Nghiên cứu khả năng hấp phụ metylen xanh, metyl da cam của vật liệu hấp phụ chế tạo từ đài sen

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

NGUYỄN THÙY LINH

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG HẤP PHỤ METYLEN XANH, METYL DA CAM CỦA VẬT LIỆU HẤP PHỤ CHẾ TẠO TỪ ĐÀI SEN

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC VẬT CHẤT

Thái Nguyên - 2017

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

NGUYỄN THÙY LINH

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG HẤP PHỤ METYLEN XANH, METYL DA CAM CỦA VẬT LIỆU HẤP PHỤ CHẾ TẠO TỪ ĐÀI SEN

Chuyên ngành: Hóa phân tích Mã số: 60.44.01.18

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC VẬT CHẤT

Người hướng dẫn khoa học: TS. Vũ Thị Hậu

Thái Nguyên - 2017

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

LỜI CAM ĐOAN

Ơ

nghiên cứu trong luận văn là trung thực và chưa được ai công bố trong bất cứ công

N

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết quả

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

N

Nguyễn Thùy Linh

Skype : daykemquynhon@hotmail.com https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

G

Đ

ẠO

TP

.Q

Tác giả

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

Thái Nguyên, tháng 4 năm 2017

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U Y

N

H

trình nào khác. Nếu sai tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm.

i

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

LỜI CẢM ƠN Trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài luận văn thạc sĩ, chuyên ngành

N

hóa phân tích, khoa hóa học – Trường Đại học Sư phạm – Đại học Thái Nguyên, em

H

Ơ

đã nhận được sự ủng hộ, giúp đỡ của các thầy cô giáo, bạn bè và gia đình.

.Q

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

ẠO

trong quá trình học tập, nghiên cứu..

Đ

Cuối cùng em xin gửi lời cảm ơn tới toàn thể gia đình, bạn bè đã luôn bên cạnh,

N

G

ủng hộ và động viên em trong những lúc gặp phải khó khăn để em có thể hoàn thành quá

H Ư

trình học tập và nghiên cứu.

TR ẦN

Mặc dù đã có nhiều cố gắng, song do thời gian có hạn, khả năng nghiên cứu của bản thân còn hạn chế, nên kết quả nghiên cứu có thể còn nhiều thiếu sót. Em rất mong

B

nhận được sự góp ý, chỉ bảo của các thầy giáo, cô giáo, các bạn đồng nghiệp và

10 00

những người đang quan tâm đến vấn đề đã trình bày trong luận văn, để luận văn được hoàn thiện hơn.

Ó

A

Em xin trân trọng cảm ơn!

H

Thái Nguyên, tháng 04 năm 2017

TO

ÁN

-L

Í-

Tác giả

Nguyễn Thùy Linh

D

IỄ N

Đ

Skype : daykemquynhon@hotmail.com https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

TP

học, và Ban Giám hiệu trường Đại học Sư phạm - Đại học Thái Nguyên đã giúp đỡ em

ÀN

http://daykemquynhon.ucoz.com

Em xin chân thành cảm ơn các thầy giáo, cô giáo khoa hóa học, khoa sau Đại

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U Y

hướng dẫn, tận tình giúp đỡ và tạo mọi điều kiện để em hoàn thành luận văn.

N

Trước hết, em xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc tới TS. Vũ Thị Hậu, cô giáo trực tiếp

ii

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

MỤC LỤC Trang Trang bìa phụ

LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................... ii

H

Ơ

MỤC LỤC ................................................................................................................... iii

N

LỜI CAM ĐOAN ...........................................................................................................i

U Y

DANH MỤC BẢNG BIỂU ...........................................................................................v

.Q

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

TP

MỞ ĐẦU .......................................................................................................................1

Đ

1.1. Sơ lược về thuốc nhuộm .........................................................................................3

G

1.1.1. Định nghĩa và phân loại thuốc nhuộm .................................................................3

H Ư

N

1.1.2. Tình trạng ô nhiễm do nước thải dệt nhuộm ở nước ta .......................................4 1.1.3. Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp ......................................5

TR ẦN

1.1.4. Tác hại của ô nhiễm nước thải dệt nhuộm do thuốc nhuộm ................................ 5 1.1.5. Nguồn phát sinh nước thải trong công nghiệp dệt nhuộm ...................................6

B

1.2. Giới thiệu chung về metylen xanh, metyl da cam ..................................................7

10 00

1.2.1. Metylen xanh .......................................................................................................7 1.2.2. Metyl da cam .......................................................................................................8

Ó

A

1.3. Giới thiệu về phương pháp hấp phụ .......................................................................9

H

1.3.1. Các khái niê ̣m ......................................................................................................9

-L

Í-

1.3.2. Quá trình hấp phụ động trên cột ........................................................................11

ÁN

1.3.3. Các mô hiǹ h cơ bản của quá trin ̀ h hấ p phu ̣.......................................................12 1.3.4. Hấp phụ trong môi trường nước .......................................................................16 1.4. Phương pháp phân tích xác định hàm lượng chất hữu cơ mang màu ..................17

ÀN

1.4.1. Phương pháp trắc quang ....................................................................................17

Skype : daykemquynhon@hotmail.com https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ẠO

Chương 1 TỔNG QUAN ............................................................................................... 3

TO

http://daykemquynhon.ucoz.com

DANH MỤC CÁC HÌNH.............................................................................................vi

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

N

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ..............................................................................iv

D

IỄ N

Đ

1.4.2. Các phương pháp phân tích định lượng bằng trắc quang ..................................19 1.5. Giới thiệu về cây sen, đài sen ở Việt Nam .......................................................... 19 1.6. Một số hướng nghiên cứu khả năng hấp phụ của metylen xanh và metyl da cam và sử dụng cây sen làm VLHP .............................................................................21 1.6.1. Một số hướng nghiên cứu khả năng hấp phụ của metylen xanh và metyl da cam .......................................................................................................................... 21

iii

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

1.6.2. Một số hướng nghiên cứu sử dụng cây sen làm VLHP .....................................23 1.7. Một số phương pháp nghiên cứu đặc trưng vật liệu .............................................24 1.7.1. Phương pháp phổ hồng ngoại IR .......................................................................24

Ơ

1.7.3. Phương pháp đo diện tích bề mặt riêng (BET) ..................................................25

N

1.7.2. Phương pháp hiển vi điện tử quét (SEM) .......................................................... 25

N

H

Chương 2 THỰC NGHIỆM ........................................................................................26

.Q

2.1.2. Hóa chất .............................................................................................................26

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

2.2.1. Chuẩn bị nguyên liệu .........................................................................................27

G

Đ

2.2.2. Chế tạo vật liệu hấp phụ ....................................................................................27

N

2.3. Khảo sát cực đại hấp thụ ánh sáng của dung dịch metylen xanh, metyl da

H Ư

cam ............................................................................................................................... 27

TR ẦN

2.3.1. Khảo sát cực đại hấp thụ ánh sáng của dung dịch metylen xanh ......................27 2.3.2. Khảo sát cực đại hấp thụ ánh sáng của dung dịch metyl da cam ......................28 2.4. Xây dựng đường chuẩn xác định nồng độ ............................................................ 28

10 00

B

2.4.1. Xây dựng đường chuẩn xác định nồng độ của metylen xanh ............................ 28 2.4.2. Xây dựng đường chuẩn xác định nồng độ của metyl da cam ............................ 28

A

2.5. Một số đặc trưng của VLHP .................................................................................28

H

Ó

2.5.1. Khảo sát đặc điểm bề mặt của VLHP ................................................................ 28

Í-

2.5.2. Diện tích bề mặt riêng........................................................................................28

-L

2.5.3. Phổ hồng ngoại IR ............................................................................................. 29

ÁN

2.5.4. So sánh khả năng hấp phụ của nguyên liệu và VLHP .......................................29 2.5.5. Xác định điểm đẳng điện của VLHP chế tạo được............................................29

ÀN

2.6. Khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ metylen xanh,

D

IỄ N

Đ

metyl da cam của VLHP theo phương pháp hấp phụ tĩnh ...........................................29

Skype : daykemquynhon@hotmail.com https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ẠO

2.2. Chế tạo vật liệu hấp phụ .......................................................................................27

TO

http://daykemquynhon.ucoz.com

2.1.1. Thiết bị và dụng cụ ............................................................................................ 26

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U Y

2.1. Thiết bị, dụng cụ và hóa chấ t ................................................................................26

2.6.1. Khảo sát ảnh hưởng của pH ...............................................................................29 2.6.2. Ảnh hưởng của khối lượng ................................................................................30 2.6.3. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến khả năng hấp phụ của VLHP ...............30 2.6.4. Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ .......................................................................31 2.6.5. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ đầu ................................................................ 31

iv

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

2.7. Khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ metylen xanh, metyl da cam của VLHP theo phương pháp hấp phụ động .........................................31 2.7.1. Khảo sát ảnh hưởng của tốc độ dòng đến khả năng hấp phụ metylen xanh

H

N

3.1. Kết quả khảo sát cực đại hấp thụ ánh sáng của dung dịch metylen xanh,

Ơ

Chương 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ....................................................................33

N

của VLHP theo phương pháp hấp phụ động................................................................ 31

.Q

3.1.2. Kết quả khảo sát cực đại hấp thụ ánh sáng của dung dịch metyl da cam ..........34

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

cam ............................................................................................................................... 35

Đ

3.2.1. Kết quả xây dựng đường chuẩn xác định nồng độ của metylen xanh ...............35

N

G

3.2.2. Xây dựng đường chuẩn xác định nồng độ của metyl da cam ............................ 35

H Ư

3.3. Kết quả một số đặc trưng của VLHP ....................................................................36

TR ẦN

3.3.1. Ảnh hiển vi điện tử quét (SEM).........................................................................36 3.3.2. Diện tích bề mặt riêng .........................................................................................36 3.3.3. Phổ hồng ngoại (IR) ........................................................................................... 37

10 00

B

3.3.4. Kết quả so sánh khả năng hấp phụ của nguyên liệu và VLHP .......................... 40 3.3.5. Kết quả xác định điểm đẳng điện của VLHP chế tạo được ............................... 40

A

3.4. Kết quả khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ metylen

H

Ó

xanh, metyl da cam của VLHP theo phương pháp hấp phụ tĩnh .................................42

Í-

3.4.1. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của pH ..................................................................42

-L

3.4.2. Ảnh hưởng của tỷ lệ khối lượng VLHP/thể tích dung dịch (nồng độ đầu

ÁN

xác định) ......................................................................................................................44 3.4.3. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến khả năng hấp phụ của VLHP ...............47 3.4.4. Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ .......................................................................50

D

IỄ N

Đ

ÀN

3.4.5. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ đầu ................................................................ 52

Skype : daykemquynhon@hotmail.com https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ẠO

3.2. Kết quả xây dựng đường chuẩn xác định nồng độ metylen xanh, metyl da

TO

http://daykemquynhon.ucoz.com

3.1.1. Kết quả khảo sát cực đại hấp thụ ánh sáng của dung dịch metylen xanh ..........33

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U Y

metyl da cam ................................................................................................................33

3.5. Khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ metylen xanh, metyl da cam của VLHP theo phương pháp hấp phụ động .........................................54 3.5.1. Khảo sát ảnh hưởng của tốc độ dòng đến khả năng hấp phụ metylen xanh của VLHP theo phương pháp hấp phụ động................................................................ 54

v

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

3.5.2. Khảo sát ảnh hưởng của tốc độ dòng đến khả năng hấp phụ metyl da cam của VLHP theo phương pháp hấp phụ động................................................................ 57 KẾT LUẬN..................................................................................................................59

Skype : daykemquynhon@hotmail.com https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

.Q

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

N

G

Đ

ẠO

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

N

H

Ơ

N

TÀI LIỆUTHAM KHẢO ............................................................................................ 60

vi

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

Nội dung

N

BET

Brunauer-Emmet-Teller

2

SEM

Hiển vi điện tử quét

3

VLHP

Vật liệu hấp phụ

4

IR

Phổ hồng ngoại: Infrared Spectroscopy

5

MB

Metylen xanh

6

Abs

Độ hấp thụ quang

N H Ư TR ẦN B 10 00 A Ó H Í-L ÁN TO ÀN

D

IỄ N

Đ

Skype : daykemquynhon@hotmail.com https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Đ

ẠO

TP

.Q

U Y

N

H

Ơ

1

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

Từ viết tắt

G

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

TT

iv

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

DANH MỤC BẢNG BIỂU Trang Bảng 1.1: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp dệt may .................5

N

Bảng 1.2: Các nguồn chủ yếu phát sinh nước thải công nghiệp dệt nhuộm [16] ..........7

H

Ơ

Bảng 3.1: Kết quả đo độ hấp thụ quang của dung dịch metylen xanh ở các bước

U Y

Bảng 3.2: Kết quả đo độ hấp thụ quang của dung dịch metyl da cam ở các bước

.Q

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

ẠO

nồng độ khác nhau .......................................................................................................35

Đ

Bảng 3.4: Kết quả đo độ hấp thụ quang của dung dịch metyl da cam với các

N

G

nồng độ khác nhau .......................................................................................................35

H Ư

Bảng 3.5 : Kết quả so sánh khả năng hấp phụ của nguyên liệu và VLHP ..................40

TR ẦN

Bảng 3.6: Số liệu xác định điểm đẳng điện của VLHP ...............................................41 Bảng 3.7: Ảnh hưởng của pH đến hiệu suất và dung lượng hấp phụ metylen

B

xanh, metyl da cam của VLHP....................................................................................42

10 00

Bảng 3.8: Ảnh hưởng của tỷ lệ khối lượng VLHP/thể tích dung dịch (nồng độ đầu xác định) đến khả năng hấp phụmetylen xanh, metyl da cam của VLHP ......................45

Ó

A

Bảng 3.9. Sự phụ thuộc của dung lượng, hiệu suất hấp phụ metylen xanh, metyl

H

da cam của VLHP vào thời gian .................................................................................48

-L

Í-

Bảng 3.10: Sự phụ thuộc của hiệu suất hấp phụ và dung lượng hấp phụ metylen

ÁN

xanh, metyl da cam vào nhiệt độ .................................................................................50 Bảng 3.11: Sự phụ thuộc của hiệu suất hấp phụ và dung lượng hấp phụ của VLHP vào nồng độ đầu ............................................................................................... 52 Bảng 3.13: Ảnh hưởng của tốc độ dòng đến khả năng hấp phụ metylen xanh ...........55 Bảng 3.14: Ảnh hưởng của tốc độ dòng đến khả năng hấp phụ metyl da cam ...........57

D

IỄ N

Đ

ÀN

Bảng 3.12: Dung lượng hấp phụ cực đại và hằng số Langmuir ..................................54

Skype : daykemquynhon@hotmail.com https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

TP

Bảng 3.3: Kết quả đo độ hấp thụ quang của dung dịch metylen xanh với các

TO

http://daykemquynhon.ucoz.com

sóng khác nhau ............................................................................................................34

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

N

sóng khác nhau ............................................................................................................33

v

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

DANH MỤC CÁC HÌNH Trang

Ơ

Hình 1.2. Công thức cấu tạo cation MB+ ......................................................................8

N

Hình 1.1. Công thức cấu tạo của xanh metylen ............................................................. 7

N

H

Hình 1.3. Dạng oxy hóa và dạng khử của xanh metylen ...............................................8

.Q

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

TP

phụ theo thời gian ........................................................................................................12

Đ

vào bước sóng..............................................................................................................33

G

Hình 3.2. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của độ hấp thụ quang của metyl da cam

H Ư

N

vào bước sóng..............................................................................................................34 Hình 3.3. Đồ thị đường chuẩn xác định nồng độ metylen xanh ..................................35

TR ẦN

Hình 3.4. Đồ thị đường chuẩn xác định nồng độ metyl da cam ..................................36 Hình 3.5. Ảnh hiển vi điện tử quét (SEM) của nguyên liệu ........................................36

10 00

B

Hình 3.6. Ảnh hiển vi điện tử quét (SEM) của VLHP ................................................36 Hình 3.7. Phổ hồng ngoại (IR) của nguyên liệu .......................................................... 38

A

Hình 3.8. Phổ hồng ngoại (IR) của VLHP...................................................................39

H

Ó

Hình 3.9. Biểu đồ so sánh khả năng hấp phụ của nguyên liệu và VLHP ....................40

Í-

Hình 3.10. Đồ thị xác định điểm đẳng điện của VLHP ...............................................41

-L

Hình 3.11. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của hiệu suất hấp phụ metylen xanh

ÁN

của VLHP vào pH .......................................................................................................43 Hình 3.12. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của hiệu suất hấp thụ metyl da cam

ÀN

vào pH của VLHP .......................................................................................................43

Skype : daykemquynhon@hotmail.com https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ẠO

Hình 3.1. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của độ hấp thụ quang của metylen xanh

TO

http://daykemquynhon.ucoz.com

Hình 1.5. Dạng đường cong thoát phân bố nồng độ chất bị hấp phụ trên cột hấp

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U Y

Hình 1.4. Mô hình cột hấp phụ ....................................................................................11

D

IỄ N

Đ

Hình 3.13. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của hiệu suất hấp phụ metylen xanh vào tỷ lệ khối lượng VLHP/ thể tích dung dịch .......................................................... 46 Hình 3.14. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của hiệu suất hấp phụ metyl da cam của VLHP vào tỷ lệ khối lượng VLHP/thể tích dung dịch .........................................46 Hình 3.15. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của hiệu suất hấp phụ metylen xanh của VLHP vào thời gian .............................................................................................. 49 vi

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Hình 3.16. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của hiệu suất hấp phụ metyl da cam vào thời gian ................................................................................................................49 Hình 3.17. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của hiệu suất hấp phụ metylen xanh

N

vào nhiệt độ .................................................................................................................51

Ơ

Hình 3.18. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của hiệu suất hấp phụ metyl da cam

U Y

Hình 3.19. Đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir của VLHP đối với metylen xanh .....53

.Q

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

ẠO

Hình 3.22. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của Ccb/q vào Ccb của metyl da cam ..........53

Đ

Hình 3.23. Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của tốc độ dòng đến khả năng hấp phụ

N

G

metylen xanh ...............................................................................................................56

H Ư

Hình 3.24. Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của tốc độ dòng đến khả năng hấp phụ

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

metyl da cam ...............................................................................................................58

D

IỄ N

Đ

Skype : daykemquynhon@hotmail.com https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

TP

Hình 3.21. Đường đẳng nhiệt Langmuir của VLHP đối với metyl da cam.................53

ÀN

http://daykemquynhon.ucoz.com

Hình 3.20. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của Ccb/q vào Ccb của metylen xanh ..........53

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

N

H

vào nhiệt độ .................................................................................................................51

vii

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

MỞ ĐẦU Môi trường là nhân tố có ảnh hưởng quyết định đến sự tồn tại và phát triển của mỗi con người, mỗi quốc gia trên thế giới, chính vì vậy bảo vệ môi trường và đảm

Ơ

N

bảo phát triển bền vững là vấn đề có tính sống còn của mỗi quốc gia. Trong những

N

H

năm gần đây cùng với sự phát triển của nền công nghiệp, các nhà máy khu chế xuất

.Q

phát triển vì vậy hàng năm nước thải của ngành công nhiệp này chiếm một lượng

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

G

con người, phá hủy cảnh quan môi trường tự nhiên.

