- Nghiên cứu ứng dụng phương pháp phân tích quang học để đánh giá khả năng hấp phụ một. - số ion kim loại nặng của vỏ trấu biến tính. - Abstract: Nghiên cứu và áp dụng để tách loại các kim loại nặng ra khỏi môi trường nước. - Một trong các phương pháp đang được nhiều người quan tâm hiện nay là tận dụng các phụ phẩm nông nghiệp, công nghiệp như vỏ trấu, bã mía, vỏ lạc…làm vật liệu hấp phụ các ion kim loại. - Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hấp phụ Cu2+. - Đã khảo sát được ảnh hưởng của nồng độ đầu và tìm được dung lượng hấp phụ đối với Cu2+ là 54,35(mg/g), Zn2+ là 35,59(mg/g), Cd2+ là 35,21(mg/g), Pb2+ là 52,35(mg/g). - Đã khảo sát khả năng hấp phụ Cr của vật liệu ở điều kiện động: Dung lượng hấp phụ cực đại đối với Cu2+ là 49,78(mg/g), Zn2+ là 30,17(mg/g), Cd2+ là 30,00(mg/g), Pb2+ là 50,03(mg/g). - Tốc độ hấp phụ là 1,0ml/ phút, tốc độ rửa giải là 1,0ml/ phút. - Kim loại nặng. - Khả năng hấp phụ;. - Vỏ trấu biến tính Content. - Nhất là môi trường nước ở các khu công nghiệp, khu chế suất tình trạng ô nhiễm kim loại năng ngày càng trở nên phổ biến gây ảnh hưởng xấu đến trông trọt, chăn nuôi và sức khỏe con người. - Vì vậy vấn đề làm thế nào để sử lí môi trường bị ô nhiễm kim loại nặng là vấn đề rất cần thiết với các nước hiện nay.. - Đã có nhiều phương pháp khác nhau được nghiên cứu và áp dụng để tách loại các kim loại nặng ra khỏi môi trường nước. - Tuy nhiên, hiệu quả của việc sử dụng các vật liệu trên để hấp phụ chưa đạt hiệu quả như mong muốn.. - Hàng năm có khoảng 100 triệu tấn trấu được thải ra như phế thải nông nghiệp, theo phân tích thì vỏ trấu có chứa 20% khối lượng là silic, chính vì vậy không quá ngạc nhiên khi đã có rất nhiều công trình tập trung vào việc nghiên cứu tổng hợp vật liệu hấp phụ sử dụng nguyên liệu từ vỏ trấu để tách, loại các kim loại nặng ra khỏi nguồn nước thải.. - Nghiên cứu ứng dụng phương pháp phân tích quang học để đánh giá khả năng hấp phụ một số ion kim loại nặng của vỏ trấu biến tính”. - Sơ lược về một số kim loại nặng. - Tính chất độc hại của các kim loại nặng: Cadimi, đồng, kẽm và chì 1.2. - Giới thiệu các phương pháp tách kim loại nặng.. - Phương pháp kết tủa.. - Phương pháp này dựa trên nguyên tắc là độ tan của kim loại trong dung dịch phụ thuộc vào pH. - Ở một giá trị pH nhất định của dung dịch nồng độ ion kim loại vượt quá nồng độ bão hòa thì sẽ xảy ra hiện tượng kết tủa.. - Trong công nghiệp hiện nay, để xử lý các kim loại nặng phương pháp chủ yếu vẫn là phương pháp kết tủa đặc biệt là các nhà máy mạ điện, thuộc da … các chất thường được dùng làm chất kết tủa là NaOH, CaO. - Các hạt keo khi kết tủa, nó kéo theo những hạt bông lơ lửng và các kim loại nặng trong nước kết tủa theo. - dụng phèn nhôm, muối sắt, các chất đông tụ PAC [15] nhằm loại bỏ một số ion kim loại nặng như Pb 2. - Các ion kim loại sẽ đông tụ tốt nhất ở pH = 4 đến 6 1.2.3. - Phương pháp trao đổi ion.. - Khi cho dung dịch chứa ion kim loại nặng tiếp xúc với chất hấp phụ trao đổi ion sẽ xảy ra quá trình trao đổi ion. - Phương pháp này được ứng dụng để tách loại các ion kim loại nặng độc hại có trong các nguồn nước. - Phương pháp hấp phụ.. - Chất hấp phụ (adsorbent) là những chất có bề mặt tiếp xúc lớn, có khả năng hút các chất khí hay chất tan trong pha lỏng lên bề mặt. - Khả năng hấp phụ của mỗi chất tùy thuộc vào bản chất, điện tích, bề mặt riêng của chất hấp phụ, nhiệt