NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VẬT LIỆU GRAPHIT TRÓC NỞ MANG TỪ TÍNH (EG,MnFe2O4) ỨNG DỤNG TRONG HẤP THU DẦU

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC BỘ MƠN HĨA VƠ CƠ  KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VẬT LIỆU GRAPHIT TRĨC NỞ MANG TỪ TÍNH (EG/MnFe2O4) ỨNG DỤNG TRONG HẤP THU DẦU GVHD: TS Bùi Thị Phương Quỳnh SVTH : Nguyễn Đoàn Tuấn Hoàng MSSV : 2004160418 Lớp : 07DHHH2 TP Hồ Chí Minh, tháng 09 năm 2020 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC BỘ MƠN HĨA VƠ CƠ  KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VẬT LIỆU GRAPHIT TRĨC NỞ MANG TỪ TÍNH (EG/MnFe2O4) ỨNG DỤNG TRONG HẤP THU DẦU GVHD: TS Bùi Thị Phương Quỳnh SVTH : Nguyễn Đoàn Tuấn Hoàng MSSV : 2004160418 Lớp : 07DHHH2 TP Hồ Chí Minh, tháng 09 năm 2020 Trường Đại Học Công Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM Khoa Cơng Nghệ Hóa Học LỜI CÁM ƠN Để hồn thành báo cáo này, em nhận giúp đỡ tận tình q thầy phụ trách Bộ mơn, Khoa Cơng nghệ hóa học, Trường Đại học Cơng nghiệp Thực phẩm Thành phố Hồ Chí Minh, quý thầy cô, anh chị thuộc Viện Kỹ thuật Công nghệ cao NTT, Trường Đại học Nguyễn Tất Thành Trước hết, em xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc đến cô TS Bùi Thị Phương Quỳnh, người trực tiếp hướng dẫn em q trình làm khóa luận tốt nghiệp, không gợi ý hướng dẫn em q trình tìm hiểu, đọc tài liệu, tận tình bảo em kĩ phân tích, khai thác tài liệu để có lập luận phù hợp với nội dung khóa luận Đồng thời, em xin trân trọng cám ơn cô ThS Nguyễn Thị Thương, cô người định hướng, lựa chọn đề tài, dẫn dắt tạo điều kiện thuận lợi, hỗ trợ cho em trình thực hiện, đồng thời đưa lời khun để em hồn thành khóa luận cách tổt Cùng với em chân thành cảm ơn đến chị Hồng Ngọc Bích, anh chị bạn bè thân thiết Phịng thí nghiệm Vật liệu ứng dụng, Viện Kỹ thuật Công nghệ cao NTT, Trường Đại học Nguyễn Tất Thành giúp đỡ em q trình hồn thành khóa luận Bên cạnh đó, em xin gửi đến thầy giáo công tác, giảng dạy khoa Công nghệ Hóa học lịng biết ơn sâu sắc kiến thức kĩ mà thầy cô truyền đạt cho em suốt trình học tập rèn luyện trường Đại học Công Nghiệp Thực Phẩm Thành phố Hồ Chí Minh Cuối cùng, em xin gửi đến ba mẹ, gia đình bạn bè lời cảm ơn lịng biết ơn sâu sắc động viên, ủng hộ cổ vũ tinh thần suốt q trình làm khóa luận tốt nghiệp Em xin trân trọng cảm ơn TP Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2020 Sinh viên thực Nguyễn Đoàn Tuấn Hoàng GVHD: TS Bùi Thị Phương Quỳnh i Trường Đại Học Công Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP HCM Khoa: CÔNG NGHỆ HĨA HỌC Bộ Mơn: Hóa vơ Khoa Cơng Nghệ Hóa Học CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Nguyễn Đoàn