Nghiên cứu khả năng xử lý mn2+ trong nước bằng vật liệu aluminium silicat xốp

Trƣờng ĐHDL Hải Phịng Khóa luận tốt nghiệp BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÕNG - ISO 9001 : 2008 KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP NGÀNH: KỸ THUẬT MƠI TRƢỜNG Sinh viên : Nguyễn Đức Minh Ngƣời hƣớng dẫn: Th.S Nguyễn Thị Cẩm Thu HẢI PHÕNG - 2012 GVHD: Th.s Nguyễn Thị Cẩm Thu Sinh viên: Nguyễn Đức Minh Trƣờng ĐHDL Hải Phịng Khóa luận tốt nghiệp BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÕNG - NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG XỬ LÝ Mn2+ TRONG NƢỚC BẰNG VẬT LIỆU ALUMINIUM SILICAT XỐP KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY NGÀNH: KỸ THUẬT MƠI TRƢỜNG Sinh viên : Nguyễn Đức Minh Ngƣời hƣớng dẫn: Th.S Nguyễn Thị Cẩm Thu HẢI PHÕNG - 2012 GVHD: Th.s Nguyễn Thị Cẩm Thu Sinh viên: Nguyễn Đức Minh Trƣờng ĐHDL Hải Phịng Khóa luận tốt nghiệp BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÕNG NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Sinh viên: Nguyễn Đức Minh Lớp: MT1200 Mã số: 120100 Ngành: Kỹ Thuật Môi Trƣờng Tên đề tài: Nghiên cứu khả xử lý Mn2+ nƣớc vật liệu Aluminium silicat xốp GVHD: Th.s Nguyễn Thị Cẩm Thu Sinh viên: Nguyễn Đức Minh Khóa luận tốt nghiệp Trƣờng ĐHDL Hải Phịng NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI Nội dung yêu cầu cần giải nhiệm vụ đề tài tốt nghiệp ( lý luận, thực tiễn, số liệu cần tính toán vẽ) …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… Các số liệu cần thiết để thiết kế, tính tốn …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… Địa điểm thực tập tốt nghiệp …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… GVHD: Th.s Nguyễn Thị Cẩm Thu Sinh viên: Nguyễn Đức Minh Trƣờng ĐHDL Hải Phịng Khóa luận tốt nghiệp CÁN BỘ HƢỚNG DẪN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Ngƣời hƣớng dẫn thứ nhất: Họ tên: Th.S Nguyễn Thị Cẩm Thu Học hàm, học vị: Thạc Sỹ Cơ quan công tác: Trƣờng Đại học Dân Lập Hải Phòng Nội dung hƣớng dẫn: ………………………………………………………… ………… …………………………………………………………………… ……………………………………………………………… .…… ……………………………………………………………… .…… Ngƣời hƣớng dẫn thứ hai: Họ tên: Học hàm, học vị: Cơ quan công tác: Nội dung hƣớng dẫn: ……………………………………………………………… .…… …………………………………………………………… .……… ……………………………………………………………… .