1. Trang chủ
  2. » Luận Văn - Báo Cáo

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu biến tính than hoạt tính làm vật liệu hấp phụ xử lý ion florua trong nước

90 11 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

Cấu trúc

  • LỜ I CẢM ƠN

  • Hoàng Tuấn Nam

  • DANH MỤC BẢNG

  • DANH MỤC HÌNH

  • LỜI MỞ ĐẦU

  • CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN

  • 1.1. Florua

    • 1.1.1. Giới thiệu chung về flo

    • 1.1.2. Nguồn gốc và phân bố florua

    • 1.1.3. Độc tính của florua

    • 1.1.4. Tình hình ô nhiễm florua hiện nay tại Việt Nam

  • 1.2. Các phƣơng pháp xử lý florua trong nƣớc

  • 1.3. Các vật liệu hấp phụ xử lý Florua

    • 1.3.1. Oxit kim loai

    • 1.3.2. Lớ p kép hydroxit

  • 1.4. Than hoạt tính và các nghiên cứu ứng dụng than hoạt tính hấp phụ Florua

    • 1.4.1. Than hoạt tính

    • 1.4.2. Các nghiên cứu ứng dụng than hoạt tính hấp phụ Florua

  • CHƢƠNG 2: THỰC NGHIỆM

    • 2.1.1. Mục tiêu nghiên cứu

    • 2.1.2. Nội dung nghiên cứu

  • 2.2. Dụng cụ và hóa chất

    • 2.2.1. Dụng cụ

    • 2.2.2. Hóa chất

  • 2.3. Nghiên cứu điều kiện biến tính vật liệu

    • 2.3.1. Chuẩn bị vật liệu hấp phụ từ than hoạt tính nguyên khai

    • 2.3.2. Chế tạo vật liệu than hoạt tính biến tính

    • 2.3.3. Quy trình xác định hàm lượng sắt mang lên vật liệu hấp phụ

  • 2.4. Các phƣơng pháp nghiên cứu đặc trƣng cấu trúc của vật liệu

    • 2.4.1. Nhiễu xạ Rơnghen X (X-ray diffaction XRD)

    • 2.4.2. Phương pháp hiển vi điện tử quét (SEM)

    • 2.4.3. Phương pháp tán xạ năng lượng (EDX)

  • 2.5. Các phƣơng pháp phân tích sử dụng trong thực nghiệm

    • 2.5.1. Phương phá p phân tích flo

    • 2.5.2. Phương phá p phân tích sắt

  • 2.6. Các phƣơng pháp đánh giá khả năng hấp phụ

    • 2.6.1. Khảo sát sơ bộ khả năng hấp phụ Florua

    • 2.6.2. Khảo sát thời gian đạt cân bằng hấp phụ

    • 2.6.3. Xây dựng mô hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir và Frendlich

  • Ce

  • qe

    • 2.6.4. Khảo sát ảnh hưởng của pH đến khả năng hấp phụ Florua

    • 2.6.5. Khảo sát ảnh hưởng của ion cạnh tranh đến quá trình hấp phụ Florua

    • 2.6.6. Khảo sát khả năng giải hấp của vật liệu sau hấp phụ

  • Chƣơng 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

  • 3.2. Nghiên cứu điều kiện biến tính nhằm nâng cao tải trọng hấp phụ Florua từ than hoạt tính nguyên khai

    • 3.2.1. Nghiên cứu điều kiện oxi hóa than hoạt tính nguyên khai

    • 3.2.2. Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng sắt (III) clorua ngâm tẩm đến khả năng hấp phụ Florua

