn đỏ mang điện tích âm, điều có lẽ diện nhóm hydroxyl bề mặt [25] Một tính chất hoá lý khác bùn đỏ cần xử lí, tính kiềm cao (pH = 10 12,5 [44]) Do đó, người ta phải nghiên cứu xử lí bùn đỏ để tạo thành vật liệu sử dụng 1.2 Một số ứng dụng bùn đỏ Bauxite có chứa hàm lượng nhơm cao thường dùng để điều chế alumina theo qui trình Bayer [44] Theo qui trình này, dạng oxit nhơm bauxite hòa tan xút phần pha rắn không tan gọi bùn đỏ (red mud) (để điều chế alumina thải khoảng 0,3 đến 2,5 bùn đỏ) Đặc trưng lớn bùn đỏ có tính kiềm cao (pH = 10 - 12,5) Thành phần hóa học bùn đỏ thay đổi theo nguồn bauxite, chủ yếu bao gồm hematite (Fe2O3), goethite (aFeOOH), boehmite (y-AlOOH), quartz (SiO2), sodalite (Na4Al3Si3O12Cl), gypsum (CaSO4.2H2O) gibbsite (Al(OH)3) Bùn đỏ tích luỹ tạo thành lượng lớn gây ô nhiễm môi trường sinh vật sống xung quanh Hàng năm lượng bùn đỏ giới tạo khoảng 90 triệu [44] Bảng 1.1 Thành phần bùn đỏ thải từ nhà máy khai thác bauxite khác giới [28] Thành phần (% khối lượng) Quốc gia Công ty Australia USA SiO2 Al2O3 TiO2 19,9 11,1 27,70 3,50 16,20 10,11 Arkansas Sherwon 4,50 12,15 2,56 11,13 4,5 Lượng vết Al Corp 6,74 19,60 28,00 MALCO 5,70 27,00 5,12 HINDALCO 5,00 23,00 17,20 BALCO 6,84 15,58 22,50 ALCOA Fe2 O3 40,5 30,4 Phương Na2O pháp 1-2 Bayer Mobile Indian NALCO China Hungary 8,44 13,8 Jamaica 3,40 11,9 Surinam Germany 10,1 Baudart 14,73 3,30 7,29 15,20 2,45 4,60 14,2 6,87 19,00 12,15 13,0 55,6 50,5 20,2 45,1 35,4 33,8 52,3 Bayer Bayer 8,09 3,64 Bayer 4,85 5,20 Bayer 4,00 Nung 6,85 38,4 2,73 50,9 24,8 3,18 Bayer 9,29 Bayer 1,5-5,0 9,00 8,12 38,7 20,00 5,5 8,16 Nung Vấn đề nghiên cứu sử dụng bùn đỏ nhà khoa học giới quan tâm nghiên cứu, nhiên tiêu thụ hết lượng lớn bùn đỏ tạo Sơ đồ hình 1.3 trình bày số khả ứng dụng bùn đỏ Tuy nhiên, số ứng dụng chưa có ứng có hiệu kinh tế mức độ cơng nghiệp Hình 1.3 Một số khả ứng dụng bùn đỏ [44] Trong năm gần đây, việc sử dụng bùn đỏ làm chất hấp phụ làm chất xúc tác phát triển công bố rộng rãi Sản phẩm thải công nghiệp sử dụng qui trình xử lí chất thải khác đem lại nhiều khoản lợi kinh tế môi trường [44] Năm 2012, Pulford cộng [36] sử dụng bùn đỏ xử lí axit phương pháp carbonate để hấp phụ CrO42 , Cu2+ Pb2+ Kết cho thấy bùn đỏ _ xử lí phương pháp carbonate khơng có khả hấp phụ CrO 42 , khả _ hấp phụ Cu2+ Pb2+ cao nhiều so với việc xử lí bùn đỏ axit Năm 2011, Luo cộng [29] xử lí bùn đỏ (từ nhà máy alumina Shandong, Trung Quốc) axit HCl ứng dụng làm chất hấp phụ Cd, dung lượng hấp phụ Cd cực đại bùn đỏ ban đầu, bùn đỏ xử lí axit bùn đỏ có kích thước hạt nano pH = 6,5 tương ứng 0,16; 0,19 0,21 mol/kg Năm 2005, Wang cộng [43] nghiên cứu xử lí bùn đỏ (Worsley Alumina, Australia) tro bay (Western Power, Australia) phương pháp nhiệt HNO3 để hấp phụ metylen xanh dung dịch nước Kết cho thấy dung lượng hấp phụ bùn đỏ tro bay xử lí phương pháp nhiệt tăng so với vật liệu ban đầu, phương pháp xử lí HNO3 khác, dung lượng hấp phụ tro bay tăng, dung lượng hấp phụ bùn đỏ giảm Bên cạnh việc sử dụng bùn đỏ làm chất hấp phụ, nhiều tác giả sử dụng bùn đỏ làm chất xúc tác, gạch xây dựng, Năm 2012, Karimi cộng [22] sử dụng bùn đỏ làm chất xúc tác cho phản ứng xeton hoá axit formic axit axetic H2 nhiệt độ > 350oC, làm xúc tác cho phản ứng chuyển hoá axit levulinic thành ankan anken H2 với hiệu suất đạt 76% Năm 2013, Kumar cộng [24] nghiên cứu chế tạo gạch lát từ tro bay bùn đỏ, sản phẩm thu đạt tiêu chuẩn cho phép với hàm lượng bùn đỏ chiếm 10 - 20% Trong nước, Việc sử dụng bùn đỏ làm chất hấp phụ để xử lí nước nhiễm có vài nghiên cứu Năm 2013, Phạm Xuân Cường cộng [2, 3] trộn bùn đỏ nghiền nhỏ với thuỷ tinh lỏng (Na2SiO3), sau dùng máy ép thành hạt đường kính 2,5 mm tiến hành khảo sát khả hấp phụ kim loại nặng asen Kết cho thấy rằng, vật liệu có khả xử lí nhiễm kim loại nặng asen nước, khả hấp phụ cao, giá thành rẻ, phù hợp với điều kiện, tiêu chí hạt vật liệu hấp phụ, phù hợp với điều kiện Việt Nam Cũng năm 2013, Dương Phước Đạt cộng [4] hoạt hoá bùn đỏ lấy nhà máy hố chất Tân Bình (Tp Hồ Chí Minh) sử dụng làm chất xúc tác cho phản ứng Fenton phân huỷ phẩm màu Methyl Orange (MO), Reactive Orange 16 (RO16) Congo Red (CR) Kết cho thấy, pH = 3, dung lượng xúc tác phân huỷ MO, RO16 CR 93,0 mg/g, 304,4 mg/g 342,1 mg/g Tống Thị Thanh Hương cộng [5] sử dụng bùn đỏ lấy nhà máy hố chất Tân Bình (Tp Hồ Chí Minh) để hấp phụ phenol