Nghiên cứu ứng dụng vật liệu nano oxit sắt từ xử lý crom (VI) trong nước thải

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGÔ THỊ MỸ THANH NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG VẬT LIỆU NANO OXIT SẮT TỪ XỬ LÝ CRÔM (VI) TRONG NƯỚC THẢI Chun ngành: Cơng nghệ hóa học Mã số: 605275 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng 12 năm 2011 Cơng trình hồn thành tại: Trường Đại học Bách Khoa – ĐHQG-HCM Cán hướng dẫn khoa học: TS Võ Hữu Thảo PGS TS Nguyễn Ngọc Hạnh Cán chấm nhận xét 1: PGS TS Ngô Mạnh Thắng Cán chấm nhận xét 2: TS Ngô Thanh An Luận văn thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM ngày 11 tháng 01 năm 2012 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: PGS TS Nguyễn Đình Thành TS Nguyễn Quang Long PGS TS Ngô Mạnh Thắng TS Ngô Thanh An PGS TS Nguyễn Ngọc Hạnh Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV Trưởng khoa quản lý chuyên ngành sau luận văn sửa chữa (nếu có) CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT HĨA HỌC ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập – Tự – Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: NGÔ THỊ MỸ THANH MSHV: 10050135 Ngày, tháng, năm: 05/11/1984 Nơi sinh: Mỏ Cày, Bến Tre Chun ngành: Cơng nghệ hóa học Mã số: 605275 I TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu ứng dụng vật liệu nano oxit sắt từ xử lý crôm (VI) nước thải NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: - Tổng quan xử lý crôm (VI) nước thải - Tổng quan vật liệu oxit sắt từ - Tổng hợp vật liệu nano oxit sắt từ - Khảo sát khả hấp phụ crôm (VI) nước thải vật liệu nano oxit sắt từ tổng hợp II NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 29/8/2011 III NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 20/12/2011 IV CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS Võ Hữu Thảo PGS TS Nguyễn Ngọc Hạnh Tp HCM, ngày CÁN BỘ HƯỚNG DẪN tháng năm CHỦ NHIỆM BỘ MƠN ĐÀO TẠO TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT HĨA HỌC LỜI CẢM ƠN Tơi kính gửi lời cảm ơn chân thành đến Quý Thầy, Cô trường Đại Học Bách Khoa TP Hồ Chí Minh truyền đạt kiến thức quý báu thời gian học tập trường Tôi trân trọng cảm ơn Quý Thầy, Cô khoa Kỹ Thuật Hoá Học, Thầy Võ Hữu Thảo Cơ Nguyễn Ngọc Hạnh tận tình dành thời gian hướng dẫn, đóng góp ý kiến nhận xét để tơi hồn thành luận văn Tơi trân trọng cảm ơn tất người bạn cho ý kiến quý báu trình thực luận văn Nội dung luận văn hẳn không tránh khỏi thiếu sót, kính mong Q Thầy, Cơ bạn đóng góp ý kiến để hiểu biết tơi hồn thiện TP Hồ Chí Minh, Tháng 12 năm 2011 Học viên thực Ngô Thị Mỹ Thanh TÓM TẮT Các hạt nano oxit sắt từ tổng hợp phản ứng đồng kết tủa ion Fe2+ Fe3+ với tỷ lệ mol Fe3+ : Fe2+ = : môi trường kiềm Đặc trưng chúng cấu trúc, kích thước, độ từ hố diện tích bề mặt xác định phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD), kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM), từ kế mẫu rung (VSM), Brunauer-Emmett-Teller (BET) Kết nghiên cứu cho thấy hạt nano Fe3O4 rắn tổng hợp có kích thước 10 – 14 nm, có tính chất siêu thuận từ với độ từ hố bão hồ khoảng 58 emu g-1, diện tích bề mặt đạt 126 m2 g-1 Khả hấp phụ động hấp phụ crôm (VI) nước thải tự chế hạt nano Fe3O4 rắn tổng hợp khảo sát Kết cho thấy trình hấp phụ chịu ảnh hưởng nhiều pH dung dịch Nhiều mơ hình đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir, Freundlich, Redlich-Peterson, Temkin; phương trình động học phản ứng bậc nhất, phản ứng bậc hai phương trình động học Elovich áp dụng để phân tích, so sánh đánh giá động học trình hấp phụ Cơ chế trình hấp phụ crôm (VI) hạt nano oxit sắt từ rắn do lực hút tĩnh điện anion crôm (VI) dạng HCrO4- với bề mặt bị proton hoá oxit sắt từ MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC MỤC LỤC BẢNG MỤC LỤC HÌNH ẢNH LỜI GIỚI THIỆU Chương TỔNG QUAN VỀ XỬ LÝ CRÔM (VI) TRONG NƯỚC THẢI 10 1.1 Crôm hợp chất crôm 10 1.2 Nguồn nhiễm crôm (VI) nước thải 12 1.3 Ảnh hưởng crôm (VI) đến sức khỏe người 13 1.4 Phương pháp xử lý kim loại nặng nước thải .14 Chương TỔNG HỢP VẬT LIỆU NANO OXIT SẮT TỪ 18 2.1 Vật liệu từ tính 18 2.1.1 Các khái niệm từ học 18 2.1.2 Phân loại vật liệu từ 20 2.1.3 Vật liệu nano oxit sắt từ 21 2.2 Thực nghiệm 28 2.2.1 Dụng cụ hóa chất 28 2.2.2 Cách tiến hành 29 2.2.3 Kết bàn luận 30 2.2.3.1 Cơ chế phản ứng 30 2.2.3.2 Cấu trúc vật liệu nano oxit sắt từ 30 2.2.3.3 Kích thước vật liệu nano oxit sắt từ 32 2.2.3.4 Tính chất từ vật liệu nano oxit sắt từ 33 2.2.3.5 Diện tích bề mặt riêng vật liệu nano oxit sắt từ 36 Chương HẤP PHỤ CRÔM (VI) TRONG NƯỚC THẢI BẰNG VẬT LIỆU NANO TỪ TÍNH 37 3.1 Quá trình hấp phụ 37 3.1.1 Các khái niệm hấp phụ 37 3.1.2 Mơ hình đường đẳng nhiệt hấp phụ 39 3.1.3 Phương trình động học trình hấp phụ 42 3.2 Thực nghiệm 44 3.2.1 Thiết bị hóa chất .44 3.2.2 Cách tiến hành 45 3.2.2.1 Phân tích hàm lượng crơm (VI) 45 3.2.2.2 Thu oxit sắt từ dung dịch sau hấp phụ .45 3.2.2.3 Khảo sát yếu tố ảnh hưởng q trình hấp phụ crơm (VI) nước thải 45 3.2.3 Kết bàn luận 47 3.2.3.1 Ảnh hưởng pH đến khả hấp phụ crôm (VI) nước thải 47 3.2.3.2 Động học q trình hấp phụ crơm (VI) nước thải 50 3.2.3.3 Cân hấp phụ crôm (VI) nano oxit sắt từ 54 3.2.3.4 Cơ chế hấp phụ 61 3.2.3.5 Ảnh hưởng ion khác tồn dung dịch .62 3.2.3.6 So sánh khả hấp phụ với chất hấp phụ khác 64 Chương KẾT LUẬN 68 TÀI LIỆU THAM KHẢO 69 PHỤ LỤC 72 MỤC LỤC BẢNG Bảng 1.1: Các nguồn thải crôm công nghiệp 12 Bảng 1.2: Kết khử crơm hố chất 17 Bảng 2.1: Giá trị d peak phổ XRD mẫu nano Fe3O4 tổng hợp Fe3O4 (JCPDS số 75-0033) γ-Fe2O3 (JCPDS số 39- 