TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA-VŨNG TÀU KHOA : HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM BÁO CÁO ĐỒ ÁN ĐỀ TÀI ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG HẤP PHỤ ION KIM LOẠI ĐỒNG VÀ KẼM ĐỐI VỚI XƠ DỪA ĐÃ ĐƯỢC BIẾN TÍNH Trình độ đào tạo: Đại Học Hệ đào tạo: Chính Quy Ngành: Cơng Nghệ Hóa Học Chun ngành: Hóa Dầu Khoá học: 2011 - 2015 Giảng viên hướng dẫn: Nguyễn Quang Thái Sinh viên: Nguyễn Văn Anh Trần Anh Chiến Nguyễn Văn Tuấn Bà Rịa-Vũng Tàu, tháng 12 năm 2014 MỤC LỤC MỞ ĐẦU .1 1.Lý chọn đề tài: .1 2.Mục đích nghiên cứu đề tài 3.Đối tượng phạm vi nghiên cứu đề tài: 4.Phương pháp nghiên cứu: 5.Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài 6.Kết cấu: CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN .3 1.1.Tổng quan dừa 1.1.1.Đặc điểm nguồn gốc 1.1.2.Tình hình trồng kinh doanh dừa giới nước 1.1.3.Ứng dụng dừa 1.1.4.Tính chất xơ dừa 1.2.Nước thải sinh hoạt .6 1.2.1.Nước thải sinh hoạt 1.2.2.Tác hại nước thải sinh hoạt: 1.2.3.Quy định kĩ thuật .8 1.2.3.1.Giá trị tối đa cho phép thông số ô nhiễm nước thải sinh hoạt 1.2.3.2.Giá trị C thơng số nhiễm làm sở tính toán giá trị tối đa cho phép nước thải sinh hoạt .9 1.2.3.3.Giá trị hệ số K 10 1.2.4.Các phương pháp xử lý nước thải: 11 1.2.4.1.Xử lý nước thải phương pháp kị khí tự động 11 1.2.4.2.Xử lý nước thải phương pháp tuần hoàn tự nhiên : 11 1.2.4.3.Xử lý nước thải bột than hoạt tính : 12 1.2.4.4.Xử lý nước thải đất sét, rơm rạ, trấu, sơ dừa, cám gạo, engym 12 1.3.Sơ đồ xử lí nước thải sinh hoạt xơ dừa 18 1.4.Biến tính: .18 1.5.Axit citric .18 1.5.1.Định nghĩa: 18 1.5.2.Tính chất 18 1.5.3.Ứng dụng 18 1.5.3.1.Phụ gia thực phẩm 18 1.5.3.2.Làm mềm nước 19 1.5.3.3.Khác 19 1.6.Xenlulozơ 20 1.7.Giới thiệu kim loại nặng 20 1.8.Giới thiệu phương pháp hấp phụ 22 1.8.1.Hiện tượng hấp phụ 22 1.8.2.Hấp phụ vật lý 22 1.8.3.Hấp phụ hoá học 23 1.8.4.Hấp phụ môi trường nước 23 1.8.5.Động học hấp phụ .24 1.8.6.Cân hấp phụ .25 1.9.Giới thiệu phương pháp phân tích trắc quang 25 1.10.Phương pháp kính hiển vi điện tử quét (SEM) 26 Chương 2: Khảo sát kết thực nghiệm 27 2.1.Chuẩn bị mẫu thực biến tính .27 2.2.Xác định đặc tính hóa lí xơ dừa chưa biến tính biến tính .27 2.2.1.Phổ hồng ngoại 27 2.2.2.Ảnh kính hiển vi điện tử quét (SEM) 30 2.1.Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến q trình biến tính 31 2.1.1.Ảnh hưởng nồng độ axit 31 2.1.2.Ảnh hưởng tỉ lệ rắn: lỏng .32 2.1.3.Ảnh hưởng thời gian 34 2.3.Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến khả hấp phụ Cu 2+ Zn2+ xơ dừa biến tính 35 2.3.1.