Nghiên cứu ứng dụng phương pháp phân tích quang học để đánh giá khả năng hấp phụ Cr(VI) và Cr(III) của vỏ trấu biến tính

- Nghiên cứu ứng dụng phương pháp phân tích quang học để đánh giá khả năng hấp phụ Cr(VI).
- Một số vật liệu hấp phụ làm từ phụ phẩm của nông nghiệp.
- Tiến hành thực nghiệm: Khảo sát các yếu tố pH, thời gian và dung lượng hấp phụ.
- Nghiên cứu khả năng hấp phụ theo phương pháp động.
- Đã khảo sát khả năng hấp phụ Cr của vật liệu ở điều kiện tĩnh đối với vỏ trấu biến tính.
- Đã khảo sát khả năng hấp phụ Cr của vật liệu ở điều kiện động đối với vỏ trấu biến tính, Áp dụng thử nghiệm xử lý một vài mẫu nước thải của nhà máy Yamaha motor – Đông Anh-Hà Nội..
- Khả năng hấp phụ.
- Vỏ trấu biến tính.
- Những năm gần đây, phương pháp sử dụng vật liệu hấp phụ ( VLHP) chế tạo từ các nguồn nguyên liệu tự nhiên hay phụ phẩm nông nghiệp như bã mía, lỏi ngô, chitin và chitosan, vỏ trấu.
- Xuất phát từ những lí do trên, chúng tôi chọn đề tài: “Nghiên cứu ứng dụng phương pháp phân tích quang học để đánh giá khả năng hấp phụ Crom (VI) và Crom(III) của vỏ trấu biến tính”.
- Giới thiệu một số vật liệu hấp phụ làm từ phụ phẩm của nông nghiệp..
- Nghiên cứu xử lý các kim loại nặng bằng các vật liệu hấp phụ giá thành thấp, thân thiện với môi trường được chế tạo từ các chất thải nông nghiệp là vấn đề được nhiều tác giả trong nước và trên thế giới nghiên cứu..
- Ngày nay, các vật liệu hấp phụ làm từ phụ phẩm nông nghiệp có nhiều ưu điểm so với các chất hấp thụ khác và các phương pháp khác:.
- Khả năng hấp phụ các kim loại nặng cao, có khả năng tái sử dụng.
- Cùng với những ưu điểm trên, cho tới nay rất nhiều tác giả đã công bố các công trình nghiên cứu của mình về các vật liệu hấp phụ làm từ phụ phẩm nông nghiệp.
- Chitin, chitosan và các dẫn xuất của chúng có các tính chất như kháng nấm, kháng khuẩn, không độc, không gây dị ứng, có thể tự phân huỷ sinh học và chúng có khả năng hấp phụ kim loại nặng..
- Nghiên cứu khả năng hấp phụ Cr(III) và Cr(VI) trên vật liệu chitosan biến tính của tác giả Nguyễn Xuân Trung, Phạm Hồng Quân, Vũ Thị Trang đã cho thấy có khả năng sử dụng chitosan biến tính để tách loại Cr(VI) và Cr(III) khỏi nguồn nước thải và sử dụng dung dịch HCl 3M rửa giải để tái sử dụng vật liệu hấp phụ.
- Dung lượng hấp phụ cực đại tính theo mô hình Langmuir đối với Cr(VI) là 172,41mg/g và Cr(III) là 17,09mg/g..
- Bên cạnh khả năng tách loại kim loại nặng, bã mía còn thể hiện khả năng hấp phụ tốt đối với dầu.
- Bã mía sau khi xử lý bằng axit xitric được tác giả ứng dụng làm vật liệu hấp phụ để tách loại Pb 2+ từ dung dịch nước.
- Kết quả cho thấy, khả năng hấp phụ tốt ở pH = 6, thời gian đạt cân bằng hấp phụ 90 phút, dung lượng hấp phụ đạt cực đại đối với Pb 2+ là 59,17mg/g..
- Bã mía biến tính bằng axit sunfuric được nghiên cứu hấp phụ một số kim loại nặng(Cr 3+ ,Ni 2+ ,Cu 2+ ,Zn 2.
- đã được tác giả Phùng thị Kim Thanh chứng minh được dung lượng hấp phụ cực đại đối với mỗi ion Cr 3+ ,Ni 2+ ,Cu 2+ ,Zn 2+ lần lượt 70,922 mg/g, 48,544mg/g, 49,505 mg/g và 64,935 mg/g..