  • 3.3. Nghiên cứu đặc trƣng cấu trúc vật liệu

    • 3.3.1. Bề mặt vật liệu biến tính qua kính hiển vi điện tử quét SEM

    • 3.3.2. Kết quả xác định thành phần theo phương pháp EDX

    • 3.3.3. Kết quả chụp nhiễu xạ tia X

  • 3.4. Khảo sát khả năng hấp phụ F- của vật liệu tối ƣu

    • 3.4.1. Khảo sát thời gian đạt cân bằng hấp phụ

    • 3.4.2. Khảo sát tải trọng hấp phụ cực đại với Florrua của vật liệu tối ưu

    • 3.4.3. Khảo sát ảnh hưởng của pH đến sự hấp phụ F-

  • 3.5. Khảo sát ảnh hƣởng của ion cạnh tranh đến quá trình hấp phụ florua

    • 3.5.1. Ảnh hưởng của ion HCO3- đến khả năng hấp phụ F-

    • 3.5.2. Ảnh hưởng của ion PO43- đến khả năng hấp phụ F-

  • 3.6. Nghiên cứu khả năng giải hấp và tái sử dụng của vật liệu

  • KẾT LUẬN

  • TÀI LIỆU THAM KHẢO

  • Tiếng Anh

Nội dung

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Hồng Tuấn Nam NGHIÊN CỨU BIẾN TÍNH THAN HOẠT TÍNH LÀM VẬT LIỆU HẤP PHỤ XỬ LÝ ION FLORUA TRONG NƢỚC LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội - 2015 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Hoàng Tuấn Nam NGHIÊN CỨU BIẾN TÍNH THAN HOẠT TÍNH LÀM VẬT LIỆU HẤP PHỤ XỬ LÝ ION FLORUA TRONG NƢỚC Chuyên ngành: Hóa Mơi Trƣờng Mã số: 60440120 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: TS PHƢƠNG THẢO Hà Nội - 2015 LỜ I CẢM ƠN Sau thời gian học tập nghiên cứu, em hoàn thành luận văn với đề tài: “Nghiên cƣ́ u bi ến tính than hoạt tính làm vật liệu hấp phụ xử lý ion florua nƣớc” Để hoàn thành luận văn này, ngồi nỗ lực tìm tòi, nghiên cứu thân, phần lớn em nhận đƣợc giúp đỡ tận tình thầy khoa Hóa Học - Trƣờng Đại Học Khoa Học Tự nhiên - Đaị Hoc Quốc Gia Hà Nôị Vơí loǹ g biết ơn sâu sắc , em xin gƣ̉ i lơì cam ̉ ơn chân thaǹ h tơí cô giáo TS Phƣơng Thảo đã giao đề tài nhiệt tình giúp đỡ , cho em nhƣ̃ng kiến thƣ́ c quý báu quá trinh ̀ thƣc hiê luân văn n Em xin chân thaǹ h cảm ơn cać thầy Trƣờng đã tân tình chỉ bả o và hƣớ ng dân nghiê m Em xin cả m ơn cá c phò ng thí nghiêm Khoa Hoc Tƣƣ Nhiên đã tao m em suốt thờ i gian làm viêc taị phòng thi Khoa Hoá Hoc - Trƣơǹ g Đaị Hoc điều kiên giúp đỡ em quá triǹ h làm thƣc Xin chân thành cảm ơn các b ạn hoc nghiê , cô phoǹ g thí nghiêm Hoá Môi nghiêm viên, sinh viên làm viêc phòng thi Hoá Môi Trƣơǹ g đã giuṕ đỡ quá trinh ̀ thƣc ̀ tim ̀ taì liêu và lam nghiê m Hà Nội, ngày 07 tháng 12 năm 2015 Học viên Hoàng Tuấn Nam MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Florua 1.1.1 Giới thiệu chung flo 1.1.2 Nguồn gốc phân bố florua 1.1.3 Độc tính florua 1.1.4 Tình hình nhiễm florua Việt Nam 1.2 Các phƣơng pháp xử lý florua nƣớc 1.3 Các vật liệu hấp phụ xử lý Florua 10 1.3.1 Oxit kim loai và hydroxit 10 1.3.2 Lớ p ké p hydroxit 13 1.4 Than hoạt tính nghiên cứu ứng dụng than hoạt tính hấp phụ F 14 1.4.1 Than hoạt tính .14 1.4.2 Các nghiên cứu ứng dụng than hoạt tính hấp phụ F 19 CHƢƠNG 2: THỰC NGHIỆM 21 2.1 Mục tiêu nội dung nghiên cứu luận văn 21 2.1.1 Mục tiêu nghiên cứu 21 2.1.2 Nội dung nghiên cứu .21 2.2 Dụng cụ hóa chất 21 2.2.1 Dụng cụ 21 2.2.2 