Đ

được xử lý, loại bỏ sẽ xâm nhập vào cơ thể tích tụ gây hại nghiêm trọng đến sức khỏe

H Ư

N

Hiện nay, có rất nhiều phương pháp khác nhau để loại bỏ các chất hữu cơ mang màu ra khỏi môi trường nước như: thẩm thấu ngược, lọc nano, kết tủa hoặc hấp

TR ẦN

phụ,... Trong đó hấp phụ là một trong những phương pháp có nhiều ưu điểm như vật liệu sử dụng làm chất hấp phụ tương đối phong phú, dễ điều chế, chi phí thấp, thân

10 00

B

thiện với môi trường, đặc biệt không làm nguồn nước ô nhiễm thêm. Chính vì vậy đây là vấn đề đã và đang được nhiều nhà khoa học quan tâm, nghiên cứu. Trong lĩnh

A

vực xử lý môi trường, ta có thể sử dụng vật liệu tự nhiên (đá ong, quặng sắt, đất

H

Ó

bazan…) hay vật liệu chế tạo từ xơ dừa, vỏ trấu, bã mía, bã chè… những loại vật liệu

Í-

này đều có giá thành rẻ, thân thiện với môi trường và dễ kiếm tìm trong đời sống.

-L

Cây sen là loài cây quen thuộc được trồng phổ biến ở các ao hồ và rất có ý

ÁN

nghĩa đối với người dân Việt Nam. Không chỉ vậy các bộ phận của cây sen từ hạt, lá cho đến củ đều có lợi ích kinh tế cao như: nhụy sen dùng để ướp trà, lá sen để chữa

ÀN

bệnh, hạt sen dùng làm thực phẩm… Tuy nhiên, hiện nay ở Việt Nam sau khi thu

Skype : daykemquynhon@hotmail.com https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ẠO

đáng kể. Lượng nước thải này chứa nhiều chất hữu cơ mang màu độc hại nếu không

TO

http://daykemquynhon.ucoz.com

thải lớn gây ô nhiễm môi trường. Nước ta là nước có ngành công nghiệp dệt nhuộm

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U Y

ngày càng tăng. Mỗi năm những nhà máy, khu chế xuất này thải ra một lượng nước

D

IỄ N

Đ

hoạch hạt sen thì đài sen bị thải bỏ, không được sử dụng vào mục đích nào. Đài sen có đặc tính nhẹ và xốp có khả năng biến tính thành vật liệu hấp phụ tốt.

Xuất phát từ thực tế đó, chúng tôi chọn đề tài: “Nghiên cứu khả năng hấp phụ metylen xanh, metyl da cam của vật liệu hấp phụ chế tạo từ đài sen” Trong đề tài chúng tôi lần lượt tập trung nghiên cứu các nội dung sau: - Chế tạo vật liệu hấp phụ từ đài sen.

1 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

- Khảo sát một số đặc trưng vật lí của VLHP bằng phương pháp hiển vi điện tử quét (SEM), phương pháp phổ hồng ngoại (IR).

- Khảo sát khả năng hấp phụ và một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hấp phụ

N

của vật liệu hấp phụ chế tạo được theo phương pháp hấp phụ tĩnh, hấp phụ động.

Ơ

Bố cục của luận văn này gồm:

U Y

- Chương 1: Tổng quan

.Q TP

- Chương 3: Kết quả và thảo luận

ẠO

- Kết luận

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

N

G

Đ

- Tài liệu tham khảo

Skype : daykemquynhon@hotmail.com https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

- Chương 2: Thực nghiệm

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

N

H

- Mở đầu

2 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Chương 1 TỔNG QUAN 1.1. Sơ lược về thuốc nhuộm

Ơ

N

1.1.1. Định nghĩa và phân loại thuốc nhuộm

N

H

Thuốc nhuộm là những chất hữu cơ có màu, hấp thụ mạnh một phần nhất định

.Q

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

TP

Thuốc nhuộm có thể có nguồn gốc thiên nhiên hoặc tổng hợp. Hiện nay, con

Đ

thuốc nhuộm là độ bền màu và tính chất không bị phân hủy. Màu sắc của thuốc

H Ư

bao gồm nhóm mang màu và nhóm trợ màu.

N

G

nhuộm có được là do cấu trúc hóa học. Một cách chung nhất, cấu trúc thuốc nhuộm

TR ẦN

Nhóm mang màu là những nhóm chứa các nối đôi liên hợp với hệ electron π không cố định như: > C = C <, > C = N -, - N = N -, - NO2, …

B

Nhóm trợ màu là những nhóm thế cho hoặc nhận electron như: - NH2, - COOH,

10 00

- SO3H, - OH, … đóng vai trò tăng cường của nhóm mang màu bằng cách dịch chuyển năng lượng của hệ electron [20].

Ó

A

Thuốc nhuộm tổng hợp rất đa dạng về thành phần hoá học, màu sắc, phạm vi sử

Í-

H

dụng. Tùy thuộc cấu tạo, tính chất và phạm vi sử dụng được phân loại thành các họ,

-L

các loại khác nhau. Có hai cách phân loại thuốc nhuộm phổ biến nhất:

ÁN

Phân loại theo cấu trúc hoá học: thuốc nhuộm azo, thuốc nhuộm antraquinon, thuốc nhuộm inđizo, thuốc nhuộm phenazin, thuốc nhuộm triarylmetan, thuốc nhuộm

D

IỄ N

Đ

ÀN

phtaloxiamin.

Skype : daykemquynhon@hotmail.com https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ẠO

người hầu như chỉ sử dụng thuốc nhuộm tổng hợp. Đặc điểm nổi bật của các loại

TO

http://daykemquynhon.ucoz.com

những điều kiện quy định (tính gắn màu).

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U Y

của quang phổ ánh sáng nhìn thấy và có khả năng gắn kết vào vật liệu dệt trong

Phân loại theo đặc tính áp dụng: thuốc nhuộm hoàn nguyên, thuốc nhuộm lưu

hoá, thuốc nhuộm trực tiếp, thuốc nhuộm phân tán, thuốc nhuộm bazơ cation, thuốc nhuộm axit, thuốc nhuộm hoạt tính [20]. Ở đây chúng tôi chỉ đề cập đến một số loại thuốc nhuộm nhằm làm sáng tỏ hơn về loại thuốc nhuộm sử dụng trong phần thực nghiệm của đề tài.

3 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Thuốc nhuộm azo: Nhóm mang màu là nhóm azo (- N = N -) phân tử thuốc nhuộm có một nhóm azo (monoazo) hay nhiều nhóm azo (điazo, triazo, polyazo).

Thuốc nhuộm trực tiếp: Là loại thuốc nhuộm anion có dạng tổng quát

H

Ơ

bắt màu vào sợi. Trong tổng số thuốc nhuộm trực tiếp thì có 92% thuốc nhuộm azo.

N

Ar─SO3Na. Khi hoà tan trong nước nó phân ly cho về dạng anion thuốc nhuộm và

.Q

dễ tan trong nước cho cation mang màu. Trong các màu thuốc nhuộm bazơ, các lớp

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Đ

ẠO

(5%) và các loại khác.

G

Thuốc nhuộm axit: Là muối của axit mạnh và bazơ mạnh chúng tan trong nước

Ar  SO3 Na

Ar  SO3

+ Na 

TR ẦN

→

H Ư

N

phân ly thành ion:

Anion mang màu, thuốc nhuộm tạo liên kết ion với tâm tích điện dương của vật

B

liệu. Thuốc nhuộm axit có khả năng tự nhuộm màu tơ sợi protein (len, tơ tằm,

10 00

polyamit) trong môi trường axit. Xét về cấu tạo hoá học có 79% thuốc nhuộm axit azo, 10% là antraquion, 5% là triarylmetan và 6% là lớp hoá học khác [20].

Ó

A

1.1.2. Tình trạng ô nhiễm do nước thải dệt nhuộm ở nước ta

Í-

H

Hiện nay, sản xuất công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp ở các làng nghề đạt được

-L

những thành tựu đáng kể nhưng do công nghệ lạc hậu, quy mô nhỏ lẻ nên chưa xử lý

ÁN

được chất thải sau quá trình sản xuất dẫn đến ô nhiễm môi trường nước nghiêm trọng ảnh hưởng tới sức khỏe cộng đồng. Tại một số làng nghề như: Vạn Phúc, Dương Nội

ÀN

(Hà Đông – Hà Nội), nhu cầu oxy hoá học (COD) trong các công đoạn tẩy, nhuộm đo

D

IỄ N

Đ

được từ 380 ÷ 890mg/L, cao hơn tiêu chuẩn cho phép từ 3 ÷ 8 lần, độ màu đo được là

Skype : daykemquynhon@hotmail.com https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

hoá học được phân bố: azo (43%), triazylmetan (11%), arycydin (7%), antraquinon

TO

http://daykemquynhon.ucoz.com

màu bằng tananh. Là các muối clorua, oxalat hoặc muối kép của bazơ hữu cơ chúng

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U Y

N

Thuốc nhuộm bazơ cation: Các thuốc nhuộm bazơ dễ nhuộm tơ tằm, bông cầm

750Pt - Co, cao hơn tiêu chuẩn cho phép nhiều lần. Các vấn đề về sự ô nhiễm môi trường dưới sự tác động của ngành công nghiệp dệt nhuộm đã gia tăng trong nhiều năm qua. Các quá trình tẩy nhuộm có tỷ lệ mất mát chất tẩy nhuộm lên đến 50%.

Nguyên nhân của việc mất mát chất tẩy, nhuộm là do các chất này không bám dính

4 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

hết vào sợi vải, số phẩm nhuộm này sẽ đi theo đường nước thải ra ngoài. Vì vậy, việc xử lý nước thải dệt nhuộm là vấn đề cần được quan tâm nghiên cứu.

1.1.3. Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp

N

Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp dệt may được trình bày

H

Ơ

trong bảng 1.1 [18].

.Q

Độ màu

Pt - Co

2

Độ pH

-

3

BOD5 (ở 20oC)

4

COD

50

B 150

Đ

1

ẠO

A

5,5 - 9

30

50

75

150

TR ẦN

mg/L

H Ư

N

G

6-9

B

mg/L

10 00

Trong đó:

- Cột A quy định giá trị giới hạn của các thông số ô nhiễm trong nước thải công

Ó

A

nghiệp khi xả vào nguồn nước được dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt.

Í-

H

- Cột B quy định giá trị giới hạn của các thông số ô nhiễm trong nước thải công

-L

nghiệp khi xả vào nguồn nước không dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt.

ÁN

Như vậy, nước thải công nghiệp nói chung và nước thải ngành dệt nhuộm nói

TO

riêng, để đạt tiêu chuẩn cho phép thải ra môi trường sinh thái cần tuân thủ nghiêm

D

IỄ N

Đ

ÀN

ngặt khâu xử lý các hóa chất gây ô nhiễm môi trường có mặt trong nước thải.

Skype : daykemquynhon@hotmail.com https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Đơn vị

TP

Thông số

TT

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

Giới hạn theo TCVN 2008

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U Y

N

Bảng 1.1: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp dệt may

1.1.4. Tác hại của ô nhiễm nước thải dệt nhuộm do thuốc nhuộm Thuốc nhuộm tổng hợp có từ lâu và ngày càng được sử dụng nhiều trong các ngành công nghiệp dệt may, giấy, cao su, mỹ phẩm.... do dễ sử dụng, giá thành rẻ, màu sắc đa dạng so với màu tự nhiên. Tuy nhiên, hầu hết các thuốc nhuộm sử dụng trong ngành công nghiệp dệt may đều có độ độc tính cho môi trường sống

5 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

trong nước. Mặt khác, các chất hoạt động bề mặt và các hợp chất liên quan, chẳng hạn như bột giặt, các chất nhũ hóa, các chất phân tán được sử dụng trong hầu hết các công đoạn của mỗi quy trình gia công và cũng có thể là một trong những

N

nguồn quan trọng tạo độc tính cho môi trường nước [3].

H

Ơ

Ngành công nghiệp dệt nhuộm nước ta đang phát triển rất đa dạng với quy mô

.Q

và các sản phẩm của chúng gây ô nhiễm nguồn nước mặt, nước ngầm, ảnh hưởng đến

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

ẠO

bệnh về da, đường hô hấp, ung thư…, đối với hệ sinh thái thủy sinh có thể phá hủy

G

Đ

hoặc ức chế khả năng sinh sống của vi sinh vật [2].

H Ư

N

1.1.5. Nguồn phát sinh nước thải trong công nghiệp dệt nhuộm Trong nhiều thập kỷ qua, ngành công nghiệp dệt nhuộm luôn có vị trí quan

TR ẦN

trọng trong nền kinh tế quốc dân. Với các doanh nghiệp nhà nước, doanh nghiệp tư nhân, dự án liên doanh và các nhà máy có vốn đầu tư 100% nước ngoài cùng rất

10 00

B

nhiều tổ hợp tư nhân nhỏ, vừa và lớn đang hoạt động trong lĩnh vực sợi, dệt, nhuộm nhằm phấn đấu đạt chỉ tiêu hơn hai tỷ mét vải vào năm 2020 cho thấy quy mô và

A

định hướng phát triển lớn mạnh của ngành công nghiệp này. Tuy nhiên, trong số các

H

Ó

nhà máy chỉ có nhà máy lớn có xây dựng hệ thống xử lý nước thải còn lại hầu như

Í-

chưa có hệ thống xử lý vẫn còn xả trực tiếp ra môi trường. Loại nước thải dệt

-L

nhuộm có độ kiềm hoặc độ axit cao, màu đậm, có nhiều chất hữu cơ, vô cơ gây độc

ÁN

cho quần thể sinh vật và ảnh hưởng sức khoẻ cộng đồng. Ở các ngành công nghiệp dệt may, nước thải thường có độ pH trung bình từ 9-11,

ÀN

chỉ số nhu cầu ôxy sinh hoá (BOD), nhu cầu ôxy hoá học (COD) có thể lên đến 700mg/1

Skype : daykemquynhon@hotmail.com https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

TP

sức khỏe con người và hệ sinh thái thủy sinh. Cụ thể đối với con người gây ra các

TO

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

Nước thải dệt nhuộm thường có độ màu rất cao. Việc sử dụng rộng rãi thuốc nhuộm

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

N

khác nhau và đã thải ra ngoài môi trường một lượng lớn nước thải gây ô nhiễm cao.

D

IỄ N

Đ

và 2.500mg/1, hàm lượng chất rắn lơ lửng... cao gấp nhiều lần giới hạn cho phép. Hàm lượng nước thải của các ngành này có chứa xyanua (CN-) vượt đến 84 lần, H2S vượt 4,2 lần, hàm lượng NH3 vượt 84 lần tiêu chuẩn cho phép nên đã gây ô nhiễm nặng nề các nguồn nước bề mặt trong vùng dân cư. Do đó vấn đề ô nhiễm chủ yếu trong ngành dệt nhuộm là ô nhiễm nguồn nước.

6 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Nguồn nước thải phát sinh trong công nghiệp dệt nhuộm từ các công đoạn hồ sợi, giũ hồ, nấu, tẩy, nhuộm và hoàn tất. Trong đó, lượng nước thải chủ yếu do quá

Sản xuất vải, sợi len và pha

(tổng hợp/bông, visco)

(tổng hợp/len)

Giũ hồ

Giặt

Giặt

Giặt

Cacbon hóa (với len 100%)

Làm bóng

Làm bóng

Định hình ướt

Nấu – tẩy trắng

Nấu – tẩy trắng

Tẩy trắng (nếu yêu cầu)

Nhuộm

Nhuộm

In hoa

In hoa

G N H Ư

TR ẦN

Nhuộm In hoa

10 00

B

1.2. Giới thiệu chung về metylen xanh, metyl da cam 1.2.1. Metylen xanh

A

Metylen xanh là một hợp chất thơm dị vòng, có một số tên gọi khác như:

H

Ó

tetramethylthionine chlorhydrate, methylene blue, methylthioninium chloride,

Í-

glutylene, có công thức phân tử là: C16H18N3SCl [4].

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Công thức cấu tạo của metylen xanh như sau:

Skype : daykemquynhon@hotmail.com https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ẠO

TP

.Q

Giũ hồ

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U Y

N

H

Sản xuất vải sợi pha

Đ

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

Sản xuất vải sợi bông

Ơ

Bảng 1.2: Các nguồn chủ yếu phát sinh nước thải công nghiệp dệt nhuộm [16]

N

trình giặt sau mỗi công đoạn.

Hình 1.1. Công thức cấu tạo của xanh metylen Metylen xanh có phân tử khối là 319,85 g/mol. Nhiệt độ nóng chảy là: 100 110°C. Khi tồn tại dưới dạng ngậm nước (C16H18N3SCl.3H2O) trong điều kiện tự nhiên, khối lượng phân tử của metylen xanh là 373,9 g/mol [17].

7 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Metylen xanh là một chất màu thuộc họ thiozin, phân ly dưới dạng cation

U Y

.Q

Metylen xanh có thể bị oxy hóa hoặc bị khử và mỗi phân tử bị oxy hóa và bị

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Hình 1.3. Dạng oxy hóa và dạng khử của xanh metylen

Ó

A

Metylen xanh là một loại thuốc nhuộm bazơ cation, là hóa chất được sử dụng

H

rộng rãi trong các ngành nhuộm vải, nilon, da, gỗ, sản xuất mực in. Metylen xanh bị

-L

Í-

hấp thụ rất mạnh bởi các loại đất khác nhau. Trong môi trường nước, metylen xanh bị

ÁN

hấp thu vào vật chất lơ lửng và bùn đáy ao và không có khả năng bay hơi ra ngoài

TO

môi trường nước ở bề mặt nước. Nếu thải metylen xanh vào trong không khí, nó sẽ tồn tại cả ở dạng hơi và bụi lơ lửng [20].

D

IỄ N

Đ

1.2.2. Metyl da cam

Skype : daykemquynhon@hotmail.com https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

10 00

B

TR ẦN

H Ư

N

G

Đ

ẠO

TP

khử khoảng 100 lần/giây. Quá trình này làm tăng tiêu thụ oxy của tế bào.

ÀN

http://daykemquynhon.ucoz.com

Hình 1.2. Công thức cấu tạo cation MB+

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

N

H

Ơ

N

MB+ là C16H18N3S+:

Metyl da cam là một chất bột tinh thể màu da cam, không tan trong dung môi hữu cơ, khó tan trong nước nguội nhưng dễ tan trong nước nóng. Metyl da cam là một monoazo thường được sử dụng trong phòng thí nghiệm, dệt may và các ngành công nghiệp khác. Metyl da cam có thể xâm nhập vào cơ thể qua đường ăn uống, chuyển hóa thành các amin thơm bằng vi sinh đường ruột và thậm chí có thể dẫn tới ung thư

8 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

đường ruột. Dung dịch trong nước dùng làm chỉ thị chuẩn độ axit - bazơ, có màu hồng trong môi trường axit, màu vàng da cam trong môi trường kiềm, khoảng pH chuyển màu là 3,1 - 4,4 [17].