Ảnh hưởng pH đến khả hấp phụ 35 2.3.2.Ảnh hưởng thời gian khuấy đến khả hấp phụ .36 2.3.3.Ảnh hưởng nồng độ xơ dừa biến tính đến khả hấp phụ 38 2.3.4 Đường đẳng nhiệt hấp phụ ion theo Freundlich .38 2.3.5.So sánh khả hấp phụ xơ dừa biến tính ion Cu 2+ Zn2+ dung dịch .40 Chương 3: Kết luận kiến nghị .41 3.1.KẾT LUẬN 41 3.2.KIẾN NGHỊ 42 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Diện tích sản lượng dừa số quốc gia Bảng 1.2: Tính chất thành phần hóa học xơ dừa Bảng 1.3: Giá trị thông số ô nhiễm làm sở tính tốn giá trị tối đa cho phép nước thải sinh hoạt Bảng 1.4: Giá trị hệ số K ứng với loại hình sở dịch vụ, sở công cộng chung cư 10 Bảng 1.5 Mức kim loại nặng cho phép (Theo QCVN) 21 Bảng 2.1 Ảnh hưởng nồng độ axit .32 Bảng 2.2.Ảnh hưởng tỉ lệ rắn:lỏng .33 Bảng 2.3 Ảnh hưởng thời gian .34 Bảng 2.4 Ảnh hưởng pH đến khả hấp phụ 35 Bảng 2.5 Ảnh hưởng thời gian khuấy đến khả hấp phụ 37 Bảng 2.6 Ảnh hưởng nồng độ xơ dừa biến tính đến khả hấp phụ .38 Bảng 2.7: Khả hấp phụ đồng thời Cu 2+ Zn2+ dung dịch 40 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Sơ đồ xử lí nước thải sinh hoạt xơ dừa .17 Hình 1.2: Các kim loại nặng 20 Hình 2.1.a Phổ hồng ngoại xơ dừa chưa biến tính 28 Hình 2.1.b Phổ hồng ngoại xơ dừa biến tính 29 Hình 2.2.a Ảnh SEM xơ dừa chưa biến tính 30 Hình 2.2.b Ảnh SEM xơ dừa biến tính .31 Hình 2.3 Ảnh hưởng nồng độ axit citric đến q trình biến tính xơ dừa .32 Hình 2.4.Ảnh hưởng tỉ lệ rắn:lỏng đến q trình biến tính xơ dừa 33 Hình 2.5.Ảnh hưởng thời gian đến q trình biến tính xơ dừa .34 Hình 2.6 Ảnh hưởng pH đến khả hấp phụ 36 Hình 2.7 Ảnh hưởng thời gian khuấy đến khả hấp phụ 37 Hình 2.8 Ảnh hưởng nồng độ xơ dừa biến tính đến khả hấp phụ .38 Hình 2.9: Dạng tuyến tính phương trình Freundlich Cu2+ 39 Hình 2.10: Dạng tuyển tính phương trình Freundlich Zn2+ 39 Trường ĐH BR-VT GVHD: Nguyễn Quang Thái MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài: Ơ nhiễm mơi trường nước vấn đề toàn xã hội quan tâm Cùng với gia tăng hoạt động công nghiệp việc sản sinh chất thải nguy hại, tác động tiêu cực trực tiếp đến sức khỏe người hệ sinh thái Các hoạt động khai thác mỏ, công nghiệp thuộc da, công nghiệp điện tử, mạ điện, lọc hóa dầu hay cơng nghệ dệt nhuộm… tạo nguồn nhiễm chứa kim loại nặng độc hại, hợp chất hữu cơ: metyl da cam, phenol, Ở Việt Nam tồn thực trạng nước thải hầu hết sở sản xuất xử lí sơ chí thải trực tiếp môi trường Hậu môi trường nước kể nước mặt nước ngầm nhiều khu vực bị nhiễm nghiêm trọng Vì vậy, bên cạnh việc nâng cao ý thức người, xiết chặt