Đang tải... (xem toàn văn)
Luận án thạc sỹ khoa học: nghiên cứu ứng dụng khoáng sét hấp thụ ion florua và áp dụng thực tiễn xử lý tách florua khỏi nguồn nước tại yên báiLuận án thạc sỹ khoa học: nghiên cứu ứng dụng khoáng sét hấp thụ ion florua và áp dụng thực tiễn xử lý tách florua khỏi nguồn nước tại yên báiLuận án thạc sỹ khoa học: nghiên cứu ứng dụng khoáng sét hấp thụ ion florua và áp dụng thực tiễn xử lý tách florua khỏi nguồn nước tại yên báiLuận án thạc sỹ khoa học: nghiên cứu ứng dụng khoáng sét hấp thụ ion florua và áp dụng thực tiễn xử lý tách florua khỏi nguồn nước tại yên báiLuận án thạc sỹ khoa học: nghiên cứu ứng dụng khoáng sét hấp thụ ion florua và áp dụng thực tiễn xử lý tách florua khỏi nguồn nước tại yên báiLuận án thạc sỹ khoa học: nghiên cứu ứng dụng khoáng sét hấp thụ ion florua và áp dụng thực tiễn xử lý tách florua khỏi nguồn nước tại yên báiLuận án thạc sỹ khoa học: nghiên cứu ứng dụng khoáng sét hấp thụ ion florua và áp dụng thực tiễn xử lý tách florua khỏi nguồn nước tại yên bái
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN o0o ĐỖ THỊ MAI NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG KHOÁNG SÉT HẤP PHỤ ION FLORUA VÀ ÁP DỤNG THỰC TIẾN XỬ LÝ TÁCH FLORUA KHỎI NGUỒN NƢỚC TẠI YÊN BÁI Chuyên ngành: Hố Mơi Trường Mã số: 62 30 30 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Cán hướng dẫn khoa học: PGS.TS Nguyễn Xuân Quỳnh HÀ NỘI – 2015 MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU ……………………………………………………………………… CHƢƠNG1 : TỔNG QUAN………………………………………………… 1.1 Giới thiệu chung flo……………… ……………………………… 1.1.1 Trạng thái tự nhiên ………………………… 1.1.2 Ứng dụng flo……………………………………………………… 1.2 Tính chất độc hại florua……………………………………………… 1.3 Các phƣơng pháp loại bỏ Florua khỏi nguồn nƣớc………………………5 1.3.1 Kết tủa với tricanxi photphat…………………………………………… 1.3.2 Hấp phụ flo lên Mg(OH)2…………………………………………………5 1.3.3 Hấp phụ flo lên oxit nhôm…………………………………………………6 1.4 Các phƣơng pháp xác định florua……………………………………… 1.4.1 Phương pháp phân tích khối lượng………………………………………8 1.4.2 Phương pháp phân tích điện hố……………………………………… 1.4.2.1 Phương pháp chuẩn độ điện hoá……………………………………… 1.4.2.2 phương pháp điện dùng cực chọn lọc với ion Florua .8 1.4.3 Các phương pháp quang phổ………………………………………… 10 1.4.3.1 Phương pháp Alizarin xanh………………………………………… 10 1.4.3.2 Phương pháp Zirconium- Eriochrom zanine R……………………… 11 1.4.4 Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử (AAS)……………… 11 1.4.5 Phương pháp phân tích sắc ký………………………………………… 12 1.5 Giới thệu thuốc thử xylenol da cam(XO)…………………………… 13 1.6 Giới thiệu bentonit…………………………………………………… 14 CHƢƠNG 2: THỰC NGHIỆM………………………………………………17 2.1 Nội dung nghiên cứu 17 2.2 Dụng cụ máy móc………………………………………… .17 2.3 Hố chất sử dụng……………………………………………………… 18 2.4 Tổng hợp vật liệu hấp phụ Flo………………………………………….18 2.5 Khảo sát yếu tố ảnh hƣởng đến khả hấp phụ florua vật liệu 19 2.5.1 Khảo sát ảnh hưởng pH đến khả hấp phụ .19 2.5.2 Khảo sát thời gian đạt cân hấp phụ .19 2.5.3 Xác định dung lượng hấp phụ theo phương trình Langmuir 20 2.5.4 Khảo sát ảnh hưởng ion lạ ion .21 2.6 Nghiên cứu khả hấp phụ theo phƣơng pháp động……………… 22 2.6.1 Cách tiến hành………………………………………………………… 22 2.6.2 Tính