1. Trang Chủ
  2. Nông nghiệp
  3. Nghiên cứu khả năng hấp phụ xanh methylene trong dung dịch nước bằng vật liệu lá thông ba lá Pinus kesiya tại Đà Lạt

Nghiên cứu khả năng hấp phụ xanh methylene trong dung dịch nước bằng vật liệu lá thông ba lá Pinus kesiya tại Đà Lạt

Nghiên cứu trình bày khả năng xử lý xanh methylene nhờ quá trình hấp phụ của vật liệu hấp phụ được chế tạo từ lá thông ba lá Penus Kesiya trong các điều kiện thí nghiệm khác nhau về thời gian hấp phụ, khoảng pH và nồng độ của xanh methylene. Nghiên cứu nhằm tìm kiếm giải pháp xử lý thuốc nhuộm xanh methylene với chi phí thấp và thân thiện với môi trường. HỘI NGHỊ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐÀ LẠT NĂM 2018 NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG HẤP PHỤ XANH METHYLENE TRONG DUNG DỊCH NƯỚC BẰNG VẬT

Thể loại Tài liệu miễn phí Nông nghiệp

Số trang 8

Ngày tạo 4/8/2023 2:00:27 PM +00:00

Loại tệp PDF

Kích thước 0.48 M

Tên tệp

Tải Nghiên cứu khả năng hấp phụ xanh methylene trong d... (.pdf)