Tuấn Hoàng MSSV: 2004160418 Lớp: 07DHHH2 Ngành: Cơng nghệ kỹ thuật hóa học Chun ngành: Hóa vơ Tên đề tài: NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VẬT LIỆU GRAPHIT TRĨC NỞ MANG TỪ TÍNH (EG/MnFe2O4) ỨNG DỤNG TRONG HẤP THU DẦU Mục tiêu đề tài: Nghiên cứu tổng hợp thành cơng vật liệu Graphit tróc nở mang từ tính (EG/MnFe2O4) phương pháp sol-gel từ ứng dụng vào hấp thu dầu môi trường nước Nội dung 3.1 Tổng quan lý thuyết liên quan -Hiện trạng tràn dầu giới Việt Nam -Giới thiệu Graphit, Graphit tróc nở -Tổng quan MnFe2O4, Graphit tróc nở mang từ tính -Nghiên cứu cơng trình nước giới 3.2 Thực nghiệm -Quy trình tổng hợp Graphit tróc nở, Graphit tróc nở mang từ tính (EG/MnFe2O4) -Phân tích hình thái - cấu trúc vật liệu EG/MnFe2O4 phương pháp phân tích SEM, XRD, BET, VSM EDS -Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến khả hấp thu dầu vật liệu EG/MnFe2O4 tỷ lệ EG MnFe2O4, thời gian xen chèn, hàm lượng dầu mặt nước độ mặn Kết kiến: -Vật liệu EG/MnFe2O4 -Các tính chất đặc trưng vật liệu EG/MnFe2O4 -Các điều kiện tối ưu để thực trình hấp thu dầu sử dụng EG/MnFe2O4 -Báo cáo khóa luận tốt nghiệp hồn chỉnh Nội dung phần thuyết minh báo cáo Bài báo cáo trình bày bao gồm phần -Chương 1: Tổng quan -Chương 2: Thực nghiệm -Chương 3: Kết bàn luận GVHD: TS Bùi Thị Phương Quỳnh ii Trường Đại Học Công Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM Khoa Công Nghệ Hóa Học -Chương 4: Kết luận kiến nghị Ngày giao: 05/11/2019 Ngày hoàn thành: 26/08/2020 Ngày nộp: … /… /2020 Ngày bảo vệ: 03/09/2020 TRƯỞNG BỘ MÔN (Ký ghi rõ họ tên) TP HCM, ngày … tháng … năm 2020 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Ký ghi rõ họ tên) Bùi Thị Phương Quỳnh GVHD: TS Bùi Thị Phương Quỳnh iii Trường Đại Học Cơng Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM Khoa Cơng Nghệ Hóa Học TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐƠN VỊ: KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC BỘ MƠN: HĨA VƠ CƠ PHIẾU THEO DÕI TIẾN ĐỘ THỰC HIỆN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đoàn Tuấn Hoàng MSSV: 2004160418 Lớp: 07DHHH2 Ký tên: Cán hướng dẫn: TS Bùi Thị Phương Quỳnh Tên đề tài: NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VẬT LIỆU GRAPHIT TRÓC NỞ MANG TỪ TÍNH (EG/MnFe2O4) ỨNG DỤNG TRONG HẤP THU DẦU STT Ngày Nội dung hướng dẫn 01 05/12/2019 Nhận đề tài 02 05/01/2020 Chỉnh sửa mục lục 03 06/02/2020 Chỉnh sửa tổng quan 04 10/02/2020 Thí nghiệm tổng hợp 04 10/06/2020 Chỉnh sửa thực nghiệm 05 20/07/2020 Chỉnh sửa kết 06 02/07/2020 Tổng kết 09 10/08/2020 Chỉnh sửa báo cáo khóa luận 10 28/08/2020 Nộp báo cáo khóa luận GVHD: TS Bùi Thị Phương Quỳnh CBHD ký tên iv Trường Đại Học