dung dịch nước, cơng bố Hội nghị Hố học tồn quốc lần thứ Hà Nội vào ngày 22/11/2013 Đầu tiên, tác giả tiến hành rửa bùn đỏ nước cất đến đạt pH = - 8,5 Sau mẫu lọc, sấy khơ 105oC nghiền mịn thu mẫu bùn đỏ thô Mẫu bùn đỏ thơ hoạt hố điều kiện nhiệt độ khác (473, 673, 873 1073K) 4h Kết khảo sát khả hấp phụ phenol mơi trường nước cho thấy bùn đỏ thơ có khả hấp phụ tốt bùn đỏ hoạt hoá nhiệt độ Khả hấp phụ chủ yếu tương tác tĩnh điện anion phenolat với tâm mang điện tích dương bề mặt vật liệu 1.3 Sự ô nhiễm môi trường phẩm nhuộm Các loại phẩm nhuộm Benzidin, Sudan, Atrazol Black FDL, Dianix Black [31 ] thải ngồi mơi trường từ nước thải nhà máy dệt may, giấy, cao su, nhựa, da, mỹ phẩm, dược phẩm ngành công nghiệp thực phẩm Các chất thải vào nguồn nước sông, hồ, với nồng độ nhỏ cho cảm giác xấu màu sắc Màu đậm nước thải cản trở hấp thụ oxy ánh sáng mặt trời, gây bất lợi cho hô hấp, sinh trưởng loại thuỷ sinh vật Đối với người, phẩm nhuộm gây bệnh da, đường hơ hấp, phổi Ngoài ra, số phẩm nhuộm chất chuyển hố chúng độc hại gây ung thư (như phẩm nhuộm Benzidin, Sudan) [31] Các phương pháp hóa lý truyền thống để xử lý phẩm nhuộm có nước thải đơng tụ kết bơng [33], oxi hóa ozon hóa [30] hấp phụ |4C)| Một vài thập kỉ trước đây, việc chọn lựa, ứng dụng sử dụng phẩm nhuộm không gây quan ngại lớn xét tác động môi trường Ngay thành phần hoá học phân nửa số phẩm nhuộm công nghiệp Từ năm 80 kỉ trước người bắt đầu đề cập đến nước thải phẩm nhuộm Trong vài năm trở lại đây, thông tin tác động nguy hiểm môi trường nước thải phẩm nhuộm trở nên rõ ràng Vì thế, phủ, doanh nghiệp người dân xử lí nước thải chứa phẩm nhuộm Từ chỗ ban đầu khơng có giới hạn lượng nước thải, việc xử lí nước thải phẩm nhuộm bắt đầu với vài phương pháp sơ cấp sa lắng, điều chỉnh để trì pH, chất rắn khơng hồ tan tổng (total dissolved solids, TDS) chất rắn lơ lững tổng (total suspended solids, TSS) nước thải Sau này, xử lí thứ cấp dùng buồng lọc để phân huỷ sinh học gần bùn hoạt tính đưa vào sử dụng Thơng thường q trình xử lí nước thải cơng nghiệp bao gồm bước sau [16]: i) Tiền xử lí: dịng nước thải cơng nghiệp trước đưa vào hệ thống cống trung tâm công nghiệp cần phải xử lí cách trung hồ, trải qua xử lí sơ cấp, nước thải loại bỏ chất gây ô nhiễm Chất rắn lơ lững loại bỏ phương pháp hoá học hay vật lý ii) Sau đó, nước thải đưa vào xử lí thứ cấp, thường sử dụng phương pháp vi sinh, trước hết vi khuẩn ổn định cấu tử ô nhiễm iii) Bước thứ ba xử lí hố lý: q trình bao gồm hấp phụ, trao đổi ion, oxi hoá hoá học, phân tách màng Tất phương pháp đắt tiền xử lí vi sinh sử dụng để loại bỏ chất ô nhiễm không loại bỏ phương pháp vi sinh iv) Cuối xử lí bùn thải Nước thải dệt nhuộm xử lí cách tương tự Chưa có phương pháp tiêu chuẩn để xử lí cho tất loại nước thải Cũng việc xử lí nhiễm kim loại nặng, để xử lí nước thải có lẫn chất hữu khó phân huỷ nói chung phương pháp hấp phụ phương pháp sử dụng nhiều thực tế giá thành rẻ hiệu cao phương pháp Cùng nỗ lực vậy, chúng tơi nghiên cứu biến tính bùn đỏ axit nhiệt nhằm tăng cường hoạt tính hấp phụ để hấp phụ xanh metylen môi trường nước 1.4 Sự ô nhiễm môi trường kim loại nặng Hiện nay, ô nhiễm kim loại nặng vấn đề ô nhiễm phổ biến gây nguy hiểm cho sức khỏe người hệ sinh thái Xử lý ô nhiễm kim loại nặng đất nước thải trở thành chủ đề nóng khoa học môi trường công nghệ Cd, Cu, Pb, Hg, Ni Zn Cơ Quan Bảo Vệ Môi Trường US xem kim loại nguy hiểm chất ô nhiễm [35] Nguồn gốc phát thải kim loại nặng tự nhiên ( asen As), từ hoạt động người, chủ yếu từ công nghiệp (các chất thải công nghiệp) từ nông nghiệp, hàng hải (các chế phẩm phục vụ nông nghiệp, hàng hải ) Các kim loại nặng Cd, Ni Pb kim loại nặng thường phát nhánh sông khu công nghiệp Cd sử dụng rộng rãi nhiều ngành công nghiệp hợp kim, mạ kim loại, khai mỏ, gốm số ngành công nghiệp khác Nhiều bệnh như: chức thận, tăng huyết áp, tổn hại gan, ảnh hưởng phổi gây quái thai kết nhiễm độc Cd Ơ nhiễm Pb kết công nghiệp dệt nhuộm, công nghiệp gốm thuỷ tinh, công nghiệp lọc dầu, sản xuất pin, sản xuất khai thác mỏ Nhiễm Pb gây bệnh rối loạn tâm thần, chậm phát triển ảnh hưởng đến não Các kim loại nặng có mặt nước, đất qua nhiều giai đoạn khác cuối vào chuỗi thức ăn người Khi nhiễm vào thể, kim loại nặng tích tụ lại mơ Đồng thời với q trình thể lại đào thải dần kim loại nặng Nhưng nghiên cứu cho thấy tốc độ tích tụ kim loại nặng thường nhanh tốc độ đào thải nhiều Một số công nghệ như: trao đổi ion, kết tủa, hấp phụ, phương pháp màng, thẩm thấu ngược, đóng cặn, thẩm tách sử dụng để xử lý nguồn nước thải chứa ion kim loại nặng [35] Với gia tăng tình trạng nhiễm mơi trường, yêu cầu đặt phát triển chất hấp phụ để tách ion kim loại nặng khỏi môi trường nước với suất hấp phụ cao giá thành thấp so với phương pháp thương mại dùng Do đó, việc nghiên cứu xử lí nước thải loại vật liệu có giá thành thấp hiệu cao thách thức nhà khoa học Trong đề tài này, nghiên cứu sử dụng bùn đỏ (một sản phẩm thải từ nhà máy alumina Tây Nguyên, Việt Nam) để hấp phụ ion Pb2+ dung dịch nước 1.5 Giới thiệu hệ oxi hóa Fenton Hệ oxi hóa Fenton đồng thể, bao gồm hydroperoxit có mặt ion Fe(III), sử dụng nguồn gốc oxi hóa mạnh [32]: Fe3+ + H2O2 Fe(OOH)2+ + H+ (1) Fe(OOH)2+ Fe2+ + HO2* (2) Fe2+ + H2O2 Fe3+ + HO’ + HO* Fe3+ + HO2* Fe2+ + H+ + O2 (3) (4) Gần đây, người ta chứng minh trình Fenton tăng cường chiếu sáng, điều giải thích phân hủy dạng Fe(OH)2+ quang hoạt thành gốc OH* dung dịch: Fe(OH)2+ + h V Fe2+ + HO* (5) Tuy nhiên, phản ứng xúc tác Fenton đồng thể cần nồng độ ion sắt dung dịch 50-80 ppm Giá trị lớn nhiều so với mức cho phép cộng đồng Châu Âu (mức cho phép ppm [32]) Vì vậy, để loại bỏ ion sắt khỏi dung dịch người ta sử dụng kỹ thuật kết tủa tái hòa tan, kèm theo chi phí hoạt động tăng lên Đây lí thúc đẩy phát triển trình Fenton dị thể Điểm quan trọng hệ xúc tác dị thể dạng sắt cố định phải lọc khỏi dung dịch điều kiện oxi hóa mạnh có tính axit, mà phản ứng Fenton xảy Theo hướng đó, nhiều nỗ lực nghiên cứu để thiết kế xúc tác có độ ổn định cao cho phép sử dụng hữu hiệu hydroperoxit giá thành tương đối cao Nhiều báo cáo sử dụng vật liệu vô hữu khác để hỗ trợ cho việc gắn dạng ion sắt hoạt tính q trình Fenton dị thể, carbon [21], kaolin [17], MCM-41 [23], SBA-15 [32], Hạt nano oxit sắt sử dụng làm xúc tác hệ Fenton dị thể trình làm giảm màu khống hóa nhiều loại phẩm nhuộm hay chất hữu khác [15, 26] Bùn đỏ Lâm Đồng với hạt kích thước cỡ nano thành phần sắt oxit hứa hẹn hệ Fenton dị thể hữu hiệu Các thuộc tính bùn đỏ hàm lượng sắt tồn dạng oxit sắt (Fe2O3) cao, diện tích bề mặt cao, giá thành thấp làm cho trở thành chất xúc tác tiềm năng, hấp dẫn cho nhiều phản ứng [41] 10 Hình 3.14 Các hướng phân hủy MB trình oxi hệ Fenton [45] 3.3.2 Nghiên cứu phản ứng oxi hóa MB H2O2 với xúc tác BĐA-700 3.3.2.1 Ảnh hưởng pH Ảnh hưởng pH đến hiệu suất phân hủy MB H2O2 xúc tác BĐA- 700 trình bày hình 3.15 Kết trình bày hình 3.15 cho thấy, pH 11, phân hủy MB xảy không đáng kể; pH = - 9, hiệu suất phân hủy MB không khác nhiều tỉ lệ Ct/Co đạt giá trị 55 - 63% thời điểm 240 phút Do đó, phần chúng tơi khảo sát động học phản ứng oxi hóa MB hydroperoxit xúc tác BĐA-700 dung dịch nước mà không cần phải điều chỉnh giá trị pH ban đầu (do dung dịch MB ban đầu có pH nằm khoảng giá trị này) Kết chứng tỏ phản ứng xúc tác xảy theo tiến trình Fenton dị thể, nghĩa sắt khơng bị tan vào dung dịch để tạo thành hệ Fenton đồng thể (nếu hệ Fenton đồng thể xảy phân hủy MB tiếp tục diễn hiệu suất phân hủy nhanh chóng đạt giá trị 100%) Hình 3.15 Sự phân hủy MB pH dung dịch ban đầu khác (nồng độ MB ban đầu 3,13.10~ mol/L; nồng độ H2O2 ban đầu 0,19204 mol/L) 3.3.2.2 Động học phản ứng Quan sát hình 3.12 3.15 ta thấy chất xúc tác có hoạt tính phút đầu phản ứng, đó, chúng tơi sử dụng phương pháp tốc độ đầu để nghiên cứu động học phản ứng Phương trình động học phản ứng phân hủy MB H 2O2 biểu diễn sau: r=-^ = k[H2O2 ]a [M B]b (3.1) Ở đây, [H2O2] [MB] nồng độ hydroperoxit xanh metylen [mol.L 1]; a b bậc - phản ứng hydroperoxit xanh metylen; k số tốc độ phản ứng [(mol.L 1)(1 a - b) (giây) 1] - Tại thời điểm đầu phản ứng, tốc độ đầu biểu diễn sau: r, =-^=-^ = ^=k.[H2O2]=.