Hóa chất 21 2.2.2.1 .Chuẩn bị hóa chất phân tích Florua 21 2.2.2.2 Chuẩn bị hóa chất phân tích sắt 22 2.2.2.3 Chuẩn bị hóa chất chế tạo vật liệu hấp phụ 22 2.3 Nghiên cứu điều kiện biến tính vật liệu .23 2.3.1 Chuẩn bị vật liệu hấp phụ từ than hoạt tính nguyên khai 23 2.3.2 Chế tạo vật liệu than hoạt tính biến tính .23 2.3.2.1 Chế tạo vật liệu than hoạt tính biến tính AC-Fe 23 2.3.2.2 Chế tạo vật liệu than hoạt tính biến tính HAC-Fe 23 2.3.3 Quy trình phá mẫu xác định hàm lượng sắt mang lên vật liệu hấp phụ 26 2.4 Các phƣơng pháp nghiên cứu đặc trƣng cấu trúc vật liệu .26 2.4.1 Nhiễu xạ Rơnghen X (X-ray diffaction XRD) 26 2.4.2 Phương pháp hiển vi điện tử quét (SEM) 27 2.4.3 Phương pháp tán xạ lượng (EDX) 28 2.5 Các phƣơng pháp phân tích sử dụng thực nghiệm .30 2.5.1 Phương phá p phân tić h flo 30 2.5.1.1 Nguyên tắc xá c điṇ h của phương phá p 30 2.5.1.2 Xây dưn g đườ ng chuẩn F .31 2.5.2 Phương phá p phân tić h sắt 32 2.5.2.1 Nguyên tắc: .32 2.5.2.2 Quy trình phân tích: 33 2.6 Các phƣơng pháp đánh giá khả hấp phụ .34 2.6.1 Khảo sát sơ khả hấp phụ F 34 2.6.2 Khảo sát thời gian đạt cân hấp phụ 34 2.6.3 Xây dựng mơ hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir Frendlich 35 2.6.3.1 Phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir 35 2.6.3.2 Phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Freundlich 37 2.6.4 Khảo sát ảnh hưởng pH đến khả hấp phụ F 39 2.6.5 Khảo sát ảnh hưởng ion cạnh tranh đến trình hấp phụ F 39 2.6.6 Khảo sát khả giải hấp vật liệu sau hấp phụ 40 Chƣơng 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 41 3.1 Khảo sát tải trọng hấp phụ cực đại than hoạt tính nguyên khai .41 3.2 Nghiên cứu điều kiện biến tính nhằm nâng cao tải trọng hấp phụ Florua từ than hoạt tính nguyên khai 44 3.2.1 Nghiên cứu điều kiện oxi hóa than hoạt tính nguyên khai .44 3.2.2 Khảo sát ảnh hưởng hàm lượng sắt (III) clorua ngâm tẩm đến khả hấp phụ Florua 45 3.2.2.1 Kết xác định hàm lượng sắt (III) clorua ngâm tẩm vật liệu 45 3.2.2.2 Khảo sát ảnh hưởng hàm lượng sắt (III) clorua ngâm tẩm vật liệu 48 3.2.2.3 Khảo sát ảnh hưởng hàm lượng sắt (III) clorua ngâm tẩm sau trung hòa than NaOH 49 3.3 Nghiên cứu đặc trƣng cấu trúc vật liệu 52 3.3.1 Bề mặt vật liệu biến tính qua kính hiển vi điện tử quét SEM 52 3.3.2 Kết xác định thành phần theo phương pháp EDX 52 3.3.3 Kết chụp nhiễu xạ tia X 53 3.4 Khảo sát khả hấp phụ F- vật liệu tối ƣu 54 3.4.1 Khảo sát thời gian đạt cân hấp phụ 54 3.4.2 Khảo sát tải trọng hấp phụ cực đại vật liệu biến tính F 56 3.4.3 Khảo sát ảnh hưởng pH đến hấp phụ F .59 3.5 Khảo sát ảnh hƣởng ion cạnh tranh đến trình hấp phụ florua 60 3.5.1 Ảnh hưởng ion HCO3- đến khả hấp phụ F 60 3.5.2 Ảnh hưởng ion PO43- đến khả hấp phụ F 62 3.6 Nghiên cứu khả giải hấp tái sử dụng vật liệu 63 KẾT LUẬN 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO 67 DANH MỤC BẢNG Bảng 1: Kết tỉ lệ % mắc bệnh Fluorosis theo giới tính ba huyện An Nhơn, Tây Sơn Vân Canh Bảng 2: Kết tỉ lệ % mắc bệnh Fluorosis theo độ tuổi ba huyện An Nhơn, Tây Sơn Vân