tốn…………………………………………………………………22 2.6.3 Khảo sát ảnh hưởng pH……………………………………………23 2.7 Phƣơng pháp xác định Florua………………………………………… 23 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN……………………………… 25 3.1 Tối ƣu hoá điều kiện xác định Florua phƣơng pháp đo quang…25 3.1.1 Tối ưu hố điều kiện hình thành phức Al3+ với xylenol da cam……… 25 3.1.1.1 Khảo sát phổ hấp thụ quang phức mầu Al3+ với xylenol da cam…… 25 3.1.1.2 Khảo sát ảnh hưởng pH tới hình thành phức màu Al3+ với xylenol da cam.……………………………………………………… .26 3.1.1.3 Ảnh hưởng thời gian tới độ bền phức màu ………………… 27 3.1.1.4 Ảnh hưởng nồng độ thuốc thử ………………………………… 29 3.1.2 Ứng dụng xác định florua……………………………………………… 31 3.1.2.1 Khoảng tuyến tính phép đo……………………………………… 31 3.1.2.2 Lập phương trình đường chuẩn florua………………………… 33 3.1.2.3 Giới hạn phát hiện, giới hạn định lượng cuả phương pháp………… 34 3.1.2.4 Sai số độ lặp lại phép đo quang……………………………… 36 3.2 Nghiên cứu khả hấp phụ florua………………………………… 38 3.2.1 Xác định số tính chất vật lý vật liệu hấp phụ florua ………… 38 3.2.1.1 Xác định phổ nhiễu xạ tia X vật liệu…………………………… 38 3.2.1.2 Xác định hình dạng vật liệu ………………………………………… 43 3.2.1.3 Xác định diện tích bề mặt riêng đường kính lỗ xốp……………… 45 3.2.2 Nghiên cứu khả hấp phụ florua vật liệu theo phương pháp tĩnh……………………………………………………………………… 45 3.2.2.1 Ảnh hưởng pH đến khả hấp phụ vật liệu………………45 3.2.2.2 Ảnh hưởng thời gian đạt cân bằng……………………………… 47 3.2.2.3 Khảo sát nồng độ ban đầu florua đến khả hấp phụ ………… 49 3.2.2.4 Khảo sát ảnh hưởng cạnh tranh ion………………………… 51 3.2.3 Khảo sát khả hấp phụ vật liệu điều kiện động………………55 3.2.3.1 Khảo sát dung lượng hấp phụ cực đại vật liệu………………… 55 3.2.3.2 Khảo sát ảnh hưởng chất, nồng độ dung dịch rửa giải………55 3.2.3.3 Khảo sát ảnh hưởng tốc độ nạp mẫu đến khả hấp thu florua lên VL2………………………………………………………………… 56 3.2.3.4 Khảo sát ảnh hưởng thể tích rửa giải ……………………………57 3.2.3.5 Khảo sát ảnh hưởng tốc độ rửa giải đến hiệu suất rửa giải …… 58 3.2.3.6 Khảo sát ảnh hưởng số ion cản trở đến khả hấp thu florua VL2……………………………………………………………………… 60 3.3 Thử nghiệm xử lý mẫu giả khảo sát khả tái sử dụng vật liệu 62 3.4 Thử nghiệm xử lý mẫu nƣớc chứa florua……………………………… 64 KẾT LUẬN……………………………………………………………………66 Tài liệu tham khảo………………………………………………………… 68 CÁC KÍ HIỆU VIẾT TẮT LOD(Limit of detection): Giới hạn phát LOQ(Limit of quantity): Giới hạn định lượng VL1: Khoáng sét Bentonit VL2: Bentonit biến tính MMT: Montmorillonit XO: Xylenol da cam TISAB: Total Ionic Strength Adjustment Buffer CDTA: 1,2 cyclohexylen dinitrinotetraaxetic axit DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 1.1: Một số đặc điểm nguyên tử flo………………………………… Bảng 1.2: Thành phần cấu tạo bentonit……………………………………… 14 Bảng 3.1 : Khảo sát phổ hấp thụ quang phức mầu Al3+ với xylenol da cam… 25 Bảng 3.2: Ảnh hưởng cuả pH đến độ hấp thụ quang A……………………… 27 Bảng 3.3 : Ảnh hưởng thời gian tới độ bền phức màu……………… 28 Bảng 3.4: Sự phụ thuộc độ hấp thụ quang vào nồng độ thuốc thử…………… 30 Bảng 3.5: Khoảng tuyến tính florua ……………………………………… 32 Bảng 3.6: Số liệu thống kê lập đường chuẩn nguyên tố khảo sát………… 33 Bảng 3.7: Phân tích mẫu trắng…………………………………………………35 Bảng 3.8: Một số giá trị liên quan…………………………………………… 36 Bảng 3.9: Sai số cuả phép đo quang xác định florua………………………… 37 Bảng 3.10: Độ lặp lại phép đo quang………………………………………38 Bảng 3.11: Dung lượng hấp phụ vật liệu phụ thuộc vào pH dung dịch florua………………………………………………………………………… 46 Bảng 3.12: Khảo sát ảnh hưởng thời gian tới trình hấp phụ vật liệu ………………………………………………………………………………… 48 Bảng 3.13:Sự phụ thuộc dung lượng hấp phụ vào nồng độ florua ban đầu……49 Bảng 3.14 : Kết khảo sát ảnh hưởng ion SiO32- đến dung lượng hấp phụ .52 Bảng 3.15: Kết khảo sát ảnh hưởng ion PO43- đến dung lượng hấp phụ .52 Bảng 3.16: Kết khảo sát ảnh hưởng ion Fe3+ đến dung lượng hấp phụ…………………………………………………………………………… 53 Bảng 3.17: Kết khảo sát ảnh hưởng ion AsO42- đến dung lượng hấp phụ…………………………………………………………………………… 53 Bảng 3.18: Kết khảo sát ảnh hưởng ion AsO42-, SiO32-, PO43- ,Fe3+ đến dung lượng hấp phụ VL2……………………………………………………… 54 Bảng 3.19: Kết khảo sát ảnh hưởng nồng độ rửa giải NaOH đến khả rửa giải…………………………………………………………………………55 Bảng 3.20 : Kết khảo sát ảnh hưởng tốc độ nạp mẫu đến khả hấp thu………………………………………………………………………………57 Bảng 3.21: Kết khảo sát thể tích rửa giải………………………………… 58 Bảng 3.22 : Kết khảo sát tốc độ rửa giải………………………………… 59 Bảng 3.23: Ảnh hưởng ion kim loại nặng đến hiệu suất thu hồi …… 60 Bảng 3.24: Ảnh hưởng anion đến hiệu suất thu hồi………………… 61 Bảng 3.25: Thành phần mẫu giả……………………………………………… 62 Bảng 3.26: Kết hấp phụ tách loại florua dung dịch mẫu giả………… 63 Bảng 3.27: Kết nghiên cứu khả tái sử dụng vật liệu………… 63 Bảng 3.28: Kết phân tích mẫu thật……………………………………… 64 DANH MỤC CÁC HÌNH Trang Hình 1.1: Các mẫu khống vật florit…………………………………………… Hình 1.2: Cấu trúc xylenol da cam……………………………………… 13 Hình1.3: Cấu trúc Montmorilonit…………………………………………15 Hình 2.1: Đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir……………………………… 21 Hình 3.1: Phổ hấp thụ quang phức Al3+ với xylenol da cam………………26 Hình 3.2 : Ảnh hưởng cuả pH đến độ hấp thụ quang A………………………27 Hình 3.3 : Ảnh hưởng thời gian tới độ bền phức màu…………………29 Hình 3.4: Sự phụ thuộc độ hấp thụ quang vào nồng độ thuốc thử…………… 30 Hình 3.5: Khoảng tuyến tính florua……………………………………… 32 Hình 3.6: Đồ thị phụ thuộc nồng độ Florua vào độ hấp thụ quang phức mầu Al3+ với xylenol da cam……………………………………………………… 34 Hình 3.7a: Phổ nhiễu xạ tia X VL1trước hấp phụ florua…………… 39 Hình 3.7b: Phổ nhiễu xạ tia X VL1 sau hấp phụ florua……………… 40 Hình 3.7c: Phổ nhiễu xạ tia X VL2 trước hấp phụ florua…………… 41 Hình 3.7d: Phổ nhiễu xạ tia X VL2 sau hấp phụ florua……………… 42 Hình 3.8a : Bề mặt VL1……………………………………………………43 Hình 3.8b: Bề mặt VL2 trước hấp phụ florua ……………………… 44 Hình 3.8c: Bề mặt VL2 sau hấp phụ florua ………………………… 44 Hình 3.9: Đồ thị biểu diễn phụ thuộc dung lượng hấp phụ vật liệu vào pH dung dịch……………………………………………………………………… 47 Hình 3.10 : Ảnh hưởng thời gian tới trình hấp phụ vật liệu…… 48 Hình 3.11: Sự phụ thuộc khả hấp phụ mẫu vào nồng độ florua 50 Hình 3.12: Đồ thị phụ thuộc CE/Q vào CE 51 Hình 3.13: Dung lượng hấp phụ florua có mặt SiO32-…………… 52 Hình 3.14: Dung lượng hấp phụ florua có mặt PO43-…………… 52 Hình 3.15: Dung lượng hấp phụ florua có mặt Fe3+ …………… 53 Hình 3.16: Dung lượng hấp phụ florua có mặt AsO42- ………… 53 Hình 3.17: Dung lượng hấp phụ florua VL2 có mặt AsO42-, SiO32-, PO43, Fe3+ ………………………………………………………………………… 54 Hình 3.18: Đồ thị phụ thuộc hiệu suất rửa giải vào nồng độ NaOH……… 56 Hình 3.19: Đồ thị phụ thuộc hiệu suất thu hồi vào tốc độ nạp mẫu……… 57 Hình 3.20: Đồ thị phụ thuộc hiệu suất rửa giải vào thể tích rửa giải……… 58 Hình 3.21: thị phụ thuộc hiệu suất rửa giải vào tốc độ rửa giải…………… 59 Mở đầu Môi trường vấn đề mà hầu hết quan tâm, vấn đề tự phát sinh mà ngun nhân nhu cầu sống người Trong nhiều thập niên qua tình trạng nhiễm mơi trường ngày trở nên nghiêm trọng phát thải bừa bãi chất ô nhiễm vào môi trường mà không xử lý, gây nên hậu nghiêm trọng tác hại đến đời sống cộng đồng Việt Nam coi trọng đến vấn đề xử lý mơi trường, ngăn chặn tình trạng nhiễm Khu vực Lâm Thao – Phú Thọ thuộc vùng trung du có địa hình đồi núi xen kẽ đồng tương đối phẳng, có cao độ khác từ đến 10m, có độ dốc khác Đây khu vực tập chung nhiều nhà máy xí nghiệp hố chất, giấy, ắc qui, phân bón địa bàn tỉnh Phú Thọ Môi trường nước dễ bị ảnh hưởng sản xuất công nghiệp Flo nước thải môi trường chất độc gây hại trực tiếp đến các lồi thủy sinh gây nhiễm nguồn nước Đối với thể người flo cần thiết cho chống loãng xương sâu Theo tiêu chuẩn Việt Nam hàm lượng cho phép flo nước uống 0,5-1,5 mg/l Nhưng thường xuyên phải nhận lượng flo mg/ ngày qua thức ăn nước uống gây nên nhiễm độc flo với biểu cứng khớp, giảm cân, giòn xương, thiếu máu suy nhược Việc xử lý nguồn nước thải chứa flo đặt thực từ lâu thực tế chưa thực triệt để số sở sản xuất có nguồn thải flo cao Mặt khác việc phân tích xác định hàm lượng flo nước thải vấn đề không dễ thực sở sản xuất Vì khó để theo dõi đánh giá hiệu xử lý kiểm soát chất lượng nước thải trước thải mơi trường Xuất phát từ thực tế đó, tiến hành nghiên cứu khả hấp phụ ion Florua khoáng sét ứng dụng tách loại Florua khỏi nguồn nước thải CHƯƠNG1: TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu chung flo[5] Flo trạng thái tự nhà bác học Pháp A.Muaxan tìm thấy lần năm 1886 Trong bảng tuần hồn ngun tố hố học flo có ký hiệu F số nguyên tử Flo halogen hoá trị -1 dạng khí có mầu vàng lục chất độc cực mạnh Nó chất oxi hố hoạt động hoá học mạnh tất nguyên tố Ở dạng nguyên chất flo nguy hiểm gây vết bỏng hoá học da Bảng 1.1: Một số đặc điểm nguyên tử flo Cấu hình electron [He]2s22p5 Năng lượng ion hoá Ái lực electron Thứ Thứ Thứ Thứ kcal/ntg 401,8 806,7 1445 2012 79,5 Độ âm điện Bán kính nguyên tử (Ao) 0,64 1.1.1 Trạng thái tự nhiên [2] Người ta tìm thấy flo quặng , quặng apatit, đá alkali, granit, nước tự nhiên, nước thải, vật liệu hữu cơ, thực phẩm, thể người … Nhưng nồng độ flo tìm thấy khơng lớn thường có nồng độ khoảng 1ppm Nếu nồng độ cao thấp gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khoẻ người động vật… Bảng 3.20: Kết khảo sát ảnh hưởng tốc độ nạp mẫu đến khả hấp thu Mẫu số Tốc độ chảy (ml/phút) Hiệu suất (%) 0,5 95,74 1,0 96,23 1,5 92,87 2,0 90,25 3,0 89,35 4,0 88,68 5,0 80,15 Hình 3.19: Đồ thị phụ thuộc hiệu suất thu hồi vào tốc độ nạp mẫu Nhận xét: Nhìn vào kết chúng tơi thấy trì tốc độ từ 0,5 – 1,5 ml/phút thích hợp Tuy nhiên tốc độ chậm tốn nhiều thời gian Do chúng tơi chọn tốc độ nạp mẫu 1,0 ml/phút cho nghiên cứu sau 3.2.3.4 Khảo