3.4 KẾT QUẢ HẤP PHỤ DẦU CỦA VSR–AS
3.4.1 Dung lượng hấp phụ dầu của VSR–AS
Mục đích của thí nghiệm:
Để cải thiện khả năng hấp phụ dầu của vật liệu VSR–M, cũng như khả năng nổi của vật liệu trong môi trường nước, đề tài đã tiến hành nghiên cứu bổ sung acid vào VSR nhằm cải thiện những nhược điểm trên.
VSR–AS là sản phẩm của VSR–M phối trộn với acid béo ở các tỉ lệ khác nhau và được đem đi khảo sát khả năng hấp phụ dầu trong nước. Sau đó so sánh khả năng hấp phụ của vật liệu VSR trước và sau khi được bổ sung acid béo có được cải thiện hay không?
Bảng 3.2: Các thông số thử nghiệm khảo sát khả năng hấp phụ dầu của VSR–AS
Thông số cố định Thông số khảo sát
STT Thông số Số lượng
Xác định tỉ lệ phối trộn VSR với acid béo tối ưu
Dung lượng hấp phụ dầu của VSR–AS 1
VSR–AS ở các tỉ lệ (1:1; 1:2; 1:3;
1:4; 1:5; 1:6)
1g
2 Nước nhiễm dầu 0,5ml + 99,5 ml nước cất
3 Kích thước hạt 0,3-0,5mm
4 Thời gian hấp phụ 30 phút
5 pH 6,5
Bảng 3.3: Kết quả xử lý khả năng hấp phụ dầu của VSR–AS ở các tỉ lệ phối trộn khác nhau
Tỉ lệ X (g) Y̅± SD (g) H̅(g)
1:1 0,42 0,2708 ± 0,0034e 64,48
1:2 0,42 0,3300 ± 0,0056c 78,57
1:3 0,42 0,3394 ± 0,006b 80,81
1:4 0,42 0,3540 ± 0,0017a 84,29
1:5 0,42 0,2995 ± 0,0045d 71,31
1:6 0,42 0,2094 ± 0,0030f 49,86
Chú thích: Các chữ cái khác trên cùng một cột thì có sự khác biệt có ý nghĩa Trong đó:
X : Lượng dầu ban đầu4, (g)
Y̅ : Lượng dầu bị hấp phụ trung bình, (g)
SD : Độ lệch chuẩn
Khả năng hấp phụ dầu của VSR được phối trộn với acid béo ở các tỉ lệ từ 1:1 đến 1:6 có sự khác biệt có ý nghĩa ở xác suất 95% giữa các tỉ lệ với nhau.
Biểu đồ 3.1: Kết quả ghi nhận khả năng hấp phụ dầu của VSR – AS ở các tỉ lệ phối trộn khác nhau
Khả năng hấp phụ dầu của VSR–AS được phối trộn với acid béo ở tỉ lệ 1:4 là cao nhất và có sự khác biệt ý nghĩa với các tỉ lệ còn lại với dung lượng hấp phụ trung bình ở môi trường có lượng dầu 0,5ml (0,420g) là 0,3540g/g.
Khả năng hấp phụ dầu của VSR–AS tăng khi hàm lượng acid béo trong hỗn hợp tăng dần theo tỉ lệ phối trộn từ 1:1 đến 1:4 nhưng sau đó khả năng hấp phụ dầu lại giảm dần ở các tỉ lệ phối trộn sau đó từ 1:5 đến 1:6. Cụ thể ở môi trường chứa 0,5ml (0,42g) dầu, khả năng hấp phụ tăng dần từ tỉ lệ 1:1 (dung lượng hấp phụ trung bình là 0,2708g/g) đến tỉ lệ 1:4 (dung lượng hấp phụ trung bình là 0,3540g/g) và có xu hướng giảm dần ở các tỉ lệ phối trộn 1:5 (dung lượng hấp phụ trung bình là 0,2995) và tỉ lệ 1:6 (dung lượng hấp phụ trung bình là 0,2094).
Nguyên nhân khi hàm lượng acid béo trong hỗn hợp VSR–AS tăng tức là số mạch ankan trong hỗn hợp cũng tăng dần. Các ankan này đóng vai trò như các “xúc tua” bắt dầu rất tốt bởi tính ưa dầu và kỵ nước. Bên cạnh đó, khi hàm lượng acid béo
0,2708
0,3300 0,3394
0,3540
0,2995
0,2094
40 50 60 70 80 90 100
0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40
1:1 1:2 1:3 1:4 1:5 1:6
Hiệu suất hấp phụ (%)
Lượng dầu hấp phụ (g)
Tỉ lệ
Lượng dầu hấp phụ (g) Hiệu suất hấp phụ (%)
trong hỗn hợp tăng lên thì khả năng nổi của vật liệu cũng được cải thiện, giúp cho vật liệu nổi được mặt nước, tăng khả năng tiếp xúc với dầu từ đó tăng khả năng hấp phụ dầu của vật liệu.
Tuy nhiên, khi lượng acid béo bổ sung vào VSR quá nhiều dẫn đến các đuôi ankan gắn không đúng vị trí, che mất toàn bộ bề mặt của vật liệu làm cho vật liệu mất dần khả năng ưa dầu từ đó tăng tính ưa nước. Ngoài ra, các dây ankan sẽ hạn chế lẫn nhau do có thể tạo thành các “cuộn” thay vì tạo thành các xúc tua trong môi trường nước, từ đó làm giảm khả năng lôi kéo và hấp phụ dầu.
Bên cạnh đó, trong phân tử Cellulose của VSR có 3 nhóm hydroxyl (–OH) nên khi bổ sung acid béo vào sẽ tạo ra liên kết hóa giữa nhóm hydroxyl (–OH) và nhóm cacboxyl (–COOH) của acid béo. Tức là 1 nhóm hydroxyl (–OH) của VSR sẽ liên kết với 1 nhóm cacboxyl (–COOH) của acid béo, mà trong 1 phân tử acid béo chỉ chứa 1 nhóm cacboxyl (–COOH) nên để phản ứng phải ra hoàn toàn thì 1 phân tử cellulose của VSR sẽ cần 3 phân tử acid béo. Nhưng trong thực tế hiệu suất phản ứng giữa Cullulose và acid béo chỉ đạt khoảng 68%, nên số phân tử acid béo sử dụng ở thực tế là 4 hay tỉ lệ VSR/acid béo = 1:4 là hợp lý.
Kết luận: Kết quả hấp phụ dầu của VSR–AS được thử nghiệm với lượng dầu 0,5ml (0,42g) cho kết quả dung lượng hấp phụ cao nhất ở tỷ lệ phối trộn 1:4 và có sự khác biệt ý nghĩa với các tỷ lệ còn lại, với dung lượng hấp phụ trung bình đạt 0,354g/g.