Canh Bảng 3: Ký hiệu vật liệu chế tạo từ than hoạt tính 24 Bảng 4: Chuẩn bi d ̣ aỹ dung dic ̣ h florua chuẩn 31 Bảng 5: Độ hấp thụ quang dãy dung dịch chuẩn 31 Bảng 6: Độ hấp thụ quang dãy dung dịch chuẩn Fe 33 Bảng 7: Kết khảo sát tải trọng hấp phụ cực đại F- than hoạt tính nguyên khai 41 Bảng 8: Kết xử lý F- than hoạt tính oxi hóa axit HNO3 44 Bảng 9: Kết phân tích hàm lượng Fe3+ cố định than 46 Bảng 10: Kết khảo sát khả hấp phụ F- dãy vật liệu HAC1-Fe1, HAC1Fe3, HAC1-Fe5, HAC1-Fe10 .48 Bảng 11: Kết khảo sát khả hấp phụ F- dãy vật liệu HAC2-Fe1, HAC2Fe3, HAC2-Fe5, HAC2-Fe10 .50 Bảng 12: Kết thành phần nguyên tố than sau biến tính 53 Bảng 13: Khảo sát thời gian hấp phụ F- đạt cân vật liệu sau biến tính 55 Bảng 14: Khảo sát tải trọng cực đại vật liệu biến tính với F .56 Bảng 15: Kết khảo sát ảnh hưởng pH đến hấp phụ F 59 Bảng 16: Ảnh hưởng ion HCO3- đến khả hấp phụ F 60 Bảng 17: Ảnh hưởng ion PO43- đến khả hấp phụ F .62 Bảng 18: Khảo sát trình giải hấp phụ F- vật liệu dung dịch NaOH .63 Bảng 19: Khảo sát khả tái sử dụng vật liệu .64 DANH MỤC HÌNH Hình 1: Tia tới tia phản xạ tinh thể 26 Hình 2: Nguyên lý phép phân tích EDX .30 Hình 3: Đồ thị đường chuẩn phân tích florua 32 Hình 4: Đồ thị đường chuẩn phân tích sắt 34 Hình 5: Đường hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir 36 Hình 6: Đồ thị dạng tuyến tính phương trình Langmuir 37 Hình 7: Đường hấp phụ đẳng nhiệt Freundlich 38 Hình 8: Đồ thị dạng tuyến tính phương trình Freundlich 38 Hình 9: Đường cong hấp phụ đẳng nhiệt florua than hoạt tính ngun khai 42 Hình 10: Đường hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir than hoạt tính nguyên khai 42 Hình 11: Đường hấp phụ Freundlich than hoạt tính nguyên khai 43 Hình 12: Đồ thị so sánh khả hấp phụ florua than oxi hóa khoảng 45 Hình 13: Hàm lượng Fe3+ cố định than .47 Hình 14: Khảo sát khả hấp phụ F- dãy vật liệu HAc1-Fe1, HAc1-Fe3, HAc1Fe5, HAc1-Fe10 49 Hình 15: Khảo sát khả hấp phụ F- dãy vật liệu HAC2-Fe1, HAC2-Fe3, HAC2-Fe5, HAC2-Fe10 .50 Hình 16: So sánh khả hấp phụ F- vật liệu thô AC0 với dãy vật liệu HAC1-Fe tương ứng dãy vật liệu HAC2-Fe 51 Hình 17: Hình ảnh bề mặt vật liệu than hoạt tính biến tính HAC2-Fe5 qua kính .52 Hình 18: Kết xác định thành phần vật liệu HAc2-Fe5 theo phương pháp EDX 52 Hình 19: Kết chụp nhiễu xạ tia X vật liệu HAc2-Fe5 54 Hình 20: Khảo sát thời gian đạt cân hấp phụ F 55 Hình 21: Đồ thị đường cong hấp phụ đẳng nhiệt vật liệu F .57 Hình 22: Đường tuyến tính Langmuir vật liệu F 57 Hình 23: Đường tuyến tính Freundlich vật liệu F 58 Hình 24: Khảo sát ảnh hưởng pH đến hấp phụ F 59 Hình 25: Ảnh hưởng ion HCO3- đến khả hấp phụ F 61 Hình 26: Ảnh hưởng ion PO43- đến khả hấp phụ F 62 Hình 27: Khảo sát trình giải hấp phụ F- vật liệu dung dịch NaOH 64 Hình 28: Khả tái sử dụng vật liệu 65 3.4.2 Khảo sát tải trọng hấp phụ cực đại với Florrua vật liệu tối ưu Để xây dựng hai mơ hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir Freundlich cho vật liệu tối ƣu Tiến hành khảo sát tải trọng hấp phụ cực đại ta thu đƣợc kết