- Nhóm nghiên cứu ở trường Đại học North Carolina (Hoa Kì) đã tiến hành nghiên cứu và đề suất xử lý lõi ngô bằng dung dịch NaOH và H 3 PO 4 để chế tạo vật liệu hấp phụ kim loại nặng..
- Hiệu quả xử lý của vật liệu hấp phụ tương đối cao, dung lượng hấp phụ cực đại của kim loại Cu và Cd lần lượt là 0,39mmol/g và 0,62 mmol/g..
- El-hendawy chứng minh là một vật liệu có khả năng hấp phụ các kim loại nặng.
- Các phương pháp nghiên cứu như phổ hồng ngoại, kính hiển vi điện tử quét đã cho thấy rằng trên bề mặt vật liệu sau khi xử lý bằng phương pháp này có chứa những nhóm chức như: Cacboxyl, phenyl, hidroxyl nên có khả năng hấp phụ các kim loại tốt..
- Nếu so sánh với các loại than hoạt tính (dạng viên) có trên thị trường thì khả năng hấp phụ của nó cao gấp 31 lần.
- Tác giả Nguyễn Thùy Dương đã điều chế vật liệu hấp phụ vỏ lạc biến tính bằng cách nghiền nhỏ bằng máy nghiền bi, sau đó xử lý bằng NaOH để loại bỏ các pigmen màu và các chất hữu cơ dễ hòa tan, sau đó este hóa bằng axit xitric.
- Qua nghiên cứu tính toán được khả năng hấp phụ cực đại đối với các ion Cd(II),Cr(VI), Cu(II), Mn(II), Ni(II) và Pb(II) tương ứng bằng 6,56 mg/g, 7,40mg/g, 7,67 mg/g, 3,04 mg/g, 3,44 mg/g và 32,36 mg/g qua đây cho thấy hiệu quả xử lý cao đối với các kim loại kể trên đặc biệt đối với Pb(II).
- việc có thể dùng vỏ lạc biến tính để xử lý mẫu nước thải có chứa Ni(II) của nhà máy mạ điện quân đội , hiệu suất hấp phụ đạt 78,56%..
- Vỏ trấu..
- Với sản lượng lúa lớn như vậy thì phụ phẩm vỏ trấu càng nhiều đó là nguồn cung cấp vật liệu hấp phụ các kim loại nặng trong xử lý môi trường nước mà đang được nhiều người quan tâm..
- Vỏ trấu khi được hoạt hóa bằng axit citric đã được nhóm nghiên cứu của trường Đại học Bách khoa, ĐHQG TP Hồ Chí Minh và Viện Công nghệ Hóa học TP HCM nghiên cứu chỉ ra rằng vỏ trấu sau khi hoạt hóa là vật liệu có khả năng hấp phụ các ion kim loại Ni 2.
- Vật liệu hấp phụ (VLHP) thu được từ vỏ trấu được xử lý bằng kiềm và axit xitric đã được tác giả Nguyễn văn Nội chứng minh có khả năng tách loại và thu hồi tốt Pb(II) trong dung dịch..
- Tải trọng hấp phụ cực đại q max tính theo mô hình Langmuir của VLHP đối với chì là 30,8mg/g, VLHP chế tạo cũng có khả năng tách loại rất tốt chì trong dung dịch bằng phương pháp hấp phụ động trên cột.
- bằng amonpersunphat có mặt Ag + làm xác tác rồi cho chảy qua cột chứa vật liệu hấp phụ.
- vật liệu có khả năng tái sử dụng cho những lần sau..
- Việc nghiên cứu vật liệu hấp phụ từ vỏ trấu cũng được Manjeet Bansal cùng các cộng sự chứng minh việc có thể áp dụng vào thực tiễn.
- Với mục tiêu tìm kiếm một loại phụ phẩm nông nghiệp có khả năng xử lý hiệu quả các ion kim loại nặng nói chung và với Crom nói riêng, trong những nghiên cứu ban đầu này chúng tôi chọn vỏ trấu biến tính để nghiên cứu hấp phụ crom, tách Crom khỏi nguồn nước thải..
- Nội dung nghiên cứu.
- Với mục tiêu đề tài sử dụng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa để đánh giá khả năng hấp phụ Crom của vỏ trấu.
- Nghiên cứu các điều kiện tối ưu hóa xác định Crom bằng phương pháp F-AAS - Chế tạo vật liệu hấp phụ vỏ trấu biến tính..