[MB]‘1 (3.2) - - Ở đây, Co Ct nồng độ xanh metylen [mol.L 1] dung dịch thời điểm ban - đầu thời điểm đầu phản ứng tương ứng với thời gian t (giây) nhỏ; [H 2O2]i [MB] nồng độ hydroperoxit xanh metylen [mol.L 1] thời điểm ban đầu - Trong trường hợp, nồng độ hydroperoxit lớn so với nồng độ MB phương trình (3.2) viết lại sau: r = £2^ = k [M B]p với k = k [H 2O 2]f* [ (3.3) (3.4) ] Bảng 3.6 trình bày kết tính tốc độ đầu thời điểm 10 giây phản ứng oxi hóa MB hydroperoxit với BĐA-700 làm xúc tác Do số mol hydroperoxit lớn nhiều so với phẩm nhuộm MB (xem tỉ lệ mol (H 2O2)i/(MB)i bảng 3.6) nên xem nồng độ hydroperoxit số phương trình tốc độ phản ứng thời điểm ban đầu (xem phương trình 3.3 3.4) Bảng 3.6 Kết xác định tốc độ đầu thời điểm 10 giây (ở 30oC) [MB]i X 105 [H2O2]i (mol.L 1) ri (10s) X 107 (mol.L 1) [MB](10s) X 105 (mol.L 1) 0,67929 0,60174 0,14474 21307 0,77551 1,32699 1,09433 0,14474 10907 2,32654 1,81671 1,53236 0,14474 7967 2,84355 2,49457 1,77075 0,14474 5802 7,23812 0,67929 0,59169 0,09697 14275 0,87604 1,32699 1,03689 0,09697 7307 2,90099 1,81671 2,49457 1,57975 1,62570 0,09697 0,09697 5337 3887 2,36962 8,68862 0,67929 0,60318 0,04873 7173 0,76115 1,32699 1,06418 0,04873 3671 2,62813 1,81671 2,49457 1,41028 1,96463 0,04873 0,04873 2682 1953 4,06426 5,29934 - - - Tỉ lệ mol (H2O2)i/(MB)i (mol.L 1.s 1) - Ở nồng độ hydroperoxit thích hợp, đồ thị biểu diễn mối quan hệ logri (với ri xác định thời điểm 10 giây) theo log[MB]i đường thẳng Có ba đồ thị tương ứng với ba nồng độ hydroperoxit thích hợp 0,14474; 0,09697 0,04873 (mol/L) trình bày hình 3.16 Độ dốc đoạn cắt trục tung cung cấp giá trị b logk' Các kết liệt kê bảng 3.7 Từ bảng 3.7 ta thấy giá trị b xác định tốc độ đầu khác không khác nhiều, bậc phản ứng MB nghiên cứu -1,57 Hình 3.16 Đồ thị log[MB]i theo log(r)i: a) [H2O2]i = 0,14474 (mol/L); b) [H2O2]i = 0,09697 (mol/L); c) [H2O2]i = 0,04873 (mol/L) Bảng 3.7 Kết xác định bậc MB tốc độ đầu khác [H2O2]i (mol.L-1) b logk' R2 0,14474 1,6177 1,2338 0,9616 0,09697 1,5667 1,0239 0,8565 0,04873 1,5288 0,8192 0,9777 Hình 3.17 Đồ thị log[H2O2]i theo log(k') để tính số tốc độ phản ứng bậc H2O2 Khi [ ] [ ] Hồi qui tuyến tính log[H2O2]i theo log(k') trình bày hình 3.17 Độ dốc đoạn cắt trục tung đường thẳng hồi qui cung cấp giá trị bậc phản ứng H2O2 số tốc độ phản ứng Giá trị a số k tính tương ứng 0,86 84,86 3.4 Khảo sát hấp phụ Pb(II) bùn đỏ 3.4.1 Ảnh hưởng pH dung dịch Pb(II) ban đầu Kết khảo sát khả hấp phụ Pb(II) bùn đỏ môi trường nước giá trị pH ban đầu dung dịch Pb(II) khác trình bày hình 3.18 Từ hình 3.18.a cho thấy hiệu suất hấp phụ Pb(II) mẫu BĐL, BĐN-200 BĐN-600 tất giá trị pH khảo sát (pH ban đầu từ đến 6) xấp xỉ 100% Tuy nhiên, quan sát hình 3.18.b cho thấy giá trị pH cân mẫu lớn Như vậy, hiệu suất hấp phụ cao mẫu giải thích bên cạnh q trình hấp phụ cịn xảy trình kết tủa (xem giản đồ phân bố dạng ion Pb(II) theo pH dung dịch trình bày hình 3.19) pH ban ®ầu Hình 3.18 Hoạt tính hấp phụ Pb(II) bùn đỏ giá trị pH ban đầu khác nhau: a) Hiệu suất hấp phụ; b) pH cân (liều lượng chất hấp phụ g/L, nồng độ ion Pb(II) 1,36 mg/L, nhiệt độ 30oC, thời gian khuấy 3h) Đối với mẫu BĐA BĐN-1000 cho thấy hiệu suất hấp phụ pH ban đầu thấp, sau tăng vọt đạt hiệu suất -100% pH ban đầu 4, pH ban đầu hiệu suất hấp phụ giảm nhẹ, cuối lại đạt giá trị -100% pH ban đầu Tại giá trị pH ban đầu hiệu suất hấp phụ mẫu BĐA BĐN- 1000 đạt giá trị -100% giải thích tương tự trên, nghĩa bên cạnh q trình hấp phụ cịn xảy q trình kết tủa, điều chứng minh giá trị pH cân hai mẫu trình bày hình 3.18.b Kết thu cho thấy trình hấp phụ Pb(II) mẫu BĐA BĐN-1000 xảy pH ban đầu dung dịch tốt Trong phần sử dụng mẫu BĐA để khảo sát trình hấp phụ Pb(II) môi trường nước giá trị pH ban đầu dung dịch Hình 3.19 Sự phân bố dạng Pb(II) hàm số pH sở số cân [47] 3.4.2 Đẳng nhiệt hấp phụ Pb(II) bùn đỏ Dữ liệu đẳng nhiệt hấp phụ Pb(II) môi trường nước bùn đỏ phân tích với ba mơ hình đẳng nhiệt bao gồm Langmuir, Freundlich Sips Kết phân tích trình bày bảng 3.8 hình 3.20 Từ bảng 3.8 hình 3.20.d ta thấy điểm thực nghiệm tuyến tính với giá trị R2 = 1,000, nhiên tham số qmS KS tính có giá trị âm, mơ hình Sips khơng thích hợp để mơ tả q trình hấp phụ Pb(II) bùn đỏ Đối với mơ hình Langmuir Freundlich, giá trị R2 cao (R2 > 0,96) chứng tỏ hai mơ hình thích hợp để mơ tả q trình hấp phụ Pb(II) bùn đỏ Giá trị dung lượng hấp phụ cực đại tính theo mơ hình Langmuir-1 langmuir-2 tương ứng 8,70 10,53 mg/g Bảng 3.8 Các tham số đẳng nhiệt dạng tuyến tính phù hợp với liệu hấp phụ Pb(II) môi trường nước mẫu BĐA 3, -Ị bỊ\ PUỊ lnC qm (mg/g) 8,70 Langmuir-1 KL (L/mg) 6,053 R 0,999 qm (mg/g) 10,53 Langmuir-2 KL (L/mg) 0,229 R2 0,961 n 3,067 Freundlich KF (mg(1-1/n).L1/n.g-1) 2,694 R 0,998 qms (mg/g) (-) i:l,K l:i Sips KS ( 11'' mg ) (-) Mơ hình đẳng nhiệt Tham số Giá trị Hình 3.20 Đồ thị đẳng nhiệt hấp phụ dạng tuyến tính phù hợp với liệu hấp phụ Pb(II) BĐA: a) Langmuir-1; b) Langmuir-2; c) Freundlich; d) Sips