Ơ

N

Công thức phân tử: C 14 H 14 N 3 O 3 SNa

CH3 CH3

G

N

N

N

N

SO3

TR ẦN

H3C

H Ư

H3C

Đ

ẠO

Trong môi trường kiềm và trung tính, nó có màu vàng là màu của anion:

Trong môi trường axit, anion này kết hợp với proton (H  ) chuyển thành cation

10 00

H3C

B

màu đỏ:

N

H N

SO3H

H

Ó

A

H3C

N

Í-

1.3. Giới thiệu về phương pháp hấp phụ

ÁN

-L

1.3.1. Các khái niê ̣m

TO

1.3.1.1. Sự hấ p phụ Hấ p phu ̣ là sự tích lũy chất trên bề mă ̣t phân cách các pha (khí-rắ n, lỏng-rắ n,

D

IỄ N

Đ

ÀN

khi-́ lỏng, lỏng-lỏng). Chất hấp phu ̣ là chấ t mà phầ n tử ở lớp bề mă ̣t có khả năng hút

Skype : daykemquynhon@hotmail.com https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

TP

Metyl da cam: là chất hữu cơ có tính chất lưỡng tính với hằng số axit Ka= 4.10-4.

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

N

N

N

U Y

N

.Q

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

NaO3S

H

Công thức cấu tạo:

các phần tử của pha khác nằ m tiế p xúc với nó. Chấ t bi ̣ hấp phu ̣ là chấ t bi ̣ hút ra khỏi pha thể tić h đến tập trung trên bề mă ̣t chấ t hấ p phụ.

Tuỳ theo bản chấ t của lực tương tác giữa chấ t hấ p phu ̣ và chấ t bi ̣ hấ p phu ̣, người ta phân biê ̣t hấ p phu ̣ vâ ̣t lý và hấ p phu ̣ hoá ho ̣c. Hấ p phu ̣ vâ ̣t lý gây ra bởi lực Vander Waals giữa phầ n tử chấ t bi ̣hấ p phu ̣ và bề mă ̣t chấ t hấ p phu ̣, liên kế t này yế u,

9 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

dễ bi ̣ phá vỡ. Hấ p phu ̣ hoá ho ̣c gây ra bởi lực liên kế t hoá ho ̣c giữa bề mă ̣t chấ t hấ p phu ̣ và phầ n tử chấ t bi ̣hấ p phu ̣, liên kế t này bề n, khó bi ̣phá vỡ.

Trong thực tế , sự phân biệt giữa hấ p phu ̣ vật lý và hấ p phụ hoá ho ̣c chỉ là

N

tương đối vì ranh giới giữa chúng không rõ rê ̣t. Mô ̣t số trường hơ ̣p tồ n ta ̣i cả quá trình

H

Ơ

hấ p phu ̣ vật lý và hấ p phụ hoá ho ̣c. Ở vùng nhiê ̣t đô ̣ thấ p xảy ra quá triǹ h hấ p phu ̣ vâ ̣t

U Y TP

Đ

hấ p phụ dựa trên nguyên tắ c sử du ̣ng các yế u tố bất lơ ̣i đố i với quá trình hấ p phu ̣.

N

G

Đối với hấp phụ vật lý để làm giảm khả năng hấp phụ có thể tác động thông

H Ư

qua các yếu tố sau:

TR ẦN

- Giảm nồng độ chất bị hấp phụ ở dung dịch để thay đổi thế cân bằng hấp phụ.

- Tăng nhiệt độ.

B

- Thay đổi bản chất tương tác của hệ thống thông qua thay đổi pH môi trường.

10 00

- Sử dụng tác nhân hấp phụ mạnh hơn để đẩy các chất đã hấp phụ trên bề mặt

A

chất rắn.

H

Ó

- Sử dụng tác nhân là vi sinh vật.

Í-

Dựa trên nguyên tắc giải hấp phụ nêu trên, một số phương pháp tái sinh vâ ̣t

-L

liê ̣u hấ p phu ̣ đã được sử dụng: phương pháp nhiê ̣t, phương pháp hoá lý, phương pháp

ÁN

vi sinh [2].

Đ

ÀN

TO

1.3.1.3. Dung lượng hấ p phụ cân bằ ng Dung lượng hấp phụ cân bằng là khố i lươ ̣ng chấ t bi ̣ hấ p phu ̣ trên mô ̣t đơn vi ̣

Skype : daykemquynhon@hotmail.com https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ẠO

Giải hấp phu ̣ là quá trình chất bi ̣ hấ p phu ̣ ra khỏi lớp bề mă ̣t chấ t hấ p phu ̣. Giải

IỄ N D

.Q

1.3.1.2. Giải hấ p phụ

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

lên [10].

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

N

lý, khi tăng nhiệt độ khả năng hấp phu ̣ vâ ̣t lý giảm và khả năng hấ p phu ̣ hoá ho ̣c tăng

khố i lượng chất hấp phụ ở tra ̣ng thái cân bằ ng ở điề u kiê ̣n xác đinh ̣ về nồ ng đô ̣ và nhiê ̣t đô ̣.

Dung lượng hấp phụ được tính theo công thức: q

(C o  C cb ).V m

(1.1)

10 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Trong đó: q: dung lươ ̣ng hấ p phụ cân bằ ng (mg/g).

V: thể tích dung dịch chấ t bi ̣hấ p phu ̣ (l).

Ơ

N

m: khố i lươ ̣ng chất hấ p phụ (g).

TR ẦN

Trong đó: - H: Hiệu suất hấp phụ

- Co: nồng độ dung dịch ban đầu (mg/l)

B

- Ccb: nồng độ dung dịch khi đạt cân bằng hấp phụ (mg/l) [10]

10 00

1.3.2. Quá trình hấp phụ động trên cột

Ó

A

Quá trình hấp phụ động trên cột được mô tả như sau

H

Cho một dòng khí hay dung dịch chứa chất bị hấp phụ qua cột hấp phụ. Sau một

-L

Í-

thời gian thì cột hấp phụ chia làm ba vùng:

ÁN

Lối vào

TO

1.Vùng hấp phụ bão hoà

Đ

ÀN

2.Vùng chuyển khối

Skype : daykemquynhon@hotmail.com https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

(1.2)

N

G

(Co  Ccb ) .100% Co

H Ư

H

Đ

dịch ban đầu.

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

TP

ẠO

Hiệu suất hấp phụ là tỷ số giữa nồng độ dung dịch bị hấp phụ và nồng độ dung

IỄ N D

U Y .Q

1.3.1.4. Hiệu suất hấp phụ

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

Ccb: nồ ng đô ̣ dung dich ̣ khi đa ̣t cân bằ ng hấ p phu ̣ (mg/l).

N

H

Co: nồ ng đô ̣ dung dich ̣ ban đầ u (mg/l).

3.Vùng chưa xảy ra sự hấp phụ Lối ra Hình 1.4. Mô hình cột hấp phụ Vùng 1 (Đầu vào nguồn xử lý): Chất hấp phụ đã bão hòa và đạt trạng thái cân

11 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

bằng. Nồng độ chất bị hấp phụ ở đây bằng nồng độ của nó ở lối vào.

Vùng 2 (Vùng chuyển khối): Nồng độ chất bị hấp phụ thay đổi từ giá trị nồng độ ban đầu tới không.

N

Vùng 3 (Vùng lối ra của cột hấp phụ): Vùng mà quá trình hấp phụ chưa xảy ra,

H

Ơ

nồng độ chất bị hấp phụ bằng không.

.Q

chuyển khối chạm tới đáy cột. Đây là thời điểm cần dừng quá trình hấp phụ để nồng

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

H Ư

C

B

t

10 00

O

TR ẦN

Co

phụ theo thời gian

H

Ó

A

Hình 1.5. Dạng đường cong thoát phân bố nồng độ chất bị hấp phụ trên cột hấp

Í-

Tại điểm cuối của cột hấp phụ, nồng độ của chất bị hấp phụ xuất hiện và tăng

-L

dần theo thời gian. Đồ thị biểu diễn sự biến đổi nồng độ của chất bị hấp phụ trên cột

ÁN

hấp phụ theo thời gian được gọi là đường cong thoát và có dạng như hình 1.5.

1.3.3. Các mô hình cơ bản của quá trình hấ p phụ

D

IỄ N

Đ

ÀN

1.3.3.1. Mô hình động học hấ p phụ

Skype : daykemquynhon@hotmail.com https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

N

G

Đ

phụ được giải hấp để tiếp tục thực hiện quá trình hấp phụ.

ẠO

độ của chất bị hấp phụ ở lối ra không vượt quá giới hạn cho phép. Tiếp theo cột hấp

TO

http://daykemquynhon.ucoz.com

chuyển theo chiều dài của cột hấp phụ. Chất hấp phụ sẽ xuất hiện ở lối ra khi vùng

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U Y

N

Khi thời gian thực hiện quá trình hấp phụ tăng lên thì vùng hấp phụ dịch

Đối với hê ̣ hấ p phu ̣ lỏng- rắn, quá trình đô ̣ng học hấ p phu ̣ xảy ra theo các giai

đoa ̣n chính sau: - Khuếch tán của các chấ t bi ̣hấp phu ̣ từ pha lỏng tới bề mă ̣t chấ t hấ p phu ̣.

- Khuếch tán bên trong ha ̣t hấp phu ̣.

12 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

- Giai đoa ̣n hấp phu ̣ thực sự: các phầ n tử bi ̣ hấ p phu ̣ chiế m chỗ các trung tâm hấ p phu ̣.

Trong tấ t cả các giai đoạn đó, giai đoa ̣n nào có tố c đô ̣ châ ̣m nhấ t sẽ quyết đinh ̣

N

toàn bộ quá triǹ h đô ̣ng ho ̣c hấ p phu ̣. Với hệ hấ p phu ̣ trong môi trường nước, quá trin ̀ h

N

.Q TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

dx   (C0  Ccb )  k(q max  q) dt

(1.4)

G

Đ

V

H Ư

N

Trong đó:

TR ẦN

x: nồng độ chất bị hấp phụ (mg/l). t: thời gian (giây).

B

: hê ̣ số chuyể n khố i.

10 00

Co: nồ ng đô ̣ chấ t bi hấ ̣ p phu ̣ trong pha mang ta ̣i thời điể m ban đầ u (mg/l).

A

Ccb: nồ ng đô ̣ chấ t bi hấ ̣ p phu ̣ trong pha mang ta ̣i thời điể m t (mg/l).

H

Ó

k: hằ ng số tố c độ hấ p phu ̣.

-L

Í-

q: dung lươ ̣ng hấ p phu ̣ tại thời điểm t (mg/g).

ÁN

qmax: dung lươ ̣ng hấ p phu ̣ cực đa ̣i (mg/g).

Đ

ÀN

TO

Phương trình động học hấp phụ biểu kiến bậc nhất Lagergren

dqt  k1 ( qe  qt ) dt

(1.5)

Skype : daykemquynhon@hotmail.com https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ẠO

Tố c đô ̣ hấ p phụ phu ̣ thuô ̣c bâ ̣c nhấ t vào sự biế n thiên nồ ng đô ̣ theo thời gian:

IỄ N D

(1.3)

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

dx dt

v

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

Tốc độ hấp phụ v là biế n thiên nồ ng đô ̣ chấ t bi ̣hấ p phu ̣ theo thời gian:

H

Ơ

khuế ch tán thường chậm và đóng vai trò quyế t đinh. ̣

Dạng tích phân của phương trình trên là:

lg(qe  qt )  lg qe 

k1 t 2,303

(1.6)

Phương trình động học hấp phụ biểu kiến bậc hai có dạng:

13 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

dqt  k 2 ( q e  qt ) 2 dt

(1.7)

Dạng tích phân của phương trình này là: t 1 1   t 2 qt k 2 .qe qe

Ơ

N

(1.8)

U Y

qe, qt là dung lượng hấp phụ tại thời gian đạt cân bằng và tại thời gian t (mg/g).

.Q

TP

gian-1) biểu kiến.

ẠO

1.3.3.2. Các mô hình đẳ ng nhiê ̣t hấ p phụ

G

Đ

Có thể mô tả quá trình hấ p phu ̣ dựa vào đường đẳng nhiê ̣t hấ p phu ̣. Đường

N

đẳng nhiệt hấp phụ biể u diễn sự phụ thuô ̣c của dung lươ ̣ng hấ p phu ̣ ta ̣i mô ̣t thời điể m

H Ư

vào nồ ng đô ̣ cân bằ ng của chất bi ̣ hấ p phu ̣ trong dung dich ̣ ta ̣i thời điểm đó ở mô ̣t

TR ẦN

nhiệt độ xác đinh. ̣ Đường đẳ ng nhiê ̣t hấ p phu ̣ đươ ̣c thiết lâ ̣p bằ ng cách cho mô ̣t lươ ̣ng xác định chấ t hấ p phụ vào một lươ ̣ng cho trước dung dich ̣ có nồ ng đô ̣ đã biế t của chấ t

B

bi hấ ̣ p phu ̣.

10 00

Với chấ t hấ p phu ̣ là chất rắn, chấ t bi ̣hấp phu ̣ là chấ t lỏng thì đường đẳ ng nhiê ̣t

A

hấp phụ được mô tả qua các phương triǹ h đẳ ng nhiê ̣t: phương triǹ h đẳ ng nhiê ̣t hấp

H

Ó

phụ Henry, phương trình đẳ ng nhiê ̣t hấ p phu ̣ Freundlich và phương trình đẳ ng nhiê ̣t

Í-

hấ p phu ̣ Langmuir,.... [11].

-L

Mô hình đẳ ng nhiệt hấ p phụ Henry

ÁN

Phương trình đẳng nhiệt hấp phụ Henry: là phương trin ̀ h đẳ ng nhiệt đơn giản

TO

mô tả sự tương quan tuyế n tiń h giữa lượng chấ t bi ̣ hấp phu ̣ trên bề mă ̣t pha rắ n và

D

IỄ N

Đ

ÀN

nồ ng đô ̣ (áp suất) của chất bi ̣hấ p phu ̣ ở tra ̣ng thái cân bằ ng: a = K. P

Skype : daykemquynhon@hotmail.com https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

k1, k2 là hằng số tốc độ hấp phụ bậc nhất (thời gian-1) và bậc hai (g.mg-1. thời

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

N

H

Trong đó:

(1.9)

Trong đó: K: hằ ng số hấ p phụ Henry. a: lươ ̣ng chấ t bị hấ p phụ (mol/g).

P: áp suấ t (mmHg).

14 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Từ số liệu thực nghiê ̣m cho thấ y vù ng tuyến tính nà y nhỏ . Trong vù ng đó, sự tương tác giữa các phân tử chấ t bi ̣ hấp phu ̣ trên bề mă ̣t chấ t rắn là không đá ng kể [16].

N

Mô hình đẳ ng nhiê ̣t hấp phụ Freundlich

H

Ơ

Phương trình đẳ ng nhiê ̣t hấ p phu ̣ Freundlich là phương trình thực nghiê ̣m mô

1

q  k . Ccbn

Đ G

1 lg C cb n

(1.11)

N

lg q  lg k 

ẠO

Hoặc dạng phương trình đường thẳng:

H Ư

Trong đó:

TR ẦN

k: hằng số phu ̣ thuô ̣c vào nhiê ̣t đô ̣, diê ̣n tích bề mă ̣t và các yế u tố khác. n: hằ ng số phu ̣ thuô ̣c vào nhiê ̣t độ và luôn lớn hơn 1.

10 00

B

Phương trình Freundlich phản ánh khá sát số liệu thực nghiê ̣m cho vùng ban đầu và vùng giữa của đường hấp phu ̣ đẳ ng nhiê ̣t tức là ở vùng nồ ng đô ̣ thấ p của chấ t

Ó

A

bi hấ ̣ p phụ [11].

H

Mô hình hấ p phụ đẳ ng nhiê ̣t Langmuir:

q  q m ax

b.C cb 1  b.C cb

(1.12)

TO

ÁN

-L

Í-

Phương trình hấ p phụ đẳ ng nhiệt Langmuir có dạng:

D

IỄ N

Đ

ÀN

Trong đó:

Skype : daykemquynhon@hotmail.com https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

TP

(1.10)

.Q

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

Phương trình này đươ ̣c biể u diễn bằ ng mô ̣t hàm số mũ:

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U Y

N

tả sự hấ p phu ̣ xảy ra trong pha ̣m vi một lớp [11].

q: dung lươ ̣ng hấ p phu ̣ ta ̣i thời điể m cân bằ ng (mg/g). qmax: dung lươ ̣ng hấ p phu ̣ cực đa ̣i (mg/g). b: hằ ng số Langmuir.

Khi tić h số b.Ccb << 1 thì q = qmax.b.Ccb: mô tả vùng hấ p phu ̣ tuyế n tính.

Khi tích số b.Ccb >> 1 thì q = qmax : mô tả vùng hấ p phu ̣ baõ hoà.

15 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Phương trình Langmuir có thể biểu diễn dưới dạng phương trình đường thẳng: Ccb 1 1  Ccb  q q m ax q m ax.b

(1.13)

Ơ H

(1.14)

N

RL = 1/(1+b.C0)

N

Phương trình Langmuir được đặc trưng bằng tham số RL

.Q TP

1.3.4. Hấp phụ trong môi trường nước

ẠO

Hấp phụ trong môi trường nước là hấp phụ hỗn hợp, vì trong hệ có ít nhất ba

Đ

thành phần gây tương tác là: nước - chất hấp phụ - chất bị hấp phụ. Do sự có mặt của

N

G

nước nên trong hệ sẽ xảy ra quá trình hấp phụ cạnh tranh và có chọn lọc giữa chất bị

H Ư

hấp phụ và nước tạo ra các cặp hấp phụ là: chất bị hấp phụ - chất hấp phụ; nước - chất

TR ẦN

hấp phụ, cặp nào có tương tác mạnh hơn thì hấp phụ xảy ra với cặp đó.

Tính chọn lọc của các cặp hấp phụ phụ thuộc vào các yếu tố: độ tan của chất bị

B

hấp phụ trong nước, tính ưa nước hoặc kị nước của chất hấp phụ, mức độ kị nước của

10 00

chất bị hấp phụ trong nước. Vì vậy, khả năng hấp phụ của chất hấp phụ đối với chất bị hấp phụ trước tiên phụ thuộc vào tính tương đồng về độ phân cực giữa chúng: chất

Ó

A

bị hấp phụ không phân cực được hấp phụ tốt trên chất hấp phụ không phân cực và

H

ngược lại. Đối với các chất có độ phân cực cao, ví dụ các ion kim loại hay một số

-L

Í-

dạng phức oxy anion như SO 24 , PO 34 , CrO 24 … thì quá trình hấp phụ xảy ra do

ÁN

tương tác tĩnh điện thông qua lớp điện kép. Các ion hoặc các phân tử có độ phân cực

TO

cao trong nước bị bao bọc bởi một lớp vỏ là các phân tử nước, do đó bán kính (độ lớn) của các ion, các phân tử chất bị hấp phụ có ảnh hưởng nhiều đến khả năng hấp

D

IỄ N

Đ

ÀN

phụ của hệ do tương tác tĩnh điện. Với các ion cùng hóa trị, ion nào có bán kính lớn

Skype : daykemquynhon@hotmail.com https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

RL=1 thì sự hấp phụ là tuyến tính.

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U Y

0< RL<1 thì sự hấp phụ là thuận lợi, RL>1 thì sự hấp phụ là không thuận lợi, và

hơn sẽ được hấp phụ tốt hơn do độ phân cực cao hơn và lớp vỏ hydrat nhỏ hơn.