Xem mẫu

  1. HỘI NGHỊ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐÀ LẠT NĂM 2018 NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG HẤP PHỤ XANH METHYLENE TRONG DUNG DỊCH NƯỚC BẰNG VẬT LIỆU LÁ THÔNG BA LÁ PINUS KESIYA TẠI ĐÀ LẠT Lê Thị Xuân - 1513122 Lê Thị Như Quỳnh - 1513109 Trần Thị Ngọc Mai - 1510427 Lớp HHK39, Khoa Hóa học 1. MỞ ĐẦU Xanh methylene là một loại thuốc nhuộm được sử dụng khá phổ biến trong công nghiệp dệt nhuộm, thường được sử dụng trực tiếp để nhuộm màu vải, sợi bông hay dùng để nhuộm giấy; nhuộm các sản phẩm từ tre nứa và chế mực viết. Xanh methylene có thể gây ra các bệnh về mắt, da, đường hô hấp, đường tiêu hóa và thậm chí gây ung thư. Nồng độ xanh methylene trong nước quá cao sẽ cản trở sự hấp thụ oxy vào nước từ không khí do đó làm cản trở sự sinh trưởng của các động thực vật, gây ra hiện tượng xáo trộn hoạt động của vi sinh vật và ảnh hưởng đến quá trình tự làm sạch của nước. Nghiên cứu trình bày khả năng xử lý xanh methylene nhờ quá trình hấp phụ của vật liệu hấp phụ được chế tạo từ lá thông ba lá Penus Kesiya trong các điều kiện thí nghiệm khác nhau về thời gian hấp phụ, khoảng pH và nồng độ của xanh methylene. Nghiên cứu nhằm tìm kiếm giải pháp xử lý thuốc nhuộm xanh methylene với chi phí thấp và thân thiện với môi trường. 2. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU Vật liệu: Lá thông ba lá ( Pinus kesiya) khô được thu thập tại Đà Lạt; Dung dịch chất hữu cơ xanh methylene 3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU • Thu thập và sử dụng lá thông khô tạo thành 3 vật liệu hấp phụ là: Vật liệu thô, vật liệu có xử xử lý bazo, vật liệu có xử lý acid. • Khảo sát ảnh hưởng của pH đến khả năng hấp phụ của vật liệu • Khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến khả năng hấp phụ của vật liệu • Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ ban đầu đến khả năng hấp phụ của vật liệu • Nghiên cứu động học của quá trình hấp phụ. Xây dựng đường đẳng nhiệt và xác định dung lượng hấp phụ cực đại của vật liệu. 40
  2. HỘI NGHỊ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐÀ LẠT NĂM 2018 4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Sử dụng phương pháp trắc quang so màu. 5. KẾT QUẢ KHẢO SÁT MỘT SỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN KHẢ NĂNG HẤP PHỤ XANH METHYLENE CỦA VẬT LIỆU HẤP PHỤ 5.1. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của pH Hình 3.3. Ảnh hưởng của pH đến dung lượng hấp phụ của vật liệu Nhận xét: Các kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng trong miền pH khảo sát dung lượng hấp phụ xanh methylene tăng khi pH tăng. Điều này có thể được giải thích như sau, ở giá trị pH thấp (nồng độ H+ cao) thì xảy ra sự hấp phụ cạnh tranh giữa ion H+ và cation MB+, do đó làm giảm dung lượng hấp phụ xanh methylene của vật liệu. Với giá trị pH=8 thì bề mặt vật liệu tích điện âm, tạo điều kiện thuận lợi cho sự hấp phụ cation MB+. Như vậy, pH=8 là giá trị pH tối ưu cho quá trình hấp phụ xanh methylene. Kết quả này phù hợp với một số nghiên cứu hấp phụ xanh methylene của một số vật liệu có nguồn gốc tự nhiên. Ngoài ra, dung lượng hấp phụ xanh methylene tại pH=8 của ba loại vật liệu tăng dần theo thứ tự như sau: qLT < qLTB < qLTA 5.2. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thời gian Hình 3.4. Sự phụ thuộc dung lượng hấp phụ của vật liệu vào thời gian Nhận xét: Khi thời gian hấp phụ tăng thì dung lượng hấp phụ tăng. Trong khoảng thời gian từ 10 đến 90 phút dung lượng hấp phụ tăng tương đối nhanh và dần ổn định 41