sau: Bảng 14: Khảo sát tải trọng cực đại vật liệu tối ưu Co(ppm) Ce(ppm) qe(mg/g) Ce/qe (g/l) ln Ce ln qe 1,96 0,15 12,92 0,67 -1,88 10 4,87 0,26 19,00 1,48 -1,29 20 7,85 0,61 12,92 2,06 -0,50 40 19,63 1,02 19,26 2,98 0,02 60 37,70 1,12 33,81 3,63 0,11 80 57,10 1,15 49,86 4,04 0,14 100 76,88 1,16 66,49 4,34 0,15 1.4 1.2 qe (mg/g) 0.8 0.6 0.4 0.2 0 20 40 60 Ce (mg/L) 80 100 Hình 21: Đồ thị đường cong hấp phụ đẳng nhiệt vật liệu F- 70 60 Ce/qe 50 40 y = 0.718x + 9.08 R² = 0.981 30 20 10 0 20 40 60 80 Ce (mg/L) Hình 22: Đường tuyến tính Langmuir vật liệu F- 100 0.40 y = 0.557x - 0.866 R² = 0.892 0.20 0.00 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 -0.20 -0.40 -0.60 -0.80 -1.00 Hình 23: Đường tuyến tính Freundlich vật liệu F- Từ phƣơng trình tún tính Langmuir Freundlich, ta tính đƣợc tải trọng hấp phụ cực đại Flo vật liệu biến tính là: qmax = 1/0,718 = 1,39 (mg/g) Với hệ số hồi quy R2 hai phƣơng trình tún tính Langmuir Freundlich thu đƣợc lần lƣợt 0,981 0,892 cho thấy mơ hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir thích hợp mơ hình Freundlich mơ tả q trình hấp phụ florua vật liệu than hoạt tính ngâm tẩm sắt Nhƣ vậy, từ than hoạt tính vật liệu thơ có tải trọng hấp phụ cực đại 0,26 mg/g, sau biến tính tải trọng hấp phụ cực đại tăng lên 1,39 mg/g Q trình hoạt hóa than hoạt tính làm tăng khả loại bỏ F-, tải trọng tăng lên 5,35 lần so với vật liệu ban đầu 3.4.3 Khảo sát ảnh hưởng pH đến hấp phụ F- Bảng 15: Kết khảo sát ảnh hưởng pH đến hấp phụ FpH 3,47 5,06 5,9 7,15 8,35 9,14 Co(ppm) 5 5 5 Ce(ppm) 1,45 1,58 1,06 1,45 1,54 1,58 q(mg/g) 0,18 0,17 0,20 0,18 0,17 0,17 6.00 7.00 8.00 9.00 q(mg/g) 0.220 0.200 0.180 0.160 0.140 0.120 0.100 2.00 3.00 4.00 5.00 pH Hình 24: Khảo sát ảnh hưởng pH đến hấp phụ F- 10.00 Kết khảo sát ảnh hƣởng pH cho thấy: Sƣ ƣ hấ p phu ƣ F - pH thấp hoăc quá cao , pH trung tính vâṭ liêu hấ p phu ƣ F - tố t Lý khiến q trình hấp phụ pH thấp F - dạng ion yếu HF Ở pH cao , hấp phụ F- bị ảnh hƣởng không chỉ bởi bề măṭ tić h điên âm mà coǹ nồng đô ƣOH - tăng nên caṇ h tranh với F- quá trình hấp phu.ƣ 3.5 Khảo sát ảnh hƣởng ion cạnh tranh đến q trình hấp phụ florua Trong nƣớc, ngồi F- cịn có ion NO3-, Cl-, PO43-, HCO3- ảnh hƣởng đến trình hấp phụ F- Theo nghiên cứu trƣớc cać anion thông thƣơǹ g nhƣ NO3-, Cl-, không caṇ h tranh nhiều vơí F - trình hấp phụ Chỉ số cać ion ảnh hƣởng nhiều đến trình hấ p phu ƣ F nhƣ PO43-, HCO3- Trong giới hạn luận văn, nghiên cứu ảnh hƣởng ion PO43-, HCO3- đến trình hấp phụ F3.5.1 Ảnh hưởng ion HCO3- đến khả hấp phụ FBảng 16: Ảnh hưởng ion HCO3- đến khả hấp phụ FF-(mg/l) CHCO3-(mg/L) Co Ce qe H% 1,27 0,19 100 50 1,63 0,17 90,20 100 1,78 0,16 86,17 200 3,25 0,09 46,99 300 3,65 0,07 36,04 400 4,08 0,05 24,52 500 4,24 0,04 20,48 120 H% 100 80 60 40 20 CHCO30 100 200 300 400 500 600 Hình 25: Ảnh hưởng ion HCO3- đến khả hấp phụ FTừ đồ thị ta nhận thấy có mặt ion HCO 3- nƣớc ngầm có ảnh hƣởng lớn đến khả hấp phụ F-, cụ thể nồng độ HCO 3- 100ppm khả hấp phụ F- 86,17%, nồng độ HCO3- tăng lên 200ppm khả hấp