1346) 32 Bảng 2.2: Các thông số xác định từ đường cong độ từ hóa 34 Bảng 3.1: Hiệu suất hấp phụ crôm (VI) giá trị pH khác 46 Bảng 3.2: Khả hấp phụ crôm (VI) nano oxit sắt từ thời điểm khác 49 Bảng 3.3: Các thông số động học q trình hấp phụ crơm (VI) nano oxit sắt từ 53 Bảng 3.4: Ảnh hưởng nồng độ crôm (VI) ban đầu dung dịch đến khả hấp phụ crôm (VI) nano oxit sắt từ 53 Bảng 3.5: Các thông số đường đẳng nhiệt hấp phụ 58 Bảng 3.6: So sánh giá trị sai số khả hấp phụ thực nghiệm tính tốn từ mơ hình đường đẳng nhiệt hấp phụ Langnuir, Freundlich, Redlich-Peterson Temkin cho q trình hấp phụ crơm (VI) nano oxit sắt từ 59 Bảng 3.7: Ảnh hưởng ion khác đến hiệu suất trình hấp phụ crơm (VI) nano oxit sắt từ 62 Bảng 3.8: Khả hấp phụ crôm (VI) chất hấp phụ khác 64 Bảng 3.9: So sánh thời gian lắng nano oxit sắt từ dung dịch 64 MỤC LỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1: Trạng thái tồn hợp chất crôm nước 10 Hình 2.1: Hình ảnh đơmen từ (các vùng có màu sắc khác nhau) mẫu hợp kim Ni80Fe20 có chiều dày 20 nm, cạnh 500 nm.Vật chia thành đômen 18 Hình 2.2: Đường cong từ hoá chất sắt từ 19 Hình 2.3: Cấu trúc spinel nghịch Fe3O4 22 Hình 2.4: Quy trình tổng hợp hạt nano Fe3O4 29 Hình 2.5: Phổ XRD hạt nano oxit sắt từ tổng hợp 31 Hình 2.6: Ảnh TEM hạt nano Fe3O4 33 Hình 2.7: Đường cong độ từ hóa nano oxit sắt từ tổng hợp 35 Hình 2.8: Đường cong độ từ hóa vật liệu siêu thuận từ 35 Hình 3.1: Ảnh hưởng pH đến hiệu suất hấp phụ crôm (VI) 47 Hình 3.2: Hiệu suất hấp phụ crơm (VI) khoảng pH – 48 Hình 3.3: Ảnh TEM hạt nano Fe3O4 sau hấp phụ crơm (VI) 49 Hình 3.4: Nghiên cứu động học q trình hấp phụ crơm (VI) nano oxit sắt từ 50 Hình 3.5: Đồ thị phương trình động học phản ứng bậc trình hấp phụ crôm (VI) nano oxit sắt từ 51 Hình 3.6: Đồ thị phương trình động học phản ứng bậc hai q trình hấp phụ crơm (VI) nano oxit sắt từ 51 Hình 3.7: Đồ thị phương trình động học Elovich q trình hấp phụ crơm (VI) nano oxit sắt từ 52 Hình 3.8: Ảnh hưởng nồng độ crôm (VI) ban đầu dung dịch đến khả hấp phụ crôm (VI) nano oxit sắt từ 54 Hình 3.9: Đồ thị dạng đường thẳng đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir trình hấp phụ crôm (VI) nano oxit sắt từ 55 Hình 3.10: Đồ thị dạng đường thẳng đường đẳng nhiệt hấp phụ Freundlich q trình hấp phụ crơm (VI) nano oxit sắt từ 56 Hình 3.11: Đồ thị dạng đường thẳng đường đẳng nhiệt hấp phụ RedlichPeterson trình hấp phụ crôm (VI) nano oxit sắt từ 57 Hình 3.12: Đồ thị dạng đường thẳng đường đẳng nhiệt hấp phụ Temkin trình hấp phụ crôm (VI) nano oxit sắt từ 58 Hình 3.13: Các đường đẳng nhiệt hấp phụ Langnuir, Freundlich, Redlich-Peterson, Temkin thực nghiệm q trình hấp phụ crơm (VI) nano oxit sắt từ 60 Hình 3.14: Ảnh hưởng ion khác đến khả hấp phụ crôm (VI) nano oxit sắt từ 63 64 