Công Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM Khoa Công Nghệ Hóa Học NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Sinh viên: Nguyễn Đoàn Tuấn Hoàng MSSV: 2004160418 Nhận xét: Điểm đánh giá: TP Hồ Chí Minh, ngày…tháng…năm 2020 (Ký tên, ghi rõ họ tên) Bùi Thị Phương Quỳnh GVHD: TS Bùi Thị Phương Quỳnh v Trường Đại Học Công Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM Khoa Công Nghệ Hóa Học NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Sinh viên: Nguyễn Đoàn Tuấn Hoàng MSSV: 2004160418 Nhận xét: Điểm đánh giá: TP Hồ Chí Minh, ngày…tháng…năm 2020 (Ký tên, ghi rõ họ tên) GVHD: TS Bùi Thị Phương Quỳnh vi Trường Đại Học Cơng Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM Khoa Cơng Nghệ Hóa Học MỤC LỤC LỜI CÁM ƠN i NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN v NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN vi MỤC LỤC vii DANH MỤC HÌNH ẢNH ix DANH MỤC BẢNG – BIỂU ĐỒ x DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT xi CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Tình hình tràn dầu giới Việt Nam 1.1.1 Tình hình tràn dầu giới 1.1.2 Tình hình tràn dầu Việt Nam 1.2 Ảnh hưởng dầu tràn 1.2.1 Ảnh hưởng dầu tràn môi trường nước 1.2.2 Ảnh hưởng dầu tràn sinh vật 1.2.3 Ảnh hưởng dầu tràn kinh tế, xã hội người 1.3 Các phương pháp xử lý nước nhiễm dầu 1.4 Tổng quan Graphit 1.4.1 Graphit dạng vảy 1.4.2 Graphit tróc nở EG 1.4.3 Ứng dụng EG 1.5 Tổng quan MnFe2O4 1.5.1 Cấu trúc MnFe2O4 1.5.2 Các phương pháp tổng hợp MnFe2O4 10 1.5.3 Ứng dụng MnFe2O4 11 1.6 Những cơng trình tổng hợp Graphit tróc nở mang từ tính 11 1.6.1 Nghiên cứu nước 11 1.6.2 Nghiên cứu nước 12 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM 14 2.1 Nguyên liệu hóa chất thiết bị 14 GVHD: TS Bùi Thị Phương Quỳnh vii Trường Đại Học Công Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM Khoa Cơng Nghệ Hóa Học 2.1.1 Ngun liệu hóa chất 14 2.1.2 Dụng cụ thiết bị thí nghiệm 14 2.2 Quy trình tổng hợp EG/MnFe2O4 15 2.2.1 Quy trình tổng hợp EG 15 2.2.2 Quy trình tổng hợp vật liệu EG/MnFe2O4 17 2.3 Đánh giá khả hấp thu dầu vật liệu EG/MnFe2O4 19 2.3.1 Đánh giá khả hấp thu dầu DO, CO vật liệu EG/MnFe2O4 19 2.3.2 Khảo sát ảnh hưởng thời gian hấp thu dầu DO, CO vật liệu EG/MnFe2O4 19 2.3.3 Khảo sát ảnh hưởng yếu tố môi trường đến hiệu hấp thu dầu DO, CO vật liệu EG/MnFe2O4 20 2.3.4 Các phương pháp phân tích 20 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 21 3.1 Phân tích tính chất đặc trưng vật liệu EG/MnFe2O4 21 3.1.1 Kết phân tích SEM EDS 21 3.1.2 Kết phân tích nhiễu xạ tia X (XRD) 23 3.1.3 Kết phương pháp đo từ kế mẫu rung (VSM) 25 3.1.4 Kết diện tích bề mặt cấu trúc lỗ xốp EG/MnFe2O4 