cơng tác quản lí mơi trường việc tìm phương pháp nhằm loại bỏ ion kim loại nặng, hợp chất hữu độc hại khỏi mơi trường nước có ý nghĩa to lớn Các phụ phẩm nơng nghiệp nghiên cứu nhiều để sử dụng việc xử lý nước chúng có ưu điểm giá thành rẻ, vật liệu tái tạo thành phần chúng chứa polime dễ biến tính có tính chất hấp phụ trao đổi ion cao Với mục tiêu tìm kiếm loại phụ phẩm nơng nghiệp có khả xử lí hiệu kim loại nặng có nước, nghiên cứu chọn sản phẩm phụ nông nghiệp phổ biến Tam Quan – Bình Định xơ dừa để khảo sát khả hấp phụ ion kim loại đồng kẽm Q trình biến tính axit citric áp dụng để xem xét hiệu vật liệu Vì vậy, chọn đề tài: “Đánh giá khả hấp phụ ion kim loại đồng kẽm xơ dừa biến tính ” Nhóm Trường ĐH BR-VT GVHD: Nguyễn Quang Thái Mục đích nghiên cứu đề tài - Chế tạo vật liệu hấp phụ từ xơ dừa - Khảo sát khả hấp phụ yếu tố ảnh hưởng tới khả hấp phụ - Ứng dụng làm vật liệu hấp phụ Đối tượng phạm vi nghiên cứu đề tài: Nghiên cứu biến tính xơ dừa Tam Quan- Bình Định Phương pháp nghiên cứu: Biến tính xơ dừa axit citric Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Phương pháp biến tính xơ dừa tạo loại xơ dừa có khả hấp phụ cao ion kim loại Cu2+ Zn2+ tạo hướng phát triển việc xử lý nước thải sinh hoạt Kết cấu: Ngoài phần mở đầu, nội dung báo cáo gồm chương: Chương Tổng quan Chương Khảo sát kết thực nghiệm Chương Kết luận kiến nghị Nhóm Trường ĐH BR-VT GVHD: Nguyễn Quang Thái CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 1.1.1 Tổng quan dừa Đặc điểm nguồn gốc PGS.TS Võ Văn Sen nhấn mạnh: “Đông Nam Á, có Việt Nam, quê hương dừa nhiệt đới, xứ sở rừng dừa bạt ngàn với xóm làng dân cư trù mật lối sống hài hoà với tự nhiên đa dạng sinh động Cây dừa đóng góp cho đời tất cả, nước dừa để uống, cơm dừa sữa dừa để làm bánh, gáo dừa để làm vật chứa đựng, xơ dừa để làm thảm, làm đồ dùng lọc nước hay để trồng hoa lan, cảnh, dừa để đốt, gân dừa để làm chổi, thân dừa để làm đồ mộc v.v Dưới tán dừa giới sinh động làng quê Việt Nam, nơi có hàng triệu người nơng dân miệt mài chăm bón cho vườn dừa, mong trái lành, sống mưu sinh bù đắp trọn vẹn” Theo nhà nghiên cứu Việt Nam, dừa có mặt đất nước ta từ nhiều ngàn năm trước, dấu vết di vật dừa hố thạch có niên đại vào khoảng 2600 năm (+/-150 năm) di văn hố Ĩc Eo Gị Tháp, tỉnh Đồng Tháp Trong đó, vùng đất Bắc Bộ Việt Nam sớm hình thành làng dừa Yên Sở (còn gọi Làng Giá, tên chữ Cổ Sở, sau đổi Yên Sở, thuộc xã Yên Sở huyện Hoài Đức, Hà Nội) tương truyền có niên đại từ thời Lý Nam Đế (503-548) Cịn theo ghi chép sử muộn vào khoảng thời Lý (1010-1224) dừa