độ, pH và bản chất của chất tan. - Quá trình tích lũy vật chất lên bề mặt chất hấp phụ gọi là quá trình chất bị hấp phụ, ngược với quá trình hấp phụ là quá trình giải hấp (đó là quá trình giải phóng chất bị hấp phụ khỏi lớp bề mặt chất hấp phụ)[42]. - Một số vật liệu hấp phụ có nguồn gốc tự nhiên 1.3.1. - các vật liệu hấp phụ có nguồn gốc tự nhiên hay các vật liệu có nguồn gốc từ sản phẩm thải. - Những vật liệu này có thể là sản phẩm thải của ngành nông nghiệp như: lõi ngô, vỏ trấu, vỏ và xơ dừa, lõi cây oliu, khuynh điệp, cây đậu, cây cô ca, cây hồ đào, vỏ cây cọ…. - Giới thiệu về vật liệu vỏ trấu.. - Một số nghiên cứu sử dụng nguyên liệu vỏ trấu làm chất hấp phụ. - 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 [4] chứng minh là một vật liệu có khả năng hấp phụ các ion kim loại Ni 2. - Chẳng hạn, khi biến tính vỏ trấu bằng các tác nhân hóa học, tác giả Nguyễn Xuân Trung, Nguyễn Văn Nội và cộng sự [17] đã thu được một vật liệu có khả năng hấp phụ khá tốt các ion kim loại Cu 2. - Như vậy, ta thấy từ các nguyên liệu trên với các phương pháp biến tính khác nhau ta có thể thu được các vật liệu có tính hấp phụ rất tốt. - Trên cơ sở đó chúng tôi tiến hành nghiên cứu biến tính vỏ trấu để làm vật liệu hấp phụ một số ion kim loại nặng.. - Các hóa chất dùng để điều chế vật liệu và dùng nghiên cứu đều là hóa chất chuẩn Merck. - Chuẩn bị vật liệu hấp phụ. - Vật liệu hấp phụ được điều chế theo các bước sau:. - Xác định các đặc trưng của vật liệu vỏ trấu biến tính.. - Dựa vào các đỉnh mới xuất hiện trên phổ, chúng tôi đưa ra được cấu trúc của vật liệu như sau:. - Từ phổ trên chúng tôi cũng dự đoán cơ chế hấp phu sẽ là cơ chế tương tác tĩnh điện của các nhóm –OH còn lại trên bề mặt vật liệu và cơ chế tạo phức của EDTA.. - Chúng tôi tiến hành khảo sát các điều kiện đo với dung dịch Zn 2+ (1,00ppm);. - Khảo sát khoảng tuyến tính và dựng đường chuẩn xác định các kim loại: kẽm;. - Khảo sát quá trình hấp phụ các ion kim loại (Zn 2. - trên vật liệu theo phương pháp tĩnh.. - Để nghiên cứu tính chất hấp phụ của vật liệu chúng tôi tiến hành khả sát khả năng hấp phụ của vật liệu đã biến tính (VL1) và chưa biến tính (VL2) để đối chiếu so sánh với nhau.. - Khảo sát ảnh hưởng của pH đến khả năng hấp phụ các ion kim loại (Zn 2. - của vật liệu. - Tiến hành khảo sát ảnh hưởng của pH đến khả năng hấp phụ của Zn 2+ với 2 loại vật liệu trên.. - Nhóm 1 cho vào mỗi bình 0,50g Vật liệu đã biến tính (VL1) Nhóm 2 cho vào mỗi bình 0,50g Vật liệu chưa biến tính (VL2). - Tiến hành tương tự với các ion kim loại còn lại. - năng hấp phụ các ion của VL1 năng hấp phụ các ion của VL2. - 3.4.2 Khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến khả năng hấp phụ các ion kim loại: Zn 2. - Pb 2+ trên vật liệu.. - Từ kết quả trên chúng tôi dựng đường hấp phụ Langmuir. - H9: Đường hấp phụ Langmuir của vật liệu- VL1. - H10: Đường hấp phụ Langmuir của vật liệu -VL2. - Bảng2: Các hằng số và phương trình hấp phụ Langmuir của vật liệu. - Vật liệu Nguyên tố. - Qua kết quả trên chúng tôi thấy dung lượng hấp phụ cực đại của vật liệu biến tính (VL1) đối với các ion kim loại đều tăng rất nhiều so với khi chưa biến tính (VL2). - Phương trình Langmuir của VL1 đều có hệ số tương quan R 2 là 0,98 và 0,99 điều đó chứng tỏ quá trình hấp phụ các ion kim loại trên vật liệu VL1 (đã biến tính) là tuân theo phương trình Langmuir – hấp phụ đơn lớp.. - Trên