17 16 Canxi clorid qe(mg g-1) 15 Đồng sulfat Niken clorid 14 Natri nitrat Tổng 13 12 11 0.000 0.002 0.004 0.006 0.008 0.010 I Hình 3.14: Ảnh hưởng ion khác đến khả hấp phụ crôm (VI) nano oxit sắt từ Như vậy, có mặt ion khác ảnh hưởng đến khả hấp phụ crơm (VI) nano oxit sắt từ, chúng có lực với vật liệu hấp phụ Kết thực cần thiết áp dụng thực tế, ion có mặt nước thải nhiều, đặc biệt nước thải dây chuyền công nghệ xi mạ 3.2.3.6So sánh khả hấp phụ với chất hấp phụ khác Người ta nghiên cứu nhiều vật liệu khác dùng để hấp phụ crôm (VI) nước như: than hoạt tính, than hoạt tính từ nguồn nguyên liệu khác nhau, mùn cưa, rác thải nông nghiệp… Trong nghiên cứu này, so với 65 vật liệu khác, vật liệu nano oxit sắt từ tổng hợp có khả hấp phụ crơm (VI) xem tương đối cao (Bảng 3.8) 66 Bảng 3.8: Khả hấp phụ crôm (VI) chất hấp phụ khác Chất hấp phụ Khả hấp phụ crôm (VI) (mg g-1) pH C0 Tài liệu (mg L-1) tham khảo Than bùn 5.46 50 [1] Rác thải nông nghiệp 10.59 50 [6] Đất mùn 43.10 1000 [20] Than vỏ dừa 10.88 25 [20] Mạt cưa gỗ sồi 16.10 200 [20] Bã mía 13.40 500 [20] 10.00 100 [20] 3.60 20 [20] Mùn cưa chai xử lý 9.55 3.5 40 [20] Nano oxit sắt từ 2.5 100 Mùn cưa gỗ hồng Ấn Độ xử lý Mùn cưa dừa 16.88 Nghiên cứu Mặt khác, so với chất hấp phụ khác, nano oxit sắt từ có ưu điểm đặc biệt bật việc tách loại chúng sau trình hấp phụ Bằng nam châm, vật liệu sắt từ nhanh chóng lắng xuống, tách khỏi dung dịch mà không cần bổ sung chất trợ keo tụ hay trợ lắng khác Trong thể tích 40 ml dung dịch chứa 0.1 g nano oxit sắt từ, việc lắng nano oxit sắt từ nam châm so với việc để lắng tự nhiên có chênh lệch rõ rệt (Bảng 3.9) Đây đặc điểm thuận lợi áp dụng vào trình xử lý nước thải thực tế Bảng 3.9: So sánh thời gian lắng nano oxit sắt từ dung dịch Hình thức lắng nano oxit sắt từ Thời gian lắng Lắng tự nhiên 25 – 30 phút Lắng nam châm 10 – 15 giây 67 68 Chương KẾT LUẬN Bằng phương pháp đồng kết tủa, tổng hợp thành công vật liệu nano oxit sắt từ với đạt kích thước 10 – 14 nm diện tích bề mặt 126 m2 g-1, vật liệu có tính chất siêu thuận từ với độ từ hố bão hồ khoảng 58 emu g-1 Khảo sát q trình hấp phụ crơm (VI) vật liệu tổng hợp cho thấy hiệu suất hấp phụ phụ thuộc nhiều vào pH dung dịch Cân hấp phụ đạt 120 phút, pH 2.5, khả hấp phụ đạt khoảng 17 mg g-1 chất hấp phụ Dữ liệu động học hấp phụ phù hợp với mơ hình đường đẳng nhiệt hấp phụ Redlich-Peterson phương trình động học phản ứng bậc hai Q trình hấp phụ xảy tương tác tĩnh điện trao đổi ion Theo đó, kích thước vật liệu trước sau hấp phụ gần không thay đổi Cơ chế trình hấp phụ crơm (VI) hạt nano oxit sắt từ rắn do lực hút tĩnh điện anion crôm (VI) dạng HCrO4- với bề mặt bị proton hoá oxit sắt từ 69 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] A Micaela Ferro Orozco, Edgardo M