đưa trồng Thăng Long mở rộng nhiều vùng Bắc Bộ Địa danh Ô Chợ Dừa (Hà Nội) tiếng lịch sử nơi chợ lập năm 1249 hàng dừa xanh mát nằm phía nam thành Thăng Long Vào đến Trung Bộ, diện dừa dày đặc bật hẳn với rặng dừa Tam Quan Bình Định, dừa Tuy Hồ Phú Yên, sớm vào thơ ca hình ảnh quê hương thân thuộc đọng lại tâm trí người xứ Nẩu Nhóm Trường ĐH BR-VT GVHD: Nguyễn Quang Thái BO MON HOA VAT LIEU-KHOA HOA-TRUONG DHKHTN Ten may: GX-PerkinElmer-USA Nguoi do: Nguyen Thi Son DT: 0912140352 Resolution: 4cm-1 Mail: sonhuco@yahoo.com Date: 11/14/2011 Xo dua bien tinh H 1.000 ình 0.95 0.90 2.1.b 3414 0.85 Phổ 0.80 hồng 0.75 ngoạ 0.70 0.65 1733 i 1094 1201 0.60 xơ 1409 A 0.55 dừa 1623 0.50 biến 0.45 2924 tính 0.40 0.35 0.30 0.25 668 0.20 0.140 4000.0 3600 3200 2800 2400 2000 1800 cm-1 1600 1400 1200 1000 800 600.0 So sánh phổ hồng ngoại hình 2.1.a 2.1.b ta thấy: - Hình 2.1.a 2.1.b có xuất pic số sóng 3337 cm-1 ( hình 2.1.a) 3414 cm-1 ( hình 2.1.b) đặc trưng cho nhóm OH Tuy nhiên độ rộng cường độ pic hình 2.1.b lớn hình 2.1.a chứng tỏ số lượng nhóm OH tăng lên sau phản ứng Nhóm 29 Trường ĐH BR-VT GVHD: Nguyễn Quang Thái - Cường độ dao động nhóm cacbonyl ứng với số sóng 1733 cm-1 tăng lên rõ rệt hình 2.1.b phản ảnh kết phản ứng este hóa xơ dừa biến tính Xơ dừa biến tính với cấu trúc bề mặt xốp gia tăng số lượng nhóm COOH kết luận xơ dừa biến tính có đầy đủ đặc tính cho q trình hấp phụ vật lí hấp phụ hóa học 2.2.2 Ảnh kính hiển vi điện tử quét (SEM) Hình 2.2.a Ảnh SEM xơ dừa chưa biến tính Nhóm 30 Trường ĐH BR-VT GVHD: Nguyễn Quang Thái Hình 2.2.b Ảnh SEM xơ dừa biến tính Từ ảnh kính hiển vi điện tử quét SEM ta nhận thấy: xơ dừa biến tính có diện tích bề mặt cấu trúc xốp xơ dừa chưa biến tính 2.3 Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến q trình biến tính Ảnh hưởng yếu tố đến khả biến tính xơ dừa axit citric đánh giá qua khả hấp phụ ion Cu2+ Zn2+ điều kiện: pH dung dịch 4, nồng độ CuSO4 ZnSO4~ 50mg/l, tỉ lệ rắn:lỏng 1g/100ml dung dịch, thời gian hấp phụ 30 phút Nhóm 31 Trường ĐH BR-VT 2.3.1 GVHD: Nguyễn Quang Thái Ảnh hưởng nồng độ axit Ảnh hưởng nồng độ axit đến q trình biến tính xơ dừa điều kiện tỉ lệ rắn : lỏng = 1: 20, thời gian biến tính( thời gian nung 120oC) 2h, nồng độ axit thay đổi từ 15% đến 55% Kết thu trình bảng bảng 2.1 Bảng 2.1 Ảnh hưởng nồng độ axit citric đến q trình biến tính xơ dừa Nồng độ axit (%) C0 (ppm) Cf (ppm) Cu (II) %A (%) C0 (ppm) Cf (ppm) Zn (II) %A (%) 15% 13,2 6,28 52,42 10,75 5,44 49,40 30% 13,2 5,46 58,64 10,75 5,23 51,35 45% 13,2 5,08 61,52 10,75 4,97 53,77 