Hấp phụ trong môi trường nước còn bị ảnh hưởng nhiều bởi pH của dung dịch.

Sự biến đổi pH dẫn đến sự biến đổi bản chất của chất bị hấp phụ và chất hấp phụ. Các chất bị hấp phụ và các chất hấp phụ có tính axit yếu, bazơ yếu hoặc lưỡng tính sẽ bị phân li, tích điện âm, dương hoặc trung hoà tùy thuộc giá trị pH. Tại giá trị pH bằng

16 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

điểm đẳng điện thì điện tích bề mặt chất hấp phụ bằng không, trên giá trị đó bề mặt chất hấp phụ tích điện âm và dưới giá trị đó bề mặt hấp phụ tích điện dương. Đối với các chất trao đổi ion diễn biến của hệ cũng phức tạp do sự phân li của các nhóm chức

N

và các cấu tử trao đổi cũng phụ thuộc vào pH của môi trường, đồng thời trong hệ cũng

H

Ơ

xảy ra cả quá trình hấp phụ và tạo phức chất [2].

U Y .Q

Đ

Nguyên tắc: Phương pháp trắc quang là phương pháp phân tích được sử dụng

G

phổ biến nhất trong các phương pháp phân tích hóa lý. Nguyên tắc chung của phương

H Ư

N

pháp phân tích trắc quang là muốn xác định một cấu tử X nào đó, ta chuyển nó thành hàm lượng chất cần xác định X [5].

TR ẦN

hợp chất có khả năng hấp thụ ánh sáng rồi đo sự hấp thụ ánh sáng của nó và suy ra

10 00

Biểu thức của định luật:

B

Cơ sở của phương pháp là định luật hấp thụ ánh sáng Bouguer - Lambert-Beer.

(1.15)

H

Trong đó:

I0   Cl I

Ó

A

A  lg

-L

Í-

- I0, I lần lượt là cường độ của ánh sáng đi vào và ra khỏ i dung dịch.

ÁN

- l là bề dày của dung dịch ánh sáng đi qua.

Đ

ÀN

TO

- C là nồng độ chất hấp thụ ánh sáng trong dung dịch.

- ε là hệ số hấp thụ quang phân tử, nó phụ thuộc vào bản chất của chất hấp

Skype : daykemquynhon@hotmail.com https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ẠO

1.4.1. Phương pháp trắc quang

IỄ N D

TP

1.4. Phương pháp phân tích xác định hàm lượng chất hữu cơ mang màu

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

cũng ảnh hưởng tới sự hấp phụ [2].

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

N

Ngoài ra, độ xốp, sự phân bố lỗ xốp, diện tích bề mặt, kích thước mao quản,…

thụ ánh sáng và bước sóng của ánh sáng tới ( ε = f (λ) ).

Như vậy, độ hấp thụ quang A là một hàm của các đại lượng: bước sóng, bề dày dung dịch và nồng độ chất hấp thụ ánh sáng.

A = f (λ, l, C)

(1.16)

17 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Do đó, nếu đo A tại một bước sóng λ nhất định với cuvet có bề dày l xác định thì đường biểu diễn A = f(C) phải có dạng y = a.x là một đường thẳng. Tuy nhiên, do những yếu tố ảnh hưởng đến sự hấp thụ ánh sáng của dung dịch (bước sóng của

N

ánh sáng tới, sự pha loãng dung dịch, nồng độ H+, sự có mặt của các ion lạ) nên đồ

H

Ơ

thị trên không có dạng đường thẳng với mọi giá trị của nồng độ. Và biểu thức 1.16

N

G

- b: hằng số bản chất có giá trị 0 < b ≤ 1. Nó là một hệ số gắn liền với nồng

H Ư

độ Cx.

TR ẦN

Giá trị b = 1 khi nồng độ Cx nhỏ, khi Cx tăng thì b nhỏ xa dần giá trị 1. Đối với một chất phân tích trong một dung môi xác định và trong một cuvet có

10 00

B

bề dày xác định thì ε = const và l = const. Đặt K = k.ε.l ta có: A  K .C b

( 1.18)

Ó

A

Với mọi chất có phổ hấp thụ phân tử vùng UV-Vis, thì luôn có một giá trị

Í-

H

nồng độ giới hạn C0 xác định, sao cho:

-L

- Với mọi giá trị Cx < C0: thì b = 1, và quan hệ giữa độ hấp thụ quang A và

ÁN

nồng độ Cx là tuyến tính.

TO

- Với mọi giá trị Cx > C0: thì b < 1 (b tiến dần về 0 khi Cx tăng) và quan hệ

D

IỄ N

Đ

ÀN

giữa độ hấp thụ quang A và nồng độ Cx là không tuyến tính.

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

Đ

- k: hằng số thực nghiệm.

Skype : daykemquynhon@hotmail.com https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ẠO

- Cx: nồng độ chất hấp thụ ánh sáng trong dung dịch.

TP

.Q

(1.17)

Trong đó:

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

Aλ = k.ε.L.(Cx)b

U Y

N

có dạng:

Phương trình (1.18) là cơ sở để định lượng các chất theo phép đo phổ hấp thụ

quang phân tử UV-Vis (phương pháp trắc quang). Trong phân tích người ta chỉ sử dụng vùng nồng độ tuyến tính giữa A và C, vùng tuyến tính này rộng hay hẹp phụ thuộc vào bản chất hấp thụ quang của mỗi chất và các điều kiện thực nghiệm, với các chất có phổ hấp thụ UV-Vis càng nhạy, tức giá trị ε của chất đó càng lớn thì giá trị nồng độ giới hạn C0 càng nhỏ và vùng nồng độ tuyến tính giữa A và C càng hẹp [5].

18 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

1.4.2. Các phương pháp phân tích định lượng bằng trắc quang Có nhiều phương pháp khác nhau để định lượng một chất bằng phương pháp trắc quang. Từ các phương pháp đơn giản không cần máy móc như: phương pháp

N

dãy chuẩn nhìn màu, phương pháp chuẩn độ so sánh màu, phương pháp cân bằng

H

Ơ

màu bằng mắt… Các phương pháp này đơn giản, không cần máy móc đo phổ nhưng

.Q

pháp phải sử dụng máy quang phổ như: phương pháp đường chuẩn, phương pháp dãy

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

ẠO

pháp thêm, phương pháp vi sai,… Tùy theo từng điều kiện và đối tượng phân tích cụ

Đ

thể mà ta chọn phương pháp thích hợp. Trong đề tài này chúng tôi sử dụng phương

N

G

pháp đường chuẩn để định lượng các chất hữu cơ mang màu.

H Ư

b Phương pháp đường chuẩn: Từ phương trình cơ sở A = K .(C x) về

TR ẦN

nguyên tắc, để xây dựng một đường chuẩn phục vụ cho việc định lượng một chất trước hết phải pha chế một dãy dung dịch chuẩn có nồng độ chất hấp thụ ánh sáng

10 00

B

nằm trong vùng nồng độ tuyến tính (b = 1). Tiến hành đo độ hấp thụ quang A của dãy dung dịch chuẩn đó. Từ các giá trị độ hấp thụ quang A đo được dựng đồ thị

A

A = f(C), đồ thị A = f(C) gọi là đường chuẩn.

H

Ó

Sau khi có đường chuẩn, pha chế các dung dịch cần xác định trong điều kiện

Í-

giống như khi xây dựng đường chuẩn. Đo độ hấp thụ quang A của chúng với điều

-L

kiện đo như khi xây dựng đường chuẩn (cùng dung dịch so sánh, cùng cuvet, cùng

ÁN

bước sóng) được các giá trị Ax. Áp các giá trị Ax đo được vào đường chuẩn sẽ tìm được các giá trị nồng độ Cx tương ứng [5].

D

IỄ N

Đ

ÀN

1.5. Giới thiệu về cây sen, đài sen ở Việt Nam

Skype : daykemquynhon@hotmail.com https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

TP

tiêu chuẩn, phương pháp chuẩn độ trắc quang, phương pháp cân bằng, phương

TO

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

kiểm tra ngưỡng cho phép của các chất nào đó xem có đạt hay không. Các phương

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

N

chỉ xác định được nồng độ gần đúng của chất cần định lượng, nó thích hợp cho việc

Cây sen có tên khoa học là Nelumbo nucefera Geartn, có nguồn gốc từ Ấn Độ,

thuộc họ sen, là một trong những loại thực vật hạt trần phát triển rất sớm trên Trái Đất và được trồng phổ biến ở nhiều nơi trên thế giới.

Hiện nay Trung Quốc là nước trồng cây sen đứng hàng đầu trên thế giới với diện tích khoảng 140.000 ha. Năng suất của sen khoảng 22,5 tấn/ha/năm. Sản lượng

19 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

củ sen khoảng 3 triệu tấn/năm. Đứng thứ hai trên thế giới là Nhật Bản với diện tích khoảng 5.000 ha. Sản lượng củ sen đạt khoảng 72.000 tấn/năm. Đài Loan có diện tích trồng sen không đáng kể, sản lượng của sen hằng năm chỉ khoảng 600-700 tấn. Hàn

N

Quốc có diện tích trồng sen chỉ khoảng 300 ha nhưng năng suất củ đạt khoảng 31,83

H

Ơ

tấn/ha/năm.

U Y

TP

.Q

Giang, Hưng Yên, Bắc Ninh, Hà Nam....

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

ẠO

có phiến lá nằm ngay trên mặt nước và cuống hoa vươn khỏi mặt nước.

G

Đ

+ Thân rễ (ngó sen) mập, mọc bò dài trong bùn, bén rễ ở những mấu, từ đó

H Ư

N

mọc lên thân và lá.

+ Lá hình tròn, vượt lên khỏi mặt nước, đường kính 30-40 cm, màu lục xám,

TR ẦN

mép nguyên lượn sóng, giữa lá thường trũng xuống, mặt sau đôi khi điểm những đốm màu tía, gân hình khiên, hằn rõ; cuống lá dính vào giữa lá, dài 1 m hay hơn, có nhiều

10 00

B

gai cứng nhọn.

+ Đài sen dạng hình nón ngược mép lồi lõm, non màu vàng khi già chuyển

A

màu xanh, nhẹ, xốp là bộ phận đế của hoa sen phát triển thành chứa hạt.

H

Ó

Hiện nay ở Việt Nam, sau khi thu hoạch hạt thì đài sen hầu hết bị thải bỏ, ít

Í-

được sử dụng. Theo thống kê, ước tính nước ta có trên dưới 3000ha diện tích trồng

-L

sen với năng suất bình quân 30.000-45.000 đài sen/ha. Như vậy, ta thấy hàng năm sau

ÁN

mỗi vụ thu hoạch sẽ có một số lượng rất lớn đài sen bị loại bỏ không qua xử lý, đó không chỉ là một sự lãng phí tài nguyên, mà còn gây ra vấn đề vệ sinh môi trường

D

IỄ N

Đ

ÀN

trong quá trình phân hủy. Thành phần hóa học của đài sen gồm các loại alkaloid là:

Skype : daykemquynhon@hotmail.com https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Sen là loài thực vật thủy sinh, rễ, thân, cuống lá đều nằm dưới mặt nước, chỉ

TO

http://daykemquynhon.ucoz.com

vùng Đồng Tháp Mười, Tứ Giác Long Xuyên (Đồng Bằng Sông Cửu Long), An

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

N

Ở Việt Nam, cây sen được trồng trong ao hồ khắp cả nước, đặc biêt tại các

nuciferin, N-nornuciferin, N-norarmepavin và isoquercitrin…[12] có chứa các nhóm –OH, -NH có khả năng hấp phụ các phẩm nhuộm trong môi trường nước, thêm đặc tính nhẹ, xốp và chứa 40% là xenlulozo, đài sen có khả năng biến tính trở thành vật liệu hấp phụ tốt.

20 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

1.6. Một số hướng nghiên cứu khả năng hấp phụ của metylen xanh và metyl da cam và sử dụng cây sen làm VLHP

1.6.1. Một số hướng nghiên cứu khả năng hấp phụ của metylen xanh và metyl

N

da cam

H

Ơ

Những năm gần đây, các nhà khoa học trong và ngoài nước có xu hướng nghiên

U Y

phẩm nông nghiệp, công nghiệp hoặc chất thải để loại bỏ một số hợp chất hữu cơ

.Q

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

ẠO

Tác giả Lê Hữu Thiềng [17] nghiên cứu khả năng hấp phụ metylen xanh và metyl

Đ

da cam của các vật liệu chế tạo từ bã mía. Với vật liệu được xử lý bằng fomandehit thì

N

G

dung lượng hấp phụ metylen xanh và metyl da cam cực đại theo mô hình đẳng nhiệt

H Ư

Langmuir là 58,55mg/g và 54,64mg/g với vật liệu được xử lý bằng H2SO4 và NaHCO3

TR ẦN

thì dung lượng hấp phụ cực đại là 90,91mg/g (đối với metylen xanh) và 59,88mg/g (đối với metyl da cam).

Tác giả Đỗ Trà Hương và các cộng sự [7] đã nghiên cứu cơ chế hấp phụ

10 00

B

metylen xanh bằng bã chè và cho thấy pH tối ưu cho sự hấp phụ là 8, dung lượng cực đại hấp phụ đạt tới 178,57 mg/g .

A

Tác giả [22] đã nghiên cứu khả năng hấp phụ metylen xanh và metyl da cam

H

Ó

trên bề mặt đá ong biến tính tuân theo mô hình đẳng nhiệt Langmuir. Dung lượng hấp

-L

66,67mg/g.

Í-

phụ Metylen xanh và Metyl da cam cực đại của vật liệu lần lượt là: 55,56 mg/g và

ÁN

Tác giả Đỗ Trà Hương và cộng sự đã nghiên cứu khả năng hấp phụ xanh metylen của vật liệu nanocompozit MWCNTs/Fe2O3. Kết quả nghiên cứu cho thấy thời gian đạt cân bằng hấp phụ là 150 phút; pH hấp phụ xanh metylen tối ưu là 6. Quá

D

IỄ N

Đ

ÀN

trình hấp phụ xanh metylen tuân theo mô hình đẳng nhiệt Langmuir (hằng số

Skype : daykemquynhon@hotmail.com https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

TP

thành rẻ, hiệu quả cao và còn giảm thiểu được bùn hóa học, bùn sinh học.

TO

http://daykemquynhon.ucoz.com

trong nước như: metylen xanh, metyl da cam…Các vật liệu này có ưu điểm là giá

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

N

cứu nhằm tìm ra những vật liệu hấp phụ có chi phí thấp, tận dụng được những phụ

Langmuir K = 0,094L/g; qmax = 118,36mg/g) và tuân theo phương trình động học bậc 2 biểu kiến của Lagergren [6].

Tác giả Bùi Xuân Vững và Ngô Văn Thông [23] nghiên cứu về khả năng hấp phụ metylen xanh của bã cà phê có từ tính. Vật liệu hấp phụ này thu được bằng cách chiết bã cà phê bằng nước nóng tiếp xúc với dung dịch nano oxit sắt từ Fe3O4. Các

21 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

yếu tố ảnh hưởng đến sự hấp phụ của metylen xanh lên vật liệu này như thời gian cân bằng hấp phụ, nhiệt độ, pH và nồng độ ban đầu đã được khảo sát và thu được kết quả như sau: pH tối ưu cho sự hấp phụ metylen xanh là 8, thời gian đạt cân bằng hấp phụ

Ơ

phụ cực đại là 30,67 mg/g. Vật liệu sau khi hấp phụ được thu hồi dễ dàng từ dung

N

là 60 phút và được mô tả khá tốt theo mô hình đẳng nhiệt Langmuir, dung lượng hấp

N

H

dịch nước bởi một nam châm vĩnh cửu.

.Q

năng hấp phụ metyl da cam của tro trấu từ lò đốt gạch thủ công với 200 mg tro trấu

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

99% metyl da cam từ 50ml dung dịch metyl da cam (10mg/l) với thời gian hấp phụ là

G

Đ

30 phút, ở pH =5.

H Ư

N

Tác giả Phạm Thị Thanh Truyền và các cộng sự [21] đã chế tạo thành công vật liệu hấp phụ từ mùn cưa, và tiến hành khảo sát ảnh hưởng của các yếu tố đến khả năng

TR ẦN

hấp phụ metylen xanh của mùn cưa biến tính. Kết quả thu được như sau: thời gian khuấy là 40 phút và dung lượng hấp phụ cực đại khá cao đạt tới 114,94 mg/g.

10 00

B

Tác giả Dương Thị Bích Ngọc và nhóm nghiên cứu [8] đã nghiên cứu khả năng hấp phụ metylen xanh của vật liệu hấp phụ chế tạo từ vỏ ngô và lõi ngô. Kết quả thu

A

được chỉ sau 20 phút hiệu suất hấp phụ đạt tới 98%. Khi các điều kiện tiến hành khảo sát

H

Ó

đều như nhau thì lõi ngô luôn cho dung lượng hấp phụ cao gấp gần 2 lần so với vỏ ngô.

-L

Í-

Tác giả Nguyễn Thị Nguyệt [9] nghiên cứu khả năng hấp phụ metylen xanh, metyl da cam của vật liệu hấp phụ biến tính từ quặng sắt Trại Cau – Thái Nguyên

ÁN

(quặng sắt được biến tính bằng niken oxit). Kết quả cho thấy pH tối ưu cho sự hấp phụ metylen xanh là 7, của metyl da cam là 2, thời gian đạt cân bằng hấp phụ của cả

D

IỄ N

Đ

ÀN

metylen xanh và metyl da cam là 120 phút và được mô tả khá tốt theo mô hình đẳng

Skype : daykemquynhon@hotmail.com https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ẠO

(đã hoạt hoá với hàm lượng HF trong dung dịch là 10% thể tích) có khả năng loại bỏ

TO

http://daykemquynhon.ucoz.com

kỹ thuật tài nguyên môi trường An Giang đã nghiên cứu và chứng minh được khả

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U Y

Tác giả Nguyễn Trung Thành cùng các cộng sự [15], Trung tâm trắc quang và

nhiệt Langmuir.

Tác giả Đinh Quốc Hải [4] đã nghiên cứu khả năng hấp phụ của xanh metylen và metyl da cam của quặng apatit, dung lượng hấp phụ cực đại là 10,93 mg/g (đối với metylen xanh) và 1,40 mg/g (đối với metyl da cam).

22 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Tác giả [19] đã tiến hành khảo sát khả năng hấp phụ metyl da cam của tro trấu hoạt hóa. So sánh về dung lượng hấp phụ cho thấy tro trấu sau khi hoạt hóa có khả năng hấp phụ metyl da cam cao (~ 33,5 mgMO/g), cao gấp 1,7 lần so với than hoạt tính (~ 19,2

N

mgMO/g) và 33,2 lần so với tro trấu thô (~ 1,01 mgMO/g).

H

Ơ

Nhóm nghiên cứu của Ghosh [26] đã tiến hành chế tạo vật liệu hấp phụ từ cao lanh.

.Q

Gurses và các cộng sự [24] nghiên cứu việc loại bỏ metylen xanh bằng đất sét và

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Đ

Sự hấp phụ này có thể đạt cân bằng hấp phụ sau 1 giờ.