  3. HỘI NGHỊ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐÀ LẠT NĂM 2018 trong khoảng thời gian từ 120 240 phút. Do vậy, thời gian đạt cân bằng hấp phụ là 120 phút. Kết quả này được sử dụng cho các thí nghiệm tiếp theo. Ngoài ra, dung lượng hấp phụ xanh methylene tại thời điểm cân bằng của ba loại vật liệu tăng dần theo thứ tự như sau: qLT < qLTB < qLTA. 5.3. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nồng độ ban đầu Hình 3.5. Sự phụ thuộc hiệu suất hấp phụ vào nồng độ xanh methylene ban đầu Nhận xét: Kết quả nghiên cứu cho thấy, hiệu suất hấp phụ xanh methylene giảm khi tăng nồng độ xanh methylene ban đầu. Điều này có thể giải thích rằng, vì khối lượng vật liệu được giữ cố định nên số lượng tâm hấp phụ là cố định, do đó khi ở nồng độ thấp, lượng chất hấp phụ ít, khả năng hấp phụ là hoàn toàn, hiệu suất hấp phụ cao. Khi ở nồng độ cao, lượng xanh methylene nhiều, vượt quá so với số lượng tâm hấp phụ cho nên sẽ còn nhiều chất hấp phụ không bị hấp phụ, do đó hiệu suất hấp phụ sẽ giảm đi 5.4. Nghiên cứu động học hấp phụ 5.4.1. Động học hấp phụ của vật liệu LT Hình 3.6. Động học biểu kiến bậc nhất của quá trình hấp phụ xanh methylene bằng vật liệu LT 42
  4. HỘI NGHỊ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐÀ LẠT NĂM 2018 Hình 3.7. Động học biểu kiến bậc hai của quá trình hấp phụ xanh methylene bằng vật liệu LT 5.4.2. Động học hấp phụ của vật liệu LTB Hình 3.8. Động học biểu kiến bậc nhất của quá trình hấp phụ xanh methylene bằng vật liệu LTB Hình 3.9. Động học biểu kiến bậc hai của quá trình hấp phụ xanh methylene bằng vật liệu LTB 43
  5. Kỷ yếu tóm tắt Hội nghị nghiên cứu khoa học sinh viên 2018 5.4.3. Động học hấp phụ của vật liệu LTA Hình 3.10. Động học biểu kiến bậc nhất của quá trình hấp phụ xanh methylene bằng vật liệu LTA Hình 3.11. Động học biểu kiến bậc hai của quá trình hấp phụ xanh methylene bằng vật liệu LTA 5.4.4. Nhận xét Mô hình động học hấp phụ biểu kiến bậc hai cho mối quan hệ tuyến tính với hệ số tương quan cao (R2 0,99) đối với tất cả các nồng độ khảo sát của xanh methylene. Tham số qcb (mg/g) tính toán từ mô hình động học biểu kiến bậc hai gần với qcb thực nghiệm. Mô hình động học hấp phụ biểu kiến bậc nhất cũng cho mối quan hệ tuyến tính với hệ số tương quan cao đối với tất cả các nồng độ khảo sát của xanh methylene, tuy nhiên tham số qcb (mg/g) tính toán từ mô hình động học biểu kiến bậc nhất lại không phù hợp với qcb thực nghiệm nên có thể kết luận rằng mô hình hấp phụ biểu kiến bậc hai là mô tả tốt nhất cho quá trình hấp phụ xanh methylene. 44
  6. Kỷ yếu tóm tắt Hội nghị nghiên cứu khoa học sinh viên 2018 5.5. Nghiên cứu đẳng nhiệt hấp phụ 5.5.1. Nghiên cứu đẳng nhiệt hấp phụ xanh methylene lên vật liệu LT Hình 3.12. Đồ thị đường đẳng nhiệt hấp phụ xanh methylene lên vật liệu LT theo Langmuir và Freundlich 5.5.2. Nghiên cứu đẳng nhiệt hấp phụ xanh methylene lên vật liệu LTB Hình 3.13. Đồ thị đường đẳng nhiệt hấp phụ xanh methylene lên vật liệu LTB theo Langmuir và Freundlich 5.5.3. Nghiên cứu đẳng nhiệt hấp phụ xanh methylene lên vật liệu LTA Hình 3.14. Đồ thị đường đẳng nhiệt hấp phụ xanh methylene lên vật liệu LTA theo Langmuir và Freundlich 45