55% 13,2 4,02 69,55 10,75 4,86 54,79 Hình 2.3 Ảnh hưởng nồng độ axit citric đến q trình biến tính xơ dừa Kết từ hình 2.3 cho thấy khả hấp phụ xơ dừa tăng nồng độ axit citric tăng đạt cao nồng độ axit 55% (xấp xỉ bão hịa) Nhóm 32 Trường ĐH BR-VT GVHD: Nguyễn Quang Thái Nguyên nhân nồng độ axit tăng số phân tử axit tăng, số phân tử axit dễ thấm sâu vào mao quản xơ dừa nhiều hơn, làm tăng tốc độ phản ứng este hóa nên làm tăng khả hấp phụ 2.3.2 Ảnh hưởng tỉ lệ rắn: lỏng Ảnh hưởng tỉ lệ rắn : lỏng đến q trình biến tính xơ dừa điều kiện: nồng độ axit citric 55%, thời gian biến tính 2h, tỉ lệ rắn : lỏng thay đổi từ 3:20 đến 3:100 Thay đổi tỉ lệ cách giữ nguyên khối lượng xơ dừa 3g, thay đổi thể tích axit citric 55% từ 20ml đến 100ml Kết trình bày bảng 2.2 Bảng 2.2 Ảnh hưởng tỉ lệ rắn : lỏng đến trình biến tính xơ dừa Thể tích axit citric (ml) 20 40 60 80 100 C0 (ppm) Cu (II) Zn (II) 24,58 24,58 24,58 24,58 24,58 Cf (ppm) %A (%) C0 (ppm) 7,14 6,94 7,29 7,98 8,05 70,95 71,76 70,34 67,53 67,25 14,82 14,82 14,82 14,82 14,82 4,32 4,29 4,33 4,45 4,56 70,85 71,05 70,78 69,97 69,23 Cf (ppm) %A (%) Hình 2.4.Ảnh hưởng tỉ lệ rắn : lỏng đến q trình biến tính xơ dừa Nhóm 33 Trường ĐH BR-VT GVHD: Nguyễn Quang Thái Kết hình 2.4 cho thấy khả hấp phụ xơ dừa biến tính axit citric 55% đạt cao tỉ lệ 24,58:40 Khi thể tích axit tăng lên hiệu suất hấp phụ giảm nguyên nhân lượng axit nhiều dẫn đến việc phá hủy cấu trúc xơ dừa nên hiệu suất hấp phụ giảm 2.3.3 Ảnh hưởng thời gian Ảnh hưởng thời gian đến khả biến tính xơ dừa thực điều kiện: nồng độ axit citric 55%, tỉ lệ rắn : lỏng = 3g : 40ml , nung nhiệt độ 1200C thời gian thay đổi từ 1h - 5h Kết trình bày bảng 2.3 Bảng 2.3 Ảnh hưởng thời gian đến trình biến tính xơ dừa Thời gian (h) C0 (ppm) Cf (ppm) Cu (II) %A (%) C0 (ppm) Cf (ppm) Zn (II) %A (%) 11,62 11,62 11,62 11,62 11,62 4,55 3,61 2,93 3,25 3,35 60,84 68,93 74,78 72,03 71,17 10,01 10,01 10,01 10,01 10,01 4,67 4,61 4,06 4,14 4,17 53,35 53,95 59,44 58,64 58,34 Hình 2.5.Ảnh hưởng thời gian đến q trình biến tính xơ dừa Nhóm 34 Trường ĐH BR-VT GVHD: Nguyễn Quang Thái Như vậy, tăng thời gian biến tính hiệu suất hấp phụ tăng đạt cao thời gian 3h Sự gia nhiệt 1200 tạo điều kiện cho axit citric tách nước thành anhydric Các anhydric tham gia phản ứng este hóa với xenlulozơ xơ dừa (tại vị trí phản ứng xuất nhóm chức axit (từ axit citric) Tuy nhiên kéo dài thời gian trình tiếp tục xẩy với nhóm chức axit cịn lại axit citric làm giảm số lượng nhóm chức axit nên làm giảm khả hấp phụ Tóm lại q trình biến tính xơ dừa axit citric