Khóa luận tốt nghiệp Hóa học: Tổng hợp zeolite 4a từ cao lanh và khảo sát khả năng hấp phụ ion amoni của zeolite 4A

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HỒ CHÍ MINH KHOA HÓA Khóa luận tốt nghiệp TỔNG HỢP ZEOLITE 4A TỪ CAO LANH VÀ KHẢO SÁT KHẢ NĂNG HẤP PHỤ ION AMONI CỦA ZEOLITE 4A GVHD : ThS. Phan Trần Diệp Hương SVTH : Nguyễn Trần Hồng Phương Lớp : 4C Hệ : Cử nhân TP. HCM – Tháng 5 năm 2013 NHẬN XÉT CỦA HỘI ĐỒNG KHOA HỌC ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………. LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên của khóa luận, tôi xin được gửi lời cảm ơn chân thành đến cô Phan Trần Diệp Hương. Cô đã tận tình hướng dẫn và giúp đớ cho tôi trong suốt quá trình thực hiện khóa luận. Tôi cũng xin gửi lòng tri ân sâu sắc đến cô Phan Thị Hoàng Oanh. Cô là người đã đồng hành cùng tôi trong suốt những năm theo học tại giảng đường Đại học. Những lời góp ý của cô, không phải chỉ có những lời khen ngợi động viên mà còn có những lời la rầy và cả những câu nói đùa vui tính, tất cả đều chứa đựng tấm lòng chân thành của một nhà giáo, và đó chính là cơ sở cho tôi có đủ niềm tin và kiến thức để hoàn thành tốt khóa luận này. Với lòng biết ơn sâu sắc, tôi cũng xin cảm ơn quý Thầy, Cô trong và ngoài Khoa Hóa Trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh đã tận tình giảng dạy và truyền thụ những vốn kiến thức quý báu, đó không chỉ là nền tảng giúp tôi hoàn thành khóa luận mà còn là hành trang giúp tôi vững bước trên con đường tương lai. Cuối cùng, tôi xin được cảm ơn mẹ, em gái và bạn trai, họ luôn luôn là động lực để tôi phấn đấu đến cùng và không nản lòng khi gặp khó khăn. Tôi xin kính chúc quý Thầy, Cô dồi dào sức khỏe và thành công trong sự nghiệp cao quý. Xin trân trọng cảm ơn! Tp. HCM, ngày tháng năm 2013 Nguyễn Trần Hồng Phương MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN...................................................................................................................... 2 MỤC LỤC ........................................................................................................................... 3 DANH MỤC HÌNH............................................................................................................. 6 DANH MỤC BẢNG............................................................................................................ 7 LỜI MỞ ĐẦU...................................................................................................................... 8 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN LÝ THUYẾT...................................................................... 10 1.1. Cao lanh (kaolin)..................................................................................................... 10 1.1.1. Sơ lược về khoáng kaolinite.............................................................................. 10 1.1.2. Cấu trúc của khoáng kaolinite........................................................................... 10 1.1.3. Các tính chất đặc trưng cơ bản của cao lanh..................................................... 11 1.1.3.1. Tính chất trao đổi ion.................................................................................. 11 1.1.3.2. Tính chất hấp phụ ....................................................................................... 12 1.1.4. Những biến đổi trong cấu trúc cao lanh khi nung............................................. 12 1.1.5. Cao lanh Bình Phước ........................................................................................ 13 1.2. Vật liệu mao quản.................................................................................................... 13 1.3. Khoáng aluminosilicat............................................................................................. 14 1.4. Zeolite...................................................................................................................... 14 1.4.1. Sơ lược về lịch sử và sự phát triển của zeolite.................................................. 14 1.4.2. Khái niệm về zeolite ......................................................................................... 14 1.4.3. Phân loại zeolite................................................................................................ 15 1.4.3.1. Theo nguồn gốc .......................................................................................... 15 1.4.3.2. Theo đường kính mao quản........................................................................ 15 1.4.3.3. Theo chiều hướng không gian của các kênh trong cấu trúc mao quản ...... 15 1.4.3.4. Theo tỉ lệ Si/Al............................................................................................ 15 1.4.4. Cấu trúc của zeolite........................................................................................... 16 1.4.5. Tính chất zeolite................................................................................................ 17 1.4.5.1. Tính hấp phụ của zeolite............................................................................. 17 1.4.5.2. Tính chất trao đổi ion.................................................................................. 17 1.4.5.3. Tính acid..................................................................................................... 18 1.4.5.4. Tính bền nhiệt và bền hóa........................................................................... 19 1.4.6. Ứng dụng của zeolite ........................................................................................ 19 1.4.6.1. Sản xuất chất tẩy rửa................................................................................... 19 1.4.6.2. Ứng dụng làm chất xúc tác chọn lọc đặc thù.............................................. 20 1.4.6.3. Ứng dụng làm chất làm khô và tách chiết.................................................. 20 1.4.6.4. Ứng dụng trong trồng trọt và chăn nuôi..................................................... 20 1.4.6.5. Ứng dụng trong y học................................................................................. 20 1.4.7. Quá trình tổng hợp zeolite................................................................................. 21 1.4.8. Giới thiệu về zeolite 4A.................................................................................... 21 1.4.8.1. Cấu trúc zeolite 4A..................................................................................... 21 1.4.8.2. Tổng hợp zeolite 4A................................................................................... 23 CHƯƠNG 2. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................... 23 2.1. Mục đích của đề tài.................................................................................................. 23 2.2. Nội dung nghiên cứu............................................................................................... 23 2.2.1. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tổng hợp zeolite 4A.................. 23 2.2.2. Khảo sát khả năng hấp phụ ion amoni của zeolite 4A...................................... 23 2.3. Phương pháp nghiên cứu......................................................................................... 24 2.3.1. Pha chế các dung dịch....................................................................................... 24 2.3.1.1. Dung dịch natri hydroxit............................................................................. 24 2.3.1.2. Điều chế dung dịch thủy tinh lỏng (Na2SiO3)............................................ 24 2.3.1.3. Dung dịch amoni clorua.............................................................................. 24 2.3.2. Quy trình tổng hợp zeolite 4A .......................................................................... 24 2.3.3. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tổng hợp zeolite 4A.................. 27 2.3.3.1. Ảnh hưởng của nồng độ dung dịch NaOH................................................. 27 2.3.3.2. Ảnh hưởng của nguồn silic bổ sung........................................................... 27 2.3.4. Khảo sát khả năng hấp phụ ion amoni của zeolite 4A...................................... 27 2.3.5. Phương pháp tổng hợp...................................................................................... 27 2.3.6. Phương pháp nghiên cứu cấu trúc..................................................................... 28 2.3.6.1. Nhiễu xạ tia X (XRD)................................................................................. 28 2.3.6.2. Phương pháp phân tích nhiệt...................................................................... 29 2.3.6.3. Chụp ảnh kính hiển vi điện tử quét (SEM)................................................. 30 2.3.6.4. Phổ hồng ngoại (IR).................................................................................... 31 2.3.6.5. Đo diện tích bề mặt (BET).......................................................................... 31 2.3.6.6. Phương pháp quang phổ hấp thụ UV – VIS............................................... 32 2.3.7. Thiết bị và hóa chất cần thiết............................................................................ 33 ... - tailieumienphi.vn