Contreras, Nora C Bertola, Noemí E Zaritzky, Modelling Cr(VI) removal by a combined carbon activated sludge system, Journal of Hazardous Materials, 2008, 150, 46-52 [2] Abbas Afkhami, Rasoul Norooz-Asl, Removal, preconcentration and determination of Mo (VI) from water and wastewater samples using maghemite nanoparticles, Colloids and Surfaces A: Physicochem Eng Aspects 346, 2009, 5257 [3] Adriana Manciulea, Andy Baker, Jamie R Lead, A fluorescence quenching study of the interaction of Suwannee river fulvic acid with iron oxide nanoparticles, Chemosphere, 2009, 76, 1023-1027 [4] Chi Tien, Adsorption calculations and modeling, Department of Chemical Engineering and Materials Science, L.C Smith College of Engineering Syracuse University Syracuse, New York, 1930 [5] Chu Phạm Ngọc Sơn, Giáo trình Hố lý, Đại học Tổng hợp TP Hồ Chí Minh, 1987 [6] Erhan Demibas, Mehmet Kobya, Elif Sentuk, Tuncay Ozkan, Adsorption kinetics for the removal of chromium (VI) from aqueous solutions on the activated carbons prepared from agricultural wastes, Water SA, 2004, 30, 533-539 [7] Fangzhi Zhang, Zhixing Su, Fusheng Wen, Fashen Li, Synthesis and characterization of polystyrene-grafted magnetite nanoparticles, Colloid Polymer Science, 2008, 286, 837-841 Fe1-xCoxFe2O4 and Fe1-yNiyFe2O4 nanoparticles, VNU Journal of Science, Mathematics – Physics, 2009, 25, 15-19 [8] Feng-Chin Wu, Bing-lan Liu, Keng-Tung Wu, Ru-Ling Tseng, A new linear form analysis of Redlich-Peterson isothern equation for the adsorptions of dyes, Journal of Hazardous Materials, 2008 70 [9] Fengwei Zhang, Zongzhen Zhu, Zhengping Dong, Zhenkai Cui, Haibo Wang, Wuquan Hu, Ping Zhao, Pan Wang, Shuoyun Wei, Rong Li, Jiantai Ma, Magnetically recoverable facile nanomaterials: Synthesis, characterization and application in remediation of heavy metals, Microchemical Journal 98, 2011, 328333 [10] Hironori Iida, Kosuke Takayanagi, Takuya nakanishi, Tetsuya Osaka, Synthesis of Fe3O4 nanoparticles with various sizes and magnetic properties by controlled hydrolysis, Journal of Colloid Interface Science, 2007, 314, 274-280 [11] Jon Chorover, Mark L Brusseau, Kinetics of water-rock interaction, 2008, 124 [12] Lương Đức Phẩm, Công nghệ xử lý nước thải biện pháp sinh học, NXB Giáo Dục Việt Nam, 2009 [13] M Mohapatra, S Anand, Synthesis and applications of nano-structured iron oxides/hydroxides - a review, International Journal of Engineering, Science and Technology, Vol 2, No 8, 2010, 127-146 [14] Mai Hữu Khiêm, Hoá keo, NXB Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh, 2004 [15] Miroslava Václavíková, Ksenija Vitale, Goergios P Gallios, Lucia Ivaničová, Water treatment technologies for the removal of high-toxicity pollutants, The NATO Science for Peace and