nhận thấy xơ dừa biến tính điều kiện tối ưu 55%, tỉ lệ rắn lỏng 2.4 Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến khả hấp phụ Cu2+ Zn2+ xơ dừa biến tính Chúng tơi chọn loại xơ dừa biến tính điều kiện tối ưu (nồng độ axit 55%, tỉ lệ rắn lỏng 3:40, thời gian biến tính 3h) Kết nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng đến trình hấp phụ thể cụ thể sau: 2.4.1 Ảnh hưởng pH đến khả hấp phụ Ảnh hưởng pH dung dịch đến trình hấp phụ ion khảo sát trong khoảng pH dung dịch thay đổi từ -6, với điều kiện: nồng độ CuSO4 ZnSO4 ~ 50mg/l, thời gian khuấy 30 phút, tỉ lệ rắn : lỏng 1g/100ml dung dịch Kết trình bày bảng 2.4 Bảng 2.4 Ảnh hưởng pH đến khả hấp phụ pH Cu (II) Zn (II) C0 (ppm) Cf (ppm) %A (%) C0 (ppm) Cf (ppm) %A (%) 12,31 12,31 12,31 12,31 12,31 7,58 6,56 3,50 2,24 2,75 38,42 46,71 71,57 81,80 77,66 11,03 11,03 11,03 11,03 11,03 5,98 5,52 4,21 3,32 3,98 45,78 49,95 61,83 69,90 63,92 Hình 2.6 Ảnh hưởng pH đến khả hấp phụ Nhóm 35 Trường ĐH BR-VT GVHD: Nguyễn Quang Thái Kết hình 2.6 cho thấy tăng hiệu suất hấp phụ tăng đạt cao pH=5 Nguyên nhân môi trường axit mạnh(pH thấp) phần tử chất hấp phụ chất bị hấp phụ tích điện dương lực tương tác lực đẩy tĩnh điện, bên cạnh nồng độ H+ cao xảy cạnh tranh với cation kim loại trình hấp phụ nên làm giảm hiệu suất hấp phụ Tuy nhiên pH tăng cao xảy kết tủa ion Cu2+ Zn2+ dạng hydroxyt làm giảm khả hấp phụ Vì pH = chọn làm pH tối ưu cho thí nghiệm 2.4.2 Ảnh hưởng thời gian khuấy đến khả hấp phụ Ảnh hưởng thời gian khuấy đến hiệu suất hấp phụ ion xơ dừa nghiên cứu điều kiện: nồng độ CuSO4 ZnSO4 ~ 50mg/l, tỉ lệ rắn:lỏng 1g/100ml dung dịch, pH dung dịch 5, thời gian thay đổi từ 30 phút đến 150 phút Kết trình bày bảng 2.5 Bảng 2.5 Ảnh hưởng thời gian khuấy đến khả hấp phụ Nhóm 36 Trường ĐH BR-VT Thời gian (phút) C0 (ppm) Cf (ppm) Cu (II) %A (%) C0 (ppm) Cf (ppm) Zn (II) %A (%) GVHD: Nguyễn Quang Thái 30 60 90 120 150 11,75 11,75 11,75 11,75 11,75 2,24 2,02 1,83 1,79 1,81 80,94 82,81 84,43 84,77 84,59 10,56 10,56 10,56 10,56 10,56 3,16 3,03 2,74 2,69 2,66 70,08 71,31 74,05 74,52 74,81 Hình 2.7 Ảnh hưởng thời gian khuấy đến khả hấp phụ Từ kết hình 2.7 cho thấy thời gian khuấy tăng hiệu suất hấp phụ tăng cân hấp phụ đạt cực đại sau 90 phút Vì thời gian khuấy 90 phút chọn làm thời gian tối ưu cho thí nghiệm 2.4.3 Ảnh hưởng nồng độ xơ dừa biến tính đến khả hấp phụ Ảnh hưởng tỉ lệ rắn: lỏng đến trình hấp phụ ion khảo sát khoảng khối lượng xơ dừa thay đổi từ 0,5÷2,5g/100ml dung dịch với điều kiện: nồng độ CuSO4 ZnSO4 ~ 50mg/l, pH dung dịch 5, thời gian