NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VẬT LIỆU HẤP PHỤ TỪ VỎ TRẤU VÀ SỬ DỤNG ĐỂ TÁCH LOẠI CHÌ VÀ NIKEN TRONG DUNG DỊCH

MỞ ĐẦU TỔNG QUAN THỰC NGHIỆM KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Chì: + Có tính mềm, màu xám nhạt + tOnc = 327OC, tOs = 1515OC + 2Pb + O2 = PbO Niken: + Cứng, dễ dát mỏng, dễ uốn, dễ kéo sợi + tOnc = 1453OC, tOs = 3185OC + 2Ni + O2 = 2NiO Dạng tồn tại chủ yếu của 2 kim loại là ion Pb2+ và ion Ni2+

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN

KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC & MÔI TRƯỜNG

VỎ TRẤU VÀ SỬ DỤNG ĐỂ TÁCH LOẠI CHÌ VÀ NIKEN

Giới thiệu về kim loại Chì, Niken và độc tính của chúng

TỔNG QUAN

Một số phương pháp xử lý kim loại nặng trong nước

Một số phương pháp xử lý kim loại nặng trong nước

Phương pháp trao đổi ion

Phương pháp thẩm thấu ngược

Phương pháp thẩm thấu ngược

Phương pháp hấp phụ

Phương pháp hấp phụ

Phương pháp sinh học

Phương pháp sinh học

TỔNG QUAN

Thành phần của vỏ trấu

 Vỏ trấu chứa:

• 75% chất hữu cơ dễ bay hơi trong quá trình đốt

• 25% còn lại sẽ chuyển thành tro

 Chất hữu cơ chứa:

• Xenlulozo (35-40%)

• Lignin (25-30%)

• Hemi-xenlulozo (20-30%)

Hình ảnh về vỏ trấu

TỔNG QUAN

Sử dụng làm chất đốt Chế tạo bình lọc nước Sản xuất điện năng Chế tạo vật liệu xây dựng

Sản xuất oxit silic

THỰC NGHIỆM

 Hóa chất:

 Natri hidroxit (NaOH)

 Axit tactaric (C4H6O6)

 Chì nitrat (Pb(NO3)2)

 Axit nitric (HNO3)

 Niken sulfat (NiSO4.6H2O)

THỰC NGHIỆM

1. Chế tạo VLHP từ vỏ trấu

2. Khảo sát các hình thái bề mặt và cấu trúc của VLHP

3. Khảo sát khả năng tách loại Pb(II) và Ni(II) của VLHP

4. Khảo sát quá trình giải hấp thu hồi Pb(II) và Ni(II)

5. Khảo sát khả năng tái sinh của VLHP

Quy trình chế tạo VLHP từ vỏ trấu

Ngâm vỏ trấu (6 – 8 h)

Rửa sạch và sấy khô (60OC)

Nghiền và sàng lọc

(1 – 3 mm)

Nghiền và sàng lọc

(1 – 3 mm) VLHP - T

Xử lý bằng dung dịch C4H6O6 1,2M

Khảo sát thời gian đạt cân bằng

hấp phụ của vỏ trấu

Cho 0,5g VLHP lần lượt vào trong 25ml dung dịch

Pb(II) hoặc dung dịch Ni(II) có nồng độ xác định

(Ci = 10ppb) trong các khoảng thời gian là 30; 45;

60; 75; 90; 120 và 130 phút Tiếp đó xác định nồng

độ còn lại (Cf) của dung dịch Chì và Niken tương

ứng với các khoảng thời gian trên.

Khảo sát ảnh hưởng của pH tới quá

trình hấp phụ của VLHP

Cho 0,5g VLHP lần lượt vào trong 25ml dung dịch Pb(II) hoặc dung dịch Ni(II) có cùng nồng độ nhưng có pH khác nhau Sau đó, xác định nồng độ còn lại Cf của dung dịch Chì và Niken tương ứng với từng pH

Khảo sát tải trọng hấp phụ Pb(II) và Ni(II) theo mô

hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir

 Cho 0,5g VLHP lần lượt vào cốc có chứa 25ml dung dịch

Pb(II) hoặc dung dịch Ni(II) với các nồng độ đầu Ci khác

Khảo sát khả năng tách loại Pb(II) và Ni(II) bằng

phương pháp hấp thụ động trên cột

 Chuẩn bị cột hấp phụ

 Tiến hành quá trình hấp phụ động trên cột

• Cho dung dịch có nồng độ ban đầu chảy qua cột với tốc độ là 2,0

ml/phút

• Cứ 10 Bed - Volume được dội qua thì lấy riêng một Bed - Volume

để phân tích, mỗi Bed – Volume là 25ml Các Bed - Volume còn

lại được thu hồi riêng Quá trình lặp lại cho tới hết 70 Bed -

Volume

Khảo sát khả năng giải hấp thu hồi

Pb(II) và Ni(II)

VLHP sau khi hấp phụ Pb(II) hoặc Ni(II) sẽ thực hiện quá

trình giải hấp để thu hồi Pb(II) và Ni(II) Cho dung dịch

HNO31M chảy qua cột với tốc độ dòng thể tích là 2,2

ml/ phút Cứ 1 Bed - Volume được dội qua thì được lấy

đi để phân tích, mỗi Bed – Volume là 25ml Quá trình

lặp lại cho tới hết 8 Bed - Volume

Khảo sát khả năng tái sinh của VLHP

• Vật liệu hấp phụ sau khi được hấp phụ lần 1 sẽ được tái sử dụng những lần tiếp theo