sát ảnh hưởng thể tích rửa giải Sau xác định tác nhân rửa giải tiếp tục nghiên cứu thể tích rửa giải tốt 57 Cho dung dịch chất phân tích chảy qua cột hấp phụ với tốc độ ml/phút Sau chúng tơi tiến hành rửa giải thể tích khác NaOH 0,05M Dung dịch thu đưa điều kiện đo quang để xác định lượng florua, từ tính hiệu suất thu hồi cho kết bảng 3.21, hình 3.20 Bảng 3.21: Kết khảo sát thể tích rửa giải Mẫu số Thể tích rửa 10 15 20 25 30 35 75,24 80,55 89,62 93,25 96,40 97,12 97,12 giải (ml) Hiệu suất thu hồi (%) Hình 3.20: Đồ thị phụ thuộc hiệu suất rửa giải vào thể tích rửa giải Từ kết thu chúng tơi thấy thể tích rửa giải tốt 30,00ml dung dịch NaOH 0,05M 3.2.3.5 Khảo sát ảnh hưởng tốc độ rửa giải đến hiệu suất rửa giải Cho dung dịch chất phân tích qua cột hấp phụ với tốc độ cố định ml/phút Sau tiến hành rửa giải 30 ml dung dịch NaOH 0,05 M với tốc độ thay đổi từ 0,5 – 4ml/phút Thu toàn dung dịch rửa giải đem mầu đo độ hấp thụ quang để xác định hiệu suất rửa giải Kết thu bảng 3.22, hình 3.21 58 Bảng 3.22 : Kết khảo sát tốc độ rửa giải Mẫu số Tốc độ rửa giải Hiệu suất thu hồi (%) (ml/phút) 0,5 96,75 1,0 96,67 1,5 93,45 2,0 80,47 2,5 71,12 3,0 60,50 4,0 42,13 Hình 3.21: Đồ thị phụ thuộc hiệu suất rửa giải vào tốc độ rửa giải Nhận xét: Từ kết bảng 3.24 thấy tốc độ rửa giải 0,5 ml/phút tốt, tốc độ chậm nhiều thời gian Vậy chọn tốc độ 1,0 ml/phút cho nghiên cứu 59 3.2.3.6 Khảo sát ảnh hưởng số ion cản trở đến khả hấp thu florua VL2 Trong thực tế, gặp số ion khác có mặt thành phần mẫu ảnh hưởng đến khả hấp phụ F Chúng tiến hành khảo sát ảnh hưởng số ion như: Fe3+, Al3+, Ca2+, Mg2+, Mn2+, SO42, NO3-, Cl- … Dưới khảo sát cụ thể Cho dung dịch chất phân tích có thêm cation chảy qua cột hấp phụ với tốc độ 1,0ml/phút Sau chúng tơi tiến hành rửa giải 20 ml NaOH 0,1M Sau đem xác định florua phép đo độ hấp thụ quang *Ảnh hưởng ion kim loại nặng Bảng 3.23: Ảnh hưởng ion kim loại nặng đến hiệu suất thu hồi Các ion kim loại Tỉ lệ nồng độ Mn+/ F- Hiệu suất thu hồi(%) (mg/l) 10 94,36 67,31 96,88 10 92,35 100 59,54 97,12 10 92,25 100 64,26 Mn2+ 97,42 Mg2+ 65,33 100 Ca2+ 93,54 Al3+ 10 100 Fe3+ 96,75 96,58 10 93,21 100 62,12 60 Từ kết thu thấy ion kim loại ảnh hưởng đến hiệu suất thu hồi *Ảnh hưởng anion Bảng 3.24: Ảnh hưởng anion đến hiệu suất thu hồi Các anion 96,76 10 97,14 96,43 97,23 10 96,58 100 96,84 96,75 10 72,57 100 54,23 97,25 10 71,53 100 50,13 96,88 10 60,47 100 PO43- 97,02 SiO32- 96,76 100 AsO42- 10 SO42- 96,85 100 NO3- Hiệu suất thu hồi(%) Cl- Nồng độ anion(mg/l) 48,97 Từ kết thu thấy anion Cl-, NO3-, SO42- không ảnh hưởng đến hiệu suất thu hồi nồng độ cuả chất lớn Các anion AsO42-, SiO32- , PO43- ảnh hưởng đến hiệu suất thu hồi 61 3.3 Thử nghiệm xử lý mẫu giả khảo sát khả tái sử dụng vật liệu Để đánh giá khả hấp phụ florua lên VL2, tiến hành thử nghiệm xử lý mẫu giả Các mẫu giả có thành phần tương tự mẫu thật tích 1,0 lít, pH = có thành phần cho bảng đây: Bảng 3.25: Thành phần mẫu giả Ion Nồng độ (mg/l) F- 6,00 Fe3+ 2,00 As 0,01 Ca2+ 5,00 Mg2+ 5,00 SiO32- 1,00 Al3+ 0,50 Mn2+ 0,2 SO42- 0,1 P 3,0 Sau cho chảy qua cột hấp phụ (cao 5cm, đường kính 1cm) chứa gam vật liệu Cuối giải hấp 30 ml dung dịch NaOH 0,05M, xác định phương pháp đo UV-VIS (mỗi mẫu làm lặp lại lần) Kết cho bảng sau: 62 Bảng 3.26: Kết hấp phụ tách loại florua dung dịch mẫu giả Nguyên Khối lượng tố đầu (mg) Lượng Lượng Flo Hiệu suất Flo hấp phụ hấp phụ lại (mg/l) (%) (mg/l) 5875 120 98,00 5904 96 98,40 5788 212 96,47 5884 6000 97,91 5880 F 125 116 98,07 Từ kết bảng 3.26 chúng tơi kết luận việc sử dụng VL2 làm vật liệu hấp phụ florua nước thải đạt hiệu suất hấp phụ cao, có khả ứng dụng vật liệu để tách florua khỏi nguồn nước thải *Khảo sát khả tái sử dụng vật liệu Chuẩn bị cột hấp phụ chứa gam VL2 Cho 1,0 lit dung dịch mẫu giả có thành phần tương tự mẫu thật trên, cho chảy qua cột hấp phụ với tốc độ 1ml/phút Rửa cột nước cất, sau rửa 30ml dung dịch NaOH 0,05M Sau rửa giải hồn tồn sử dụng lần với điều kiện qui trình lần đầu Tiến hành khảo sát khả tái sử dụng vật liệu kết thu ghi bảng 3.27 Bảng 3.27: Kết nghiên cứu khả tái sử dụng vật liệu Số lần sử dụng vật liệu Hiệu suất hấp phụ(%) 100 93,16 80,57 68,88 45,16 Từ kết bảng 3.27 thấy VL2 có khả tái sử dụng cho lần sau, nhiên hiệu suất hấp phụ giảm dần Vì cần nghiên cứu 63 biện pháp xử lý thích hợp để tái sử dụng vật liệu xử lý nguồn nước thải chứa florua 3.4 Thử nghiệm xử lý mẫu nước chứa florua * Lấy mẫu: Tiến hành lấy mẫu theo TCVN * Xử lý mẫu: Mẫu nước thải axit hóa HNO3 65% (Mecrk) cho pH = 2.Sau để lắng, tiến hành lọc sơ để loại bỏ phần lơ lửng, thu lấy phần nước Điều chỉnh mẫu đến pH = (bằng NaOH HNO3) cho chạy qua cột hấp phụ (cao 5cm, đường kính 1cm) chứa gam vật liệu, tốc độ 1ml/ phút Rửa giải cột 20 ml NaOH 0,1M, tốc độ 1ml /phút xác định phép đo UV-VIS (thí nghiệm làm lại lần lấy kết trung bình) Trong nghiên cứu này, lấy mẫu nước thải khu vực Supe – Lâm Thao – Phú Thọ Ngoài phương pháp xác định hàm lượng F sau làm giàu trên, đo hàm lượng F- phép đo UV-VIS phịng máy Khoa hố học – Trường Đại học khoa học tự nhiên – Đại học quốc gia Hà Nôi để so sánh Kết thu ghi bảng 3.28 Bảng 3.28: Kết phân tích mẫu thật Mẫu Lượng Lượng Lượng Lượng florua trước florua florua florua hấp thụ hấp phụ lại sau hấp loại bỏ(%) (mg/l) (mg/l) phụ (mg/l) 6,46 6,34 0,12 98,14 6,28 6,17 0,11 98,24 6,15 6,07 0,08 98,70 6,32 6,17 0,15 97,62 6,38 6,29 0,09 98,58 64 Từ kết nghiên cứu xử lý số mẫu nước chứa florua cho thấy hiệu suất tách loại florua bentonit biến tính cao (trên 98%) Từ chúng tơi kết luận triển vọng ứng dụng vật liệu bentonit biến tính tách loại florua khỏi nguồn nước thải 65 KẾT LUẬN Sau q trình nghiên cứu hồn thành luận văn thạc sỹ với nội dung đề tài: “Nghiên cứu khả hấp phụ ion florua khoáng sét Yên Bái ứng dụng sử lý tách florua khỏi nguồn nước” Chúng thực số công việc sau: Đã nghiên cứu tối ưu hoá điều kiện xác định florua phương pháp trắc quang với phức mầu Al3+ với xylenol da cam Các điều kiện tối ưu xác định florua phương pháp trắc quang với phức mầu Al3+ với xylenol da cam sau: - Phổ hấp thụ ánh sáng phức mầu đạt cực đại bước sóng 452nm, pH = 5, tỷ lệ Al3+ xylenol da cam 1:1… - Tìm khoảng tuyến tính phép đo: 20 – 180 mg/l - Xây dựng đường chuẩn xác định florua: y = ( 0, 002 ± 3,86.10−5 ) x + ( 0, 064 ± 0, 0044 ) - Tìm được: Giới hạn pháp 0,839 mg/l Giới hạn định lượng 2,8 mg/l Đã điều chế vật liệu bentonit biến tính Xác định tính chất vật lý