…… Đề tài tốt nghiệp đƣợc giao ngày tháng năm 2012 Yêu cầu phải hoàn thành xong trƣớc ngày tháng năm 2012 Đã nhận nhiệm vụ ĐTTN Sinh viên Đã giao nhiệm vụ ĐTTN Người hướng dẫn Hải Phòng, ngày tháng năm 2012 HIỆU TRƢỞNG GS.TS.NGƢT Trần Hữu Nghị GVHD: Th.s Nguyễn Thị Cẩm Thu Sinh viên: Nguyễn Đức Minh Khóa luận tốt nghiệp Trƣờng ĐHDL Hải Phịng PHẦN NHẬN XÉT TĨM TẮT CỦA CÁN BỘ HƢỚNG DẪN Tinh thần thái độ sinh viên trình làm đề tài tốt nghiệp: …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… Đánh giá chất lƣợng khóa luận (so với nội dung yêu cầu đề nhiệm vụ Đ.T T.N mặt lý luận, thực tiễn, tính tốn số liệu…): …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… Cho điểm cán hƣớng dẫn (ghi số chữ): …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… Hải Phòng, ngày … tháng … năm 2012 Cán hƣớng dẫn (họ tên chữ ký) GVHD: Th.s Nguyễn Thị Cẩm Thu Sinh viên: Nguyễn Đức Minh Trƣờng ĐHDL Hải Phòng Khóa luận tốt nghiệp LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, em xin chân thành cảm ơn cô giáo Ths Nguyễn Thị Cẩm Thu giao đề tài tận tình hướng dẫn em hồn thành khóa luận tốt nghiệp Xin chân thành cảm ơn thầy cô tổ môn Môi Trường, trường Đại Học Dân Lập Hải Phịng tận tình bảo, tạo điều kiện giúp đỡ em năm học vừa qua trình làm tốt nghiệp Cuối em xin chân thành cảm ơn tới gia đình, bạn phịng thí nghiệm Hóa Mơi Trường trường Đại Học Dân Lập Hải Phòng bạn sinh viên lớp MT-1201 trường Đại Học Dân Lập Hải Phòng giúp đỡ em suốt thời gian làm khóa luận Hải Phòng, ngày tháng năm 2012 Sinh vên Nguyễn Đức Minh GVHD: Th.s Nguyễn Thị Cẩm Thu Sinh viên: Nguyễn Đức Minh Trƣờng ĐHDL Hải Phịng Khóa luận tốt nghiệp MỤC LỤC CHƢƠNG TỔNG QUAN 14 1.1 Ô nhiễm nƣớc [9] 14 1.1.1.Khái niệm ô nhiễm nước 14 1.1.2 Nguồn gốc ô nhiễm nước 14 1.1.2.1 Ô nhiễm nước nước thải khu dân cư 14 1.1.2.2 Ơ nhiễm nước nước thải cơng nghiệp 15 1.1.2.3 Ô nhiễm nước nước chảy tràn mặt đất 15 1.1.3 Tác hại bệnh lý ô nhiễm nước gây 15 1.1.3.1 Ô nhiễm tác nhân vật lý hóa học 15 1.1.3.2 Ô nhiễm nước tác nhân sinh học 16 1.2 Đại cƣơng kim loại nặng 17 1.2.1 Giới thiệu chung kim loại nặng [1][4] 17 1.2.2 Tác dụng sinh hóa kim loại nặng người môi trường [3] 18 1.3 Các phƣơng pháp xử lý kim loại nặng nƣớc [7] 19 1.3.1 Phương pháp kết tủa hóa học 19 1.3.2 Phương pháp trao đổi ion 19 1.4 Một vài nét Mangan [9] 20 1.4.1 Tính chất 20 1.4.1.1 Tính chất lý học 20 1.4.1.2 Tính chất hóa học 21 1.4.2 Trạng thái tồn 21 1.4.3 Ảnh hưởng Mangan 21 1.4.4 Tình hình nhiễm Mangan 22 1.4.5 Phương pháp xác định Mangan 24 1.4.6 Phương pháp xử lý Mangan 24 1.5 Giới thiệu phƣơng pháp hấp phụ [3] [7] [10] 24 GVHD: Th.s Nguyễn Thị Cẩm Thu Sinh viên: Nguyễn Đức Minh Khóa luận tốt nghiệp Trƣờng ĐHDL Hải Phòng 1.5.1 Các khái niệm 25 1.5.2 Các mơ hình q trình hấp phụ 26 1.5.2.1 Mô hình động học hấp phụ 26 1.5.2.2 Các mơ hình hấp phụ đẳng nhiệt 27 1.5.2.3 Hấp phụ môi trƣờng nƣớc 30 1.5.2.4 Một số yếu tố ảnh hưởng đến trình hấp phụ giải hấp 31 1.6 Aluminosilicat [3, 10] 31 1.6.1 Giới thiệu chung 31 1.6.2 Cấu tạo chung 32 1.6.3 Tính chất ứng dụng 32 CHƢƠNG THỰC NGHIỆM 33 2.1 Dụng cụ thiết bị hóa chất 33 2.1.1 Dụng cụ 33 2.3 Phƣơng pháp chế tạo vật liệu Aluminosilicat xốp 36 2.3.1 Chế tạo Aluminosilicat biến tính 36 2.4.1 Khảo sát ảnh hưởng hàm lượng Al đến khả hấp phụ Mn2+ vật liệu 37 2.4.2 Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ nung đến khả hấp phụ vật liệu 37 2.5 Khảo sát điều kiện tối ƣu để hấp phụ ion Mn2+ vật liệu 38 2.5.1 Khảo sát ảnh hưởng pH đến khả hấp phụ Mn2+ vật liệu 38 2.5.2 Khảo sát ảnh hưởng thời gian đến khả hấp phụ Mn2+ vật liệu 38 2.5.3 Khảo sát xác định tải trọng hấp phụ 38 2.5.4 Khảo sát trình giải hấp Mn2+ vật liệu 39 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 40 3.1 Kết khảo sát yếu tố ảnh hƣởng trình điều chế vật liệu đến khả hấp phụ Mn2+ 40 GVHD: Th.s Nguyễn Thị Cẩm Thu Sinh viên: Nguyễn Đức Minh Khóa luận tốt nghiệp Trƣờng ĐHDL Hải Phòng 3.1.1 Kết ảnh hưởng hàm lượng Al đến khả hấp phụ vật liệu 40 3.1.2 Kết ảnh hưởng nhiệt độ nung đến khả hấp phụ vật liệu 41 3.1.3 Nghiên cứu đặc tính vật liệu 42 3.2 Kết khảo sát điều kiện tối ƣu cho trình hấp phụ ion Mn2+ vật liệu M10 42 3.2.1 Kết ảnh hưởng pH đến khả hấp phụ vật liệu 42 3.2.2 Kết ảnh hưởng thời gian đến khả hấp phụ vật liệu M10 44 3.2.3 Kết khảo sát tải trọng hấp phụ Mn2+ vật liệu M10 45 3.2.4 Kết nghiên cứu khả giải hấp tái sinh vật liệu 48 KẾT LUẬN 49 TÀI LIỆU THAM KHẢO 50 GVHD: Th.s Nguyễn Thị Cẩm Thu Sinh viên: Nguyễn Đức Minh 10 Trƣờng ĐHDL Hải Phịng Khóa luận tốt nghiệp 2.3 Phƣơng pháp chế tạo vật liệu Aluminosilicat xốp 2.3.1 Chế tạo Aluminosilicat biến tính - Lấy 10ml thủy tinh lỏng, pha loãng lần nƣớc cất khuấy Nhỏ từ từ 32ml dung dịch NH4Cl 5M vào dung dịch Lọc rửa đến pH = 7, sấy mẫu 100oC Thu đƣợc mẫu ký hiệu M0 - Lấy 100ml thủy tinh lỏng 250ml nƣớc cất cho vào cốc lít Khuấy thu đƣợc dung dịch (dd 1) Lấy lần lƣợt X (g) Al2(SO4)3.18H2O 80ml H2O cho vào cốc 500ml ta đƣợc dung dịch (dd2) Nhỏ từ từ dd2 vào dd 1, thu đƣợc kết tủa màu trắng Sau rửa kết tủa nhiều lần tới pH = Lọc hút chân không sấy kết tủa 24h 100oC Trong đó, X khối lƣợng Al2(SO4)3.18H2O (Xg) tƣơng ứng với tỷ lệ Al/Si vật liệu Aluminosilicat 10, 15,20, 25 30% Ký hiệu lần lƣợt mẫu vật liệu M10, M15, M20, M30 Hình 2.2 Sơ đồ trình chế tạo vật liệu Aluminosilicat xốp Dung dịch thủy tinh lỏng Kết tủa định hình Gia cơng hạt Al2(SO4)3.18 H2O Aluminosilicat xốp biến tính GVHD: Th.s Nguyễn Thị Cẩm Thu Sinh viên: Nguyễn Đức Minh Nung 36 Khóa luận tốt nghiệp Trƣờng ĐHDL Hải Phòng 2.4 Khảo sát khả hấp phụ Mn2+ vật liệu 2.4.1 Khảo sát ảnh hưởng hàm lượng Al đến khả hấp phụ Mn2+ vật liệu Tiến hành khảo sát ảnh hƣởng hàm lƣợng Al đến khả hấp phụ Mn2+ vật liệu thực theo bƣớc sau: Bƣớc 1: Chuẩn bị bình thủy tinh cỡ 250 ml, cân xác 0,4 g vật liệu M0 – M25 cho vào bình Bƣớc 2: Dùng pipet hút xác 40 ml dung dịch Mn2+ có nồng độ ban đầu 100 mg/l vào bình thủy tinh Bƣớc 3: Lắc bình 2h Bƣớc 4: Sau lắc xong tiến hành lọc lấy dung dịch xác định nồng độ Mn2+ lại theo quy trình xác định Mangan mẫu nƣớc nêu 2.4.2 Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ nung đến khả hấp phụ vật liệu Tiến hành khảo sát ảnh hƣởng nhiệt độ nung đến khả hấp phụ Mn 2+ vật liệu Bƣớc 1: Vật liệu M10 với hàm lƣợng xác định đƣợc sấy nhiệt độ khác nhau: 100ºC, 200ºC Tiếp theo đƣợc nung nhiệt độ 300ºC, 400ºC 550ºC Bƣớc 2: Chuẩn bị bình thủy tinh cỡ 250 ml, cân xác 0,4 g vật liệu M10 cho vào bình Bƣớc 3: Dùng pipet hút xác 40ml dung dịch Mn 2+ có nồng độ ban đầu 100 mg/l cho vào bình thủy tinh Bƣớc 4: Lắc bình 2h Bƣớc 5: Sau lắc xong tiến hành lọc lấy dung dịch xác định nồng độ Mn2+ cịn lại theo quy trình xác định Mangan mẫu nƣớc nêu GVHD: Th.s Nguyễn Thị Cẩm Thu Sinh viên: Nguyễn Đức Minh 37 Khóa luận tốt nghiệp Trƣờng ĐHDL Hải Phòng 2.5 Khảo sát điều kiện tối ƣu để hấp phụ ion Mn2+ vật liệu 2.5.1 Khảo sát ảnh hưởng pH đến khả hấp phụ Mn2+ vật liệu Bƣớc 1: Chuẩn bị bình thủy tinh cỡ 250 ml, cân xác 0,4 g vật liệu M10 vào bình Bƣớc 2: Dùng pipet hút xác 40 ml dung dịch Mn2+ 100 mg/l vào cốc Bƣớc 3: Điều chỉnh pH từ khoảng ÷ lắc 2h Bƣớc 4: Sau lắc xong tiến hành lọc lấy dung dịch xác định nồng độ Mn2+ cịn lại theo quy trình xác định Mangan mẫu nƣớc nêu 2.5.2 Khảo sát ảnh hưởng thời gian đến khả hấp phụ Mn2+ vật liệu Bƣớc 1: Chuẩn bị bình thủy tinh cỡ 250 ml, cân xác 0,4 g vật liệu M10 vào bình Bƣớc 2: Dùng pipet hút xác 40 ml dung dịch Mn 2+ 100 mg/l vào cốc Bƣớc 3: Đem lắc, sau 0,5h, 1h, 1,5h, 2h, 2,5h, 3h, 4h lấy xác định nồng độ Mangan theo quy trình nêu 2.5.3 Khảo sát xác định tải trọng hấp phụ Để xác định tải trọng hấp phụ Mn2+, tiến hành