Security Programme, 2008, 13-17, 53 [16] Nguyen Hoang Hai, Nguyen Dang Phu, Arsenic removal from water by magnetic [17] Nguyen Ngoc Hanh, Le Vinh Thong, Magnetic properties of PVA - coated nanosize ferrofluids, Tạp chí Khoa học & Cơng Nghệ, 47 (3A), 2009 [18] Pranab Barkakati, Ashma Begum, Makhan Lal Das, Paruchuri Gangadhar Rao, Adsorptive separation of Ginsenoside from aqueous solution by polymeric resins: Equilibrium, kinetic and thermodynamic studies, Chemical Engineering Journal, 2010, 161, 34 – 45 [19] Saroj S Baral, Surendra N Das, Pradip Rath, Hexavalent chromium removal from aqueous solution by adsorption on treated sawdust, Biochemical Engineering Journal, 2006 71 [20] Trịnh Xuân Lai, Nguyễn Trọng Dương, Xử lý nước thải công nghiệp, NXB Xây Dựng, Hà Nội, 2009 [21] Wei Cheng, Kaibin Tang, Yunxia Qi, Jie Sheng, Zie Sheng, Zhongping Liu, One-Step Synthesis of superparamagnetic monodisperse porous Fe3O4 hollow and core-shell Spheres, Journal of Materials Chemistry, 2010 [22] Zhenghe Xu and Jie Dong, Synthesis, Characterization, and Application of Magnetic Nanocomposites for the Removal of Heavy Metals from Industrial Effluents, Emerging Environmental Technologies, 2008, 105 – 144 [23] http://www.reach.org.vn (30.11.2011) [24] http://www.vatlyvietnam.org (11.12.2011) 72 PHỤ LỤC Bảng 1: Dữ liệu dựng đồ thị dạng đường thẳng đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir, Freundlich Temkin trình hấp phụ crơm (VI) nano oxit sắt từ C0 (mg L1 ) 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 Ce (mg L1 ) 4.03 9.64 25.53 41.89 59.41 76.71 92.37 109.19 126.25 142.38 m (g) 0.1003 0.1000 0.1000 0.1004 0.1000 0.1002 0.1001 0.1004 0.1004 0.1002 q (mg g1 ) 6.37 12.15 13.79 15.18 16.23 17.28 19.03 20.24 21.41 23.00 Ce/q Log Ce Log qe Ln Ce 0.63 0.79 1.85 2.76 3.66 4.44 4.85 5.39 5.90 6.19 0.6051 0.9839 1.4070 1.6221 1.7739 1.8848 1.9655 2.0382 2.1012 2.1534 0.8041 1.0844 1.1395 1.1814 1.2104 1.2376 1.2795 1.3063 1.3307 1.3618 1.393 2.266 3.24 3.735 4.085 4.34 4.526 4.693 4.838 4.958 Bảng 2: Dữ liệu dựng đồ thị dạng đường thẳng đường đẳng nhiệt hấp phụ Redlich-Peterson trình hấp phụ crơm (VI) nano oxit sắt từ C0 (mg L1 ) 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 Ce m (g) (mg L-1) 4.03 9.64 25.53 41.89 59.41 76.71 92.37 109.19 126.25 142.38 0.1003 0.1000 0.1000 0.1004 0.1000 0.1002 0.1001 0.1004 0.1004 0.1002 q (mg g1 ) 6.37 12.15 13.79 15.18 16.23 17.28 19.03 20.24 21.41 23.00 Ce/q 0.63 0.79 1.85 2.76 3.66 4.36 4.85 5.40 5.89 6.22 α=0.70 2.65 4.88 9.66 13.66 17.45 20.86 23.76 26.71 29.57 32.17 α=0.7 2.69 5.00 9.98 14.18 18.17 21.79 24.86 28.00 31.04 33.80 Ceα α=0.7 α=0.7 2.73 2.77 5.11 5.23 10.31 10.64 14.72 15.28 18.93 19.72 22.76 23.76 26.01 27.22 29.34 30.75 32.58 34.19 35.52 