Bảng 3.9 so sánh dung lượng hấp phụ Pb(II) số loại bùn đỏ giới bùn đỏ nghiên cứu Bảng 3.9 cho thấy bùn đỏ Lâm Đồng sử dụng làm chất hấp phụ để loại bỏ Pb(II) môi trường nước Bảng 3.9 Dung lượng hấp phụ Pb(II) số loại bùn đỏ giới pH Nhiệt Dung lượng hấp độ Chất hấp phụ TLTK phụ (mg/g) o ( C) 8,70* BĐA 30 Của nghiên cứu ** 10,53 RM-HCl 25 RM - RM-HCl - RM-H2O2-Heat 30-50 RM-HCl-Heat 30 173,4 [44] 1,88 [44] 0,77 [44] 4-6 66,9-71,3 [44] 6,03 [37] 5-5,5 5,55,9 5,55,9 (-): không báo cáo; (*): xác định theo Langmuir-1; (**): xác định theo Langmuir-2 3.4.3 Ảnh hưởng số anion đến hiệu suất hấp phụ Pb(II) bùn đỏ Ảnh hưởng số anion khác nhau, bao gồm EDTA, NO3-, Cit3-, Ac-, Ox2đến hiệu suất hấp phụ Pb(II) bùn đỏ khảo sát trình bày hình 3.21 Hình 3.21 cho thấy hiệu suất hấp phụ giảm theo trật tự Ox2- < Ac- < Cit3- < NO3- < EDTA tuỳ thuộc vào khả phối trí anion Sự diện EDTA làm ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất hấp phụ Pb(II), tỉ lệ loại bỏ giảm cịn 25,1%, điều có lẽ tạo thành phức bền Pb(II) EDTA Hình 3.21 Ảnh hưởng số anion đến hiệu suất hấp phụ Pb(II) bùn đỏ 45 3.4.4 Hoàn nguyên tái sử dụng bùn đỏ Khả hoàn nguyên tái sử dụng bùn đỏ phân tích phương pháp EDX trình bày hình 3.22 Từ hình 3.22.a ta thấy có diện Pb bề mặt vật liệu mẫu BĐA hấp phụ Pb(II), nhiên không quan sát thấy diện Pb mẫu BĐA hồn ngun (hình 3.22.b), chứng tỏ q trình hồn ngun tách loại gần hoàn toàn ion Pb(II) hấp phụ bùn đỏ Việc tái sử dụng bùn đỏ thực cách sử dụng mẫu BĐA hoàn nguyên để hấp phụ Pb(II) dung dịch, kết phân tích EDX trình bày hình 3.22.c cho thấy diện Pb bề mặt vật liệu Điều chứng tỏ bùn đỏ có khả hồn ngun tái sử dụng Hình 3.22 Phổ EDX bùn đỏ: a) Mẫu BĐA sau hấp phụ Pb(II); b) Mẫu BĐA hoàn nguyên; c) Tái sử dụng mẫu BĐA để hấp phụ Pb(II) Q trình hồn ngun chứng minh chế hấp phụ Pb(II) môi trường nước bùn đỏ chế trao đổi ion đề nghị Sahu cộng [37]: - Trong môi trường axit trung bình, trình hấp phụ trao đổi ion Pb(II) dung dịch với ion H+ bề mặt vật liệu, mà cụ thể nhóm hydroxyl bề mặt, FeO(OH) (goethite): Tiến trình hấp phụ + BĐA-2H + Pb 2+ BĐA-Pb2+ + 2H+ - Ngược lại, môi trường axit mạnh, q trình hồn ngun xảy thay ion Pb(II) hấp phụ bề mặt vật liệu ion H + dung dịch: Tiến trình hồn ngun 2+ BĐA-Pb + 2H + BĐA-2H+ + Pb2+ KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ •• Kết luận 1.1, Bùn đỏ Lâm Đồng có thành phần sắt oxit với diện tích bề mặt riêng lớn (SBET = 43,0 m2/g) Giá trị pH bùn đỏ Lâm Đồng nằm khoảng 10,02 - 11,78 Việc xử lí bùn đỏ cách rửa với axit HCl làm cho diện tích 47 bề mặt tăng (SBET mẫu BĐA 49,1 m2/g), giá trị pH giảm đáng kể đạt giá trị trung bình 8,49 tỉ lệ rắn/dung dịch nằm khoảng từ g/L đến 1000 g/L (sai số chuẩn SE = 0,03) Việc xử lí cách nung hay kết hợp rửa axit nung làm cho diện tích bề mặt giảm kết tinh hạt bùn đỏ 1.2, Khảo sát trình hấp phụ MB cho thấy mẫu bùn đỏ có khả hấp phụ MB pH = 11, mẫu BĐA có khả hấp phụ cao Tại giá trị pH thấp (pH = - 9) mẫu BĐA-700 có khả hấp phụ MB Q trình hấp phụ MB BĐA-700 pH = tuân theo mô hình Sips Freundlich với dung lượng hấp phụ cực đại tương ứng 0,48 0,44 mg/g Quá trình hấp phụ MB BĐA (tại pH =11) tuân theo mơ hình Sips với dung lượng hấp phụ cực đại 0,83 mg/g 1.3, Bùn đỏ sau xử lí axit nhiệt (mẫu BĐA-700) có hoạt tính xúc tác phản ứng phân hủy MB hydroperoxit pH = - Phương pháp tốc độ đầu sử dụng để nghiên cứu động học hình thức phản ứng Phương trình động học phản ứng oxi hóa MB hydroperoxit xúc tác BĐA-700 r = k.[H2O2]0,86.[MB]1,57 với k = 84,86 [(mol.L’1)"1’43.(giây) 1] 30oC _ 1.4, Đối với trình hấp phụ Pb(II) cho thấy bên cạnh trình hấp phụ cịn xảy q trình kết tủa hydroxit (do pH cân cao) Quá trình hấp phụ xảy tốt pH ban đầu dung dịch mẫu BĐA BĐN1000 Sự hấp phụ Pb(II) mẫu BĐA pH = tuân theo mơ hình Langmuir Freundlich với dung lượng hấp phụ cực đại tính theo phương trình Langmuir-1 Langmuir-2 tương ứng 8,70 10,53 mg/g Quá trình hấp phụ xảy theo chế trao đổi ion nên hoàn nguyên tái sử dụng chất hấp phụ Kiến Nghị Việc khai thác quặng Bauxite thải bùn đỏ có chứa hàm lượng sắt oxit tương đối cao (chiếm 36,77% khối lượng) Vì vậy, cần nghiên cứu phương pháp tách loại thu hồi sắt oxit để trách lãng phí tài nguyên TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt 48 [1] Nguyễn Trọng Biểu, Từ Văn Mặc, Thuốc thử hữu cơ, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội, 