- Nghiên cứu ảnh hưởng các điều kiện pH, nồng độ của chất bị hấp phụ, thời gian và ảnh hưởng của các ion kim loại đến khả năng hấp phụ của vật liệu đối với Cr(VI), Cr(III) trong điều kiện tĩnh..
- Nghiên cứu tốc độ hấp phụ, axit rửa giải, tốc độ rửa giải, thể tích dung dịch rửa giải, dung lượng hấp phụ cực đại đối với Cr(VI) và Cr(III) đối với vỏ trấu biến tính trong điều kiện động..
- Chuẩn bị nguyên vật liệu 2.2.1.
- Nghiên cứu khả năng hấp phụ của vỏ trấu biến tính trong điều kiện tĩnh..
- Khảo sát ảnh hưởng của pH đến khả năng hấp phụ của vật liệu..
- Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc dung lượng hấp phụ của vật liệu vào pH của dung dịch..
- Nhận xét: Qua thực nghiệm chúng tôi lựa chọn pH = 1 chung cho các thí nghiệm nghiên cứu khả năng hấp phụ của Cr(VI), Cr(III) tiếp theo.
- Ảnh hưởng của thời gian tới quá trình hấp phụ của vật liệu..
- Nhận xét: Qua thực nghiệm chúng tôi thấy khả năng hấp phụ của VL2 tốt hơn nhiều so với VL1.
- Kết quả thực nghiệm cũng chỉ ra được thời gian cân bằng hấp phụ đối với Cr(VI) và Cr(III) là 7h và.
- Do vậy các quá trình khảo sát tiếp theo chúng tôi chọn thời gian hấp phụ là 8 giờ, với tốc độ lắc 150 vòng/phút...
- Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ đầu của Crom (VI) và Cr(III) đến khả năng hấp phụ của vỏ trấu biến tính..
- Từ đồ thị ta xác định được dung lượng hấp phụ cực đại của VL2 đối với Cr(VI) là : q max = 1/tgα mg/g).
- Từ đồ thị ta xác định được dung lượng hấp phụ cực đại của VL2 đối với Cr(III) là : q max = 1/tgα mg/g).
- Khảo sát khả năng hấp phụ của vật liệu ở điều kiện động..
- Khảo sát ảnh hưởng của pH với sự hấp phụ các ion kim loại theo phương pháp động..
- Đồ thị ảnh hưởng của pH đến khả năng hấp phụ Cr(VI)/VL2 và Cr(III)/VL2 theo phương pháp động..
- Tuy nhiên dung lượng hấp phụ của Cr(III) là ít so với Cr(VI) vì vậy các quá trình nghiên cứu sự hấp phụ trên pha động sau đây chúng tôi nghiên cứu Cr(VI)/VL2..
- Khảo sát ảnh hưởng của tốc độ nạp mẫu đến khả năng hấp phụ của Cr(VI) lên VL2..
- Khảo sát dung lượng hấp phụ cực đại của vật liệu.
- Đồ thị hấp phụ theo từng phân đoạn thể tích của Cr(VI) và Cr(III)/VL2.
- Như vậy ta có dung lượng hấp phụ cực đại của Cr(VI) là 16,96 mg/g và của Cr(III) là 3,27 mg/g..
- Thử nghiệm xử lý mẫu giả và khảo sát khả năng tái sử dụng vật liệu.
- Để đánh giá khả năng hấp phụ của Cr(VI) và Cr(III) lên VL2, chúng tôi tiến hành thử nghiệm xử lý mẫu giả.
- bằng amonpersunphat có mặt Ag + làm xúc tác, rồi cho chảy qua cột chứa vật liệu hấp phụ.
- Bảng kết quả hấp phụ tách loại Crom của dung dịch mẫu giả Thành.
- Lượng Crôm đã hấp phụ.
- Hiệu suất hấp phụ.
- Nhận xét: Từ kết quả bảng có thể kết luận việc sử dụng vỏ trấu biến tính làm vật liệu hấp phụ crom trong nước thải đạt hiệu suất hấp phụ cao, có khả năng ứng dụng vật liệu này để tách crom khỏi nguồn nước thải..
- Khảo sát khả năng tái sử dụng vật liệu..
- Chuẩn bị cột hấp phụ chứa 1,00g VL2.
- như trên, cho chảy qua cột hấp phụ với tốc độ 1 ml/phút.