G

Shaobin Wang và các cộng sự [30] đã nghiên cứu về các đặc tính vật lý và hóa học

H Ư

N

bề mặt của than hoạt tính và sự hấp phụ metylen xanh từ nước thải.

TR ẦN

Tác giả Hamdaoui [29] đã nghiên cứu việc loại bỏ metylen xanh trong dung dịch (40mg/L) từ mùn cưa để nghiên cứu và sử dụng chúng như là các chất hấp phụ chi phí thấp cho việc xử lý nước thải chứa thuốc nhuộm. Mô hình hấp phụ đẳng nhiệt

Langmuir và Freundlich.

10 00

B

được xác định ở 200C và dữ liệu thực nghiệm thu được đã thể ở mô hình với

A

Kumar và các cộng sự [27] đã nghiên cứu các cơ chế hấp phụ metylen xanh của

H

Ó

tro bay và chứng minh rằng tro bay có thể được sử dụng như một vật liệu hấp phụ để

-L

Í-

loại bỏ metylen xanh từ dung dịch nước của nó.

ÁN

Một số tác giả cũng tiến hành nghiên cứu khả năng hấp phụ metylen xanh trên các loại vật liệu hấp phụ khác nhau như: sợi thủy tinh, đá bọt, bề mặt thép không gỉ, đá trân châu, vỏ tỏi, vỏ trấu, sợi đay… kết quả thu được cho thấy khả năng hấp phụ của các vật

D

IỄ N

Đ

ÀN

liệu hấp phụ đối với metylen xanh cho hiệu suất khá cao.

Skype : daykemquynhon@hotmail.com https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ẠO

quan sát thấy rằng khả năng hấp phụ metylen xanh của đất sét giảm khi nhiệt độ tăng.

TO

http://daykemquynhon.ucoz.com

nồng độ tương đối thấp từ môi trường nước.

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U Y

N

Nghiên cứu này cho thấy cao lanh có thể có hiệu quả trong việc loại bỏ metylen xanh ở

1.6.2. Một số hướng nghiên cứu sử dụng cây sen làm VLHP Trong nước việc nghiên cứu về khả năng hấp phụ của cây sen vẫn còn là một vấn đề khá mới mẻ. Tuy nhiên trên thế giới đã có một số công trình nghiên cứu sử dụng cây sen làm VLHP và ứng dụng trong việc xử lý môi trường.

23 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Tác giả [28] đã chế tạo thành công cacbon hoạt tính từ thân cây sen hoạt hóa bằng axit H3PO4 có diện tích bề mặt riêng là 1220m2/g, dung lượng hấp phụ cực đại của nó đối với quá trình hấp phụ Ni(II) là 31,45mg/g, và được mô tả khá tốt theo mô

N

hình đẳng nhiệt Langmuir.

Ơ

1.7. Một số phương pháp nghiên cứu đặc trưng vật liệu

U Y

Phổ hồng ngoại dùng để xác định cấu trúc phân tử của chất cần nghiên cứu,

.Q

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

ẠO

động dao động và chuyển động quay của các nhóm chức đều bị kích thích. Phổ dao

Đ

động – quay của phân tử được phát sinh ra do sự chuyển dịch giữa các mức năng

N

G

lượng dao động và quay (liên quan đến sự quay của phân tử xung quanh trục liên

H Ư

kết). Dạng năng lượng được sinh ra khi chuyển dịch giữa các mức này ở dạng lượng

TR ẦN

tử hóa, nghĩa là chỉ có thể biến thiên một cách gián đoạn. Hiệu số năng lượng (phát ra hay hấp thụ) được tính theo công thức Bohr: ΔE = hν

10 00

B

Trong đó, ΔE là biến thiên năng lượng, h là hằng số Planck, ν là tần số dao động (số dao động trong một đơn vị thời gian).

Ó

A

Phổ hồng ngoại thường được ghi với trục tung biểu diễn độ hấp thụ A, trục

H

hoành biểu diễn số sóng với trị số giảm dần (4000 - 400cm-1). Hầu hết các nhóm

-L

Í-

nguyên tử trong hợp chất hữu cơ hấp thụ ở vùng 4000 - 650cm-1. Vùng phổ từ 4000 - 1500cm-1 được gọi là vùng nhóm chức vì chứa hầu hết các vân hấp thụ của

ÁN

các nhóm chức như OH, NH, C=O, C=N, C=C... Vùng phổ nhóm chức tập trung vào bốn vùng mà ở mỗi vùng, tần số đặc trưng của nhóm có giá trị thay đổi phụ thuộc vào

D

IỄ N

Đ

ÀN

cấu tạo của phân tử: vùng 3650-2400cm-1 chứa các vân dao động hóa trị của X-H (X:

Skype : daykemquynhon@hotmail.com https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

TP

ngoại chính là phổ dao động – quay vì khi hấp thụ bức xạ hồng ngoại thì cả chuyển

TO

http://daykemquynhon.ucoz.com

dựa vào các tần số đặc trưng trên phổ của các nhóm chức trong phân tử. Phổ hồng

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

N

H

1.7.1. Phương pháp phổ hồng ngoại IR

O, N, C, S, P.); vùng 2400-1900cm-1 gồm các vân do dao động hóa trị của các nhóm mang liên kết ba hoặc hai liên kết đôi kề nhau; vùng 1900 - 1500cm-1 chứa các vân dao động hóa trị của các nhóm mang liên kết đôi và do dao động biến dạng của nhóm -NH2. Vùng phổ 1500- 700cm-1 mặc dù có chứa các vân hấp thụ đặc trưng cho dao động hóa trị của các liên kết đơn như C-C, C-N, C-O và các vân do dao động biến dạng của các liên kết C-H, C-C. .. nhưng thường được dùng để nhận dạng toàn phân

24 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

tử hơn là để xác định các nhóm chức, vì ngoài vân hấp thụ trên còn có nhiều vân hấp thụ xuất hiện do tương tác mạnh giữa các dao động.

Nguyên tắc của phương pháp hiển vi điện tử quét là dùng chùm điện tử quét lên

H

Ơ

bề mặt mẫu vật và thu lại chùm tia phản xạ. Qua việc xử lý chùm tia phản xạ này, có

N

1.7.2. Phương pháp hiển vi điện tử quét (SEM)

U Y

TP

nghiên cứu. Chùm điện tử đập vào mẫu phát ra các điện tử phản xạ thứ cấp. Mỗi điện

G

Đ

tử phát ra này qua điện thế gia tốc vào phần thu và biến đổi thành tín hiệu sáng,

N

chúng được khuếch đại đưa vào mạng lưới điều khiển tạo độ sáng trên màn hình.

H Ư

Mỗi điểm trên mẫu nghiên cứu cho một điểm trên màn hình. Độ sáng tối trên

TR ẦN

màn hình phụ thuộc lượng điện tử thứ cấp phát ra tới bộ thu, đồng thời còn phụ thuộc bề mặt của mẫu nghiên cứu. Ưu điểm của phương pháp SEM là có thể thu được bức ảnh ba

B

chiều rõ nét và không đòi hỏi khâu chuẩn bị mẫu quá phức tạp. Tuy nhiên phương pháp

10 00

này cho độ phóng đại nhỏ hơn phương pháp TEM. Phương pháp hiển vi điện tử quét

A

(SEM) được tiến hành tại Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam.

Í-

H

Ó

1.7.3. Phương pháp đo diện tích bề mặt riêng (BET) Hiện nay phương pháp BET được ứng dụng rất phổ biến để xác định diện tích

-L

bề mặt riêng của các chất hấp phụ rắn.

Đ

ÀN

TO

ÁN

Nguyên tắc của phương pháp này là sử dụng phương trình BET ở dạng sau: P 1 (C  1) P   V ( P0  P) VmC VmCP0

(1.19)

Trong đó:

Skype : daykemquynhon@hotmail.com https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ẠO

Chùm điện tử được tạo ra từ catot qua hai tụ quang sẽ được hội tụ lên mẫu

IỄ N D

.Q

rất lớn, từ hàng nghìn đến hàng chục nghìn lần.

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

Phương pháp kính hiển vi điện tử quét cho phép quan sát mẫu với độ phóng đại

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

N

thể thu được những thông tin về hình ảnh bề mặt mẫu để tạo ảnh của mẫu nghiên cứu.

- V là thể tích chất bị hấp phụ tính cho một gam chất rắn.

- Vm là thể tích chất hấp phụ cần thiết để tạo một lớp đơn phân tử chất bị hấp

phụ trên bề mặt một gam chất ở áp suất cân bằng P. - C là hằng số BET. - V/Vm =  được gọi là phần bề mặt bị hấp phụ.

25 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Chương 2 THỰC NGHIỆM 2.1. Thiết bị, dụng cụ và hóa chấ t

Ơ

N

2.1.1. Thiết bị và dụng cụ

U Y TP

Đ

- Máy lắc

N

G

- Máy khuấy từ

H Ư

- Ống nghiệm

TR ẦN

- Bình định mức với thể tích khác nhau: 25mL, 100mL, 500mL, 1000mL. - Bình tam giác với thể tích khác nhau: 100mL, 200mL.

10 00

B

- Cốc thuỷ tinh chịu nhiệt với thể tích khác nhau: 25mL, 50mL, 100mL, 500mL, 1000mL. - Pipet các loại: 1mL, 2mL, 5mL, 10mL, 20mL, 25mL.

H

Ó

A

- Giấy lọc (băng vàng), giấy chỉ thị pH, giấy gùy tím.

Í-

- Một số dụng cụ khác.

-L

2.1.2. Hóa chất

TO

ÁN

1 - Dung dịch axit xitric 0,1M

Đ

ÀN

2 - Metylen xanh (MERCK) 3 - Metyl da cam (MERCK)

Skype : daykemquynhon@hotmail.com https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ẠO

- Máy quang phổ hấp thụ phân tử UV-vis 1700 (Shimadzu - Nhật Bản)

IỄ N D

.Q

- Máy đo pH Precisa 900 (Thụy Sỹ)

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

- Tủ sấy Jeitech (Hàn Quốc)

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

N

H

- Cân điện tử 4 số Precisa XT 120A - Switland (Thụy Sỹ)

4 - Dung dịch HCl 0,1M: Hút chính xác 0,86 ml dung dịch HCl đặc 36% có d= 1,18g/cm3 đem định mức tới 100ml.

5 - Dung dịch NaOH 0,1M: Cân 0,4g NaOH, hoà tan bằng nước cất sau đó định mức tới 100ml.

26 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

2.2. Chế tạo vật liệu hấp phụ 2.2.1. Chuẩn bị nguyên liệu Nguyên liệu được sử dụng trong luận văn là đài sen: đài sen được thu thập tại

Ơ

N

đầm sen thuộc xã Yên Bắc, huyện Duy Tiên, tỉnh Hà Nam. Đài sen sau khi thu hoạch

N

H

được rửa sạch bằng nước máy và nước cất nhiều lần để loại bỏ bụi bẩn và tạp chất,

ẠO

Nhằm nâng cao khả năng hấp phụ của đài sen, nguyên liệu là đài sen được

G

Đ

hoạt hóa bằng axit xitric.

H Ư

-

N

Cách tiến hành như sau:

Cân chính xác 40 gam nguyên liệu đài sen cho vào cốc chứa 1 lít dung dịch

TR ẦN

axit xitric 0,1M. Ngâm trong 48h.

-

Lọc lấy phần rắn, đem sấy ở 600C trong 5h, tiếp theo sấy ở 105oC trong 8h.

-

Sau khi sấy, để nguội rồi đem rửa bằng nước cất đến khi hết axit.

-

Đem sấy khô ở 60oC, rồi rây đến kích thước d = 2÷4 mm thu được VLHP.

H

Ó

A

10 00

B

-

Í-

2.3. Khảo sát cực đại hấp thụ ánh sáng của dung dịch metylen xanh, metyl da cam

ÁN

-L

2.3.1. Khảo sát cực đại hấp thụ ánh sáng của dung dịch metylen xanh

TO

- Cân chính xác 0,025g metylen xanh trên cân điện tử 4 số Precisa XT 120A -

Đ

ÀN

Switland (Thụy Sỹ).

- Pha lượng metylen xanh trên vào bình định mức 500ml ta được dung dịch gốc

Skype : daykemquynhon@hotmail.com https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

TP

2.2.2. Chế tạo vật liệu hấp phụ

IỄ N D

.Q

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

được nghiền nhỏ bằng máy nghiền sau đó rây thu được nguyên liệu.

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U Y

đem phơi khô. Sau đó được rửa lại bằng nước cất và sấy khô ở 60o C . Đài sen khô

có nồng độ 50 mg/l.

- Từ dung dịch gốc trên pha thành dung dịch có nồng độ 5mg/l, điều chỉnh môi trường của dung dịch đến pH = 8.

- Đo độ hấp thụ quang A trong vùng bước sóng khả kiến từ 400 đến 800 nm.

27 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

2.3.2. Khảo sát cực đại hấp thụ ánh sáng của dung dịch metyl da cam - Cân chính xác 0,025g metyl da cam trên cân điện tử 4 số Precisa XT 120A Switland (Thụy Sỹ).

Ơ

có nồng độ 50 mg/l. Từ dung dịch gốc trên pha thành dung dịch có nồng độ 2mg/l

N

- Pha lượng metyl da cam trên vào bình định mức 500ml ta được dung dịch gốc

U Y

dung dịch đến pH = 2.

.Q

TP

2.4. Xây dựng đường chuẩn xác định nồng độ

ẠO

2.4.1. Xây dựng đường chuẩn xác định nồng độ của metylen xanh

Đ

- Từ dung dịch metylen xanh nồng độ 50 mg/l ở trên pha thành các dung dịch có

N

G

nồng độ 10mg/l; 8mg/l; 6mg/l; 5mg/l; 4mg/l; 3mg/l; 2mg/l; 1mg/l.

H Ư

- Đo độ hấp thụ quang của các dung dịch trên ở bước sóng λ= 664nm theo thứ

TR ẦN

tự: mẫu trắng, dung dịch có nồng độ từ thấp đến cao.

2.4.2. Xây dựng đường chuẩn xác định nồng độ của metyl da cam Tiến hành tương tự như trên với metyl da cam từ dung dịch gốc có nồng độ

10 00

B

50mg/l pha thành các dung dịch có nồng độ 17mg/l; 15mg/l; 12mg/l; 10mg/l; 7mg/l; 5mg/l; 3mg/l; 2mg/l. Dùng dung dịch NaOH 0,1M và HCl 0,1M để điều chỉnh môi

A

trường của các dung dịch đến pH = 2. Đo độ hấp thụ quang của các dung dịch trên ở

H

Ó

bước sóng  =432nm theo thứ tự: mẫu trắng, dung dịch có nồng độ từ thấp đến cao.

-L

Í-

2.5. Một số đặc trưng của VLHP 2.5.1. Khảo sát đặc điểm bề mặt của VLHP

ÁN

Đặc điểm bề mặt, hình thái học của vật liệu hấp phụ được xác định qua phương

TO

pháp kính hiển vi điện tử quét (SEM). Ảnh hiển vi điện tử quét (SEM) của nguyên

D

IỄ N

Đ

ÀN

liệu và VLHP được chụp ở Viện khoa học vật liệu thuộc Viện Hàn lâm Khoa học và

Skype : daykemquynhon@hotmail.com https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

- Đo độ hấp thụ quang A trong vùng bước sóng khả kiến từ 300 đến 700 nm.

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

N

H

- Dùng dung dịch NaOH 0,1M và HCl 0,1M để điều chỉnh môi trường của các

Công nghệ Việt Nam. 2.5.2. Diện tích bề mặt riêng Diện tích bề mặt riêng của nguyên liệu và VLHP được xác định theo phương pháp BET trên máy TriStar 3000-Micromeritics (USA) tại khoa Hóa học - Đại học Sư Phạm Hà Nội.

28 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

2.5.3. Phổ hồng ngoại IR Các nhóm chức trên bề mặt VLHP được xác định bằng phương pháp phổ hồng ngoại (FT-IR). Phổ hồng ngoại FT- IR được chụp theo kĩ thuật ép viên với

N

KBr theo tỷ lệ 1mg mẫu/100 mg KBr. Các phép đo trên được tiến hành ở Viện Hóa

H

Ơ

học thuộc Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam.

.Q

Cân chính xác 0,1g các mẫu nguyên liệu và VLHP vào bình tam giác dung tích

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

ẠO

da cam có nồng độ lần lượt là 97,64 mg/l; 101,28 mg/l. Tiến hành lắc trên máy lắc

G

Đ

trong khoảng thời gian 120 phút ở nhiệt độ phòng (~25oC) với tốc độ lắc 200

H Ư

N

vòng/phút. Sau đó, xác định nồng độ còn lại của metylen xanh, metyl da cam trong dung dịch sau hấp phụ.

TR ẦN

2.5.5. Xác định điểm đẳng điện của VLHP chế tạo được Chuẩn bị các dung dịch NaCl 0,1M có pH tăng dần từ 1,38 đến 11,96. Lấy 12

B

bình nón cho vào mỗi bình 0,1g VLHP. Sau đó cho lần lượt vào các bình nón 100ml

10 00

dung dịch NaCl 0,1M có pH tăng dần đã chuẩn bị sẵn. Để trong vòng 24 giờ, rồi sau đó đem lọc lấy dung dịch và xác định lại pH (pHf) của các dung dịch trên. Sự chênh

Ó

A

lệch giữa pH ban đầu (pHi) và pH cân bằng (pHf) là ΔpH = pHi- pHf, vẽ đồ thị biểu

H

diễn sự phụ thuộc của ΔpH vào pHi, điểm giao nhau của đường cong với tọa độ mà

-L

Í-

tại đó giá trị ΔpH = 0 cho ta điểm đẳng điện cần xác định.

ÁN

2.6. Khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ metylen xanh, metyl da cam của VLHP theo phương pháp hấp phụ tĩnh

D

IỄ N

Đ

ÀN

2.6.1. Khảo sát ảnh hưởng của pH Lấy các bình tam giác dung tích 100 ml có đánh số thứ tự, mỗi bình chứa 0,05g

Skype : daykemquynhon@hotmail.com https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

100ml. Cho vào mỗi bình tam giác đó riêng biệt 25ml dung dịch metylen xanh, metyl

TO

http://daykemquynhon.ucoz.com

Tiến hành so sánh khả năng hấp phụ của nguyên liệu và VLHP như sau:

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U Y

N

2.5.4. So sánh khả năng hấp phụ của nguyên liệu và VLHP

VLHP và 25ml dung dịch metylen xanh có nồng độ 105,88 mg/l. Dùng dung dịch NaOH 0,1M và HCl 0,1M để điều chỉnh pH của các dung dịch đến các giá trị tương ứng là 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10. Tiến hành lắc các mẫu trên với tốc độ 200 vòng/phút ở nhiệt độ phòng (~25oC) với thời gian 60 phút, sau đó xác định nồng độ metylen xanh sau hấp phụ.