bƣớc sau: Bƣớc 1: Chuẩn bị 10 bình tam giác, cân xác 0,4 g vật liệu cho vào bình Bƣớc 2: Pha dung dịch mẫu có nồng độ Mn2+ 1000mg/l Bƣớc 3: Dùng pipet hút 10 ml, 20 ml, 30 ml, 40 ml, 50 ml, 60 ml, 70 ml, 80 ml, 90 ml, 100 ml lần lƣợt vào bình định mức 100 ml định mức nƣớc cất Bƣớc 4: Điều chỉnh pH dung dịch pH tối ƣu sau lắc thời gian tối ƣu hấp phụ khảo sát Bƣớc 5: Đem lọc lấy dung dịch tiến hành xác định lại nồng độ Mn2+ GVHD: Th.s Nguyễn Thị Cẩm Thu Sinh viên: Nguyễn Đức Minh 38 Khóa luận tốt nghiệp Trƣờng ĐHDL Hải Phịng Bƣớc 6: Tính tốn nồng độ Mn2+ trƣớc sau hấp phụ xác định tải trọng hấp phụ theo công thức 1.1 2.5.4 Khảo sát trình giải hấp Mn2+ vật liệu Bƣớc 1: Chuẩn bị bình tam giác 100ml, cân xác 1g vật liệu Bƣớc 2: Dùng pipet hút xác 25ml dung dịch Mn2+ 100mg/l vào cốc Bƣớc 3: Đem lắc cốc vịng 2h, sau lọc lấy dung dịch xác định nồng độ Mn2+ theo quy trình Bƣớc 4: Tiến hành giải hấp, tái sinh vật liệu dung dịch NaCl 0,1 M GVHD: Th.s Nguyễn Thị Cẩm Thu Sinh viên: Nguyễn Đức Minh 39 Trƣờng ĐHDL Hải Phịng Khóa luận tốt nghiệp CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Kết khảo sát yếu tố ảnh hƣởng trình điều chế vật liệu đến khả hấp phụ Mn2+ 3.1.1 Kết ảnh hưởng hàm lượng Al đến khả hấp phụ vật liệu Tiến hành khảo sát khả hấp phụ Mn2+ nồng độ ban đầu 100mg/l loại vật liệu thu đƣợc kết nhƣ bảng 3.1 Bảng 3.1: Kết so sánh khả hấp phụ Mn2+ vật liệu M0, M10, M15, M20, M25 Tên vật Nồng độ Mn2+ Nồng độ Mn2+ liệu ban đầu (mg/l) lại (mg/l) M0 100 70,34 29,66 M10 100 18,95 81,05 M15 100 27,82 72,18 M20 100 44,97 55,03 M25 100 76,86 23,14 Hiệu suất (%) Hình 3.1: Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng khả hấp phụ Mn2+ vật liệu GVHD: Th.s Nguyễn Thị Cẩm Thu Sinh viên: Nguyễn Đức Minh 40 Trƣờng ĐHDL Hải Phịng Khóa luận tốt nghiệp Kết khảo sát khả hấp phụ Mn2+ vật liệu khác nhau, với nồng độ ban đầu (Co) 100 mg/l đƣợc thể hình 3.1 cho thấy, vật liệu có hàm lƣợng Al 10% hấp phụ tốt Vì chọn M10 vật liệu hấp phụ cho nghiên cứu 3.1.2 Kết ảnh hưởng nhiệt độ nung đến khả hấp phụ vật liệu Tiến hành điều chế vật liệu M10 nhiệt độ khác nhau: 100ºC, 200ºC Tiếp theo nung nhiệt độ 300ºC, 400ºC, 550ºC ta đƣợc bảng sau: Bảng 3.2: Kết khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ nung đến khả hấp phụ Mn2+ vật liệu Nhiệt độ Nồng độ Mn2+ ban đầu Nồng độ Mn2+ (ºC) (mg/l) lại(mg/l) 100ºC 100 18,95 81,05 200ºC 100 24,10 75,90 300ºC 100 45,66 54,364 400ºC 100 62,78 37,22 550ºC 100 57,62 42,38 Hiệu suất (%) Hình 