TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN KHOA HÓA - -ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO THAN HOẠT TÍNH TỪ PHỤ PHẨM NÔNG NGHIỆP VÀ ỨNG DỤNG LÀM CHẤT HẤP PHỤ Giáo viên hương dẫn : Sinh viên thực hiện: TS Nguyễn Thị Diệu Cẩm Nguyễn Thanh Hà Lơp: Sư phạm hóa K37 Trần Văn Huy CNKT HH K37A Thân Cường Vương CNKT HH K37A Thái Thị Ngọc Xuyến CNKT HH K37A Nguyễn Thị Hoài Khiêm CNKT HH K37A MỞ ĐẦU – TỔNG QUAN LÍ THUYẾT MỤC TIÊU ĐỊNH HƯỚNG NGHIÊN CỨU Việc sử dụng than hoạt tính để hấp phụ chất hữu nước cấp sinh hoạt vùng nông thôn nước nuôi tôm thương phẩm TỔNG QUAN Than hoạt tính:  Cấu trúc mao quản:  Micro pore có kích thước bé 2 nm, thể tích mao quản 0,15-0,7 cm3/g  Meso pore có kích thước từ 2-50 nm, thể tích mao quản 0,1-0,2 cm3/g  Macro pore có kích thước từ 50 nm trở lên, thể tích mao quản 0,20,4 cm3/g  Tổng quan trấu: Bảng 1.2: Thành phần hợp chất hữu trấu Bảng 1.4: Các thành phần oxit có tro trấu Thành phần oxit Tỉ lệ theo khối lượng (%) SiO2 80-90 Al2O3 1-2.5 K2O 0.2 CaO 1-2 Na2O 0.2-0.5  Nguyên liệu ban đầu  Than hoạt tính Thực nghiệm  Quy trình điều chế than hoạt tính từ trấu tác nhân hoạt hóa Na2CO3 : Kqtl Ảnh hưởng nhiệt độ tẩm vỏ trấu Na2CO3 Vật liệu Thông số Độ ẩm (%) Chỉ số iot (mg/g) Diện tích SI (m /g) Hình 3.1 Ảnh hưởng nhiệt độ hoạt hóa đến khả hấp phụ than hoạt tính AC3 AC8 3,75 3,12 188,31 315,43 160,10 278,91 Bảng 3.2 Các thông số đặc trưng than hoạt tính với nhiệt độ tẩm khác  Ảnh hưởng tỉ lệ chất hoạt hóa đến khả hấp phụ than hoạt tính Hình 3.2 Ảnh hưởng tỉ lệ chất hoạt hóa đến khả hấp phụ than hoạt tính  Ảnh hưởng thời gian ngâm hoạt hóa Hình 3.3 Ảnh hưởng thời gian ngâm hoạt hóa đến khả hấp phụ than hoạt tính  Ảnh hưởng hàm lượng chất hoạt hóa  Vật liệu Thôn g số AC AC82 1-5 AC82 1-10 AC82 1-20 AC82 1-30 Độ ẩm 3,22 1,39 3,12 1,92 3,18 (%) Chỉ số iot 187,6 207,6 315,4 326,7 361,2 (mg/g 7 ) Diện tích SI Hình 3.4 Ảnh hưởng hàm lượng chất hoạt hóa khả hấp phụ than hoạt tính (m2/g 159,5 178,1 278,9 289,5 321,7 1 Bảng 3.6 Các thông số đặc trưng than ) hoạt tính với nồng độ chất hoạt hóa khác  Ảnh hưởng thời gian nhiệt phân Thông số Vật liệu AC82 AC82 AC82 AC82 1-16 1-19 1-12 1-15 5,30 4,40 3,10 4,70 Độ ẩm (%) Chỉ số iot (mg/g) Diện tích SI (m2/g) Hình 3.5 Ảnh hưởng thời gian nhiệt phân đến  khả hấp phụ than hoạt tính 233,7 241,4 315,4 326,7 202,5 209,7 278,9 289,5 1 Bảng 3.8 Các thông số đặc trưng than hoạt tính thời gian nhiệt phân khác  Ảnh hưởng nhiệt độ nhiệt phân Thông số Độ ẩm (%) Chỉ số iot (mg/g) Diện tích SI Hình 3.6 Ảnh hưởng nhiệt độ nhiệt phân đến khả hấp phụ than hoạt tính Vật liệu AC82 AC82 AC82 AC82 1-125 1-126 1-127 1-128 4,73 3,12 4,89 3,44 289,6 315,4 429,8 482,8 254,7 278,9 385,8 435,4 (m2/g) Bảng 3.10 Các thông số đặc trưng than hoạt tính với nhiệt độ nhiệt