  7. Kỷ yếu tóm tắt Hội nghị nghiên cứu khoa học sinh viên 2018 Sự hấp phụ xanh methylene của vật liệu hấp phụ từ lá thông được miêu tả khá tốt theo 2 mô hình, điều này được thể hiện ở hệ số hồi quy của phương trình đều khá cao. Tuy nhiên hệ số hồi quy của phương trình Langmuir (R2 0,99) lớn hơn so với hệ số hồi quy của phương trình Frendlich (R2 0,80). Chứng tỏ sự hấp phụ xanh methylene theo mô hình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir phù hợp hơn so với mô hình Frendlich. Ngoài ra, dung lượng hấp phụ xanh methylene cực đại tính toàn từ phương trình Langmuir của ba loại vật liệu tăng dần theo thứ tự như sau: qLT < qLTB < qLTA. 6. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 6.1. Kết luận Sau một thời gian nghiên cứu và tiến hành thực nghiệm, chúng tôi đã thu được một số kết quả như sau: • Đã chế tạo được vật liệu hấp phụ từ lá thông ba lá thu tại Đà Lạt (vật liệu thô, vật liệu có xử lý axit và vật liệu có xử lý bazo). Vật liệu có kích thước 212 µm < d ≤ 300 µm được dùng để khảo sát khả năng hấp phụ xanh methylene trong nước. • Đã khảo sát và tìm được các điều kiện tối ưu để hấp phụ xanh methylene trong nước của ba loại vật liệu như sau: pH=8, thời gian đạt cân bằng hấp phụ là 120 phút. • Quá trình hấp phụ xanh methylene lên vật liệu tuân theo động học biểu kiến bậc hai; hệ số tương quan cao (R2 > 0,99). • Xây dựng đường đẳng nhiệt hấp phụ của vật liệu đối với xanh methylene theo mô hình Langmuir và Freundlich. Từ phương trình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir dạng tuyến tính, xác định dung lượng hấp phụ cực đại của xanh methylene theo thứ tự 138.89mg/g đối với vật liệu thô; 147.06mg/g đối với vật liệu có xử lý bazơ và 156.25 mg/g đối với vật liệu có xử lý axit. 6.2. Kiến nghị Do còn nhiều hạn chế về thời gian, điều kiện nghiên cứu ở phòng thí nghiệm cũng như khả năng nắm bắt của người nghiên cứu nên trong đề tài còn nhiều thiếu sót. Vậy nên chúng tôi xin đưa ra một số đề xuất định hướng cho các nghiên cứu tiếp theo: • Giải thích cơ chế hấp phụ xanh methylene của ba loại vật liệu, đề xuất quy trình hoạt hóa vật liệu tối uu. • Tiếp tục nghiên cứu khả năng hấp phụ xanh methylene của vật liệu hấp phụ trong điều kiện động. Nghiên cứu khả năng giải hấp để tái sinh vật liệu hấp phụ. 46
  8. Kỷ yếu tóm tắt Hội nghị nghiên cứu khoa học sinh viên 2018 • Tiến hành nghiên cứu khả năng hấp phụ xanh methylene bằng vật liệu tự nhiên khác. Ứng dụng lá thông ba lá để xử lý thuốc nhuộm đối với mẫu nước thải trong thực tế để đánh giá lợi ích kinh tế khi sử dụng lá thông làm chất hấp phụ xử lý nước thải ô nhiễm thuốc nhuộm. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Trần Kim Cương (2010). Giáo trình Hoá lí III, trường Đại học Đà Lạt. 2. Lê Văn Cát (2002). Hấp phụ và trao đổi ion trong kĩ thuật xử lí nước và nước thải. NXB Thống kê, Hà Nội. 3. Nguyễn Thị Như Mai, (2010). Giáo trình hoá học phân tích 2 - phần quang, trường Đại học Đà Lạt. 4. Trần Văn Nhân, Hồ Thị Nga (2005). Giáo trình công nghệ xử lí nước thải. NXB Khoa học và kĩ thuật, Hà Nội. 5. Trần Văn Nhân, Ngô Thị Ngọc (2002). Giáo trình công nghệ xử lý nước thải. NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội. 6. Trần Văn Nhân, Nguyễn Thạc Sửu, Nguyễn Văn Tuế (1998). Hóa lí tập II. NXB Giáo dục, Hà Nội. 7. Dương Thị Bích Ngọc, Nguyễn Thị Mai Linh, Nguyễn Thị Thành – Tạp chí khoa học và công nghệ lâm nghiệp số 2-2013, Nghiên cứu khả năng hấp phụ thuốc nhuộm xanh methylene của vật liệu hấp phụ chế tạo từ lõi ngô và vỏ ngô. 8. Trần Ngọc Phú (2004). Nghiên cứu và thiết kế mô hình xử lý nước thải dệt nhuộm bằng phương pháp keo tụ kết hợp ozon hoá quy mô bán thực địa. Luận văn thạc sĩ khoa học Môi trường, trường Đại học Khoa học tự nhiên - ĐHQG Hà Nội. 9. Đặng Xuân Việt (2007). Nghiên cứu phương pháp thích hợp để khử màu thuốc nhuộm hoạt tính trong nước thải dệt nhuộm. Luận án tiến sĩ kỹ thuật, Hà Nội. 47
nguon tai.lieu . vn
Nông nghiệp Ngư nghiệp Lâm nghiệp Sinh học Hoá học Ngôn ngữ học Ngân hàng - Tín dụng