29 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Lấy các bình tam giác dung tích 100 ml có đánh số thứ tự, mỗi bình chứa 0,1g VLHP và 25ml dung dịch metyl da cam có nồng độ 97,51 mg/l. Dùng dung dịch NaOH 0,1M và HCl 0,1M để điều chỉnh pH của các dung dịch đến các giá trị tương

Ơ

nhiệt độ phòng (~25oC) với thời gian 150 phút, sau đó xác định nồng độ metyl da

U Y

2.6.2. Ảnh hưởng của khối lượng Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

Cho vào từng bình tam giác VLHP có lần lượt các khối lượng là: 0,02g; 0,03g;

ẠO

105,88mg/l cho vào các bình tam giác trên. Dùng dung dịch NaOH 0,1M và HCl 0,1 M

Đ

để điều chỉnh các dung dịch trên đến pH~8. Lắc các dung dịch trên máy lắc với tốc độ

N

G

200 vòng/phút trong 60 phút ở nhiệt độ phòng (~25oC). Lọc bỏ phần rắn sau đó xác

H Ư

định nồng độ trước và sau khi hấp phụ của dung dịch metylen xanh, trong dung

TR ẦN

dịch tương ứng với điều kiện đã thiết lập như xây dựng đường chuẩn.

Cho vào các bình tam giác VLHP lần lượt có các khối lượng là: 0,02g;

B

0,03g; 0,05g; 0,07g; 0,1g; 0,2g; 0,3g; 0,4g. Thêm 25mL dung dịch metyl da cam có

10 00

nồng độ 97,51mg/L cho vào các bình tam giác. Lắc các dung dịch trên máy lắc với tốc độ 200 vòng/phút trong 150 phút ở nhiệt độ phòng (~250C). Lọc bỏ phần rắn sau đó xác

Ó

A

định nồng độ trước và sau khi hấp phụ của dung dịch metyl da cam trong dung dịch

Í-

H

tương ứng với điều kiện đã thiết lập như xây dựng đường chuẩn.

-L

2.6.3. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến khả năng hấp phụ của VLHP

ÁN

Cho vào mỗi bình tam giác 0,05g VLHP, lấy 25mL dung dịch metylen xanh có

TO

nồng độ 105,88mg cho vào các bình trên. Lắc các dung dịch trên máy lắc với tốc độ

ÀN

200 vòng/phút theo thời gian lần lượt là: 15, 30, 45, 60, 90, 120, 150 phút. Lọc bỏ

D

IỄ N

Đ

phần rắn, sau đó xác định nồng độ trước và sau khi hấp phụ của dung dịch metylen

Skype : daykemquynhon@hotmail.com https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

TP

0,04g; 0,05g; 0,06g; 0,1g; 0,15g. Thêm 25mL dung dịch metylen xanh có nồng độ

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

N

H

cam sau hấp phụ.

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

ứng là 1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8. Tiến hành lắc các mẫu trên với tốc độ 200 vòng/phút ở

xanh trong dung dịch tương ứng với điều kiện đã thiết lập như xây dựng đường chuẩn.

Cho vào mỗi bình 0,1g VLHP, dùng pipet hút chính xác 25mL dung dịch metyl da cam có nồng độ 98,05mg/l cho vào các bình trên. Dùng dung dịch NaOH 0,1M và HCl 0,1M điều chỉnh pH các dung dịch đến pH~ 2. Lắc các dung dịch trên máy lắc với tốc độ 200 vòng/phút theo thời gian lần lượt là: 5, 15, 30, 60, 90, 120, 150, 180,

30 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

210 phút. Lọc bỏ phần rắn, sau đó xác định nồng độ trước và sau khi hấp phụ của dung dịch metyl da cam trong dung dịch tương ứng với điều kiện đã thiết lập như xây dựng đường chuẩn.

Ơ

N

2.6.4. Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ

H

Chuẩn bị các bình eclen có dung tích 100 ml, cho 25 ml dung dịch metylen xanh

.Q

và pH~2 (đối với metyl da cam). Sử dụng máy khuấy từ gia nhiệt điều chỉnh nhiệt độ

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Đ

dịch metyl da cam là 270C, 390C, 460C. Cho vào mỗi eclen 0,05gam VLHP ứng với

G

dung dịch metylen xanh và 0,1gam VLHP ứng với dung dịch metyl da cam và khuấy

H Ư

N

trong thời gian 60 phút (đối với dung dịch metylen xanh), 150 phút (đối với dung

TR ẦN

dịch metyl da cam) tốc độ khuấy 200 vòng/phút. Xác định lại nồng độ các dung dịch sau hấp phụ.

B

2.6.5. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ đầu

10 00

Tiến hành thí nghiệm với dung dịch metylen xanh có nồng độ thay đổi từ

A

18,1 ÷ 241,79 (mg/l), dung dịch metyl da cam có nồng độ thay đổi từ 25,17÷

Ó

216,05 (mg/l) trong điều kiện thời gian đạt cân bằng hấp phụ, khối lượng và pH

Í-

H

tối ưu như đã khảo sát ở trên. Xác định nồng độ metylen xanh, metyl da cam còn

-L

lại, từ đó tính dung lượng hấp phụ q, và biểu diễn sự phụ thuộc của q, Ccb/q vào

ÁN

Ccb, tính qmax.

2.7. Khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ metylen xanh,

D

IỄ N

Đ

ÀN

metyl da cam của VLHP theo phương pháp hấp phụ động

Skype : daykemquynhon@hotmail.com https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ẠO

mỗi bình chứa dung dịch metylen xanh tương ứng là 220C, 370C, 430C, đối với dung

TO

http://daykemquynhon.ucoz.com

NaOH 0,1M và HCl 0,1M điều chỉnh pH các dung dịch đến pH ~ 8 (đối với metylen xanh)

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U Y

N

có nồng độ 105,88 mg/l, metyl da cam 102,17mg/l vào các bình trên, dùng dung dịch

2.7.1. Khảo sát ảnh hưởng của tốc độ dòng đến khả năng hấp phụ metylen xanh của VLHP theo phương pháp hấp phụ động Chuẩn bị cột hấp phụ là cột thủy tinh có chiều cao 25cm, đường kính 1cm.

Cho 1 (gam) VLHP ngâm vào nước cất để loại bỏ hết bọt khí sau đó tiến hành dồn cột. Cột được dồn sao cho trong cột hoàn toàn không có bọt khí.

31 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Điều chỉnh tốc độ dòng chảy của dung dịch metylen xanh (Co =105,7mg/l, pH=8), dung dịch metyl da cam (Co= 98,04mg/l, pH=2) với các giá trị: 1,5ml/phút, 2,5ml/phút, 3,5ml/phút. Dung dịch sau khi chảy qua cột được lấy liên tục theo từng phân đoạn (mỗi

N

phân đoạn thể tích là 50mL) để tiến hành xác định nồng độ sau khi ra khỏi cột hấp phụ.

Ơ

Khi cân bằng hấp phụ, nồng độ dung dịch metylen xanh, metyl da cam ở đầu ra bằng

U Y

hiệu của tổng lượng dung dịch đi vào và dung dịch đi ra tính từ thời điểm ban đầu đến

.Q

Skype : daykemquynhon@hotmail.com https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

N

G

Đ

ẠO

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

khi cân bằng hấp phụ.

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

N

H

nồng độ dung dịch metylen xanh, metyl da cam ở đầu vào và dung lượng hấp phụ qe là

32 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Chương 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. Kết quả khảo sát cực đại hấp thụ ánh sáng của dung dịch metylen xanh,

H

N

3.1.1. Kết quả khảo sát cực đại hấp thụ ánh sáng của dung dịch metylen xanh

Ơ

N

metyl da cam

.Q

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

λ(nm)

0,043 0,025 0,032 0,049 600

620

640

660

0,07

500

520

Đ

480

540

560

G

460

0,088 0,098 0,015 0,280

N

440

664

700

740

760

780

580 0,50 800

0,928 1,158 1,332 1,823 1,895 0,197 0,018 0,009 0,005 0,004

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

10 00

B

Abs

420

H Ư

Abs

400

TR ẦN

λ(nm)

ẠO

ở các bước sóng khác nhau

D

IỄ N

Đ

Skype : daykemquynhon@hotmail.com https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

TP

Bảng 3.1: Kết quả đo độ hấp thụ quang của dung dịch metylen xanh

ÀN

http://daykemquynhon.ucoz.com

biểu diễn sự phụ thuộc của Abs vào bước sóng của metylen xanh ở hình 3.1.

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U Y

Tiến hành thực nghiệm như mục 2.3.1, thu được kết quả ghi ở bảng 3.1 và đồ thị

Hình 3.1. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của độ hấp thụ quang của metylen xanh vào bước sóng

33 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Như vậy, từ bảng 3.1 và hình 3.1 ta thấy với bước sóng λ=664nm thì độ hấp thụ quang của metylen xanh cực đại. Do đó, trong luận văn này chúng tôi chọn đo độ hấp thụ quang của metylen xanh với bước sóng λ=664nm.

N

3.1.2. Kết quả khảo sát cực đại hấp thụ ánh sáng của dung dịch metyl da cam

Ơ

Tiến hành thực nghiệm như mục 2.3.2 thu được kết quả ghi ở bảng 3.2 và đồ thị

U Y

Bảng 3.2: Kết quả đo độ hấp thụ quang của dung dịch metyl da cam

360

380

400

.Q

420

432

460

480

0,043 0,047 0,064 0,078 0,136 0,209 0,259 0,277 0,126 0,126 520

540

560

580

600

650

G

500

660

680

700

H Ư

0,054 0,017 0,005 0,002 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001

TR ẦN

Abs

Abs 0,30

10 00

B

432nm

A

0,25

H

Ó

0,20

-L

ÁN

0,10

Í-

0,15

Đ

ÀN

TO

0,05

λ(nm)

0,00

300

350

400

450

500

550

600

650

Hình 3.2. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của độ hấp thụ quang

Skype : daykemquynhon@hotmail.com https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

340

N

λ(nm)

IỄ N D

320

Đ

Abs

300

TP

λ(nm)

ẠO

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

ở các bước sóng khác nhau

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

N

H

biểu diễn sự phụ thuộc của A và bước sóng của metyl da cam ở hình 3.2.

700

của metyl da cam vào bước sóng Như vậy, ta thấy với bước sóng λ=432nm thì độ hấp thụ quang của metyl da cam cực đại. Do đó, trong luận văn này chúng tôi chọn đo độ hấp thụ quang của metyl da cam với bước sóng λ=432nm.

34 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

3.2. Kết quả xây dựng đường chuẩn xác định nồng độ metylen xanh, metyl da cam 3.2.1. Kết quả xây dựng đường chuẩn xác định nồng độ của metylen xanh Tiến hành lập đường chuẩn theo các bước như mục 2.4.1 ta có kết quả được ghi

2

3

4

5

6

8

Abs

0,136

0,275

0,462

0,629

0,798

0,952

1,276

1,621

Đ

Skype : daykemquynhon@hotmail.com https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ẠO

TP

10

1.8

G

y = 0.1654x - 0.0378 R² = 0.9996

H Ư

N

1.6 1.4

TR ẦN

1.2 1

0.8

10 00

B

0.6 0.4 0.2

2

4

6 C ( mg/l)

8

10

12

Í-

H

0

Ó

A

0

-L

Hình 3.3. Đồ thị đường chuẩn xác định nồng độ metylen xanh

ÁN

3.2.2. Xây dựng đường chuẩn xác định nồng độ của metyl da cam

TO

Tiến hành tương tự như trên mục 2.4.2 với metyl da cam thu được kết quả ghi ở

D

IỄ N

Đ

ÀN

bảng 3.4 và lập được đường chuẩn của metyl da cam ở hình 3.4.

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

N U Y

1

.Q

C (mg/l)

Abs

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

với các nồng độ khác nhau

H

Bảng 3.3: Kết quả đo độ hấp thụ quang của dung dịch metylen xanh

Ơ

N

ở bảng 3.3 và lập được đường chuẩn của metylen xanh ở hình 3.3.

Bảng 3.4: Kết quả đo độ hấp thụ quang của dung dịch metyl da cam với các nồng độ khác nhau

C(mg/g)

2

3

5

7

10

12

15

17

Abs

0,185

0,241

0,423

0,581

0,820

0,971

1,246

1,384

35 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Abs y = 0.0811x + 0.012 R² = 0.9994

1.60

1.40

N

1.20

H

Ơ

1.00

U Y

0.60

0.00 2

4

6

8

10

12

14

16

ẠO

0

18

Đ

C(mg/g)

3.3. Kết quả một số đặc trưng của VLHP

H Ư

N

G

Hình 3.4. Đồ thị đường chuẩn xác định nồng độ metyl da cam

TR ẦN

3.3.1. Ảnh hiển vi điện tử quét (SEM)

Ảnh hiển vi điện tử quét (SEM) của nguyên liệu và VLHP được chụp ở Viện

10 00

B

khoa học vật liệu thuộc Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, được trình

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

bày ở hình 3.5 và hình 3.6.

Hình 3.6. Ảnh hiển vi điện tử quét

(SEM) của nguyên liệu

(SEM) của VLHP

Đ

ÀN

Hình 3.5. Ảnh hiển vi điện tử quét

Skype : daykemquynhon@hotmail.com https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

TP

0.20

IỄ N D

.Q

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

0.40

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

N

0.80

Nhận xét: Kết quả ảnh SEM hình 3.5 và hình 3.6 cho thấy VLHP sau khi được hoạt hóa bằng axit xitric có bề mặt xốp hơn so với nguyên liệu ban đầu nên có khả năng hấp phụ tốt hơn.

3.3.2. Diện tích bề mặt riêng

36 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Diện tích bề mặt riêng của nguyên liệu và VLHP được xác định theo phương pháp BET trên máy TriStar 3000-Micromeritics (USA) tại khoa Hóa học - Đại học Sư Phạm Hà Nội.

N

Kết quả đo diện tích bề mặt riêng theo phương pháp BET của mẫu nguyên liệu

H

Ơ

là: 1,1525m2/g, VLHP là: 1,3158 m2/g (phụ lục).

ẠO

hấp phụ của VLHP.

Đ

3.3.3. Phổ hồng ngoại (IR)

G

Phổ hồng ngoại IR của nguyên liệu và VLHP được thể hiện ở hình 3.7 và hình

H Ư

N

3.8, chúng tôi nhận thấy phổ hồng ngoại của nguyên liệu có sự khác biệt so với phổ

TR ẦN

hồng ngoại của VLHP.

Phân tích phổ hồng ngoại (IR) của nguyên liệu cho thấy ở vân phổ 3211,14 cm-1 được gán cho nhóm OH. Tại vân phổ 2930 cm-1 là có thể gán cho nhóm C-H. Tại vân

10 00

B

phổ 1615,17 cm-1 đại diện cho nhóm C=O (cacbonyl).

Phân tích phổ hồng ngoại (IR) của VLHP thấy ở vân phổ 3334,36 cm-1 là đại

Ó

A

diện nhóm OH, tại vân phổ 2930 cm-1 được gán cho nhóm C-H, so sánh với

H

nguyên liệu ở cùng khoảng vân phổ thì thấy độ truyền qua tăng lên nhiều, và có sự

-L

Í-

dịch chuyển của nhóm hidroxyl từ vùng số sóng 3211,14 cm-1 đến vùng số sóng

ÁN

3334,36 cm-1. Đây có thể là một trong những nguyên nhân làm tăng khả năng hấp

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

phụ của VLHP so với nguyên liệu.

Skype : daykemquynhon@hotmail.com https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

TP

.Q

điều này chứng tỏ diện tích bề mặt riêng không phải là yếu tố quyết định đến khả năng

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

so với nguyên liệu mà trên thực tế khả năng hấp phụ của VLHP tăng so với nguyên liệu,

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

N

Nhận xét: từ kết quả trên ta thấy diện tích bề mặt riêng của VLHP thay đổi không nhiều

37 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

N

N

3627.11cm-1

H Ư

1727.89cm-1

TR ẦN

40

2930cm-1

10 00

B

3649.32cm-1

20

781.91cm-1

-0 -2 4000

-L Í-

H

Ó

A

10

3000

2500

cm-1

2000

1500

Hình 3.7. Phổ hồng ngoại (IR) của nguyên liệu

1000

500 450

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

3500

Skype : daykemquynhon@hotmail.com https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

G

3851.21cm-1

664.07cm-1 824.51cm-1

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

1035.85cm-1

TP 1520.12cm-1

30

1063.77cm-1

ẠO

3240.00cm-1

1418.05cm-1

Đ

3672.64cm-1

3195.84cm-1

3210.4cm-1

3179.74cm-1

T%

1317.69cm-1

1371.93cm-1

3252.39cm-1 3750.6cm-1

1105.05cm-1

.Q

3676.3cm-1

60

1362.06cm-1

1445.75cm-1

3211.14cm-1

70

A

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

3746.69cm-1

U Y

1615.17cm-1

82 80

50

H

Ơ

N

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

38 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

H

Ơ

N

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

1449.9cm-1

Skype : daykemquynhon@hotmail.com https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

TP ẠO

1317.44cm-1

Đ

60

G

3482.79cm-1

N

1730.2cm-1

50

TR ẦN

40

H Ư

2930cm-1

777.79cm-1

10 00

B

30

Ó

A

20

TO

3500

ÁN

-0 -2 4000

-L Í-

H

10

3000

2500

cm-1

2000

1500

Hình 3.8. Phổ hồng ngoại (IR) của VLHP

1000

500450

D

IỄ N

Đ

ÀN

T%

1035.40cm-1 1048.25cm-1

1106.59cm-1

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

1520cm-1

U Y

3334.36cm-1 3300.87cm-1

1059.34cm-1

.Q

3354.88cm-1 3372.89cm-1

1619.05cm-1

70

A

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

82 80

N

3345.54cm-1

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

39 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

3.3.4. Kết quả so sánh khả năng hấp phụ của nguyên liệu và VLHP Tiến hành so sánh khả năng hấp phụ của nguyên liệu và VLHP như mục 2.5.3 ta thu được kết quả được trình bày ở bảng 3.5 và hình 3.9.

Ccb(mg/l)

H(%)

Metylen xanh

97,64

16,71

82,89

Metyl da cam

101,28

63,82

Metylen xanh

97,64

4,52

Metyl da cam

101,28

Ơ

C0(mg/l)

H

Tên phẩm nhuộm

H Ư

N

G

57,97

100

82.89

80

Metylen da cam Metylen xanh

B

57.97

60 36.99

Ó

A

40

10 00

H (%)

TR ẦN

95.37

H

20

Nguyên liệu

VLHP Tên mẫu

ÁN

-L

Í-

0

Đ

ÀN

TO

Hình 3.9. Biểu đồ so sánh khả năng hấp phụ của nguyên liệu và VLHP Nhận xét: Từ kết quả ở bảng 3.5 và hình 3.9 cho thấy trong cùng điều kiện, thì

Skype : daykemquynhon@hotmail.com https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

95,37

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

.Q

36,99

TP

42,57

Đ

VLHP

IỄ N D

ẠO

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

Nguyên liệu

U Y

N

Tên mẫu

N

Bảng 3.5 : Kết quả so sánh khả năng hấp phụ của nguyên liệu và VLHP

hiệu suất hấp phụ metylen xanh và metyl da cam của VLHP đều cao hơn nguyên liệu. Điều này cho thấy việc hoạt hóa nguyên liệu bằng axit xitric đã làm tăng đáng kể khả năng hấp phụ của nguyên liệu.