phân khác HÌNH ẢNH SẢN PHẨM THAN HOẠT TÍNH ĐIỀU CHẾ ĐƯỢC  Đường đẳng nhiệt hấp phụ - khử hấp phụ N2 vật liệu AC (hình a) AC821-128 (hình b) b  Đường phân bố mao quản vật liệu AC (hình a) AC821-128 (hình b) a b Phổ IR vật liệu AC AC821-128 Phổ XPS vật liệu AC (hình a, b) AC821-128 (hình c, d) 1.00E+04 O1s Scan Scans, m 10.4 s, 400µm CAE 50.0, 0.10 eV 4.00E+04 S iO M e ta l C O C o u n ts / s b c a r b id e 2.00E+04 C -C o r C -H c a rb o n a te C o u n ts / s a C1s Scan Scans , m 6.9 s, 400µm CAE 50.0, 0.10 eV 3.00E+04 3.00E+04 2.00E+04 1.00E+04 0.00E+00 285 0.00E+00 545 280 Binding Energy (eV) C o u n ts / s d c a r b id e 2.00E+04 C -C o r C -H C1s Scan Scans, m 6.9 s, 400µm CAE 50.0, 0.10 eV 3.00E+04 c a rb o n a te C o u n ts / s c 1.00E+04 0.00E+00 295 290 285 Binding Energy (eV) 540 535 530 Binding Energy (eV) 280 O1s Scan Scans, m 10.4 s, 400µm CAE 50.0, 0.10 eV 3.00E+04 2.00E+04 1.00E+04 0.00E+00 545 540 535 S iO M e ta l C O M e t a l o x id e 290 N a K L ( E le m e n t ) 295 530 Binding Energy (eV)  Giản đồ DTG-TGA mẫu trấu không hoạt hóa Labsys TG Fi gure: Experiment: Cam M1 27/02/2017 Procedure: Crucible: PT 100 µl (Zone 2) Atmosphere:Ai r Mass (mg): T G/% 70 14.95 dTG/% /min 60 Peak :86.43 °C 50 -3 40 30 20 -6 Peak :304.26 °C 10 Mas s vari ati on: -4.05 % -9 - 10 - 20 - 30 Mas s vari ati on: -76.14 % - 12 - 40 - 50 - 60 - 15 - 70 - 80 100 200 300 400 500 600 700 Furnace t emperat ure /°C  Giản đồ DTG-TGA mẫu trấu hoạt hóa Labsys TG Fi gure: E xperiment: Cam M2 27/02/2017 P rocedur e: Crucible:P T 100 µl (Zone 2) Atmosphere:Ai r Mass (mg): TG/% 70 16.32 dTG/% /min 60 Peak :88.47 °C 50 -3 40 30 20 -6 Peak :300.43 °C 10 Mas s vari ati on: -4.37 % -9 - 10 - 20 - 30 Mas s vari ati on: -79.07 % - 12 - 40 - 50 - 60 - 15 - 70 - 80 100 200 300 400 500 600 700 Furnace t emperat ure /°C  Đồ thị biểu diễn phụ thuộc ΔpHi pHi vật liệu AC821-128  Ảnh hưởng thời gian đến khả hấp phụ xanh metylen vật liệu AC821-128  Ảnh hưởng pH hấp phụ xanh metylen AC821-128  Đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir vật liệu AC821-128  Đường đẳng nhiệt hấp phụ Freundlich vật liệu AC821-128 KẾT LUẬN  Chế tạo thành công than hoạt tính theo quy trình sản xuất giai đoạn tác nhân hoạt hóa Na2CO3  Điều kiện tối ưu để điều chế than hoạt tính từ trấu với chất hoạt hóa Na2CO3: Tiến hành hoạt hóa 80 oC, với tỉ lệ Na2CO3 (mL)/trấu (g) 2:1, thời gian ngâm giờ, nồng độ tác nhân hoạt hóa Na2CO3 10%, thời gian nhiệt độ nhiệt phân 800 oC  Than có khả hấp phụ cao, đặc biệt hợp chất hữu cơ, trình hấp phụ than phù hợp với mô hình hấp phụ Langmuir  Than hoạt tính điều chế từ phụ phẩm nông nghiệp (trấu) mở triển vọng giải vấn nạn ô nhiễm nông thôn, ứng dụng than hoạt tính chế tạo từ nguồn nguyên liệu sẵn có, giá rẻ địa phương lĩnh vực xử lý nước