- Tiến hành khảo sát khả năng tái sử dụng của vật liệu và kết quả thu được ghi trong bảng sau..
- Bảng kết quả nghiên cứu khả năng tái sử dụng vật liệu.
- Số lần sử dụng vật liệu 1 2 3 4 5.
- Từ kết quả bảng chúng tôi thấy vật liệu có khả năng tái sử dụng cho những lần sau, tuy nhiên hiệu suất hấp phụ giảm dần.
- bằng amonpersunphat trong môi trường axit có mặt Ag + làm xúc tác, rồi cho chạy qua các cột hấp phụ chứa 1,00gam VL2 ở các điều kiện như trên.
- hấp phụ.
- lại sau hấp phụ.
- Từ đó ta có thể kết luận về triển vọng ứng dụng vật liệu vỏ trấu biến tính tách loại Crom khỏi nguồn nước thải..
- Sau quá trình nghiên cứu hoàn thành luận văn thạc sĩ với nội dung đề tài: “Nghiên cứu ứng dụng phương pháp phân tích quang học để đánh giá khả năng hấp phụ Cr(VI) và Cr(III) của vỏ trấu biến tính”.
- Đã khảo sát khả năng hấp phụ Cr của vật liệu ở điều kiện tĩnh đối với vỏ trấu biến tính:.
- Giá trị pH = 1 là tối ưu cho sự hấp phụ Cr(III) và Cr(VI) lên vật liệu - Thời gian đạt cân bằng với Cr(VI) là : 7 giờ và Cr(III) là: 8 giờ..
- Đã khảo sát được ảnh hưởng của nồng độ đầu và tìm được dung lượng hấp phụ cực đại đối với Cr(VI): 14,29 (mg/g) Cr(III): 2,78 (mg/g).
- Khảo sát được ảnh hưởng của các ion kim loại đến khả năng hấp phụ của vật liệu..
- Đã khảo sát khả năng hấp phụ Cr của vật liệu ở điều kiện động đối với vỏ trấu biến tính:.
- Tốc độ hấp phụ là 1 ml/ phút, tốc độ rửa giải là 0,5ml / phút - Thể tích dung dịch rửa giải 25 ml HNO 3 3M..
- Khảo sát ảnh hưởng của một số ion cản trở đến khả năng hấp phụ..
- Dung lượng hấp phụ cực đại đối với Cr(VI) là 16,96(mg/g),Cr(III) là 3,27 (mg/g)..
- Lê Văn Cát (2002), Hấp phụ và trao đổi ion trong kỹ thuật xử lý nước và nước thải, trung tâm khoa học tự nhiên và công nghệ Quốc gia, NXB Thống kê – Hà Nội..
- Nguyễn Thùy Dương (2008), Nghiên cứu khả năng hấp phụ một số ion kim loại nặng trên vật liệu hấp phụ chế tạo từ vỏ lạc và thăm dò xử lý môi trường.
- Lê Thanh Hưng, Phạm Thành Quân, Lê Minh Tâm, Nguyễn Xuân Thơm (2008), Nghiên cứu khả năng hấp phụ và trao đổi ion của xơ dừa và vỏ trấu biến tính, Tạp chí phát triển KH&CN, Tập 11 Số 08 Tr.
- 12.Nguyễn Văn Nội Nghiên cứu chế tạo vật liệu hấp phụ từ vỏ trấu và ứng dụng để tách loại chì từ dung dịch nước",Tạp chí phân tích Hóa Lý sinh, tập 10, số đặc biệt- 2005..
- Phùng thị Kim Thanh(2011), Nghiên cứu khả năng hấp phụ một số ion kim loại nặng (Cr 3+ ,Ni 2+ ,Cu 2+ ,Zn 2.
- Lê Hữu Thiềng, Phạm Thị Sang (2010), ”Nghiên cứu khả năng hấp phụ Pb 2+ trong dung dịch nước của bã mía qua xử lý bằng axit xitric”, Tạp chí Hóa học,T.48(4C), Tr.415- 419..
- Lê Thị Tình (2010), Nghiên cứu khả năng hấp phụ Cr trên vỏ trấu và ứng dụng xử lý tách Cr khỏi nguồn nước thải .
- Nguyễn Xuân Trung, Phạm Hồng Quân, Vũ Thị Trang (2007) “Nghiên cứu khả năng hấp phụ Cr(III) và Cr(VI) trên vật liệu chitosan biến tính”, tạp chí phân tích hoá lý sinh học T2 số 1 tr