2002 [2] Phạm Xuân Cường, Nguyễn Trung Minh, Nguyễn Đức Chuy, Xử lý ô nhiễm kim loại nặng Cadimi (Cd2+) hạt vật liệu chế tạo từ bùn đỏ theo phương pháp hấp phụ cột, Tạp chí Xúc tác Hấp phụ T2 (N04) (2013) 46-51 [3] Phạm Xuân Cường, Nguyễn Trung Minh, Nguyễn Đức Chuy, Nguyễn Ngọc Hà, Nghiên cứu tổng hợp khảo sát ảnh hưởng khối lượng hạt vật liệu chế tạo từ bùn đỏ đến khả hấp phụ kim loại nặng asen, Tạp chí Xúc tác Hấp phụ, T2 (N04) (2013) 52-58 [4] Dương Phước Đạt, Nguyễn Ngọc Tuyền, Trương Thi Bê Ta, Ngô Thị Quỳnh Như, Nguyễn Xuân Thơm, Hoạt hoá bùn đỏ dùng làm xúc tác cho phản ứng Fenton phân huỷ phẩm màu anion, Tạp chí Hóa học 51 (6ABC) (2013) 603-607 [5] Tống Thị Thanh Hương, Phạm Văn Khính, Phan Xuân Hoàng, Trần Trung Nam, Bùi Thu Hoài, Nghiên cứu khả hấp phụ phenol nước bùn đỏ thơ, Tuyển tập báo cáo Hội nghị Hố học tồn quốc lần thứ 6, Hà Nội 22/11/2013, tr 336-343 [6] Phạm Ngọc Ngun, Giáo trình kỹ thuật phân tích vật lý, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội, 2004 [7] Nguyễn Hữu Phú, Giáo trình hấp phụ xúc tác bề mặt vật liệu vô mao quản, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội, 1998 [8] Nguyễn Tiến Tài, Phân tích nhiệt ứng dụng phân tích vật liệu, NXB Khoa học Tự nhiên Công nghệ, Hà Nội, 2008 [9] Nguyễn Đình Triệu, Các phương pháp vật lý ứng dụng hoá học, NXB Đại học QGHN, Hà Nội, 2003 [10] Đào Đình Thức, Một số phương pháp phổ ứng dụng hóa học, NXB Đại học QGHN, Hà Nội, 2007 Tiếng Anh [11] A Atasoy, An investigation on characterization and thermal analysis of the Aughinish red mud, J Therm Anal Calorim Vol 81 (2005) 357-361 [12] P Brouwer, Theory of XRF, PANalytical B.V., Almelo, The Netherlands, 49 2010 [13] X Chen, A Lu, G Qu, Preparation and characterization of foam ceramics from red mud and fly ash using sodium silicate as foaming agent, Ceramics International 39 (2013) 1923-1929 [14] Y Cengeloglu, A Tor, M Ersoz, G Arslan, Removal of nitrate from aqueous solution by using red mud, Separation and Purification Technology 51 (2006) 374-378 [15] A K Dutta, S K Maji, B Adhikary, Ỵ-Fe2O3 nanoparticles: An easily recoverable effective photo-catalyst for the degradation of rose bengal and methylene blue dyes in the waste-water treatment plant, Mater Res Bull 49 (2014) 28-34 [16] H F Freeman, Standard Handbook of Hazardous Waste Treatment and Disposal, McGraw-Hill, New York, 1989 [17] S Guo, G Zhang, J Wang, Photo-Fenton degradation of rhodamine B using Fe2O3-Kaolin as heterogeneous catalyst: Characterization, process optimization and mechanism, J Colloid Interf Sci 433 (2014) 1-8 [18] G D Halsey, The Role of Surface Heterogeneity In Adsorption, Adv Catal (1952) 259-269 [19] O Hamdaoui, E Naffrechoux, Modeling of adsorption isotherms of phenol and chlorophenols onto granular activated carbon Part I Two-parameter models and equations allowing determination of thermodynamic parameters, J Hazard Mater., 147 (2007) 381-394 [20] O Hamdaoui, E Naffrechoux, Modeling of adsorption isotherms of phenol and chlorophenols onto granular activated carbon Part II Models with more than two parameters, J Hazard Mater., 147 (2007) 401-411 [21] Y Huang, C Cui, D Zhang, L Li, D Pan, Heterogeneous catalytic ozonation of dibutyl phthalate in aqueous solution in the presence of iron-loaded activated 50 carbon, Chemosphere 119 (2015) 295-301 [22] E Karimi, I F Teixeira, L P Ribeiro, A Gomez, R M Lago, G Penner, S W Kycia, M Schlaf, Ketonization and deoxygenation of alkanoic acids and conversion of levulinic acid to hydrocarbons using a Red Mud bauxite mining waste as the catalyst, Catalysis Today 190 (2012) 73-88 [23] Dinh Quang Khieu, Duong Tuan Quang, Tran Dai Lam, Nguyen Huu Phu, Jae Hong Lee, Jong Seung Kim, Fe-MCM-41 with highly ordered mesoporous structure and high Fe content: synthesis and application in heterogeneous catalytic wet oxidation of phenol, J Incl Phenom Macrocycl Chem (2009) 65:7381 [24] A Kumar, S Kumar, Development of paving blocks from synergistic use of red mud and fly ash using geopolymerization, Construction and Building Materials 38 (2013) 865-871 [25] Z Kun-yu, H Hui-ping, Z Li-juan, C Qi-yuan, Surface charge properties of red mud particles generated from Chinese diaspore bauxite, Trans Nonferrous Met Soc China 18 (2008) 1285-1289 [26] W Li, Y Wang, A Irini, Effect of pH and H 2O2 dosage on catechol