vật liệu Bằng phương pháp nhiễu xạ tia X cho thấy vật liệu kích thước nhỏ(cỡ nanomét) Bằng phương pháp chụp SEM, BET cho thấy VL2 có bề mặt rỗng xốp đo diện tích bề mặt VL1: 21,143(m2/g); VL2: 44,7261( m2/g) Đã nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng đến trình hấp phụ florua VL1 VL2: - pH = – 10, thời gian hấp phụ 10 - Đã khảo sát đước ảnh hưởng nồng độ đầu tìm dung lượng hấp phụ cực đại florua là: 29,078 (mg/g) 66 - Khảo sát ảnh hưởng ion kim loại đến khả hấp phụ vật liệu Đã khảo sát khả hấp phụ florua vật liệu điều kiện động: - Dung lượng hấp phụ cực đại florua là: 37,6 mg/g - Tốc độ hấp phụ 1,0 ml/phút, tốc độ rửa giải 1,0 ml/phút - Thể tích dung dịch rửa giải 30 ml NaOH với nồng độ 0,05M - Khảo sát ảnh hưởng số ion cản trở đến khả hấp phụ Áp dụng thử nghiệm xử lý vài mẫu nước thải chứa florua Với làm luận văn này, hy vọng đề tài hữu ích cho việc áp dụng sử lý mẫu nước thải chứa florua Qua nghiên cứu chúng tơi kết luận sử dụng vật liệu bentonit biến tính để hấp thụ xử lý tách florua khỏi nguồn nước bị ô nhiễm 67 Tài liệu tham khảo Tiếng Việt Đặng Văn Giáp(1997), Phân tích giữ liệu khoa học chương trình MS – Excel, Nhà xuất Giáo dục Hoàng Nhâm (1998), Hố vơ vơ, tập 2, nhà xuất giáo dục Lê Văn Cát (1999), Cơ sở hoá học Kỹ thuật xử lý nước, Nhà xuất Thanh Niên Lê Mậu Quyền (1999), Hố học vơ cơ, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật Hà Nội Nguyễn Viết Huyến (1999), Cơ sở phương pháp phân tích điện hố Nguyễn Văn Bình, Hoạt tính xúc tác bentonit Thuận Hải biến tính phản ứng chuyển hóa số hợp chất hữu cơ, Luận án tiến sĩ Hóa học, ĐHKHTN, 1999 Ngơ Sỹ Lương, Nguyễn Trọng Nghĩa, Thân Văn Liên, Điều chế sét hữu từ bentonit Bình Thuận cetyl trimetyl amoni bromua, Tạp chí hố học T46, số 2A, 2008 Nguyễn Viết Lược, Lê Thụ (1999), Bentonit Thuận Hải, NXB Hà Nội Nguyễn Đức Nghĩa (2007), Hóa học nano công nghệ vật liệu nguồn, Nhà xuất Khoa Học Tự nhiên Công Nghệ Hà Nội 10 Phạm Luận (1998), Cơ sở lý thuyết phương pháp phân tích phổ phát xạ hấp thụ nguyên tử phần I,II ĐHKHTN 11 PPKoroxtelex (1974), chuẩn bị dung dịch cho phân tích hố học, nhà xuất Khoa học kỹ thuật Hà Nội 12 SacLo.G(1974), phương pháp hố phân tích, nhà xuất đại học trung học chuyên nghiệp 68 13 Thân Văn Liên, Nghiên cứu qui trình xử lý, hoạt hố bentonit Việt Nam để sản xuất bentonit xốp, Báo cáo kết nghiên cứu đề tài hợp tác theo nghị định thư với Hàn Quốc, Hà Nội, tháng 5, 2005 14 Thân Văn Liên cộng sự, Làm giàu, làm hoạt hoá bentonit Di Linh - Lâm Đồng bentonit Tuy Phong, Bình Thuận, Hội nghị Khoa học Cơng nghệ hạt nhân toàn quốc lần thứ VI, Đà Lạt tháng 10 năm 2005 15 Tiêu chuẩn Việt Nam, Nước thải phương pháp phân tích lý hố học TCVN 4556-1998 16 Trần Tứ Hiếu, Lâm Ngọc Thụ (1990), Phân tích định tính, nhà xuất Đại học trung học chuyên nghiệp 17 Trần Tứ Hiếu (2003),Phân tích trắc quang phổ hấp thụ UV-VIS, nhà xuất Đại học Quốc Gia Hà Nội 18 Từ Vọng Nghi, Trần Chương Huyến, Phạm Luận (1990), Một số phương pháp phân tích điện hoá đại, Hà Nội 19 Từ Vọng Nghi, Trần Tứ Hiếu, Nguyễn Văn Ri, Nguyễn Xuân Trung (1999), Hoá học Phân tích, Hà Nội Tiếng Anh 20 A.K.Chaturvedi, K.C.Pathak, V.N Singh, (1988),” Fluoride removal from water by adsorption