26 3.2 Đánh giá khả hấp thu dầu vật liệu EG/MnFe2O4 85/15 27 3.2.1 Ảnh hưởng thời gian xen chèn lên khả hấp thu dầu 27 3.2.2 Ảnh hưởng hàm lượng dầu lên khả hấp thu 28 3.2.3 Ảnh hưởng độ mặn lên khả hấp thu dầu 29 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 30 4.1 Kết luận 30 4.2 Kiến nghị 30 TÀI LIỆU THAM KHẢO 31 PHỤ LỤC a GVHD: TS Bùi Thị Phương Quỳnh viii Trường Đại Học Công Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM Khoa Cơng nghệ Hóa học Phụ lục Kết phân tích nhiễu xạ tia X EG/MnFe2O4 tỷ lệ 85/15 Phụ lục Kết phân tích nhiễu xạ tia X EG/MnFe2O4 tỷ lệ 90/10 GVHD: TS Bùi Thị Phương Quỳnh c Trường Đại Học Cơng Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM Khoa Cơng nghệ Hóa học Phụ lục Kết từ kế mẫu rung EG Phụ lục Kết từ kế mẫu rung EG/MnFe2O4 tỷ lệ 75/25 GVHD: TS Bùi Thị Phương Quỳnh d Trường Đại Học Công Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM Khoa Cơng nghệ Hóa học Phụ lục Kết từ kế mẫu rung EG/MnFe2O4 tỷ lệ 80/20 Phụ lục 10 Kết từ kế mẫu rung EG/MnFe2O4 tỷ lệ 85/15 GVHD: TS Bùi Thị Phương Quỳnh e Trường Đại Học Công Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM Khoa Công nghệ Hóa học Phụ lục 11 Kết từ kế mẫu rung EG/MnFe2O4 tỷ lệ 90/10 GVHD: TS Bùi Thị Phương Quỳnh f Trường Đại Học Công Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM Khoa Cơng nghệ Hóa học Phụ lục 12 Kết diện tích bề mặt cấu trúc lỗ xốp EG GVHD: TS Bùi Thị Phương Quỳnh g Trường Đại Học Công Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM Khoa Công nghệ Hóa học Phụ lục 13 Kết kích thước lỗ xốp thể tích lỗ xốp EG Phụ lục 14 Đường đẳng nhiệt hấp thu/ giải hấp EG GVHD: TS Bùi Thị Phương Quỳnh h Trường Đại Học Cơng Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM Khoa Cơng nghệ Hóa học Phụ lục 15 Kết diện tích bề mặt cấu trúc lỗ xốp EG/MnFe2O4 75/25 GVHD: TS Bùi Thị Phương Quỳnh i Trường Đại Học Công Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM Khoa Cơng nghệ Hóa học Phụ lục 16 Đường đẳng nhiệt hấp thu/ giải hấp EG/MnFe2O4 75/25 Phụ lục 17 Kết kích thước thể tích lỗ xốp EG/MnFe2O4 75/25 GVHD: TS Bùi Thị Phương Quỳnh j Trường Đại Học Công Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM Khoa Cơng nghệ Hóa học Phụ lục 18 Kết diện tích bề mặt cấu trúc lỗ xốp EG/MnFe2O4 80/20 GVHD: TS Bùi Thị Phương Quỳnh k Trường Đại Học Công Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM Khoa Công nghệ Hóa học Phụ lục 19 Đường đẳng nhiệt hấp thu/ giải hấp EG/MnFe2O4 80/20 Phụ lục 20 Kết kích thước thể tích lỗ xốp EG/MnFe2O4 80/20 GVHD: TS Bùi Thị Phương Quỳnh l Trường Đại Học Cơng Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM Khoa Cơng nghệ Hóa học Phụ lục 21 Kết