3.2: Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng nhiệt độ nung đến khả hấp phụ Mn2+ vật liệu GVHD: Th.s Nguyễn Thị Cẩm Thu Sinh viên: Nguyễn Đức Minh 41 Trƣờng ĐHDL Hải Phịng Khóa luận tốt nghiệp Từ kết trên, thấy vật liệu đƣợc biến tính 10% Al (M10) sấy 100oC cho kết hấp phụ Mn2+ lớn 3.1.3 Nghiên cứu đặc tính vật liệu Kết chụp XRD cho thấy vật liệu M10 nung nhiệt độ khác tồn dạng vô định hình Hình 3.3: Phổ IR vật liệu M10 Hình 3.3 phổ IR vật liệu M10 cho thấy xuất píc đặc trƣng liên kết Si-O-Si Píc 1069 793cm-1 đặc trƣng cho dao động hóa trị đối xứng bất đối xứng liên kết Si-O-Si, píc 459 cm-1 đặc trƣng cho dao động biến dạng liên kết Si-O-Si Các kết cho thấy điều chế đƣợc vật liệu silicat xốp biến tính nhơm Nhơm đƣợc đƣa vào vật liệu theo phƣơng pháp sol-gel đồng kết tủa, nằm cấu trúc mạng silic 3.2 Kết khảo sát điều kiện tối ƣu cho trình hấp phụ ion Mn2+ vật liệu M10 3.2.1 Kết ảnh hưởng pH đến khả hấp phụ vật liệu Tiến hành khảo sát ảnh hƣởng pH đến khả hấp phụ Mn 2+ vật liệu M10 thu đƣợc kết nhƣ bảng 3.3 GVHD: Th.s Nguyễn Thị Cẩm Thu Sinh viên: Nguyễn Đức Minh 42 Trƣờng ĐHDL Hải Phịng Khóa luận tốt nghiệp Bảng 3.3: Kết khảo sát ảnh hưởng pH đến khả hấp phụ Mn2+ vật liệu Nồng độ Mn2+ Nồng độ Mn2+ ban đầu lại (mg/l) (mg/l) 100 62,68 37,02 100 29,02 70,99 100 27,53 72,47 100 25,61 74,39 100 21,36 78,64 100 18,95 81,05 100 35,52 64,48 100 46,73 53,27 pH Hiệu suất (%) Hình 3.4 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng pH đến khả hấp phụ Mn2+ vật liệu M10 GVHD: Th.s Nguyễn Thị Cẩm Thu Sinh viên: Nguyễn Đức Minh 43 Trƣờng ĐHDL Hải Phịng Khóa luận tốt nghiệp Kết thực nghiệm cho thấy vật liệu hấp phụ tốt pH từ – Tốt pH= Ở pH thấp (8) khả hấp phụ cation vật liệu giảm rõ rệt 3.2.2 Kết ảnh hưởng thời gian đến khả hấp phụ vật liệu M10 Sau trình thực nghiệm thu đƣợc kết khảo sát ảnh hƣởng thời gian lắc tới trình hấp phụ Mn2+ đƣợc thể bảng 3.4 Bảng 3.4: Kết khảo sát ảnh hưởng thời gian đến khả hấp phụ Mn2+ vật liệu Thời gian Nồng độ Mn2+ Nồng độ Mn2+ Hiệu suất (h) ban đầu (mg/l) lại (mg/l) (%) 0,5 100 56,9 43,10 100 37,61 62,39 1,5 100 31,73 68,27 100 18,95 81,05 2,5 100 18,95 81,05 100 18,95 81,05 100 18,95 81,05 Hình 3.5: Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng thời gian lắc tới khả hấp phụ Mn2+ vật liệu GVHD: Th.s Nguyễn Thị Cẩm Thu Sinh viên: Nguyễn Đức Minh 44 Trƣờng ĐHDL Hải Phịng Khóa luận tốt nghiệp Kết thực nghiệm cho thấy sau 2h khả hấp phụ Mn 2+ vật liệu đạt bão hịa Nhƣ q trình khảo sát chọn pH = thời gian 2h cho trình hấp phụ 3.2.3 Kết khảo sát tải trọng hấp phụ Mn2+ vật liệu M10 Sau khảo sát ảnh hƣởng pH ảnh hƣởng thời gian tiếp tục tiến hành khảo sát ảnh hƣởng nồng độ đầu đến khả hấp phụ Mn2+ vật liệu pH=7 thời gian lắc Kết thu đƣợc thể bảng 3.5 Bảng 3.5: Kết xác định tải trọng hấp phụ Mn2+ vật liệu Nồng độ Mn2+ Nồng độ Mn2+ ban đầu (mg/l) lại (mg/l) 100 STT q (mg/g) Cf/q 18,95 8,10 2,34 200 42,09 15,79 2,67 300 64,50 23,55 2,74 400 105,06 29,49 3,56 500 164,24 33,58 4,89 GVHD: Th.s Nguyễn Thị Cẩm Thu Sinh viên: Nguyễn Đức Minh 45 Trƣờng ĐHDL Hải Phịng Khóa luận tốt nghiệp 600 236,46 36,35 6,51 700 315,17 38,48 8,19 800 394,63 42,54 9,73 900 489,12 46,49 11,90 10 1000 581,31 51,39 13,88 GVHD: Th.s Nguyễn Thị Cẩm Thu Sinh viên: Nguyễn Đức Minh 46 Trƣờng ĐHDL Hải Phịng Khóa luận tốt nghiệp Hình 3.6: Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng nồng độ đầu Mn2+ Kết thu đƣợc cho thấy nồng độ dung dịch Mn2+ ban đầu tăng tải trọng hấp phụ vật liệu tăng dần Và nồng độ đầu tăng đến giá trị khơng tăng Dựa vào số liệu thực nghiệm thu đƣợc vẽ đồ thị phụ thuộc Cf/q vào Cf theo lý thuyết hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir cho vật liệu đƣợc mơ tả nhƣ hình 3.7 Hình 3.7: Đồ thị biểu diễn kết tải trọng hấp phụ Mn 2+ cực đại vật liệu Sự phụ thuộc Cf/q vào Cf đƣơc mơ tả theo phƣơng trình sau: GVHD: Th.s Nguyễn Thị Cẩm Thu Sinh viên: Nguyễn Đức Minh 47 Trƣờng ĐHDL Hải Phịng Khóa luận tốt nghiệp Y = 0,021x + 1,258 Ta có tgα = 1/qmax  qmax = 1/ tgα = 1/0,021 = 47,62 mg/g Nhƣ tải trọng hấp phụ cực đại vật liệu Mn2+ là: 47,62 mg/g 3.2.4 Kết nghiên cứu khả giải hấp tái sinh vật liệu Vật liệu sau hấp phụ Mn2+ bão hòa đƣợc rửa giải dung dịch NaCl 0,1M nhiều lần cuối đƣợc rửa nƣớc cất đến hết ion Cl- Sau cho vật liệu vào sấy khơ 100oC để tái sử dụng Lặp lại thí nghiệm lần - Tiến hành giải hấp tiến hành thu hồi Mn2+ cốc dung dịch NaCl 0,1M đƣợc kết bảng 3.6 Bảng 3.6: Kết nghiên cứu khả giải hấp thu hồi Mn 2+ Số lần tái Nồng độ Mn2+ Nồng độ Mn2+ Hiệu suất sinh vật liệu ban đầu (mg/l) lại (mg/l) (%) 100 21,64 96,67 100 24,17 93,56 100 25,57 91,83 Nhƣ qua kết thực nghiệm cho thấy khả giải hấp Mn 2+ dung dịch NaCl 0,1M tốt Hiệu suất hấp phụ sau lần tái sinh đạt khoảng 92% so với lần đầu GVHD: Th.s Nguyễn Thị Cẩm Thu Sinh viên: Nguyễn Đức Minh 48 Trƣờng ĐHDL Hải Phịng Khóa luận tốt nghiệp KẾT LUẬN Qua kết nghiên cứu khả hấp phụ Mn2+của vật liệu Aliminosilicat dung dịch nƣớc thu