cơ sở đó chúng tôi tiến hành nghiên cứu chạy động với vật liệu đã biến tính (VL1). - Khảo sát khả năng hấp phụ của vật liệu (VL1) ở điều kiện động.. - Chuẩn bị cột chiết pha rắn từ vật liệu.. - Cho vào cột chiết 1.00gam VLHP (có cỡ hạt 0,20 đến 0,60mm), làm sạch cột bằng nước cất 2 lần và kiểm tra nước rửa cột xem có các ion kim loại trên không.. - Khảo sát ảnh hưởng của tốc độ nạp mẫu theo phương pháp động.. - Khảo sát dung lượng hấp phụ cực đại của vật liệu theo phương pháp động.. - Trên cơ sơ khảo sát chọn pH tối ưu cho việc hấp phụ theo phương pháp động, chúng tôi tiến hành khảo sát dung lượng hấp phụ cực đại của vật liệu theo phương pháp động với từng ion kim loại đơn và khi chạy tổng hợp các kim loại. - 3.5.5: Khảo sát chọn dung dịch rửa giải các ion kim loại.. - Để tìm dung dung dịch rửa giải tốt nhất với các kim loại trên. - 3.5.6: Khảo sát tốc độ và thể tích rửa giải:. - Chúng tôi tiến hành chạy cột để hấp phụ các ion kim loại trên lên cột với các điều kiện (như ở mục 3.5.2 và 3.5.4), sau đó dùng 2 lít dung dịch HNO 3 0,20M để rửa giải các cột trên với tốc độ chạy khác nhau và tính hiệu suất thu hồi tương ứng. - Cột Ion kim loại Cd 2+ Cu 2+ Zn 2+ Pb 2+. - Khảo sát khả năng tái sử dụng vật liệu (VL1). - Hiệu quả sử dụng của vật liệu ngoài khả năng hấp phụ tốt các ion kim loại thì một yêu cầu nữa cũng rất được quan tâm là khả năng tái sử dụng của vật liệu cho các lần sau. - Vật liệu càng có khả năng tái sử dụng nhiều lần càng tốt. - Do đó chúng tôi tiến hành khảo sát khả năng tái sử dụng của vật liệu để hấp phụ với từng ion kim loại như sau:. - Khảo sát khả năng tái sử dụng vật liệu. - Vật liệu đầu . - Từ kết quả trên cho thấy vật liệu có khả năng tái sử dụng tương đối tốt, đến lần thứ 5 dung lượng hấp phụ vẫn đạt được trên 80% dung lượng.. - Chúng tôi tiến hành dùng vật liệu làm với mẫu thật, chúng tôi chọn mẫu thật là mẫu nước Hồ Hoàn Kiếm- Hà Nội (M1) và Hồ 7 mẫu – Hà Nội (M2).. - Tiến hành đo kiểm tra hàm lượng các ion kim loại có trong mỗi mẫu bằng hương pháp ICP-MS, xác định hàm lượng các kim loại trong mỗi mẫu tại phòng phân tích môi trường- Viện công nghệ môi trường – Viện khoa học công nghệ Việt Nam Kết quả chúng tôi thấy chỉ với 1gam vật liệu đã xử lý được hàm lượng các kim loại năng trong 2,5 lít về dưới giới hạn cho phép theo TCVN 5945:2005. - Quy định các chỉ tiêu trong nước sinh hoạt, nên chúng tôi đề xuất có thể sử dụng vật liệu trên để tiến hành xử lý ô nhiễm kim loại nặng trong các nguồn nước thải.. - Đã nghiên cứu được các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hấp phụ Cu 2. - Pb 2+ trên vật liệu biến tính ở điều kiện tĩnh. - pH hấp phụ tốt nhất với Zn 2+ là từ 4 đến 6. - còn Pb 2+ là từ 4,5 đến 6 - Thời gian đạt cần bằng hấp phụ tương ứng là: Với Zn là từ 60 phút;. - Xây dựng được mô hình hấp phụ của vật liệu với tường kim loại và tính được dung lượng hấp phụ cực đại theo phương pháp tĩnh, đó là:. - Đã khảo sát khả năng hấp phụ các ion kim loại của vật liệu đã biến tính ở điều kiện động.. - Dung lượng hấp phụ cực đại đối với. - Tốc độ hấp phụ tốt là 1,0ml/ phút, tốc độ rửa giải tối ưu là 1,0ml/ phút - Thể tích dung dịch rửa giải vừa phải là 30ml HNO 3 với nồng độ 0,2M.. - Dương Minh Tuân (2007), Nghiên cứu sử dụng vật liệu composit từ tính để tách loại một số ion kim loại có trong nguồn nước bị ô nhiễm , Luận văn Thạc sĩ Khoa học, Trường ĐHKHTN – ĐHQG Hà Nội.