3.3.5. Kết quả xác định điểm đẳng điện của VLHP chế tạo được Xác định điểm đẳng điện như mục 2.5.4 thu được kết quả ở bảng 3.6 và hình 3.10

40 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

pHi

pHf

∆pH= pHi - pHf

1

1,38

1,61

-0,23

2

2,13

2,78

-0,65

3

3,03

3,92

-0,89

4

3,98

4,11

-0,13

5

5,01

4,16

0,85

6

6,08

4,41

7

7,05

4,48

8

7,96

4,53

9

9,06

H Ư

10

9,99

11

11,07

12

11,96

4,70

8,34

2,73

11,66

0,30

Í-

ÁN

4

TO

3

D

IỄ N

Đ

ÀN

2

Ơ H

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

5,29

Skype : daykemquynhon@hotmail.com https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

B

TR ẦN

4,82

-L

5

N

U Y

.Q

TP ẠO Đ G

N

3,43

4,24

10 00

2,57

H

6

1,67

Ó

ΔPH

N

STT

A

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

Bảng 3.6: Số liệu xác định điểm đẳng điện của VLHP

1 0 0

2

4

6

8

10

12

14

-1 -2

Hình 3.10. Đồ thị xác định điểm đẳng điện của VLHP

41 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Nhận xét: Từ kết quả ở hình 3.10 ta thấy điểm đẳng điện của VLHP là pI =4,12.

Nghĩa là khi pH= 4,12 thì bề mặt vật liệu không tích điện, khi pH < pI thì bề mặt VLHP tích điện dương, khi pH > pI thì bề mặt VLHP tích điện âm.

N

3.4. Kết quả khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ metylen

H

Ơ

xanh, metyl da cam của VLHP theo phương pháp hấp phụ tĩnh

TP

Metylen xanh

pH

C0 (mg/l)

Ccb (mg/l)

2

105,88

49,39

3

105,88

4

105,88

5

q (mg/g)

53,35

28,25

27,74

73,80

39,07

22,15

79,08

41,87

105,88

20,06

81,05

42,91

105,88

17,24

83,72

44,32

105,88

8,57

91,91

48,66

8

105,88

7,12

93,28

49,38

9

105,88

7,48

92,94

49,20

10

105,88

8,51

91,96

48,69

1

97,51

44,17

54,70

13,34

2

97,51

41,09

57,86

14,11

3

97,51

55,42

43,16

10,52

4

97,51

61,83

36,59

8,92

5

97,51

68,27

29,99

7,31

6

97,51

73,11

25,02

6,10

7

97,51

75,62

22,45

5,47

8

97,51

78,19

19,81

4,83

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L Metyl da cam

H Ư

TR ẦN

B

Í-

H

Ó

A

6 7

N

H (%)

10 00

Dung dịch hấp phụ

G

Đ

metylen xanh, metyl da cam của VLHP

Skype : daykemquynhon@hotmail.com https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ẠO

Bảng 3.7: Ảnh hưởng của pH đến hiệu suất và dung lượng hấp phụ

IỄ N D

.Q

bày ở bảng 3.7 và hình 3.11, 3.12.

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

Tiến hành khảo sát ảnh hưởng của pH như mục 2.6.1 thu được kết quả trình

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U Y

N

3.4.1. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của pH

42 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

100

Ơ

H (%)

N

90

U Y .Q Đ

ẠO

50

4

6

8

10

12

pH

H Ư

2

N

0

G

40

TR ẦN

Hình 3.11. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của hiệu suất hấp phụ metylen xanh

10 00

B

của VLHP vào pH

H(%)

Ó

A

70

H

60

-L

Í-

50

ÁN

40

TO

30

10

D

IỄ N

Đ

ÀN

20

Skype : daykemquynhon@hotmail.com https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

TP

60

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

70

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

N

H

80

0 0

2

4

6

8

pH

10

Hình 3.12. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của hiệu suất hấp thụ metyl da cam vào pH của VLHP

43 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Nhận xét: Các kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng, trong miền pH khảo sát, dung lượng hấp phụ metylen xanh của vật liệu giảm khi pH giảm. Điều này có thể được giải thích như sau, ở giá trị pH thấp (nồng độ ion H+ cao) thì xảy ra sự hấp phụ cạnh

Ơ

của vật liệu. Ngược lại với metylen xanh, dung lượng hấp phụ metyl da cam của vật

N

tranh giữa ion H+ và cation MB+, do đó làm giảm dung lượng hấp phụ metylen xanh

U Y

đó xảy ra sự hấp phụ cạnh tranh giữa anion với ion OH- trong dung dịch nên dung

.Q

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

ẠO

liệu), tạo điều kiện thuận lợi cho sự hấp phụ cation MB+. Ngược lại, với giá trị pH =

Đ

2,0 nhỏ hơn điểm đẳng điện của vật liệu nên bề mặt vật liệu tích điện dương, tạo điều

N

G

kiện thuận lợi cho sự hấp phụ anion. Vì vậy, với các kết quả thu được, chúng tôi nhận

H Ư

thấy giá trị pH tối ưu cho quá trình hấp phụ Metylen xanh và Metyl da cam của vật

TR ẦN

liệu lần lượt là 8,0 và 2,0. Các kết quả nghiên cứu cho phép nhận định rằng, sự hấp phụ metylen xanh và metyl da cam trên VLHP là sự hấp phụ tĩnh điện giữa cation (metylen xanh) hoặc anion (metyl da cam) trên bề mặt vật liệu tích điện âm hoặc tích

10 00

B

điện dương.

3.4.2. Ảnh hưởng của tỷ lệ khối lượng VLHP/thể tích dung dịch (nồng độ

Ó

A

đầu xác định)

Í-

H

Tiến hành khảo sát sự ảnh hưởng của tỷ lệ khối lượng VLHP/ thể tích dung dịch

-L

(nồng độ đầu xác định) đến khả năng hấp phụ metylen xanh, metyl da cam như mục

TO

ÁN

2.6.2 thu được kết quả trình bày ở bảng 3.8 và hình 3.13, 3.14.

D

IỄ N

Đ

Skype : daykemquynhon@hotmail.com https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

TP

bề măt vật liệu tích điện âm (do các giá trị pH này lớn hơn điểm đẳng điện của vật

ÀN

http://daykemquynhon.ucoz.com

lượng hấp phụ của VLHP đối với dung dịch nghiên cứu giảm. Với giá trị pH = 8,0 thì

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

N

H

liệu hấp phụ giảm khi pH tăng. Vì ở pH cao, metyl da cam tồn tại ở dạng anion, khi

44 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Bảng 3.8: Ảnh hưởng của tỷ lệ khối lượng VLHP/thể tích dung dịch (nồng độ đầu xác định) đến khả năng hấp phụmetylen xanh, metyl da cam của VLHP

hấp phụ

VLHP ( g)

Ccb ( mg/l)

H (%)

q ( mg/g)

0,02

105,88

7,41

93,00

123,09

0,03

105,88

3,80

96,42

0,04

105,88

1,80

98,30

65,05

0,05

105,88

1,20

98,87

52,34

0,06

105,88

1,02

99,04

43,69

0,1

105,88

0,48

99,55

26,35

0,15

105,88

0,47

99,57

17,57

97,51

78,15

19,85

24,20

97,51

71,29

26,89

21,85

97,51

58,41

40,10

19,55

0,07

97,51

51,13

47,56

16,56

0,1

97,51

43,85

55,03

13,42

0,2

97,51

38,11

60,92

7,43

0,3

97,51

37,47

61,57

5,00

0,4

97,51

35,25

63,85

3,89

H Skype : daykemquynhon@hotmail.com https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

N

U Y

TP

Đ G

N

Í-

Đ

ÀN

TO

ÁN

cam

0,05

-L

Metyl da

H

Ó

A

0,03

IỄ N D

85,07

.Q 0,02

TR ẦN

xanh

B

Metylen

10 00

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

Ơ

N

C0 (mg/l)

ẠO

Khối lượng

H Ư

Dung dịch

45 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

H (%) 100 99

Ơ

N

98

H

97

.Q

92 0.1

0.15

Đ

0.05

m (g)

0.2

G

0

H Ư

N

Hình 3.13. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của hiệu suất hấp phụ

TR ẦN

metylen xanh vào tỷ lệ khối lượng VLHP/ thể tích dung dịch H (%)

10 00

B

70 60

Ó

A

50

Í-

-L

30

H

40

Đ

ÀN

TO

ÁN

20 10

Skype : daykemquynhon@hotmail.com https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ẠO

93

IỄ N D

TP

94

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

95

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U Y

N

96

0 0

0.1

0.2

0.3

0.4

m (g)

0.5

Hình 3.14. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của hiệu suất hấp phụ metyl da cam của VLHP vào tỷ lệ khối lượng VLHP/thể tích dung dịch Nhận xét: Từ bảng 3.8 và hình 3.13, 3.14 ta thấy:

46 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Đối với dung dịch metylen xanh: Khi khối lượng vật liệu hấp phụ tăng thì hiệu suất hấp phụ tăng nhưng dung lượng hấp phụ giảm. Trong khoảng khối lượng vật liệu hấp phụ từ 0,02 ÷ 0,05 gam, hiệu suất hấp phụ tăng nhanh. Trong khoảng

Ơ

nhiều (từ 98,87% đến 99,57%). Điều này có thể lí giải là do sự tăng lên của diện tích

N

khối lượng vật liệu hấp phụ từ 0,05 ÷ 0,15 gam, hiệu suất hấp phụ tăng lên không

U Y

nồng độ thuốc nhuộm trong dung dịch và trên bề mặt chất rắn. Vì vậy, trong đề tài

.Q

TP

tiếp theo.

ẠO

Đối với dung dịch metyl da cam: Các kết quả thực nghiệm cho thấy, khi

Đ

khối lượng vật liệu hấp phụ tăng thì hiệu suất hấp phụ tăng nhưng dung lượng hấp

N

G

phụ giảm. Trong khoảng khối lượng VLHP tăng từ 0,02  0,1g, hiệu suất hấp phụ

H Ư

tăng nhanh. Trong khoảng khối lượng tăng từ 0,1  0,4g, hiệu suất hấp phụ tăng chậm

TR ẦN

và tương đối ổn định. Với khối lượng vật liệu là 0,1g thì dung lượng hấp phụ và hiệu suất hấp phụ các dung dịch là 13,42mg/g và 55,03% đều tương đối lớn. Vì vậy chúng

B

tôi lựa chọn khối lượng VLHP bằng 0,1g cho các nghiên cứu tiếp theo đối với metyl

10 00

da cam.

A

3.4.3. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến khả năng hấp phụ của VLHP

H

Ó

Tiến hành khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến khả năng hấp phụ dung dịch

Í-

metylen xanh, metyl da cam như mục 2.6.3 ta thu được kết quả trình bày ở bảng 3.9

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

và hình 3.15, 3.16.

Skype : daykemquynhon@hotmail.com https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

này chúng tôi chọn khối lượng vật liệu hấp phụ bằng 0,05 gam cho các nghiên cứu

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

N

H

bề mặt, sự tăng lên số vị trí các tâm hấp phụ của vật liệu hấp phụ và do sự cân bằng

47 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Bảng 3.9. Sự phụ thuộc của dung lượng, hiệu suất hấp phụ metylen xanh, metyl da cam của VLHP vào thời gian C0 (mg/l)

Ccb (mg/l)

H (%)

q (mg/g)

15

105,88

3,18

97,00

51,35

30

105,88

2,06

98,05

51,91

45

105,88

1,68

98,41

60

105,88

1,18

98,89

90

105,88

1,09

120

105,88

0,99

150

105,88

5

98,05

15

H

Ơ

N

Thời gian (phút)

99,07

52,45

0,92

99,13

52,48

81,72

16,65

4,08

98,05

71,49

27,09

6,64

98,05

65,21

33,49

8,21

98,05

55,09

43,81

10,74

98,05

49,18

49,84

12,22

120

98,05

45,98

53,11

13,02

150

98,05

41,25

57,93

14,20

180

98,05

40,97

58,22

14,27

210

98,05

40,38

58,82

14,42

N

H Ư

TR ẦN

B

10 00

Ó

A

30

-L

90

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

Metyl da cam

H

60

Skype : daykemquynhon@hotmail.com https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

52,40

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U Y .Q

TP

ẠO 98,97

Đ

52,35

G

Metylen xanh

52,10

Í-

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

Dung dịch hấp phụ

48 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

100 99

Ơ

N

H (%)

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

U Y

98

.Q TP

97 20

40

60

80

100

120

140

160

t (phút)

H Ư

N

G

0

Đ

ẠO

97

Skype : daykemquynhon@hotmail.com https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Hình 3.15. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của hiệu suất hấp phụ

B

TR ẦN

metylen xanh của VLHP vào thời gian

10 00

H(%)

A

70

H

Ó

60

ÁN

40

-L

Í-

50

30

TO

http://daykemquynhon.ucoz.com

98

10 0 0

50

100

150

200

t(phút)

250

D

IỄ N

Đ

ÀN

20

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

N

H

99

Hình 3.16. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của hiệu suất hấp phụ metyl da cam vào thời gian

49 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Nhận xét: Từ bảng 3.9 và hình 3.15, 3.16 ta thấy: Đối với metylen xanh: Khi thời gian hấp phụ tăng thì hiệu suất hấp phụ và dung lượng hấp phụ đều tăng. Trong khoảng thời gian từ 15 ÷ 60 phút hiệu suất hấp

H

Ơ

vậy, chúng tôi chọn thời gian đạt cân bằng hấp phụ là 60 phút. Kết quả này được sử

N

phụ tăng tương đối nhanh và dần ổn định trong khoảng thời gian từ 90 ÷ 150 phút. Do

.Q

lượng hấp phụ metyl da cam tăng. Trong khoảng 5÷150 phút hiệu suất hấp phụ metyl da

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

H Ư

N

3.4.4. Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ

Tiến hành khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng hấp phụ metylen

TR ẦN

xanh, metyl da cam của VLHP như mục 2.6.4 thu được kết quả trình bày ở bảng 3.10 và hình 3.17, 3.18.

10 00

B

Bảng 3.10: Sự phụ thuộc của hiệu suất hấp phụ và dung lượng hấp phụ

A

metylen xanh, metyl da cam vào nhiệt độ Nhiệt độ

Ccb (mg/l)

q ( mg/g)

H (%)

22

105,88

1,01

52,44

99,05

37

105,88

1,23

52,33

98,94

43

105,88

1,33

52,28

98,74

27

102,17

42,71

14,87

58,20

39

102,17

49,54

13,16

51,51

46

102,17

57,27

11,23

43,95

H

C0 (mg/l)

(oC)

ÁN

-L

Í-

hấp phụ

Ó

Dung dịch

TO

Metylen xanh

Đ IỄ N D

G

Đ

đó kết quả này được sử dụng trong các thí nghiệm tiếp theo.

ẠO

kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng thời gian đạt cân bằng hấp phụ trên VLHP là 150 phút, do

Metyl da

Skype : daykemquynhon@hotmail.com https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

cam tăng nhanh và trong khoảng thời gian 150÷180 phút thì tương đối ổn định. Như vậy,

ÀN

http://daykemquynhon.ucoz.com

Đối với metyl da cam: Khi tăng thời gian hấp phụ thì hiệu suất cũng như dung

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U Y

N

dụng cho các thí nghiệm tiếp theo.

cam

50 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

H (%)

TR ẦN

70

60

10 00

B

50 40

A

30

Ó

20

0

25

Nhiệt độ ( 30

35

40

45

50

ÁN

-L

20

Í-

H

10

Đ

ÀN

TO

Hình 3.18. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của hiệu suất hấp phụ

IỄ N D

H Ư

N

G

metylen xanh vào nhiệt độ

metyl da cam vào nhiệt độ

Nhận xét: Dựa vào kết quả trong bảng 3.10 và hình 3.17, 3.18 ta thấy:

Skype : daykemquynhon@hotmail.com https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Đ

Hình 3.17. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của hiệu suất hấp phụ

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

.Q ẠO

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

N

H

Ơ

N

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Trong khoảng nhiệt độ nghiên cứu từ 22 – 430C (đối với dung dịch metylen xanh), từ 27 - 460C (đối với dung dịch metyl da cam) khi tăng nhiệt độ thì cả hiệu suất hấp phụ và dung lượng hấp phụ đều giảm. Điều này được giải thích như sau: Do hấp phụ là quá trình tỏa nhiệt cho nên khi tăng nhiệt độ cân bằng hấp phụ chuyển dịch theo chiều nghịch tức là làm tăng nồng độ chất bị hấp phụ trong dung dịch dẫn đến

51 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

làm giảm hiệu suất hấp phụ và dung lượng hấp phụ của quá trình hấp phụ. Điều này cũng cho thấy sự hấp phụ metylen xanh trên VLHP là hấp phụ khuếch tán hay cơ chế hấp phụ là hấp phụ vật lý.

H

Ơ

Tiến hành khảo sát nồng độ đầu theo các bước như mục 2.6.5 thu được kết quả

N

3.4.5. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ đầu

.Q

0,60

96,72

8,75

0,07

46,17

1,86

95,97

22,16

0,08

Metylen

81,25

3,82

95,30

38,72

0,10

xanh

95,57

5,03

94,74

45,27

0,11

149,12

12,91

91,34

68,11

0,19

26,29

86,42

83,68

0,31

48,13

80,10

96,83

0,50

25,17

8,41

66,59

4,19

2,01

53,08

20,06

62,21

8,26

2,43

Metyl da

79,26

30,87

61,05

12,10

2,55

cam

112,60

49,42

56,11

15,80

3,13

160,78

82,61

48,62

19,54

4,23

177,84

96,25

45,88

20,40

4,72

216,05

127,94

40,78

22,03

5,81

H Ư

TR ẦN

10 00

A

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

241,79

Skype : daykemquynhon@hotmail.com https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ẠO

18,10

q ( mg/g)

G

H (%)

N

Ccb (mg/l)

193,65

IỄ N D

C0 (mg/l)

hấp phụ

Đ

Ccb/q ( g/l)

B

Dung dịch

TP

của VLHP vào nồng độ đầu

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

Bảng 3.11: Sự phụ thuộc của hiệu suất hấp phụ và dung lượng hấp phụ

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U Y

N

như bảng 3.11.

52 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Nhận xét: Trong khoảng nồng độ khảo sát, khi tăng nồng độ đầu của dung dịch metylen xanh, metyl da cam thì dung lượng hấp phụ tăng, còn hiệu suất hấp phụ đều giảm, điều này phù hợp với lý thuyết.

N

Từ các kết quả thu được ở bảng 3.11 chúng tôi nghiên cứu cân bằng hấp phụ

H

Ơ

metylen xanh của VLHP theo mô hình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir.

40

0.3

20

0.2

20

40 60 Ccb (mg/l)

N U Y Ccb(mg/l)

0

TR ẦN

0

0

20

40

60

Hình 3.20. Đồ thị biểu diễn sự phụ

Langmuir của VLHP đối với

thuộc của Ccb/q vào Ccb

metylen xanh

của metylen xanh

H

Ó

A

10 00

B

Hình 3.19. Đường đẳng nhiệt hấp phụ

q(mg/g)

25.00

Í-

-L

5.00 4.00

TO

3.00

10.00

2.00

ÀN Đ IỄ N

y = 0.0317x + 1.6738 R² = 0.9956

6.00

ÁN

20.00 15.00

Ccb/q (g/l)

7.00

y = 6.8857ln(x) - 11.247 R² = 0.9917

5.00

D

.Q

0.1

0

1.00

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

0.4

Skype : daykemquynhon@hotmail.com https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

60

y = 0.0091x + 0.0661 R² = 0.9994

ẠO

0.5

Đ

80

TP

0.6

G

100

Ccb/q ( g/l)

y = 20.967ln(x) + 13.721 R² = 0.9876

N

120

H Ư

q (mg/g)

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

Kết quả được trình bày trong hình 3.19, 3.20, 3.21 và 3.22.