khuấy 90 phút Kết trình bày bảng 2.6 Bảng 2.6 Ảnh hưởng nồng độ xơ dừa biến tính đến khả hấp phụ C –Xơ dừa C0 (ppm) Nhóm 0.5 1.0 1.5 12,41 12,41 12,41 12,41 2.5 12,41 37 Trường ĐH BR-VT Cu (II) Zn (II) Cf (ppm) %A (%) C0 (ppm) Cf (ppm) %A (%) GVHD: Nguyễn Quang Thái 4,72 3,01 2,21 1,61 1,46 61,97 75,74 82,19 87,03 88,23 10,49 10,49 10,49 10,49 10,49 4,61 2,64 2,06 1,69 1,78 56,05 74,83 80,36 83,88 84,46 Hình 2.8 Ảnh hưởng nồng độ xơ dừa biến tính đến khả hấp phụ Như vậy, tăng khối lượng xơ dừa biến tính từ 0,5 gam – 2,5 gam hiệu suất hấp phụ tăng đạt gần cao khối lượng xơ dừa biến tính gam /100 ml dung dịch Do đó, tỉ lệ rắn lỏng tối ưu 2g/100ml 2.4.4 Đường đẳng nhiệt hấp phụ ion theo Freundlich Kết thể hình 2.9 2.10 Hình 2.9: Dạng tuyến tính phương trình Freundlich Cu2+ Nhóm 38 Trường ĐH BR-VT GVHD: Nguyễn Quang Thái Từ phương trình đường thẳng y = 1,0319x+0,4939 ta tính số K n hệ hấp phụ là: K = 3.1182 n = 1,0319 Hình 2.10: Dạng tuyển tính phương trình Freundlich Zn2+ Từ phương trình đường thẳng y=1,0418x + 0,5684 ta tính số K n hệ hấp phụ là: ` Nhóm K= 3,7017 n =1,0418 39 Trường ĐH BR-VT GVHD: Nguyễn Quang Thái Từ kết thấy mơ hình hấp phụ đẳng nhiệt Freundlich mơ tả xác hấp phụ ion Cu (II), Zn (II) lên xơ dừa biến tính (thể qua hệ số tương quan R2 phương trình hồi qui) Đồng thời, cho phép khẳng định xơ dừa biến tính có khả hấp phụ ion kim loại tốt Từ phương trình thu được, chúng tơi xác định số k n đặc trưng cho hệ hấp phụ 2.4.5 So sánh khả hấp phụ xơ dừa biến tính ion Cu2+ Zn2+ dung dịch Bảng 2.7: Khả hấp phụ đồng thời Cu2+ Zn2+ dung dịch 2+ Cu 2+ Zn C0 (ppm) 11,83 11,26 Cf (ppm) 1,88 5,07 %A (%) 84,11 54,97 Kết bảng 2.7 cho thấy cạnh tranh hấp phụ ion Cu2+ Zn2+ xơ dừa biến tính hiệu suất hấp phụ Cu2+ cao Zn2+ Điều thể rõ thí nghiệm trước, hiệu suất hấp phụ Cu2+ cao Zn2+ Kết phản ánh qui luật cạnh tranh hấp phụ: hai ion điện tích, ion có bán kính ngun tử lớn bị hấp phụ mạnh Bán kính ion Cu2+ lớn Zn2+ Cu2+ bị hấp phụ nhiều Zn2+ Nhóm 40 Trường ĐH BR-VT GVHD: Nguyễn Quang Thái Chương 3: Kết luận kiến nghị 3.1.Kết luận Sau thời gian nghiên cứu đề tài, đạt số kết sau: - Chứng minh khả hấp phụ tốt xơ dừa biến tính so với xơ dừa chưa biến tính phổ hồng ngoại, ảnh SEM - Đã khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến q trình biến tính xơ dừa nhằm tạo xơ dừa biến tính tối ưu điều kiện: • Nồng độ axit citric: 55% • Tỉ lệ rắn : lỏng 3g: 40ml • Thời gian biến tính: - Đã tìm điều kiện tối ưu để hấp phụ ion kim loại lên xơ dừa biến tính sau: • pH = • Thời gian khuấy: 90 phút • Tỉ lệ rắn