oxidation in nano-Fe3O4 catalyzing UV-Fenton and identification of reactive oxygen species, Chem Eng J 244 (2014) 1-8 [27] X Liu, N Zhang, H Sun, J Zhang, L Li, Structural investigation relating to the cementitious activity of bauxite residue - Red mud, Cement and Concrete Research 41(2011) 847-853 [28] Y Liu, R Naidu, H Ming, Red mud as an amendment for pollutants in solid and liquid phases-Review, Geoderma 163 (2011) 1-12 [29] L Luo, C Ma, Y Ma, S Zhang, J Lv, M Cui, New insights into the sorption 51 mechanism of cadmium on red mud, Environmental Pollution 159 (2011) 11081113 [30] P K Malik, S K Saha, Oxidation of direct dyes with hydrogen peroxide using ferrous ion as catalyst, Sep Purif Technol 11(3) (2003) 241-250 [31] Mas Rosemal H Mas Haris and Kathiresan Sathasivam, The removal of methyl red from aqueous solutions using banana Pseudostem Fibers, American Journal of applied sciences (9) (2009) 1690-1700, ISSN 1546-9237 [32] F Martínez, G Calleja, J A Melero, R Molina, Heterogeneous photo- Fenton degradation of phenolic aqueous solutions over iron-containing SBA-15 catalyst, Appl Catal B: Environ 60 (2005) 181-190 [33] J Panswed and S Wongchaisuwan, Mechanism of dye wastewater color removal by magnesium carbonate-hydrated basic, Water Sci Technol 18 (1986) 139-144 [34] C Park, M Lee, B Lee, S W Kim, H A Chase, J Lee, S Kim, Biodegradation and biosorption for decolorization of synthetic dyes by Funalia trogii, Biochem Eng J 36 (2007) 59-65 [35] D Pérez-Quintanilla, A Sánchez, I del Hierro, M Fajardo, I Sierra, Preparation, characterization, and Zn2+ adsorption behavior of chemically modified MCM-41 with 5-mercapto-1-methyltetrazole, J Colloid Interf Sci 313 (2007) 551-562 [36] I D Pulford, J S J Hargreaves, J Durisová, B Kramulova, C Girard, M Balakrishnan, V S Batra, J L Rico, Carbonised red mud-A new water treatment product made from a waste material, Journal of Environmental Management 100 (2012) 59-64 [37] M K Sahu, S Mandal, S S Dash, P Badhai, R K Patel, Removal of Pb(II) from aqueous solution by acid activated red mud, J Environ Chem Eng (2013) 1315-1324 [38] S Samal, A K Ray, A Bandopadhyay, Proposal for resources, utilization and processes of red mud inIndia - A review, International Journal of Mineral 52 Processing 118 (2013) 43-55 [39] K Snars, R J Gilkes, Evaluation of bauxite residues (red muds) of different origins for environmental applications, Applied Clay Science 46 (2009) 13-20 [40] I Smiciklas, S Smiljanic, A Peric-Grujic, M Sljivic-Ivanovic, D Antonovic, The influence of citrate anion on Ni(II) removal by raw red mud from aluminum industry, Chemical Engineering Journal 214 (2013) 327-335 [41] S Sushil, V S Batra, Catalytic applications of red mud, an aluminium industry waste: a review Appl Catal B Environ 81 (2008) 64-77 [42] A Tor, Y Cengeloglu, Removal of Congo Red From Aqueous Solution By Adsorption Onto Acid Activated Red Mud, J Hazard Mater B138 (2006) 409415 [43] S Wang, Y Boyjoo, A Choueib, Z H Zhu, Removal of dyes from aqueous solution using fly ash and red mud, Water Research 39 (2005) 129-138 [44] S Wang, H M Ang, M.O Tadé, Novel applications of red mud as coagulant, adsorbent and catalyst for environmentally benign processes-Review, Chemosphere 72 (2008) 1621-1635 [45] Q Wang, S Tian, J Long, P Ning, Use of Fe(II)Fe(III)-LDHs prepared by coprecipitation method in a heterogeneous-Fenton process for degradation of Methylene Blue, Catal Today 224 (2014) 41-48 [46] F C Wu and R L Tseng, High adsorption capacity NaOH-activated carbon for dye removal from aqueous solution, J Hazard Mater 152 (2008) 1256-1267 [47] X S Zhao, G Q Lu and G J Millar, Advances in Mesoporous Molecular Sieve MCM-41, Ind Eng Chem Res, 35 (1996) 2075-2090 53 ... ion Pb(II) xanh metylen môi trường nước vật liệu thải từ qui trình khai thác bauxite Đề tài trình bày theo mục sau: - Mở đầu - Chương 1: Tổng quan - Chương 2: Nội dung, phương pháp nghiên cứu. .. lý vật liệu thải từ qui trình khai thác bauxite (red mud - bùn đỏ) Xử lý bùn đỏ axit nhiệt để tạo thành vật liệu có hoạt tính hấp phụ xúc tác cao Nghiên cứu hấp phụ xanh metylen môi trường nước. .. ion kim loại nặng khỏi môi trường nước với suất hấp phụ cao giá thành thấp so với phương pháp thương mại dùng Do đó, việc nghiên cứu xử lí nước thải loại vật liệu có giá thành thấp hiệu cao thách