phụ F - 46,99% Tiếp tục tăng nồng độ HCO3- khả hấp phụ F- giảm dần Ngun nhân HCO3- anion có tính cạnh tranh F - , ngồi HCO3- có tính kiềm cao, tăng nồng độ làm thay đổi pH dung dịch, mà pH tăng khả hấp phụ F- giảm 3.5.2 Ảnh hưởng ion PO43- đến khả hấp phụ FBảng 17: Ảnh hưởng ion PO43- đến khả hấp phụ FF-(mg/l) CPO43-(mg/L) 120 Co Ce qe H% 0,51 0,22 100 5 0,89 0,21 91,65 10 0,91 0,20 91,08 20 1,07 0,20 87,62 30 1,25 0,19 83,59 40 1,33 0,18 81,87 50 1,51 0,17 77,84 H% 100 80 60 40 20 CPO 34 0 10 20 30 40 50 Hình 26: Ảnh hưởng ion PO43- đến khả hấp phụ F- 60 Từ đồ thị ta thấy ion PO43- ảnh hƣởng đến khả hấp phụ F - vật liệu, nhiên nồng độ PO43- nƣớc ngầm không cao nên ảnh hƣởng đến khả hấp phụ F- không đáng kể Cụ thể nồng độ PO 43- 5ppm khả hấp phụ F- 91,65% 3.6 Nghiên cứu khả giải hấp tái sử dụng vật liệu Sử dụng dung dịch NaOH với nồng độ khác lắc với vật liệu hấp phụ F- nhằm giải hấp lƣợng F- mang vật liệu Tiến hành khảo sát trình giải hấp vật liệu hấp phụ, ta đƣợc kết sau: Bảng 18: Khảo sát trình giải hấp phụ F- vật liệu dung dịch NaOH CNaOH (mol/L) 0,01 0,05 0,1 0,2 CF-hấp phụ(ppm) 4,71 4,71 4,71 4,71 CF-giải hấp(ppm) 4,31 4,18 4,28 4,02 Hiêụ suất giải hấp (%) 91,51 88,75 90,87 85,35 Hiệu suất (%) 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 91.51 88.75 90.87 0.01 0.05 0.1 85.35 0.2 C (NaOH) mol/L Hình 27: Khảo sát trình giải hấp phụ F- vật liệu dung dịch NaOH Vây tƣ̀ k ết thực nghiệm cho thấy giải hấp ở C NaOH = 0,01 mol/L là tối ƣu , hiê suất H = 91,51%, gần nhƣ hầu hết F - đa đƣơc giai hấp khoi vâṭ liêu Tiến hành ̉ ̉ ̃ u tái sinh vật liệu, ta thu đƣợc bảng kết sau: Bảng 19: Khảo sát khả tái sử dụng vật liệu Co (ppm) Ce (ppm) Q (mg/g) Hiêụ suất hấp phụ (%) Vật liệu gốc 0,29 0,235 100 Tái sinh lần 0,69 0,216 91,91 Tái sinh lần 0,77 0,212 90,21 Tái sinh lần 0,86 0,207 88,09 100 91.91 90.21 90 88.09 80 70 60 50 40 30 20 10 Hình 28: Khả tái sử dụng vật liệu Từ đồ thị ta nhận thấy vật liệu có khả tái sinh tái sử dụng đƣợc nhiều lần Sau lần tái sinh khả xử lý vật liệu giảm hầu nhƣ khơng nhiều, cho thấy vật liệu có khả tái sinh sử dụng nhiều lần, triển vọng ứng dụng vật liệu cao KẾT LUẬN Trong trình thực đề tài luận văn nghiên cứu hấp phụ florua vật liệu than hoạt tính biến tính, chúng tơi thu đƣợc số kết sau: Đã khảo sát yếu tố ảnh hƣởng đến q trình chế tạo vật liệu, điều kiện thích hợp để nâng cao tải trọng hấp phụ than hoạt tính là: oxi hóa than HNO3 3M 8h, sau ngâm tẩm vật liệu FeCl 0,5M, lặp lại lần, sau trung hịa NaOH 1M Đã khảo sát tải trọng hấp phụ cực đại vật liệu thô vật liệu sau biến tính để so sánh Với vật liệu thơ, tải trọng cực đại hấp phụ F - 0,26 mg/g Vật liệu sau biến tính, tải trọng hấp phụ cực đại F - tăng lên 1,39 mg/g Xác định thời gian cân hấp phụ F- 2h vật liệu biến tính Đã tiến hành nghiên cứu đánh giá đặc trƣng cấu trúc vật liệu phƣơng pháp XRD, SEM, EDX Kết cho thấy hàm lƣợng sắt mang đƣợc bề mặt vật liệu, nhiên sắt tồn dạng vơ định hình Đã nghiên cứu ảnh hƣởng số anion đến khả hấp phụ F - nhƣ: HCO3-, PO43- Ion HCO3- có nồng