diện tích bề mặt cấu trúc lỗ xốp EG/MnFe2O4 90/10 GVHD: TS Bùi Thị Phương Quỳnh m Trường Đại Học Công Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM Khoa Cơng nghệ Hóa học Phụ lục 22 Đường đẳng nhiệt hấp thu/ giải hấp EG/MnFe2O4 90/10 Phụ lục 23 Kết kích thước thể tích lỗ xốp EG/MnFe2O4 90/10 GVHD: TS Bùi Thị Phương Quỳnh n Trường Đại Học Công Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM Khoa Cơng nghệ Hóa học Phụ lục 24 Đường đẳng nhiệt hấp thu/ giải hấp EG/MnFe2O4 85/15 Phụ lục 25 Kết kích thước thể tích lỗ xốp EG/MnFe2O4 85/15 GVHD: TS Bùi Thị Phương Quỳnh o Trường Đại Học Công Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM Khoa Cơng nghệ Hóa học Phụ lục 26 Khả hấp thu dầu DO EG/MnFe2O4 thay đổi thời gian hấp thu Thời gian hấp thu (phút) Lần 27,25 28,25 32,05 29,15 Lần 28,0 28,75 32,35 29,75 Lần 27,15 29,3 32,05 30,5 Trung bình 27,5 28,8 32,2 29,8 Sai số 0,5 0,5 0,2 0,7 Phụ lục 27 Khả hấp thu dầu CO EG/MnFe2O4 thay đổi thời gian hấp thu Thời gian hấp thu (phút) Lần 28,85 30,1 32,4 31,35 Lần 27,95 30,7 32,68 31,1 Lần 28,85 30,45 33,5 31,45 Trung bình 28,55 30,42 32,86 31,3 Sai số 0,52 0,3 0,97 0,18 Phụ lục 28 Khả hấp thu dầu DO EG/MnFe2O4 thay đổi hàm lượng dầu Hàm lượng dầu (g) 15 30 45 Lần 29,15 30,05 30,45 Lần 30,0 31,3 30,05 Lần 30,95 31,5 31,5 Trung bình 30,0 31,0 30,7 Sai số 0,9 0,8 0,7 GVHD: TS Bùi Thị Phương Quỳnh p Trường Đại Học Công Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM Khoa Cơng nghệ Hóa học Phụ lục 29 Khả hấp thu dầu CO EG/MnFe2O4 thay đổi hàm lượng dầu Hàm lượng dầu (g) 15 30 45 Lần 32,4 29,15 30,1 Lần 32,68 29,35 30,65 Lần 33,5 28,2 31,55 Trung bình 32,86 28,9 30,43 Sai số 0,97 0,61 0,29 Phụ lục 30 Khả hấp thu dầu DO EG/MnFe2O4 thay đổi độ mặn Độ mặn (%) Lần 29,35 29,5 29,25 Lần 29,35 29,85 29,5 Lần 29,55 30,95 28,7 Trung bình 29,4 30,1 29,2 Sai số 0,1 0,8 0,4 Phụ lục 31 Khả hấp thu dầu CO EG/MnFe2O4 thay đổi độ mặn Độ mặn (%) Lần 32,6 32,9 32,7 Lần 32,9 31,15 33,35 Lần 32,95 31,5 33,15 Trung bình 32,82 31,85 33,07 Sai số 0,19 0,93 0,33 GVHD: TS Bùi Thị Phương Quỳnh q ... -Giới thiệu Graphit, Graphit tróc nở -Tổng quan MnFe2O4, Graphit tróc nở mang từ tính -Nghiên cứu cơng trình nước giới 3.2 Thực nghiệm -Quy trình tổng hợp Graphit tróc nở, Graphit tróc nở mang từ... Exfoliated Graphite Graphit tróc nở CO Crude Oil Dầu thô DO Diesel oil Dầu Diesel GIC Graphite intercalated compound Hỗn hợp Graphit xen chèn MEG Magnetic Exfoliated Graphite Graphit tróc nở mang từ... vật liệu Graphit tróc nở mang từ tính MnFe2O4 (EG/MnFe2O4), từ ứng dụng vật liệu EG/MnFe2O4 vào hấp thu dầu môi trường nước Nội dung nghiên cứu -Tổng hợp Graphit tróc nở, Graphit tróc nở mang từ