37.33 α=0.74 2.80 5.35 10.99 15.86 20.54 24.82 28.48 32.23 35.89 39.22 α= 0.75 2.84 5.47 11.36 16.46 21.40 25.92 29.79 33.78 37.66 41.22 73 Bảng 3: Dữ liệu dựng đồ thị dạng đường thẳng đường đẳng nhiệt hấp phụ Redlich-Peterson q trình hấp phụ crơm (VI) nano oxit sắt từ (tiếp theo) C0 Ce (mg L-1) (mg L-1) 20 4.03 40 9.64 60 25.53 80 41.89 100 59.41 120 76.71 140 92.37 160 109.19 180 126.25 200 142.38 m (g) 0.1003 0.1000 0.1000 0.1004 0.1000 0.1002 0.1001 0.1004 0.1004 0.1002 q (mg g-1) 6.37 12.15 13.79 15.18 16.23 17.28 19.03 20.24 21.41 23.00 Ce/q 0.63 0.79 1.85 2.76 3.66 4.36 4.85 5.40 5.89 6.22 Ceα α=0.76 α=0.77 α=0.78 α=0.79 α=0.80 2.88 2.92 2.96 3.01 3.05 5.59 5.72 5.85 5.99 6.13 11.73 12.12 12.52 12.93 13.35 17.09 17.74 18.42 19.12 19.85 22.29 23.22 24.19 25.20 26.25 27.07 28.27 29.52 30.83 32.20 31.17 32.62 34.13 35.71 37.36 35.40 37.10 38.89 40.75 42.71 39.53 41.49 43.55 45.71 47.97 43.31 45.51 47.83 50.26 52.81 α=0.90 3.50 7.68 18.46 28.83 39.49 49.70 58.74 68.29 77.82 86.72 Bảng 4: Dữ liệu sai số khả hấp phụ thực nghiệm tính tốn áp dụng mơ hình đường đẳng nhiệt hấp phụ Redlich-Peterson cho q trình hấp phụ crơm (VI) nano oxit sắt từ giá trị α khác α = 0.70 α = 0.71 α = 0.72 α = 0.73 α = 0.74 Ce C0 (mg L-1)(mg L-1) qe,tn qe,cal Δqe qe,cal Δqe qe,cal Δqe qe,cal Δqe qe,cal Δqe (%) (%) (%) (%) (%) 20 4.03 6.37 7.22 7.02 6.86 6.81 6.54 40 9.64 12.15 9.62 9.54 9.50 9.63 9.39 60 25.53 13.79 13.08 13.07 13.11 13.42 13.17 80 41.89 15.18 15.25 15.24 15.29 15.66 15.37 100 59.41 16.23 16.97 16.96 17.00 17.40 17.07 8.92 8.62 8.45 8.52 8.43 120 76.71 17.28 18.35 18.32 18.35 18.77 18.39 140 92.37 19.03 19.42 19.37 19.38 19.82 19.40 160 109.19 20.24 20.43 20.36 20.36 20.80 20.34 180 126.25 21.41 21.35 21.26 21.25 21.69 21.19 200 142.38 23.00 22.15 22.04 22.00 22.44 21.91 α = 0.75 Δqe qe,cal (%) 6.45 9.42 13.34 15.58 17.29 8.5 18.62 19.62 20.56 21.40 22.12 74 Bảng 5: Dữ liệu sai số khả hấp phụ thực nghiệm tính tốn áp dụng mơ hình đường đẳng nhiệt hấp phụ Redlich-Peterson cho q trình hấp phụ crơm (VI) nano oxit sắt từ giá trị α khác (tiếp theo) α = 0.70 Ce C0 (mg L-1)(mg L-1) qe,tn qe,cal Δqe (%) 20 4.03 6.37 6.31 40 9.64 12.15 9.38 60 25.53 13.79 13.38 80 41.89 15.18 15.65 100 59.41 16.23 17.36 8.67 120 76.71 17.28 18.67 140 92.37 19.03 19.66 160 109.19 20.24 20.59 180 126.25 21.41 21.41 200 142.38 23.00 22.11 α = 0.71 Δqe qe,cal (%) 6.15 9.28 13.33 15.60 17.29 8.91 18.58 19.55 20.45 21.25 21.93 α = 0.72 Δqe qe,cal (%) 6.02 9.31 13.43 15.70 17.38 9.08 18.66 19.61 20.50 21.28 21.94 α = 0.73 Δqe qe,cal (%) 5.89 9.14 13.32 15.60 17.27 9.54 18.52 19.46 20.32 21.08 21.72 α = 0.74 Δqe qe,cal (%) 5.75 9.20 13.49 15.80 17.48 9.82 18.73 19.66 20.51 21.26 21.89 α = 0.75 Δqe qe,cal (%) 4.85 8.57 13.58 16.06 17.70 13.75 