độ từ 50ppm có ảnh hƣởng lớn đến khả hấp phụ Flo vật liệu Ion PO43- có ảnh hƣởng đến hấp phụ F- từ nồng độ 5ppm Nghiên cứu ứng dụng vật liệu hấp phụ xử lý F- cho thấy: vật liệu dễ dàng giải hấp, tái sinh dung dịch NaOH 0,01M, sau lần tái sinh vật liệu cho kết hấp phụ tốt TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng việt Vũ Ngọc Ban (2007), Giáo trình thực tập Hóa lý, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội, Hà Nội GS TSKH Lê Huy Bá cộng (2000), Độc học môi trường, NXB Đại học Quốc gia thành phố Hồ Chí Minh, Hồ Chí Minh Lê Văn Cát (2002), Hấp phụ trao đổi ion kĩ thuật xử lí nước nước thải, NXB Thống kê, Hà Nội Nguyễn Xuân Lăng (2003), “Nghiên cứu xử lý flo cho nƣớc thải nhà máy sản xuất phân lân”, Báo cáo khoa học, Viện Hóa học Cơng nghiệp, Hà Nội Phạm Luận (2007), Giáo trình mơi trường trắc quan môi trường, Đại học Khoa học Tự nhiên Đại học Quốc gia Hà Nội, Hà Nội Hồng Nhâm (2003), Hóa học vơ cơ, Tập 2, NXBGD, Hà Nội Đỗ Ngọc Khuê, Tô Văn Thiệp, Nguyễn Văn Hồng, Đỗ Bình Minh (2007), “Nghiên cứu đặc điểm đƣờng đẳng nhiệt hấp phụ nitroglyxerin từ pha lỏng số loại than hoạt tính”, Tạp chí Hóa học, T.45 (5), tr 619-623 Lê Tự Thành, Tơ Tình Thiên Ý (2012), Kết bước đầu nghiên cứu ô nhiễm flo nước ngầm huyện Ninh Phước-tỉnh Ninh Thuận, Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên - ĐHQG thành phố Hồ Chí Minh, Hồ Chí Minh Đặng Trung Thuânƣ , Đặng Trung Tú (2008), Ô nhiêm Nam Trung Bô, fluor và bêṇ h chết Đaị hoc Quốc gia Hà Nôị , Hà Nội 10 Đỗ Quang Trung, Nguyễn Trọng Uyển (2008), “Nghiên cứu sử dụng than hoạt tính cố định Zr (IV) loại bỏ ion photphat florua nƣớc thải công ty cổ phần phân lân Ninh Bình”, Tạp chí Hóa học, 46 (2A), tr 325-330 Tiếng Anh 11 A.A.M Daifullah, S.M Yakout, S.A Elreefy (2007), “Adsorption of fluoride in aque-ous solutions using KMnO4-modified activated carbon derived from steam pyrolysis of rice straw”, J Hazard Mater, 147, 633-643 12 Amit Bhatnagar, Eva Kumar, Mika Sillanpaa (2011), “Fluoride removal from water by adsorption”, Chemical Engineering Journal, 171, 811-840 13 APHA (1998), Method 4500 F- D.: SPADNS Method Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, Washington 14 Bansal R C., Goyal M (2005), Activated Carbon Adsorption, Taylor & Francis Group, USA 15 D.P Das, J Das, K Parida (2003), “Physicochemical characterization and adsorption behaviour of calcined Zn/Al hydrotalcite-like compound (HTlc) towards removal of fluoride from aqueous solution”, J Colloid Interface Sci, 261, 213-220 16 E Kumar, A Bhatnagar, J Minkyu, W Jung, S Lee, S Kim, G Lee, H Song, J.Choi, J Yang, B Jeon (2009), “Defluoridation from aqueous solutions by granular ferric hydroxide (GFH)”, Water Res, 43, 490-499 17 F.Luo, K Inoue (2004), “The removal of fluoride ion by using metal (III)-loaded Amber-lite resins”, Solvent Extract Ion Exch, 22, 305-322 18 H Wang, J Chen, Y Cai, J Ji, L Liu, H.H Teng (2007), “Defluoridation of drinking water by Mg/Al hydrotalcite-like compounds and their calcined products”, Appl Clay