on China clay”, Appl Clay Sci.3 p337-346 21 A.Tor, (2006) “ Removal of fluoride from an aqueous solution by using montmorillonite”, Desalination 201 P 267-276 22 Dilip Thakre, Sadhana Rayalu, Raju Kawade, Siddharth Meshram, j Subrt, Nitin Labhsetwar, (2010),” Magnesium incorporated bentonite clay for defluoridation of drinking water” j Hazard Mater 180 p 122130 69 23 Nichoson and Duff (1981)“Fluoride Determination in Water: An Optimum Buffer System for Use With the Flouride-Selective Electrode”,p 887-912 24 Masamoto TAFU, Shigehiro KAGAYA and Tetsuji CHOHJI” A Separation Method for Simplified Determination of Fluoride by Using Calcium Phosphate ”, Analytical sciences 2001,vol 17 Supplement 2001© the Japan society for Analytical chemistry 25 ML Wen, Q C Li and C Y Wang (1996), “DEVELOPMENTS IN THE ANALYSIS OF FLUORIDE 1993-1995” Kunming, China Fluoride Vol.29 No.2 82-88 26 Pitman Medical,(1976), “Fluoride Teeth and Health The Royal College of Physicians of London”, p 123-136 27 Foster Dee Snell and Leslie S.Ettre (1970), “Encyclopedia of inditrustrial hemmical analysis”, Vol 9, p.633-641 28 F Scholz Electro- analytical Methods, Guide to Experimentsts and Application Spinger- Verlag Berli Heodelberg, 2002 29 G.Nikoladze, D Mints, A Kastalsky(1989) “Water treatment for lublic and inductrial supply” Mir Publ Moscow 30 M G Sujana, R S Thakur, S B Rao,(1998), “Removal of fluoride from aqueous solution by using alum sludge”, j Colloid Interface Sci 206 p 94-101 31 Mohammed Hashim Matloob , 2011 “Fluoride Concentration of Drinking Water in Babil-Iraq” Journal of Applied Sciences, 11: 33153321 32 Paul MS Monk Manchester Metripolitan University,(2001), “Fundamentals of Electroanalytical chemistry”, John Wiley and Sons Ltd and page 62 – 63 70 33 Schumuckler, Gjerde, Fritz (1986) “ Preparation of chromatographic supports of variable ligand density” p 1607-1611 34 S Meenakshi, C Sairam Sundaram, R Sukumar, (2008), “Enhanced fluoride sorption by mechanochemically activated kaolinites”, j Hazard Mater 153 P 164-172 35 Sehoemam Vi H Macleod(1987)”Water rebearch “vol 13 N4 p 229 36 Valderi L DresslerI; Dirce PozebonII; Éder L M FloresI; José N G PanizI; Érico M M FloresI “Determination of fluoride in coal using Pyrohydrolysis for analyte separation” 37 X Feng Shen, P G Chen, C Guohua, (2003), “Electrochemical removal of fluoride ions from industrial wastewater”, Chem Eng Sci 58 38 W Franklin Smyth University of Ulster, (1996), “Analytical Chemistry of Complex Matrices”, A partnership between John Wiley and Sons Ltd and B>G Teubner, page 135-136-137 71 ... đánh giá hiệu xử lý kiểm soát chất lượng nước thải trước thải môi trường Xuất phát từ thực tế đó, chúng tơi tiến hành nghiên cứu khả hấp phụ ion Florua khoáng sét ứng dụng tách loại Florua khỏi. .. thể tích tầng lọc Có nhiều phương pháp nghiên cứu áp dụng: sử dụng đất sét loại, đặc biệt khống vật clipnoptilonit, than hoạt tính xử lý với muối nhôm số loại anionit đặc thù Về chế tất loại vật... tên lửa 1.1.2 Ứng dụng flo [5] Flo sử dụng sản xuất chất dẻo ma sát thấp như: teflon, freon Flo đơn nguyên tử sử dụng để khử tro thạch anh sản xuất chất bán dẫn Axit flohidric sử dụng để khắc