18.84 19.62 20.31 20.88 21.35 75 Bảng 6: Giá trị giới hạn thông số nồng độ chất ô nhiễm nước thải công nghiệp T T Thông số Nhiệt độ Đơn vị Giá trị giới hạn A B C C 40 40 45 pH - đến 5.5 đến đến Mùi - Khơng khó chịu Khơng khó chịu - Màu sắc, Co-Pt pH = 20 50 - BOD5 (20oC) mg L-1 30 50 100 COD mg L-1 50 80 400 Chất rắn lơ lửng mg L-1 50 100 200 Asen mg L-1 0.05 0.1 0.5 Thủy ngân mg L-1 0.005 0.01 0.01 10 Chì mg L-1 0.1 0.5 11 Cadimi mg L-1 0.005 0.01 0.5 12 Crom (VI) mg L-1 0.05 0.1 0.5 13 Crom (III) mg L-1 0.2 14 Đồng mg L-1 2 15 Kẽm mg L-1 3 16 Niken mg L-1 0.2 0.5 17 Mangan mg L-1 0.5 18 Sắt mg L-1 10 19 Thiếc mg L-1 0.2 20 Xianua mg L-1 0.07 0.1 0.2 21 Phenol mg L-1 0.1 0.5 22 Dầu mỡ khoáng mg L-1 5 10 o 76 Bảng (tiếp theo): Giá trị giới hạn thông số nồng độ chất ô nhiễm nước thải công nghiệp TT Thông số Đơn vị 23 Dầu động thực vật 24 25 Giá trị giới hạn A B C mg L-1 10 20 30 Clo dư mg L-1 - PCBs mg L-1 0.003 0.01 - 26 Hóa chất bảo vệ thực vật: Lân hữu mg L-1 0.3 27 Hóa chất bảo vệ thực vật: Clo hữu mg L-1 0.1 0.1 - 28 Sunfua mg L-1 0.2 0.5 29 Florua mg L-1 10 15 30 Clorua mg L-1 500 600 1000 31 Amoni (tính theo Nitơ) mg L-1 10 15 32 Tổng nitơ mg L-1 15 30 60 33 Tổng phospho mg L-1 34 Coliform MPN/100 ml 3000 5000 - 90% cá sống sót sau 96 100% nước thải - 35 Xét nghiệm sinh học 36 Tổng hoạt độ phóng xạ α Bq/l 0.1 0.1 - 37 Tổng hoạt độ phóng xạ β Bq/l 1 - 77 0.70 0.71 0.72 0.73 0.74 0.75 0.76 0.77 0.78 0.79 0.80 0.90 Ce/q 0 20 40 C eα 60 80 α 100 Hình 1: Đồ thị dạng đường thẳng đường đẳng nhiệt hấp phụ RedlichPeterson giá trị α khác q trình hấp phụ crơm (VI) nano oxit sắt từ LÝ LỊCH TRÍCH NGANG Họ tên: Ngô Thị Mỹ Thanh Ngày, tháng, năm sinh: 05/11/1984 Nơi sinh: Mỏ Cày, Bến Tre Địa liên lạc: 229/64/55 Tây Thạnh, P Tây Thạnh, Q Tân Phú, TP Hồ Chí Minh Q TRÌNH ĐÀO TẠO - 2005 – 2009: Sinh viên Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG TP Hồ Chí Minh, Khoa Kỹ thuật Hố học - 2010 – 2011: Học viên Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG TP Hồ Chí Minh, Khoa Kỹ thuật Hố học Q TRÌNH CƠNG TÁC - 2005 – 2011: Cơng ty TNHH SurTec Việt Nam, Nhân viên Kỹ thuật ... Nghiên cứu ứng dụng vật liệu nano oxit sắt từ xử lý crôm (VI) nước thải NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: - Tổng quan xử lý crôm (VI) nước thải - Tổng quan vật liệu oxit sắt từ - Tổng hợp vật liệu nano oxit. .. loại vật liệu sắt từ thành nhóm khác nhau, có hai nhóm là: - Vật liệu sắt từ mềm: Vật liệu sắt từ dễ từ hoá khử từ, ví dụ: sắt non, ferrite, Mn, Zn - Vật liệu sắt từ cứng: Vật liệu sắt từ khó từ. .. loại vật liệu từ Người ta phân loại vật liệu từ thành ba loại là: vật liệu thuận từ; vật liệu nghịch từ, vật liệu sắt từ, vật liệu phản sắt từ Ngoài ra, gần người ta nghiên cứu nhiều đến vật liệu