Sci, 35, 59-66 19 http://www.bgs.ac.uk/research/groundwater/health/fluoride.html 20 I Abe, S Iwasaki, T Tokimoto, N Kawasaki, T Nakamura, S Tanada (2004), “Adsorption of fluoride ions onto carbonaceous materials”, J Colloid Interface Sci 275, 35-39 21 J Fawell, K Bailey, E Chilton, E Dahi, L Fewtrell, Y Magara (2006) Fluoride in Drinking Water, World Health Organization, IWA Publishing, UK 22 J.J Murray (1986), Appropriate Use of Fluorides for Human Health, World Health Organisation, Geneva 23 L Lv, J He, M Wei, D.G Evans, X Duan (2006), “Factors influencing the removal of fluoride from aqueous solution by calcined Mg-Al-CO layered double hydroxides”, J Hazard Mater B13, 119-128 24 M.A.M Sahli, S Annouar, M Tahaikt, M Mountadar, A Soufiane, A Elmidaoui (2007), “Fluoride removal for underground brackish water by adsorption on the natural chitosan and by electrodialysis”, Desalination, 21, 37-45 25 Paripurnanda Loganathan, Saravanamuthu Vigneswaran, Jaya Kandasamy, Ravi Naidub (2013), “Defluoridation of drinking water using adsorption processes”, Journal of Hazardous Materials, 1-19 26 P Trivedi, L Axe (2006), Long-term fate of metal contaminants in soils and sediments: role of intraarticle diffusion in hydrous metal oxides, R Hamon, M.McLaughlin, E Lombi (Eds.), Natural Attenuation of Trace Element Availability in Soils, CRC Taylor and Francis Group, New York, 57-71 27 R.L Ramos, J Ovalle-Turrubiartes, M.A Sanchez-Castillo (1999), “Adsorption of fluoride from aqueous solution on aluminium-impregnated carbon”, Carbon, 37, 609-617 28 S.M Maliyekkal, A.K Sharma, L.Philip (2006), “Manganese-oxide-coated alumina: a promising sorbent for defluoridation of water”, Water Res, 40, 34973506 29 S.Teng, S.Wang, W.Gong, X.Liu, B.Gao (2009), “Removal of fluoride by hydrous manganese oxide-coated alumina: performance and mechanism”, J Hazard Mater, 168, 1004-1011 30 X Fan, D.J Parker, M.D Smith (2003), “Adsorption kinetics of fluoride on low cost materials”, Water Res, 37, 4929-4937 31 Y.H Li, S.Wang, X Zhang, J Wei, C Xu, Z Luan, D Wu, B Wei (2003), “Removal of fluoride from water by carbon nanotube supported alumina”, Environ Technol, 24, 391-398 32 Y Ku, H Chiou (2002), “The adsorption of fluoride ion from aqueous solution by activated alumina”, Water Air Soil Pollut, 133, 349-360 ... thực nghiên cứu đề tài: ? ?Nghiên cƣ́ u biến tính than hoạt tính làm vật liệu hấp phụ xử lý ion florua nƣớc” Với mục đích khai thác tiềm ứng dụng than hoạt tính việc loại bỏ ion florua nƣớc, làm. .. tập nghiên cứu, em hoàn thành luận văn với đề tài: ? ?Nghiên cƣ́ u bi ến tính than hoạt tính làm vật liệu hấp phụ xử lý ion florua nƣớc” Để hoàn thành luận văn này, ngồi nỗ lực tìm tịi, nghiên cứu. .. HỌC TỰ NHIÊN Hồng Tuấn Nam NGHIÊN CỨU BIẾN TÍNH THAN HOẠT TÍNH LÀM VẬT LIỆU HẤP PHỤ XỬ LÝ ION FLORUA TRONG NƢỚC Chun ngành: Hóa Mơi Trƣờng Mã số: 60440120 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN

Ngày đăng: 24/12/2021, 20:21

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

w