lỏng: 2g xơ dừa/ 100ml dung dịch • Xác định số đặc trưng cho hệ hấp phụ từ phương trình đẳng nhiệt Freundlich Cu2+ Zn2+ sau: Cu2+: K = 3,1182 n = 1,0319 Zn2+: K = 3,7017 n = 1,0418 Nhóm 41 Trường ĐH BR-VT GVHD: Nguyễn Quang Thái - Việc biến tính xơ dừa axit citric có tác dụng nâng cao hiệu suất hấp phụ ion kim loại Hiệu suất hấp phụ đạt gần cực đại 87,03% Cu (II) 83,88% Zn (II) - Chứng minh hiệu suất hấp phụ xơ dừa biến tính với ion Cu 2+ lớn Zn2+ 3.2.Kiến nghị Khả hấp phụ rõ ràng phụ thuộc nhiều vào chất cấu trúc vật liệu Cần có nghiên cứu thêm cấu trúc (diện tích bề mặt) thành phần (các polime) để hiểu rõ nguyên nhân giúp xơ dừa có khả hấp phụ tốt Trên sở đó, đề nghị phương pháp biến tính để nâng cao hiệu suất hấp phụ định hướng loại vật liệu có khả hấp phụ tốt Tạo sơ đồ xử lí nước thải sinh hoạt, cơng nghiệp đạt hiệu cao Nhóm 42 Trường ĐH BR-VT GVHD: Nguyễn Quang Thái TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Ngô Thị Quỳnh Anh(2011), Nghiên cứu biến tính xơ dừa ứng dụng làm vật liệu hấp phụ số kim loại nặng nước, Đà Nẵng [2] Lê Thị Thu Hồng(2012), Nghiên cứu khả hấp phụ Cu2+ Zn2+ sợi xơ dừa biến tính acid acrylic, Đà Nẵng [3] Lê Văn Cát (2006) Nghiên cứu chế tạo sử dụng vật liệu xử lý nước từ số nguồn phế liệu nông nghiệp nhằm cải thiện chất lượng nước sinh hoạt cho vùng nông thôn Việt Nam [4] Lê Thanh Hưng, Phạm Thành Quân, Lê Minh Tâm , Nguyễn Xuân Thơm(2008), Nghiên cứu khả hấp phụ trao đổi ion xơ dừa vỏ trấu biến tính Tạp chí phát triển KH & CN [5] Nguyễn Văn Thanh(2012), Nghiên cứu biến tính xơ dừa Tam Quan để ứng dụng làm số vật lệu hấp phụ số hợp chất hữu nước, Đà Nẵng [6] Bùi Quang Cư, Trần Minh Đức, Biến tính mụn dừa nhiệt độ thấp làm vật liệu hấp phụ, ứng dụng loại bỏ Cu2+ nước, Tạp chí KH&CN [7] Lê Văn Cát(2002), Hấp phụ trao đổi ion kĩ thuật xử lí nước nước thải, Trung tâm Khoa học tự nhiên Công nghệ Quốc gia [8] Các tài liệu khác từ google Nhóm 43 ... Định xơ dừa để khảo sát khả hấp phụ ion kim loại đồng kẽm Q trình biến tính axit citric áp dụng để xem xét hiệu vật liệu Vì vậy, chọn đề tài: ? ?Đánh giá khả hấp phụ ion kim loại đồng kẽm xơ dừa biến. .. - Chứng minh khả hấp phụ tốt xơ dừa biến tính so với xơ dừa chưa biến tính phổ hồng ngoại, ảnh SEM - Đã khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến q trình biến tính xơ dừa nhằm tạo xơ dừa biến tính tối ưu... có khả hấp phụ ion kim loại tốt Từ phương trình thu được, chúng tơi xác định số k n đặc trưng cho hệ hấp phụ 2.4.5 So sánh khả hấp phụ xơ dừa biến tính ion Cu2+ Zn2+ dung dịch Bảng 2.7: Khả hấp