đƣợc kết sau: Chế tạo thành cơng vật liệu Aluminosilicat xốp biến tính từ thủy tinh lỏng phèn nhôm Ảnh hƣởng hàm lƣợng Al đến khả hấp phụ Mn2+ vật liệu Vật liệu M10 với hàm lƣợng Al 10% có khả hấp phụ tốt Ảnh hƣởng nhiệt độ đến khả hấp phụ Mn2+ vật liệu Vật liệu M10 đƣợc sấy nhiệt độ 100oC có khả hấp phụ tốt Khảo sát điều kiện tối ƣu hấp phụ Mn2+ vật liệu Vật liệu M10 hấp phụ Mn2+ tốt pH = 7, với thời gian 2h Áp dụng điều kiện tối ƣu cho trình khảo sát xác định tải trọng hấp phụ Mn2+ vật liệu Kết tải trọng hấp phụ cực đại vật liệu Mn2+ 47,62 mg/g Khảo sát khả giải hấp tái sinh vật liệu Tiến hành giải hấp Mn2+ tái sinh vật liệu dung dịch NaCl 0,1 M Hiệu suất hấp phụ sau lần tái sinh đạt khoảng 92% so với lần đầu GVHD: Th.s Nguyễn Thị Cẩm Thu Sinh viên: Nguyễn Đức Minh 49 Trƣờng ĐHDL Hải Phịng Khóa luận tốt nghiệp TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] PGS.TS Trần Tử An, 2000, Môi trường độc chất môi trường, Trƣờng đại học Dƣợc Hà Nội [2] Nguyễn Thị Ngọc Ân, Dƣơng thị Bích Huệ, 2006, Hiện trạng nhiễm kim loại nặng rau xanh ngoại ô TPHCM, Trƣờng đại học Khoa Học Tự Nhiên, ĐHQG- TPHCM [3] TS Lê Văn Cát, 2002, Hấp phụ trao đổi ion kĩ thuật xử lý nước nước thải, Nhà xuất thống kê Hà Nội [4] Phạm Công Hoạt, 2001, Bài báo công nghệ xử lý nước thải công nghiệp chứa kim loại nặng, Báo sức khỏe đời sống, số 24 [5] GS.TSKH Từ Văn Mặc, Nguyễn Lê Huy, 2007, Hướng dẫn thí nghiệm hóa phân tích, Trƣờng đại học Bách khoa Hà Nội – Bộ mơn hóa phân tích [6] Nguyễn Xn Ngun, 2003, Nước thải công nghệ xử lý nước thải,Nhà xuất khoa học kỹ thuật [7] Trần Thị Thùy Linh, 2007, Khóa luận tốt nghiệp, ĐHDLHP [8] tailieu.vn, nhiễm nước [9] Vi.wikipedia.org/mangan [10] Vi.wikipedia.org/aluminosilicat [11] Vi.wikipedia.org/quá trình hấp phụ GVHD: Th.s Nguyễn Thị Cẩm Thu Sinh viên: Nguyễn Đức Minh 50 ... Phòng 2.4 Khảo sát khả hấp phụ Mn2+ vật liệu 2.4.1 Khảo sát ảnh hưởng hàm lượng Al đến khả hấp phụ Mn2+ vật liệu Tiến hành khảo sát ảnh hƣởng hàm lƣợng Al đến khả hấp phụ Mn2+ vật liệu thực theo... đến khả hấp phụ Mn2+ vật liệu Vật liệu M10 với hàm lƣợng Al 10% có khả hấp phụ tốt Ảnh hƣởng nhiệt độ đến khả hấp phụ Mn2+ vật liệu Vật liệu M10 đƣợc sấy nhiệt độ 100oC có khả hấp phụ tốt Khảo... ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÕNG - NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG XỬ LÝ Mn2+ TRONG NƢỚC BẰNG VẬT LIỆU ALUMINIUM SILICAT XỐP KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY NGÀNH: KỸ THUẬT