Ngày đăng: 02/09/2021, 16:54

Xem thêm:

HÌNH ẢNH LIÊN QUAN

Bảng 1.1. Thành phần chớnh của bựn đỏ thải từ cỏc nhà mỏy khai thỏc bauxite khỏc - Nghiên cứu loại bỏ ion Pb(II) và xanh metylen trong môi trường nước bằng vật liệu thải từ quy trình khai thác bauxite
Bảng 1.1. Thành phần chớnh của bựn đỏ thải từ cỏc nhà mỏy khai thỏc bauxite khỏc (Trang 5)
Bảng 2.3. Điều kiện và kết quả hấp phụ xanh metylen của mẫu BĐA-700 khi thay đổi - Nghiên cứu loại bỏ ion Pb(II) và xanh metylen trong môi trường nước bằng vật liệu thải từ quy trình khai thác bauxite
Bảng 2.3. Điều kiện và kết quả hấp phụ xanh metylen của mẫu BĐA-700 khi thay đổi (Trang 22)
Bảng 2.2. Điều kiện nghiờn cứu đẳng nhiệt hấp phụ xanh metylen trờn bựn đỏ khi thay - Nghiên cứu loại bỏ ion Pb(II) và xanh metylen trong môi trường nước bằng vật liệu thải từ quy trình khai thác bauxite
Bảng 2.2. Điều kiện nghiờn cứu đẳng nhiệt hấp phụ xanh metylen trờn bựn đỏ khi thay (Trang 22)
Bảng 3.1. Thành phần húa học của bựn đỏ Lõm Đồng (Việt Nam) và một số bựn đỏ - Nghiên cứu loại bỏ ion Pb(II) và xanh metylen trong môi trường nước bằng vật liệu thải từ quy trình khai thác bauxite
Bảng 3.1. Thành phần húa học của bựn đỏ Lõm Đồng (Việt Nam) và một số bựn đỏ (Trang 27)
Tuy nhiờn, kết quả phõn tớch XRF trỡnh bày ở bảng 3.1 cho thấy bựn đỏ Lõm Đồng cú hàm lượng Al2O3   rất thấp, hay hàm lượng khoỏng gibbsite rất nhỏ, nờn trong khoảng nhiệt độ này khối lượng giảm chủ yếu là do sự giải hấp của nước hấp phụ tự do. - Nghiên cứu loại bỏ ion Pb(II) và xanh metylen trong môi trường nước bằng vật liệu thải từ quy trình khai thác bauxite
uy nhiờn, kết quả phõn tớch XRF trỡnh bày ở bảng 3.1 cho thấy bựn đỏ Lõm Đồng cú hàm lượng Al2O3 rất thấp, hay hàm lượng khoỏng gibbsite rất nhỏ, nờn trong khoảng nhiệt độ này khối lượng giảm chủ yếu là do sự giải hấp của nước hấp phụ tự do (Trang 28)
Bảng 3.2. Phương trỡnh cỏc mụ hỡnh đẳng nhiệt - Nghiên cứu loại bỏ ion Pb(II) và xanh metylen trong môi trường nước bằng vật liệu thải từ quy trình khai thác bauxite
Bảng 3.2. Phương trỡnh cỏc mụ hỡnh đẳng nhiệt (Trang 32)
Bảng 3.3. Kết quả hấp phụ MB của mẫu BĐA và BĐA-700 khi thay đổi nồng độ ban - Nghiên cứu loại bỏ ion Pb(II) và xanh metylen trong môi trường nước bằng vật liệu thải từ quy trình khai thác bauxite
Bảng 3.3. Kết quả hấp phụ MB của mẫu BĐA và BĐA-700 khi thay đổi nồng độ ban (Trang 33)
Từ bảng 3.4 ta thấy giỏ trị hệ số R2 của mụ hỡnh Langmuir là thấp nhất, hơn nữa cỏc tham số xỏc định theo mụ hỡnh Langmuir cú giỏ trị õm, chứng tỏ quỏ trỡnh hấp phụ MB trờn BĐA và BĐA-700 khụng tuõn theo mụ hỡnh Langmuir - Nghiên cứu loại bỏ ion Pb(II) và xanh metylen trong môi trường nước bằng vật liệu thải từ quy trình khai thác bauxite
b ảng 3.4 ta thấy giỏ trị hệ số R2 của mụ hỡnh Langmuir là thấp nhất, hơn nữa cỏc tham số xỏc định theo mụ hỡnh Langmuir cú giỏ trị õm, chứng tỏ quỏ trỡnh hấp phụ MB trờn BĐA và BĐA-700 khụng tuõn theo mụ hỡnh Langmuir (Trang 34)
Từ hỡnh 3.9.b và bảng 3.4 ta thấy quỏ trỡnh hấp phụ MB trờn BĐA-700 cũng tuõn theo  mụ hỡnh  Freundlich  với cỏc điểm thực nghiệm nằm lõn cận đường thẳng hồi  qui tuyến tớnh và giỏ trị R2 cao (R2 = 0,960). - Nghiên cứu loại bỏ ion Pb(II) và xanh metylen trong môi trường nước bằng vật liệu thải từ quy trình khai thác bauxite
h ỡnh 3.9.b và bảng 3.4 ta thấy quỏ trỡnh hấp phụ MB trờn BĐA-700 cũng tuõn theo mụ hỡnh Freundlich với cỏc điểm thực nghiệm nằm lõn cận đường thẳng hồi qui tuyến tớnh và giỏ trị R2 cao (R2 = 0,960) (Trang 35)
Bảng 3.5 so sỏnh dung lượng hấp phụ MB của một số loại bựn đỏ trờn thế giới và bựn đỏ trong nghiờn cứu này - Nghiên cứu loại bỏ ion Pb(II) và xanh metylen trong môi trường nước bằng vật liệu thải từ quy trình khai thác bauxite
Bảng 3.5 so sỏnh dung lượng hấp phụ MB của một số loại bựn đỏ trờn thế giới và bựn đỏ trong nghiờn cứu này (Trang 36)
Bảng 3.6 trỡnh bày kết quả tớnh tốc độ đầu tại thời điểm 10 giõy của phản ứng oxi húa MB bằng hydroperoxit với BĐA-700 làm xỳc tỏc - Nghiên cứu loại bỏ ion Pb(II) và xanh metylen trong môi trường nước bằng vật liệu thải từ quy trình khai thác bauxite
Bảng 3.6 trỡnh bày kết quả tớnh tốc độ đầu tại thời điểm 10 giõy của phản ứng oxi húa MB bằng hydroperoxit với BĐA-700 làm xỳc tỏc (Trang 41)
Bảng 3.7. Kết quả xỏc định bậc của M Bở cỏc tốc độ đầu khỏc nhau - Nghiên cứu loại bỏ ion Pb(II) và xanh metylen trong môi trường nước bằng vật liệu thải từ quy trình khai thác bauxite
Bảng 3.7. Kết quả xỏc định bậc của M Bở cỏc tốc độ đầu khỏc nhau (Trang 42)
Từ bảng 3.8 và hỡnh 3.20.d ta thấy cỏc điểm thực nghiệm rất tuyến tớnh với giỏ trị - Nghiên cứu loại bỏ ion Pb(II) và xanh metylen trong môi trường nước bằng vật liệu thải từ quy trình khai thác bauxite
b ảng 3.8 và hỡnh 3.20.d ta thấy cỏc điểm thực nghiệm rất tuyến tớnh với giỏ trị (Trang 44)
Bảng 3.8. Cỏc tham số đẳng nhiệt dạng tuyến tớnh phự hợp với dữ liệu hấp phụ Pb(II) - Nghiên cứu loại bỏ ion Pb(II) và xanh metylen trong môi trường nước bằng vật liệu thải từ quy trình khai thác bauxite
Bảng 3.8. Cỏc tham số đẳng nhiệt dạng tuyến tớnh phự hợp với dữ liệu hấp phụ Pb(II) (Trang 45)
Bảng 3.9. Dung lượng hấp phụ Pb(II) của một số loại bựn đỏ trờn thế giới Chất hấp phụ - Nghiên cứu loại bỏ ion Pb(II) và xanh metylen trong môi trường nước bằng vật liệu thải từ quy trình khai thác bauxite
Bảng 3.9. Dung lượng hấp phụ Pb(II) của một số loại bựn đỏ trờn thế giới Chất hấp phụ (Trang 46)
Bảng 3.9 so sỏnh dung lượng hấp phụ Pb(II) của một số loại bựn đỏ trờn thế giới và bựn đỏ trong nghiờn cứu này - Nghiên cứu loại bỏ ion Pb(II) và xanh metylen trong môi trường nước bằng vật liệu thải từ quy trình khai thác bauxite
Bảng 3.9 so sỏnh dung lượng hấp phụ Pb(II) của một số loại bựn đỏ trờn thế giới và bựn đỏ trong nghiờn cứu này (Trang 46)

Mục lục

    CHƯƠNG 2. NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ

    2.2.1. Phương pháp nghiên cứu

    CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

    3.2.1. Ảnh hưởng của pH dung dịch xanh metylen ban đầu

    3.2.2. Đẳng nhiệt hấp phụ xanh metylen bằng bùn đỏ

    3.3.1. Hoạt tính xúc tác và hấp phụ của mẫu BĐA-700

    3.3.2. Nghiên cứu phản ứng oxi hóa MB bằng H2O2 với xúc tác BĐA-700

    3.4.1. Ảnh hưởng của pH dung dịch Pb(II) ban đầu

    3.4.2. Đẳng nhiệt hấp phụ Pb(II) bằng bùn đỏ

    3.4.3. Ảnh hưởng của một số anion đến hiệu suất hấp phụ Pb(II) của bùn đỏ

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

w