• Các bước tiến hành qúa trình hấp phụ và giải hấp thu hồi Pb(II) và Ni(II) được thực hiện tương tự như VLHP sử dụng lần đầu

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

Phổ IR của VLHP - I

Kết quả chụp IR

3456.2; 0,1 (-OH)

3456.2; 0,1 (-OH)

3514.8;

0,21 (-OH)

3514.8;

0,21 (-OH)

3426.1;

0,12(-OH)

3426

.1;

0,12(-OH)

1702

.3

0,07

5 (C-O

1723

.87; 0,9 (C-O)

1723

.87; 0,9 (C-O)

1737

.73; 0,8 (C-O

)

1737

.73; 0,8 (C-O)

VLHP - T

VLHP - I

VLHP - II

Kết quả khảo sát thời gian đạt cân

VLHP – II

VLHP – I

VLHP – II

Kết quả khảo sát ảnh hưởng của pH đến quá trình

hấp phụ Pb(II) và Ni(II) của VLHP

pH

Kim loại

Pb (II) Ni (II) Nồng độ( ppb) Nồng độ( ppm) VLHP

– I

VLHP – II

VLHP – I

VLHP – II

Sự phụ thuộc của tải trọng hấp phụ vào nồng độ

cân bằng của Pb(II) và Ni(II) của VLHP

Kết quả khảo sát khả năng hấp phụ động

trên cột của VLHP

STT Bed -

Volume

Nồng độ Pb (II) còn lại

Cf (ppb)

Nồng độ Ni (II) còn lại Cf(ppm)

Kết quả quá trình giải hấp và thu hồi

I

VLHP – II

VLHP – I

VLHP – II

Không phát hiện

Không phát hiện

Không phát hiện

Kết quả quá trình giải hấp thu hồi Pb(II)

Kết quả quá trình giải hấp thu hồi Ni(II)

Kết quả khảo sát khả năng tách loại Pb(II) và

Ni(II) của vật liệu tái sinh

STT Volum Bed -

e

Nồng độ Pb(II) còn lại

Cf (ppb)

Nồng độ Ni(II) còn lại Cf (ppm)

Bed - Volum e

Nồng độ Pb(II) còn lại Cf (ppb)

Nồng độ Ni(II) còn lại

Kết quả khảo sát khả năng tách loại Pb(II) và Ni(II)

của vật liệu tái sinh lần 1

Kết quả khảo sát khả năng tách loại Pb(II) và Ni(II)

của vật liệu tái sinh lần 2

Kết quả của quá trình giải hấp thu hồi Pb(II) và

Ni(II) của vật liệu tái sinh

Bed - Volu me

Nồng độ Pb(II) (ppb)

Nồng độ Ni (II) (ppm)

VLHP – I

Khôn

g phát hiện

Khôn

g phát hiện

Khôn

g phát hiện

– I

VLHP – II

VLHP – I

VLHP – II

Không xuất hiện

Không xuất hiện

Không xuất hiện

Kết quả của quá trình giải hấp thu hồi Pb(II) và Ni(II)

của vật liệu tái sinh lần 1 Kết quả của quá trình giải hấp thu hồi Pb(II) và Ni(II) của vật liệu tái sinh lần 2

KÊT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

A KẾT LUẬN

1. Đã chế tạo được vật liệu hấp phụ từ vỏ trấu thông qua quá trình xử lý hóa học :

- Xử lý hóa học bằng dung dịch NaOH 0.1M thu được VLHP– I

- Xử lý hóa học bằng dung dịch C4H6O6 1.2M thu được VLHP – II

2 Đã xác định được hình thái bề mặt và cấu trúc của VLHP chế tạo được bằng phổ hồng ngoại (IR) và kính hiển vi điện tử quét ảnh (SEM) Các kết quả nhận được có thể cho thấy VLHP chế tạo được có tâm hấp phụ mạnh và có độ xốp lớn

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

3 Đã khảo sát được một số yếu tố ảnh hưởng đến sự hấp phụ của VLHP đối với Pb(II) và Ni(II) Các kết quả thu được:

- Thời gian đạt cân bằng hấp phụ đối với cả 2 kim loại:

+ VLHP – I: Pb(II) qmax = 1,109 (mg/g); Ni(II) qmax = 1,129 (mg/g)

+ VLHP – II: Pb(II) qmax = 1,097 (mg/g); Ni(II) qmax = 1,107 (mg/g)

Vật liệu sử dụng VLHP ban đầu tái sinh lần 1 Vật liệu tái sinh lần 2 Vật liệu

Số Bed – Volume không

còn sự có mặt của Pb(II) và

5 Khảo sát khả năng giải hấp thu hồi Pb(II) và Ni(II) bằng VLHP ban đầu, vật liệu tái sinh lần 1 và vật liệu tái sinh lần 2:

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

B KIẾN NGHỊ

Do thời gian thực hiện đề tài hạn chế nên em:

 Chưa khảo sát được khả năng tách loại của VLHP đối với hỗn hợp kim loại

 Chưa áp dụng xử lý được nguồn nước thải bị nhiễm Chì và Niken

 Vì vậy muốn sử dụng được VLHP này trong thực tế để xử lý nguồn nước bị ô nhiễm kim loại nặng thì cần có thời gian nhiều hơn để khảo sát các yếu tố trên

Cám ơn các thầy cô đã chú ý

lắng nghe!