0.00

0.00 0

50

100

0

150

Ccb(mg/l)

50

100

150

Ccb (mg/l)

Hình 3.21. Đường đẳng nhiệt Langmuir

Hình 3.22. Đồ thị biểu diễn sự phụ

của VLHP đối với metyl da cam

thuộc của Ccb/q vào Ccb của metyl da cam

53 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Nhận xét: Từ kết quả khảo sát cho thấy: Sự hấp phụ metylen xanh, metyl da cam của VLHP được mô tả khá tốt theo mô hình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir.

Từ đồ thị sự phụ thuộc của Ccb/q vào Ccb đối với sự hấp phụ metylen xanh, metyl da

N

cam của VLHP, ta xác định được dung lượng hấp phụ cực đại qmax và hằng số b. Kết quả

0,136

31,55

N

0,019

G H Ư

N

Nhận xét:

+ Trong khoảng nồng độ đã khảo sát thì khả năng hấp phụ metylen xanh của

TR ẦN

VLHP cao hơn metyl da cam. Điều này được giải thích do metyl da cam có phân tử khối lớn hơn và cấu tạo cồng kềnh hơn so với metylen xanh.

10 00

B

+ Từ kết quả ở bảng 3.12 cho thấy, dung lượng hấp phụ cực đại của VLHP chế tạo từ đài sen lớn hơn nhiều so với dung lượng hấp phụ cực đại của VLHP chế tạo từ bã mía

A

là 35,55mg/l (đối với metylen xanh) và gần bằng dung lượng hấp phụ cực đại của metyl

H

Ó

da cam là 54,64mg/l [17].

Í-

3.5. Khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ metylen xanh,

-L

metyl da cam của VLHP theo phương pháp hấp phụ động

ÁN

3.5.1. Khảo sát ảnh hưởng của tốc độ dòng đến khả năng hấp phụ metylen xanh

Tiến hành khảo sát ảnh hưởng của tốc độ dòng đến khả năng hấp phụ metylen xanh

của VLHP thu được kết quả trình bày ở bảng 3.13 và hình 3.23.

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

của VLHP theo phương pháp hấp phụ động

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

109,89

hằng số b Skype : daykemquynhon@hotmail.com https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

qmax(mg/g)

TP

hằng số b

ẠO

qmax(mg/g)

.Q

Metyl da cam

Đ

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

Metylen xanh

U Y

Bảng 3.12: Dung lượng hấp phụ cực đại và hằng số Langmuir

H

Ơ

được trình bày ở bảng 3.12.

54 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Bảng 3.13: Ảnh hưởng của tốc độ dòng đến khả năng hấp phụ metylen xanh 105,71

50mL dung

dịch qua cột

dịch qua cột

tính từ lần 1

1

50

0,00

0,00

2

100

0,00

1,95

3

150

2,72

5,12

4

200

10,51

12,56

5

250

19,87

6

300

7

350

8

400

9

450

V3 = 3,5

H

Nồng độ chất hấp phụ xác định được

9,43

16,07

31,24

32,49

35,92

45,59

47,04

49,47

56,27

58,82

60,02

66,24

73,62

75,73

500

79,57

82,91

84,52

550

87,06

90,24

91,63

600

93,48

94,07

95,84

650

97,25

98,94

98,67

14

700

101,64

101,85

101,96

15

750

105,71

103,29

103,18

16

800

105,71

105,71

104,03

17

850

105,71

105,71

105,71

Dung lượng hấp phụ trên cột (mg)

39,42

37,99

36,65

Dung lượng hấp phụ (mg/g)

39,42

37,99

36,65

ÀN

TO

H Ư

B

A Ó H Í-

ÁN

-L

13

N

24,93

Skype : daykemquynhon@hotmail.com https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

5,86

TR ẦN

G

Đ

ẠO

TP

.Q

0,79

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U Y

N

sau mỗi lần cho 50mL qua cột (mg/l)

21,96

12

N

V (mL) dung

11

Đ

V2 = 2,5

Số lần cho

10

IỄ N D

V1 = 1,5

10 00

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

Tốc độ dòng (mL/phút)

Ơ

C0 (mg/L)

55 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

120

N U Y .Q

V2 V3

Đ

20

0 400

H Ư

200

600

800

TR ẦN

0

N

G

V (mL)

Hình 3.23. Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của tốc độ dòng đến

B

khả năng hấp phụ metylen xanh

10 00

Nhận xét: Kết quả nghiên cứu ở bảng 3.13 và hình 3.23 cho thấy, khi tốc độ dòng càng nhỏ thì dung lượng hấp phụ metylen xanh càng tăng. Điều này được giải

Ó

A

thích như sau: khi tốc độ dòng càng nhỏ thì thời gian tiếp xúc giữa dung dịch nghiên

H

cứu và chất hấp phụ càng lớn nên dung lượng hấp phụ càng tăng và ngược lại. Với

-L

Í-

tốc độ dòng là 1,5 mL/phút; 2,5 mL/phút; 3,5 mL/phút thì dung lượng hấp phụ lần

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

lượt là: 39,42 mg/g; 37,99 mg/g; 36,65 mg/g.

Skype : daykemquynhon@hotmail.com https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

TP

40

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

V1

60

N

H

Ơ

80

ẠO

Nồng độ thoát ra (mg/l)

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

100

56 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

3.5.2. Khảo sát ảnh hưởng của tốc độ dòng đến khả năng hấp phụ metyl da cam của VLHP theo phương pháp hấp phụ động Bảng 3.14: Ảnh hưởng của tốc độ dòng đến khả năng hấp phụ metyl da cam

N

98,04 V3 = 3,5

Số lần cho

V (mL) dung

50mL dung

dịch qua cột

dịch qua cột

tính từ lần 1

1

50

0,00

2

100

12,35

3

150

37,86

4

200

5

250

6

10 00

.Q

Nồng độ chất hấp phụ xác định được

G

Đ

1,90

4,78 27,06

38,12

39,43

46,61

48,56

52,07

54,97

59,83

61,93

68,26

72,49

78,22

350

79,01

86,04

89,47

400

87,25

91,42

93,02

450

96,74

96,83

95,73

10

500

98,04

97,91

96,52

11

550

98,04

98,04

97,13

12

600

98,04

98,04

98,04

Dung lượng hấp phụ trên cột (mg)

19,97

18,21

17,15

Dung lượng hấp phụ (mg/g)

19,97

18,21

17,15

H Ư

TR ẦN B

300

H

Ó

7

N

22,95

D

IỄ N

-L

Đ

ÀN

TO

ÁN

9

Í-

8

Skype : daykemquynhon@hotmail.com https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ẠO

TP

sau mỗi lần cho 50mL qua cột (mg/l)

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

N

V2 = 2,5

U Y

V1 = 1,5

A

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

Tốc độ dòng (mL/phút)

H

Ơ

C0 (mg/L)

57 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

120

V1

TP ẠO

V3

H Ư

N

G

Đ

40

V2

0 100

200

300

400

V(ml)

500

600

700

10 00

B

0

TR ẦN

20

hấp phụ metyl da cam

H

Ó

A

Hình 3.24. Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của tốc độ dòng đến khả năng

Í-

Nhận xét: Kết quả nghiên cứu cho thấy, khi tốc độ dòng càng nhỏ thì dung

-L

lượng hấp phụ metyl da cam càng tăng. Điều này được giải thích như sau: khi tốc độ

ÁN

dòng càng nhỏ thì thời gian tiếp xúc giữa dung dịch nghiên cứu và chất hấp phụ càng

TO

lớn nên dung lượng hấp phụ càng tăng và ngược lại. Với tốc độ dòng là 1,5 mL/phút;

mg/g; 17,15 mg/g.

D

IỄ N

Đ

ÀN

2,5 mL/phút; 3,5 mL/phút thì dung lượng hấp phụ lần lượt là: 19,97 mg/g; 18,21

Skype : daykemquynhon@hotmail.com https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

V(ml)

60

nồng độ thoát ra (mg/l)

.Q

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

80

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

N

H

Ơ

N

100

58 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

KẾT LUẬN Dựa vào các kết quả thực nghiệm, chúng tôi rút ra một số kết luận chính sau:

N

1. Đã chế ta ̣o VLHP từ nguyên liệu ban đầu là đài sen thu thập được ở tỉnh Hà

Ơ

Nam thông qua quá trình xử lí hóa học bằng axit xitric.

.Q

Đ

metyl da cam của VLHP bằng phương pháp hấp phụ tĩnh thu được kết quả như sau:

G

- pH tốt nhất cho sự hấp phụ của VLHP đối metylen xanh là ở khoảng pH = 8,

H Ư

N

đối với metyl da cam là pH = 2.

TR ẦN

- Thời gian đạt cân bằng hấp phụ đối với metylen xanh là 60 phút và metyl da cam là 150 phút.

- Khối lượng VLHP cần thiết cho sự hấp phụ metylen xanh tốt nhất là 0,05g

10 00

B

(thể tích dung dịch V = 25ml, nồng độ đầu C0 = 105,88 mg/l), cho sự hấp phụ metyl da cam tốt nhất là 0,1g (thể tích dung dịch V = 25ml, nồng độ đầu C0 = 97,51 mg/l).

A

Khi nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ đầu metylen xanh, metyl da cam đến quá

Í-

hấp phụ giảm.

H

Ó

trình hấp phụ thấy khi nồng độ ban đầu tăng thì dung lượng hấp phụ tăng, hiệu suất

-L

- Mô tả quá trình hấp phụ theo mô hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir đã xác

ÁN

định được dung lượng hấp phụ cực đại của VLHP đối với metylen xanh là qmax=

Đ

ÀN

TO

109,89 mg/g, metyl da cam là: qmax= 31,55 mg/g.

5. Đã khảo sát khả năng hấp phụ metylen xanh, metyl da cam theo phương

Skype : daykemquynhon@hotmail.com https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ẠO

4. Đã khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hấp phụ metylen xanh,

IỄ N D

TP

metyl da cam là λ=432nm.

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

3. Xác định được cực đại hấp thụ ánh sáng của metyl xanh là λ=664nm; của

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U Y

ảnh hiển vi điện tử quét (SEM), điểm đẳng điện của vật liệu là pI= 4,12.

N

H

2. Đã xác định một số đặc trưng hóa lý của mẫu VLHP như: phổ hồng ngoại IR,

pháp hấp phụ động, khi tốc độ dòng càng nhỏ thì dung lượng hấp phụ metylen xanh, metyl da cam càng lớn và ngược lại. Dung lượng hấp phụ động ứng với tốc độ dòng 1,5ml/phút; 2,5ml/phút; 3,5ml/phút lần lượt là 39,42mg/g: 37,92mg/g; 36,65mg/g (đối với metylen xanh) và 19,97 mg/g; 18,21 mg/g; 17,15 mg/g (đối với metyl da cam).

59 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

TÀI LIỆUTHAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt

Ơ

cam của vật liệu hấp phụ chế tạo từ bã mía, Luận văn Thạc sĩ Hóa học, Trường

N

1. Ngô Thị Lan Anh (2011), Nghiên cứu khả năng hấp phụ metylen xanh, metyl da

N

H

ĐHSP Thái Nguyên.

.Q

3. Đặng Kim Chi (2005), Hoá học môi trường, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật.

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Đ

cam và phenol đỏ của quặng apatit và thăm dò xử lý môi trường, Luận văn Thạc

G

sĩ Hóa học, Trường ĐHSP Thái Nguyên.

H Ư

N

5. Trần Tứ Hiếu (2008), Phân tích trắc quang, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Hà Nội (in lần thứ 2).

TR ẦN

6. Đỗ Trà Hương, Bùi Đức Nguyên (2013), “Nghiên cứu khả năng hấp phụ xanh metylen của vật liệu nanocompozit MWCNTs/Fe2O3”, Tạp chí Hóa học, tập 51

B

(3AB), tr. 137 – 141.

10 00

7. Đỗ Trà Hương, Trần Thuý Nga (2014), “Nghiên cứu hấp phụ màu metylen xanh

A

bằng vật liệu bã chè”, Tạp chí Phân tích Hoá, Lý và Sinh học, tập 19 (4), tr. 27-32.

Ó

8. Dương Thị Bích Ngọc, Nguyễn Thị Mai Lương, Nguyễn Thị Thanh, “Nghiên

Í-

H

cứu khả năng hấp phụ thuốc nhuộm methylen xanh của vật liệu hấp phụ chế tạo

-L

từ lõi ngô và vỏ ngô”, Tạp chí khoa học và công nghệ Lâm nghiệp, (2), tr.77-81.

ÁN

9. Nguyễn Thị Nguyệt (2016), Nghiên cứu khả năng hấp phụ metylen xanh, metyl

TO

da cam và metyl đỏ của quặng sắt biến tính và thử nghiệm xử lý môi trường, Luận văn Thạc sĩ Hóa học, Trường ĐHSP Thái Nguyên.

D

IỄ N

Đ

10. Trần Văn Nhân, Nguyễn Thạc Sửu, Nguyễn Văn Tuế (1998), Hóa lí tập II,

Skype : daykemquynhon@hotmail.com https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ẠO

4. Đinh Quốc Hải (2016), Nghiên cứu khả năng hấp phụ xanh metylen, metyl da

ÀN

http://daykemquynhon.ucoz.com

thải, Nhà xuất bản Thống Kê.

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U Y

2. Lê Văn Cát (2002), Hấp phụ và trao đổi ion trong kĩ thuật xử lí nước và nước

Nhà xuất bản Giáo dục, Hà Nội.

11. Hoàng Nhâm (2003), Hóa Học Vô Cơ tập 2,tập 3, Nhà xuất bản Giáo dục.

12. Nguyễn Thị Nhung (2001), Nghiên cứu đặc điểm thực vật, thành phần hóa học và tác dụng sinh học của cây sen (nelumbo nucifera Gaertn) họ sen (Nelumbornaceae), Luận án tiến sĩ, Trường Đại học Dược Hà Nội.

60 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

13. Hồ Viết Quý (2009), Các phương pháp phân tích công cụ trong hoá học hiện đại, Nhà xuất bản Đại học Sư phạm.

14. Trịnh Thị Thanh (2003), Độc học môi trường và sức khỏe con người, Nhà xuất

Ơ

15. Nguyễn Trung Thành, Nguyễn Thuỳ Trang, Lâm Thành Trí, Hồ Nguyễn Thi

N

bản Đại học Quốc gia Hà Nội.

N

H

(2010), Nghiên cứu ứng dụng tro trấu từ lò đốt gạch thủ công làm chất hấp phụ

.Q

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

TP

16. Lê Hữu Thiềng, Trần Thị Huế, Mai Thị Phương Thảo ( 2011), “Nghiên cứu khả

Đ

chuối”, Tạp chí phân tích Hóa, Lý và Sinh học, 16 (3), tr. 155-159.

G

17. Lê Hữu Thiềng (2011), Nghiên cứu khả năng hấp phụ một số kim loại nặng và

H Ư

N

chất hữu cơ độc hại trong môi trường nước của các vật liệu hấp phụ chế tạo từ bã mía và khảo sát khả năng ứng dụng của chúng, Báo cáo tổng kết đề tài khoa

TR ẦN

học và công nghệ cấp Bộ.

18. Thông tư số 47/2011/TT-BTNMT ra ngày 28/12/2011 về quy định quy chuẩn

10 00

B

kỹ thuật quốc gia về môi trường.

19. Phan Phước Toàn, Nguyễn Trung Thành, Ngô Thụy Diễm Trang (2016), “Đặc

A

trưng và khả năng hấp phụ metyl da cam của tro trấu hoạt hóa”, Tạp chí khoa

H

Ó

học Trường Đại học Cần Thơ, (42), tr.50-57

Í-

20. Cao Hữu Trượng (2002), Hóa học thuốc nhuộm, Nhà xuất bản Khoa học

-L

và Kỹ thuật, Hà Nội.

ÁN

21. Phạm Thị Thanh Truyền (2013), Nghiên cứu biến tính mùn cưa làm vật liệu hấp phụ chất màu hữu cơ trong nước, Luận văn Thạc sĩ Khoa học, Trường Đại

ÀN

học Đà Nẵng.

D

IỄ N

Đ

22. Ngô Thị Mai Việt (2015), “Nghiên cứu khă năng hấp phụ metylen xanh và

Skype : daykemquynhon@hotmail.com https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ẠO

năng tách loại và thu hồi Cr(VI) của vật liệu hấp phụ chế tạo từ rơm và cuống lá

TO

http://daykemquynhon.ucoz.com

trường, Trường Đại học An Giang.

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U Y

metyl da cam, Luận văn thạc sỹ hoá học, Khoa Kỹ thuật - Công nghệ - Môi

metyl da cam của vật liệu đá ong biến tính”, Tạp chí phân tích Hóa, Lý và Sinh học, tập 20 (4), tr. 303 – 310.

23. Bùi Xuân Vững, Ngô Văn Thông (2015), “Nghiên cứu hấp phụ màu methylen xanh bằng vật liệu bã cà phê từ tính.”, Tạp chí phân tích Hóa, Lý và Sinh học, 20(3), tr. 370-376.

61 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Tài liệu tiếng Anh 24. A. Gurses, S. Karaca, C.Dogar, R. Bayrak, M. Acikyildiz, M. Yalcin, (2004) “Determination of adsorptive properties of clay/water system: methylene blue

N

sorption”, J.Colloid Interf. Sci. 269, pp. 310–314.

H

Ơ

25. B. Hameed (2009), “Evaluation of papaya seeds as a novel non-conventional

.Q

ẠO

kaolinite”, Appl. Clay Sci. 20, pp 295–300.

Đ

27. K.V. Kumar, V. Ramamurthi, S. Sivanesan (2005), “Modeling the mechanism

N

G

involved during the sorption of methylene blue onto fly ash”, J. Colloid Interf.

H Ư

Sci. 284, pp. 14–21.

TR ẦN

28. LiHui Huang, YuanYuan Sun, Tao Yang, Li Li (2011), "Adsorption behavior of Ni (II) on lotus stalks derived active carbon by phosphoric acid activation", Desalination. 268(1).

10 00

B

29. O. Hamdaoui (2006), “Batch study of liquid-phase adsorption of methylene blue using cedar sawdust and crushed brick.”, Journal of Hazardous Materials,

Ó

A

135(1-3), pp. 264-273.

H

30. Shaobin Wang, Z.H. Zhu, Anthony Coomes, F. Haghseresht, G.Q. Lu (2004),

-L

Í-

“The physical and surface chemical characteristics of activated carbons and the

ÁN

adsorption of methylene blue from waste water”, Journal of Colloid and

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

Interface Science 284, pp. 440 – 446.

Skype : daykemquynhon@hotmail.com https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

TP

26. D. Ghosh, K.G. Bhattacharyya, (2002), “Adsorption of methylene blue on

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

Materials, 162(2), pp. 939-944.

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U Y

N

low-cost adsorbent for removal of methylene blue.”, Journal of Hazardous

62 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial