Nghiên cứu khả năng hấp phụ ion kim loại nặng đồng II bắng than hoạt tính chế tạo từ bột gỗ tre

Nghiên cứu lí thuyết Thu thập, tổng hợp, phân tích các tài liệu, tư liệu, các công trình nghiên cứu về vật liệu hấp phụ và các phương pháp chế tạo than hoạt tính.. - Ý nghĩa thực tiễn Ph

KHOA HOÁ

-TRƯƠNG THỊ VI

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG HẤP PHỤ ION

KIM LOẠI NẶNG ĐỒNG (II) BẰNG THAN HOẠT TÍNH

CHẾ TẠO TỪ BỘT GỖ TRE

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

CỬ NHÂN KHOA HỌC

Đà Nẵng - 2014

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

KHOA HOÁ -

Tên đề tài: Nghiên cứu khả năng hấp phụ ion kim loại nặng đồng (II) bằng than hoạt tính chế tạo từ bột gỗ tre

Khóa luận tốt nghiệp cử nhân khoa học

Sinh viên thực hiện : Trương Thị Vi

Giáo viên hướng dẫn : TS Giang Thị Kim Liên

Đà Nẵng – 2014

KHOA HOÁ

-

-NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

Họ và tên sinh viên: Trương Thị Vi

Lớp: 10 CHP

1 Tên đề tài: Nghiên cứu khả năng hấp phụ ion kim loại nặng đồng (II)

bằng than hoạt tính chế tạo từ bột gỗ tre.

2 Nguyên liệu, dụng cụ và thiết bị: bột gỗ tre, máy khuấy từ, máy pH, tủ sấy,bình tam giác, phễu lọc, giấy lọc

3 Nội dung nghiên cứu: khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình ch ế tạoVLHP: quá trình hoạt hóa bằng axit H3PO4 (nồng độ axit, nhiệt độ ngâm mẫu, nhiệt

độ nung mẫu), hoạt hóa bằng kiềm KOH (tỉ lệ mThan : mKOH, nhiệt độ nung mẫu);khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến tải trọng hấp phụ của VLHP (pH, thời gian đạtcân bằng, tỉ lệ rắn : lỏng); so sánh khả năng hấp phụ của VLHP với than hoạt tínhthị trường, khả năng giải hấp và tái sử dụng của VLHP từ đó rút ra nhận xét về khảnăng hấp phụ ion kim loại nặng của VLHP

4 Giáo viên hướng dẫn: TS Giang Thị Kim Liên

5 Ngày giao đề tài: Ngày 26 tháng 10 năm 2013

6 Ngày hoàn thành: Ngày 29 tháng 04 năm 2014

Chủ nhiệm Khoa Giáo viên hướng dẫn

Sinh viên đã hoàn thành và nộp báo cáo cho Khoa ngày….tháng…năm 2014

Kết quả điểm đánh giá:

Ngày…tháng…năm 2014

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

Với lòng biết ơn sâu sắc, em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới cô GiangThị Kim Liên đã giao đề tài và nhiệt tình giúp đỡ, cho em những kiến thức quíbáu trong quá trình nghiên cứu để em có thể hoàn thành tốt khóa luận này.

Em xin gửi lời cảm ơn đến các thầy cô giáo trong khoa, đặc biệt là các thầy

cô quản lí phòng thí nghiệm đã tạo mọi điều kiện cho em có thể hoàn thành khóaluận một cách thuận lợi

Cuối cùng, tôi xin cảm ơn các bạn cùng l ớp đã giúp đỡ tôi trong việc tìmkiếm tài liệu và đóng góp ý kiến cho tôi trong suốt quá trình hoàn thành khóa luận

Xin chân thành cảm ơn!

Đà Nẵng, ngày 23 tháng 5 năm 2014

Sinh viên

Trương Thị Vi

Chữ viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt

AAS Atomic Absorption

Spectrophotometric

Phương pháp phổ hấp thunguyên tử

FAO

Food and AgricultureOrganization of the UnitedNations

Tổ chức Lương thực và Nôngnghiệp Liên Hiệp Quốc

IUPAC International Union of Pure and

Applied Chemistry

Liên minh Quốc tề về Hóa họcthuần túy và Hóa học ứng dụng

SEM Scanning Electron Microscope Kính hiển vi điện tử quét

TR1 Kí hiệu mẫu chụp SEM của vật

liệu thô ban đầu

TR2 Kí hiệu mẫu chụp SEM của

VLHP

MỞ ĐẦU 1

1 Lý do chọn đề tài: 1

2 Mục đích nghiên cứu 2

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2

4 Phương pháp nghiên cứu 2

4.1 Nghiên cứu lí thuyết 2

4.2 Nghiên cứu thực nghiệm 2

5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 2

6 Bố cục khóa luận 3

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 4

1.1 Than hoạt tính và cấu trúc bề mặt của than hoạt tính 4

1.1.1 Than hoạt tính 4

1.1.2 Cấu trúc xốp của bề mặt than hoạt tính 6

1.1.3 Cấu trúc hóa học của bề mặt 7

1.1.4 Ứng dụng của than hoạt tính 8

1.2 Tổng quan về kim loại nặng 8

1.2.1 Khái quát chung 8

1.2.2 Tính chất độc hại của một số kim loại nặng 9

1.2.3 Giới thiệu sơ lược về kim loại đồng 9

1.3 Giới thiệu về phương pháp hấp phụ 10

1.3.1 Hiện tượng hấp phụ 10

1.3.2 Cơ chế quá trình hấp phụ 12

1.3.3 Cân bằng hấp phụ 12

1.3.3.1 Phương trình đẳng nhiệt hấp phụ Freundlich 12

1.3.3.2 Mô hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir 13

1.3.4 Hiệu suất hấp phụ (H%) 14

1.3.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hấp phụ 14

1.3.7 Quá trình giải hấp phụ 15

1.4 Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) 15

1.4.3 Các phương pháp phân tích định lượng 17

1.4.3.1 Phương pháp đường chuẩn 17

1.4.3.2 Phương pháp thêm chuẩn 17

1.5 Giới thiệu về vật liệu hấp phụ 18

1.5.1 Giới thiệu về cây tre 18

1.5.2 Thành phần hóa học của cây tre 20

CHƯƠNG 2 NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 21

2.1 Nguyên liệu, dụng cụ và hóa chất 21

2.1.1 Nguyên liệu 21

2.1.2 Thiết bị và dụng cụ 21

2.1.3 Hóa chất 21

2.2 Pha các dung dịch 21

2.2.1 Dung dịch H 3 PO 4 21

2.2.2 Dung dịch NaOH 22

2.2.3 Dung dịch HCl 22

2.2.4 Dung dịch Cu 2+ 22

2.3 Sơ đồ nghiên cứu thực nghiệm 22

2.4 Phương pháp nghiên cứu 23

2.4.1 Thu gom và xử lý mẫu bột gỗ tre 23

2.4.1.1 Cách tiến hành 23

2.4.1.2 Xác định độ ẩm 23

2.4.2 Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chế tạo VLHP 24

2.4.2.1 Quá trình hoạt hóa bằng H 3 PO 4 24

2.4.2.2 Quá trình hoạt hóa bằng KOH 25

2.4.3 Xác định đặc tính hóa lý của nguyên liệu thô và VLHP 26

2.4.4 Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến tải trọng hấp phụ ion Cu 2+ của VLHP nghiên cứu 26

2.4.5 Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến tải trọng hấp phụ ion kim loại Cu 2+ của than hoạt tính thị trường .27

2.4.7 Khảo sát khả năng hấp phụ của bột gỗ tre chưa biến tính 28

2.4.8 Giải hấp và tái sử dụng vật liệu hấp phụ 29

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 30

3.1 Xác định độ ẩm 30

3.2 Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chế tạo VLHP 30

3.2.1 Quá trình hoạt hóa bằng axit H 3 PO 4 30

3.2.2 Quá trình hoạt hóa bằng KOH 34

3.3 Xác định đặc tính hóa lý của nguyên liệu thô và VLHP 36

3.4 Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hấp phụ ion kim loại Cu 2+ của VLHP 37

3.4.1 Ảnh hưởng của pH 37

3.4.2 Ảnh hưởng của thời gian khuấy 38

3.4.3 Đường đẳng nhiệt hấp phụ theo Freundlich 40

3.5 Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến tải trọng hấp phụ ion Cu 2+ của than hoạt tính thị trường 41

3.5.1 Ảnh hưởng của pH 41

3.5.2 Ảnh hưởng của thời gian khuấy 42

3.5 So sánh tải trọng hấp phụ ion Cu 2+ của VLHP với than hoạt tính thị trường 44

3.6 Khả năng hấp phụ của VLHP chưa biến tính 45

3.7 Giải hấp và tái sử dụng VLHP 46

3.7.1 Giải hấp VLHP bằng dung dịch Mehlich 3 46

3.7.2 Tái sử dụng VLHP 46

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 47

1 Kết luận 47

2 Kiến nghị 48

TÀI LIỆU THAM KHẢO 49

STT NỘI DUNG TRANG

3.2 Ảnh hưởng nồng độ axit H 3 PO 4 đến quá trình hoạt hóa 30

3.3 Ảnh hưởng của nhiệt độ ngâm mẫu đến quá trình hoạt hóa 32

3.4 Ảnh hưởng của nhiệt độ nung mẫu đến quá trình hoạt hóa 333.5 Ảnh hưởng của tỉ lệ m than : m KOH đến quá trình hoạt hóa 34

3.6 Ảnh hưởng của nhiệt độ nung mẫu đến quá trình hoạt hóa 35

3.7 Các điều kiện tối ưu để chế tạo than hoạt tính từ tre 363.8 Ảnh hưởng của pH đến khả năng hấp phụ của VLHP 37

3.9 Ảnh hưởng của thời gian khuấy đến khả năng hấp phụ của VLHP 38

3.10 Điều kiện tối ưu cho quá trình hấp phụ 39

3.11 Ảnh hưởng của khối lượng VLHP đến hiệu suất hấp phụ 40

3.12 Ảnh hưởng của pH đến khả năng hấp phụ của than hoạt tính thị trường 41

3.13 Ảnh hưởng của thời gian khuấy đến khả năng hấp phụ của than hoạt tính thị trường 42

3.14 Điều kiện tối ưu để quá trình hấp phụ của than hoạt tính thị trường 43

3.15 Khả năng hấp phụ của VLHP và than hoạt tính thị trường trong điều kiện hấp phụ tối ưu 44

3.17 Quá trình giải hấp VLHP bằng dung dịch Mehlich 3 46

3.18 Quá trình tái sử dụng VLHP 47

STT NỘI DUNG TRANG

1.1 Đồ thị sự phụ thuộc của lgCfvào lg x

1.2 Đường chuẩn của phương pháp đo quang 17

1.4 Tỉ lệ tre trên thế giới ở các châu lục khác nhau. 191.5 Các quốc gia có nguồn tài nguyên tre lớn nhất (Dữ liệu được lấy

từ báo cáo quốc gia FRA 2000) 19

1.6 Thành phần hóa học của tre 20

2.1 Sơ đồ nghiên cứu thực nghiệm 22

2.2 Bột tre được thu gom ban đầu 23

2.3 Bột tre sau khi phơi khô, rây. 23

3.1 Ảnh hưởng nồng độ axit H 3 PO 4 đến tải trọng hấp phụ 31

3.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ ngâm mẫu đến tải trọng hấp phụ 32

3.3 Ảnh hưởng của nhiệt độ nung mẫu đến tải trọng hấp phụ 33

3.4 Ảnh hưởng của tỉ lệ m than : m KOH đến tải trọng hấp phụ 34

3.5 Ảnh hưởng của nhiệt độ nung mẫu đến tải trọng hấp phụ 35

3.6 Ảnh SEM của nguyên liệu thô 36

3.7 Ảnh SEM của VLHP nghiên cứu 37

3.8 Ảnh hưởng của pH đến tải trọng hấp phụ của VLHP 38

3.9 Ảnh hưởng của thời gian khuấy đến tải trọng hấp phụ của VLHP 39

3.10 Dạng tuyến tính của phương trình Freundlich đối với ion Cu 2+ 403.11 Ảnh hưởng của pH đến tải trọng hấp phụ của than hoạt tính thị

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài:

Môi trường là vấn đề càng ngày càng được quan tâm nhiều hơn trên thế giới,đặc biệt là những nước đang phát triển như Việt Nam, khi cuộc sống đang bị tácđộng bởi ô nhiễm môi sinh do chính con người gây ra Tốc độ công nghiệp hoá và

đô thị hoá khá nhanh và sự gia tăng dân số gây áp lực ngày càng nặng nề đối với tàinguyên nước trong vùng lãnh thổ Môi trường nước ở nhiều đô thị, khu công nghiệp

và làng nghề ngày càng bị ô nhiễm bởi nước thải, khí thải và chất thải rắn Ở cácthành phố lớn, hàng trăm cơ sở sản xuất công nghiệp đang gây ô nhiễm môi trườngnước do không có công trình và thiết bị xử lý chất thải Bên cạnh đó còn có ô nhiễmmôi trường nước do nước thải sinh hoạt không được xử lý tập trung mà xả ra nguồntiếp nhận, ô nhiễm nước ở nông thôn và khu vực sản xuất nông nghiệp do cơ sở hạtầng còn lạc hậu [22], [23]

Gần đây, tình trạng ô nhiễm ion kim loại nặng trong nước như Cu(II), Pb(II),Ni(II) do các khu công nghiệp thải ra đang ngày càng trở thành vấn đề nhức nhốikhi nó không chỉ có tác động tiêu cực đến môi trường, mà còn ảnh hưởng trực tiếpđến sức khỏe của người dân

Đã có nhiều phương pháp áp dụng nhằm tách các ion kim loại nặng ra khỏinguồn nước như phương pháp hóa lý, phương pháp sinh học, phương pháp hóahọc Trong đó, phương pháp hấp phụ được áp dụng rộng rãi và có kết quả rất khảthi [3]

Hiện nay, than hoạt tính là một chất hấp phụ có khá nhiều ưu điểm, đặc biệthiệu quả lọc của nó rất cao, nó hấp phụ nhiều chất khí, chất lỏng, chất hòa tan trongnước Nguyên liệu điều chế than hoạt tính tương đối phong phú và đa dạng Nhữngnguyên liệu phải đáp ứng được các yêu cầu như rẻ tiền, dễ kiếm, không làm nguồnnước bị ô nhiễm thêm Và bột gỗ tre, một phế phẩm từ quá trình sản xuất đũa, tămtre là một nguyên liệu mới, đáp ứng đầy đủ được những yếu tố trên [14]

Với mục đích khai thác tiềm năng ứng dụng của than hoạt tính cho việc xử lýkim loại nặng của nước thải khu công nghiệp, tận dụng nguồn nguyên liệu tre phế

thải từ sản xuất tiểu thủ công nghiệp, em chọn đề tài “ Nghiên cứu khả năng hấp

phụ ion kim loại nặng đồng (II) bằng than hoạt tính chế tạo từ bột gỗ tre”.

- Nghiên cứu khả năng giải hấp của than hoạt tính chế tạo từ bột gỗ tre

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu: Bột gỗ tre được thu gom tại cơ sở sản xuất đũa và

tăm tre xã Hòa Liên, huyện Hòa Vang, thành phố Đà Nẵng

- Phạm vi nghiên cứu: Sử dụng phương pháp hóa học để chế tạo than hoạt tính

từ bột gỗ tre Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chế tạo, hấp phụ của thanhoạt tính và so sánh với than hoạt tính thị trường

4 Phương pháp nghiên cứu

4.1 Nghiên cứu lí thuyết

Thu thập, tổng hợp, phân tích các tài liệu, tư liệu, các công trình nghiên cứu

về vật liệu hấp phụ và các phương pháp chế tạo than hoạt tính

4.2 Nghiên cứu thực nghiệm

- Thu gom và xử lý mẫu tre

- Xác định độ ẩm

- Các phương pháp chế tạo vật liệu hấp phụ

- Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) xác định nồng độ ion

Cu2+trong nước

- Phương pháp kính hiển vi điện tử quét ( SEM)

5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

- Ý nghĩa khoa học

Xác định các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chế tạo than hoạt tính và quátrình hấp phụ ion Cu2+để thu được hiệu suất cao.

Các kết quả thu được là tài liệu tham khảo cho các nghiên cứu tiếp theo vềthan hoạt tính chế tạo từ bột gỗ tre cùng các vấn đề liên quan

- Ý nghĩa thực tiễn

Phương pháp chế tạo than hoạt tính từ bột gỗ tre tạo ra loại vật liệu có khảnăng hấp phụ cao đối với ion kim loại nặng trong nước, tạo ra hướng phát triển mớitrong việc tận dụng phế thải trong xử lý kim loại nặng trong nước thải công nghiệp

6 Bố cục khóa luận

Khóa luận gồm 49 trang, với các nội dung

Mở đầu (3 trang)Chương 1 - Tổng quan (17 trang )Chương 2 – Nguyên liệu và phương pháp nghiên cứu (9 trang )Chương 3 - Kết quả và bàn luận (18 trang )

Kết luận và kiến nghị (2 trang )Với 17 tài liệu tham khảo: 15 tiếng việt, 4 tiếng anh và 4 internet

Than hoạt tính ở dạng than gỗ đã hoạt hóa được sử dụng từ nhiều thế kỷtrước Người Ai cập sử dụng than gỗ từ khoảng 1500 trước Công nguyên làmchất hấp phụ cho mục đích chữa bệnh Người Hindu cổ ở Ấn độ làm sạch nướcuống của họ bằng cách lọc qua than gỗ Việc sản xuất than hoạt tính trong côngnghiệp bắt đầu từ khoảng năm 1900 và được sử dụng làm vật liệu tinh chế đường.Than hoạt tính này được sản xuất bằng cách than hóa hỗn hợp các nguyên liệu cónguồn gốc từ thực vật trong sự có mặt của hơi nước hoặc CO2 Than hoạt tínhđược sử dụng suốt chiến tranh thế giới thứ nhất trong các mặt nạ phòng độc bảo vệbinh lính khỏi các khí độc [16].

Than hoạt tính là chất hấp phụ quí và linh hoạt, được sử dụng rộng rãi chonhiều mục đích như loại bỏ màu, mùi, vị không mong muốn và các tạp chất hữu

cơ, vô cơ trong nước thải công nghiệp và sinh hoạt, thu hồi dung môi, làm sạchkhông khí, trong kiểm soát ô nhiễm không khí từ khí thải công nghiệp và khí thảiđộng cơ, trong làm sạch nhiều hóa chất, dược phẩm, sản phẩm thực phẩm vànhiều ứng dụng trong pha khí Chúng được sử dụng ngày càng nhiều trong lĩnhvực luyện kim để thu hồi vàng, bạc, và các kim loại khác, làm chất mang xúc tác.Chúng cũng được biết đến trong nhiều ứng dụng trong y học, được sử dụng để loại

bỏ các độc tố và vi khuẩn của một số bệnh nhất định

Cacbon là thành phần chủ yếu của than hoạt tính với hàm lượng khoảng 85– 95% Bên cạnh đó than hoạt tính còn chứa các nguyên tố khác như hidro,nitơ, lưu huỳnh và oxi Các nguyên tử khác loại này được tạo ra từ nguồn nguyênliệu ban đầu hoặc liên kết với cacbon trong suốt quá trình hoạt hóa và các quá trìnhkhác Thành phần các nguyên tố trong than hoạt tính thường là 88% C, 0.5% H,

0.5% N, 1%S, 6 –7% O Tuy nhiên hàm lượng oxi trong than hoạt tính có thể thayđổi từ 1 - 20% phụ thuộc vào nguồn nguyên liệu ban đầu, cách điều chế Thanhoạt tính thường có diện tích bề mặt nằm trong khoảng 800 đến 1500m2/g và thểtích lỗ xốp từ 0.2 đến 0.6cm3/g Diện tích bề mặt than hoạt tính chủ yếu là do lỗ nhỏ

có bán kính nhỏ hơn 2nm

Than hoạt tính chủ yếu được điều chế bằng cách nhiệt phân nguyên liệuthô chứa cacbon ở nhiệt độ nhỏ hơn 10000C.Quá trình điều chế gồm 2 bước:Than hóa ở nhiệt độ dưới 8000C trong môi trường trơ và sự hoạt hóa sản phẩmcủa quá trình than hóa ở nhiệt độ khoảng 9500– 10000C

Quá trình than hóa là dùng nhiệt để phân hủy nguyên liệu, đưa nó về dạngcacbon, đồng thời làm bay hơi một số chất hữu cơ nhẹ tạo lỗ xốp ban đầu chothan, chính lỗ xốp này là đối tượng cho quá trình hoạt hóa than.Quá trình than hóa

có thể xảy ra trong pha rắn, lỏng và khí [17]

Hoạt hóa là quá trình bào mòn mạng lưới tinh thể cacbon dưới tác dụngcủa nhiệt và tác nhân hoạt hóa, tạo độ xốp cho than bằng một hệ thống lỗ cókích thước khác nhau, ngoài ra còn tạo các tâm hoạt động trên bề mặt Có thể hoạthóa bằng phương pháp hóa học hoặc bằng hơi nước [19]

Hoạt hóa hóa học chủ yếu được sử dụng cho hoạt hóa than gỗ, trong đó quátrình than hóa và quá trình hoạt hóa xảy ra đồng thời còn hoạt hóa bằng hơi nướcđược sử dụng cho tất cả các than có nguồn gốc từ than bùn, than đá, gáo dừa, gỗ…Tất cả các nguyên liệu chứa cacbon đều có thể chuyển thành than hoạt tính, tấtnhiên sản phẩm thu được sẽ có sự khác nhau phụ thuộc vào bản chất của nguyênliệu được sử dụng, bản chất của tác nhân hoạt hóa và điều kiện hoạt hóa Trongquá trình hoạt hóa hầu hết các nguyên tố khác trong nguyên liệu tạo thành sảnphẩm khí và bay hơi bởi nhiệt phân hủy nguyên liệu ban đầu Các nguyên tửcacbon sẽ nhóm lại với nhau thành các lớp thơm liên kết với nhau một cách ngẫunhiên Sự sắp xếp của các lớp thơm này không tuân theo qui luật do đó để lại cácchỗ trống giữa các lớp Các chỗ trống này tăng lên thành lỗ xốp làm than hoạt tínhthành chất hấp phụ tuyệt vời

1.1.2 Cấu trúc xốp của bề mặt than hoạt tính

Than hoạt tính với sự sắp xếp ngẫu nhiên của các vi tinh thể và với liênkết ngang bền giữa chúng, làm cho than hoạt tính có một cấu trúc lỗ xốp khá pháttriển Chúng có tỷ trọng tương đối thấp (nhỏ hơn 2g/cm3) và mức độ graphit hóathấp Cấu trúc bề mặt này được tạo ra trong quá trình than hóa và phát triển hơntrong quá trình hoạt hóa, khi làm sạch nhựa đường và các chất chứa cacbon kháctrong khoảng trống giữa các tinh thể Quá trình hoạt hóa làm tăng thể tích và làmrộng đường kính lỗ Cấu trúc lỗ và sự phân bố cấu trúc lỗ của chúng đượcquyết định chủ yếu từ bản chất nguyên liệu ban đầu và phương pháp than hóa

Sự hoạt hóa cũng loại bỏ cacbon không phải trong cấu trúc, làm lộ ra các tinh thểdưới sự hoạt động của các tác nhân hoạt hóa và cho phép phát triển cấu trúc vi lỗxốp Trong pha sau cùng của phản ứng, sự mở rộng của các lỗ tồn tại và sự tạothành các lỗ lớn bằng sự đốt cháy các vách ngăn giữa các lỗ cạnh nhau được diễn

ra Điều này làm cho các lỗ trống có chức năng vận chuyển và các lỗ lớn tăng lên,dẫn đến làm giảm thể tích vi lỗ [16]

Than hoạt tính có bề mặt riêng phát triển và thường được đặc trưng bằng cấutrúc nhiều đường mao dẫn phân tán, tạo nên từ các lỗ với kích thước và hình dạngkhác nhau Người ta khó có thể đưa ra thông tin chính xác về hình dạng của lỗxốp Có vài phương pháp được sử dụng để xác định hình dạng của lỗ, các phươngpháp này đã xác định than thường có dạng mao dẫn mở cả hai đầu hoặc có mộtđầu kín, thông thường có dạng rãnh, dạng chữ V và nhiều dạng khác Than hoạt tính

có lỗ xốp từ 1 nm đến vài nghìn nm Dubinin đề xuất một cách phân loại lỗ xốp đãđược IUPAC chấp nhận Sự phân loại này dựa trên chiều rộng của chúng, thể hiệnkhoảng cách giữa các thành của một lỗ xốp hình rãnh hoặc bán kính của lỗ dạngống Các lỗ được chia thành 3 nhóm, lỗ nhỏ, lỗ trung và lỗ lớn

Do đó, cấu trúc lỗ xốp của than hoạt tính có 3 loại bao gồm lỗ nhỏ, lỗ trung

và lỗ lớn Mỗi nhóm này thể hiện một vai trò nhất định trong quá trình hấp phụ

Lỗ nhỏ chiếm 1 diện tích bề mặt và thể tích lớn do đó đóng góp lớn vào khả nănghấp phụ của than hoạt tính, miễn là kích thước phân tử của chất bị hấp phụ khôngquá lớn để đi vào lỗ nhỏ Lỗ nhỏ được lấp đầy ở áp suất hơi tương đối thấp trước

khi bắt đầu ngưng tụ mao quản Mặt khác, lỗ trung được lấp đầy ở áp suất hơitương đối cao với sự xảy ra ngưng tụ mao quản Lỗ lớn có thể cho phân tử chất bịhấp phụ di chuyển nhanh tới lỗ nhỏ hơn.

1.1.3 Cấu trúc hóa học của bề mặt

Cấu trúc tinh thể của than có tác động đáng kể đến hoạt tính hóa học Tuynhiên, hoạt tính hóa học của các tâm ở mặt tinh thể cơ sở ít hơn nhiều so với tâm ởcạnh hay ở các vị trí khuyết Do đó, cacbon được graphit hóa cao với bề mặt đồngnhất chứa chủ yếu mặt cơ sở ít hoạt động hơn cacbon vô định hình Grisdale vàHennig thấy rằng tốc độ oxi hóa của nguyên tử cacbon ở tâm nằm ở cạnh lớn hơn

Than hoạt tính hầu hết được liên kết với một lượng có thể xác định oxi

và hydro Các nguyên tử khác loại này được tạo ra từ nguyên liệu ban đầu vàtrở thành một phần cấu trúc hóa học là kết quả của quá trình than hóa không hoànhảo hoặc trở thành liên kết hóa học với bề mặt trong quá trình hoạt hóa hoặc trongcác quá trình xử lý sau đó Cũng có trường hợp than đã hấp phụ các loại phân tửxác định như amin, nitrobenzen, phenol và các loại cation khác

Nghiên cứu nhiễu xạ tia X cho thấy rằng các nguyên tử khác loại hoặc cácloại phân tử được liên kết với cạnh hoặc góc của các lớp thơm hoặc với cácnguyên tử cacbon ở các vị trí khuyết làm tăng các hợp chất cacbon – oxi, cacbon –

hydro, cacbon – nitrơ, cacbon – lưu huỳnh, cacbon – halogen trên bề mặt, chúngđược biết đến như là các nhóm bề mặt hoặc các phức bề mặt Các nguyên tử khácloại này có thể sáp nhập trong lớp cacbon tạo ra hệ thống các vòng khác loại Docác cạnh này chứa các tâm hấp phụ chính, sự có mặt của các hợp chất bề mặt haycác loại phân tử làm biến đổi đặc tính bề mặt và đặc điểm của than hoạt tính [16].

1.1.4 Ứng dụng của than hoạt tính

Do than hoạt tính có khả năng hấp phụ tốt mà người ta có thể ứng dụng vàomột số công việc sau:

- Loại bỏ màu, mùi, vị không mong muốn và các tạp chất hữu cơ, vô cơtrong nước thải công nghiệp và sinh hoạt

- Thu hồi nhiều dung môi như: aceton, pentan, toluen, benzen,…

- Làm sạch không khí, kiểm soát ô nhiễm không khí từ khí thải công nghiệp

và khí thải động cơ

- Làm sạch nhiều hóa chất, dược phẩm, thực phẩm, dược liệu

- Sử dụng làm khẩu trang và mặt nạ phòng độc, khử các loại tia đất có hại

- Được sử dụng ngày càng nhiều trong lĩnh vực luyện kim để thu hồi vàng,bạc và các kim loại khác

- Được sử dụng làm chất xúc tác hoặc chất xúc tác hỗ trợ

- Hấp phụ các loại bức xạ điện từ

- Trong y học: được sử dụng để tẩy trùng, loại bỏ các độc tố và vi khuẩn củamột số bệnh nhất định [9]

1.2 Tổng quan về kim loại nặng

1.2.1 Khái quát chung

Kim loại nặng là khái niệm để chỉ các kim loại có nguyên tử lượng cao vàthường có độc tính đối với sự sống Kim loại nặng thường liên quan đến vấn đề ônhiễm môi trường Nguồn gốc phát thải của kim loại nặng có thể là tự nhiên hoặc từhoạt động của con người, chủ yếu là từ công nghiệp (các chất thải công nghiệp),nông nghiệp và hàng hải

Có một số hợp chất kim loại nặng bị thụ động và đọng lại trong đất, song cómột số hợp chất có thể hoà tan dưới tác động của nhiều yếu tố khác nhau, nhất là do

độ chua của đất, của nước mưa Điều này tạo điều kiện để các kim loại nặng có thểphát tán rộng vào nguồn nước ngầm, nước mặt và gây ô nhiễm đất [20].

1.2.2 Tính chất độc hại của một số kim loại nặng

Các kim loại nặng ở nồng độ vi lượng là các nguyên tố dinh dưỡng cần thiếtcho sự phát triển bình thường của con người Tuy nhiên, nếu vượt quá hàm lượngcho phép, nó lại gây ra tác dụng hết sức nguy hại đến sức khỏe của con người.Các kim loại nặng xâm nhập vào cơ thể thông qua các chu trình thức ăn Khi đó nó

sẽ tác động đến các quá trình sinh hóa và trong nhiều trường hợp dẫn đến nhữnghậu quả nghiêm trọng Về mặt sinh hóa, các kim loại nặng có ái lực lớn với cácnhóm –SH, –SCH3 của các nhóm enzim trong cơ thể Vì thế, các enzim bị mất hoạttính, cản trở quá trình tổng hợp protein của cơ thể [15]

1.2.3 Giới thiệu sơ lược về kim loại đồng

Đồng (M = 63,54) có ký hiệu hóa học là Cu, là kim loại chuyển tiếp, thuộcnhóm IB, chu kì 4, ô 29 trong bảng tuần hoàn Cấu hình electron của nguyên tửđồng là [Ar]3d104s1 Trong các hợp chất, đồng có số oxi hóa +1 và +2 Đồng có haiđồng vị bền là Cu63và Cu65

- Tính chất

Đồng có màu đỏ, mềm, dẻo, dễ dát mỏng và kéo sợi Đồng có độ dẫn điện(5,959x107/Ω·m) và dẫn nhiệt rất cao (401W/mK) Khối lượng riêng của đồng là8,98 g/cm³, điểm nóng chảy 10830C (1356 K), điểm sôi 25670C (2840 K)

Trong dãy điện hóa, đồng có thể điện cực chuẩn 0

/

2 Cu Cu

E  = +0,34V, đứng saucặp oxi hóa khử 2H+/H2 Đồng là kim loại kém hoạt động, có tính khử yếu

Khi đốt nóng, đồng không cháy trong khí oxi mà tạo thành màng CuO màuđen bảo vệ không cho đồng tiếp tục bị oxi hóa Nếu tiếp tục đốt nóng ở nhiệt độ caohơn (800 – 10000C), một phần CuO ở lớp bên trong oxi hóa Cu thành Cu2O màu đỏ

Trong không khí khô, đồng không bị oxi hóa vì có màng oxit bảo vệ Nhưngtrong không khí ẩm, với sự có mặt của CO2, đồng bị bao phủ bởi màng cacbonatbazơ màu xanh CuCO3.Cu(OH)2

Với axit HCl, H2SO4 loãng, đồng không tác dụng, nhưng với sự có mặt củaoxi trong không khí thì tại nơi tiếp xúc giữa đồng, dung dịch axit và không khí,đồng bị oxi hóa thành muối đồng (II)

2Cu + 4HCl + O2 → 2CuCl2+ 2H2OĐồng bị oxi hóa dễ dàng trong H2SO4 đặc nóng và HNO3 Những kim loại đứng sauđồng trong dãy điện hóa (Ag, Hg,… ) dễ bị đồng đẩy ra khỏi muối [1]

- Vai trò sinh học và độ độc

Đồng là nguyên tố vi lượng rất cần thiết cho các loài động, thực vật bậc cao

Nó được tìm thấy trong một số loại enzym và là kim loại trung tâm của chất chuyênchở oxi hemocyanin Đồng được vận chuyển chủ yếu trong máu bởi protein tronghuyết tương, được hấp thụ trong ruột non và được vận chuyển tới gan bằng liên kếtvới albumin

Tuy nhiên, hợp chất của đồng với hàm lượng lớn là những chất độc, có khả nănggây chết người Nồng độ an toàn của đồng trong nước uống đối với con người daođộng theo từng nguồn, nhưng có xu hướng nằm trong khoảng 1,5 – 2 ppm [21]

- Ứng dụng của đồng

Đồng là vật liệu dễ dát mỏng, dễ uốn, có khả năng dẫn điện và dẫn nhiệt tốt,

vì vậy nó được sử dụng một cách rộng rãi trong sản xuất các sản phẩm:

+ Dây điện, que hàn, tay nắm và các đồ vật khác trong xây dựng nhà cửa.+ Đúc tượng, cuộn từ của nam châm điện, động cơ điện, động cơ hơi nước,rơle điện, dây dẫn điện giữa các bảng mạch và các chuyển mạch điện

+ Ống chân không, ống tia âm cực và magnetron trong các lò vi ba Bộ dẫnsóng cho các bức xạ vi ba

+ Là một thành phần trong tiền kim loại, gốm kim loại, thủy tinh màu, cácloại nhạc khí, đặc biệt là các loại nhạc khí từ đồng thau Làm bề mặt tĩnh sinh họctrong các bệnh viện hay các bộ phận của tàu thủy [21]

1.3 Giới thiệu về phương pháp hấp phụ

1.3.1 Hiện tượng hấp phụ

Hấp phụ là quá trình chứa vật chất (các phân tử khí, hơi hoặc các phân tử,ion chất tan) lên bề mặt phân cách pha Bề mặt phân cách pha có thể là khí-rắn,

lỏng-rắn, khí-lỏng Chất có bề mặt, trên đó xảy ra sự hấp phụ được gọi là chất hấpphụ Chất được tích luỹ trên bề mặt chất hấp phụ gọi là chất bị hấp phụ [7].

Ngược với quá trình hấp phụ là quá trình giải hấp phụ Đó là quá trình đi racủa chất bị hấp phụ khỏi lớp bề mặt chất hấp phụ Hiện tượng hấp phụ xảy ra dolực tương tác giữa chất hấp phụ và chất bị hấp phụ

Tùy theo bản chất lực tương tác mà người ta phân biệt hai loại hấp phụ là hấpphụ vật lý và hấp phụ hóa học [7]

Hấp phụ vật lý

Các phân tử chất bị hấp phụ liên kết với những tiểu phân (nguyên tử, phân tử,các ion…) ở bề mặt phân chia pha bởi lực liên kết Van Der Walls yếu Đó là tổnghợp của nhiều loại lực hút khác nhau: tĩnh điện, tán xạ, cảm ứng và lực địnhhướng

Trong hấp phụ vật lý, các phân tử của chất bị hấp phụ và chất hấp phụkhông tạo thành hợp chất hóa học (không hình thành các liên kết hóa học) mà chất

bị hấp phụ chỉ bị ngưng tụ trên bề mặt phân chia pha và bị giữ lại trên bề mặt chấthấp phụ Ở hấp phụ vật lí, nhiệt hấp phụ không lớn

Hấp phụ hóa học

Hấp phụ hóa học xảy ra khi các phân tử chất hấp phụ tạo hợp chất hóa họcvới các phân tử chất bị hấp phụ Lực hấp phụ hóa học khi đó là lực liên kết hóahọc thông thường (liên kết ion, liên kết cộng hóa trị, liên kết phối trí…) Nhiệthấp phụ hóa học lớn, có thể đạt tới giá trị 800kJ/mol

Trong thực tế sự phân biệt hấp phụ vật lí và hấp phụ hóa học chỉ là tươngđối, vì ranh giới giữa chúng không rõ rệt Trong một số quá trình hấp phụ xảy rađồng thời cả hấp phụ vật lí và hấp phụ hóa học

 Nhiệt hấp phụ

Nhiệt hấp phụ hóa học khá lớn, từ 40 ÷ 800 kJ/mol, nhiều khi gần bằngnhiệt của phản ứng hóa học Vì vậy nó tạo thành mối nối hấp phụ khá bền vàmuốn đẩy chất bị hấp phụ ra khỏi bề mặt xúc tác rắn cần nhiệt độ khá cao

Nhiệt hấp phụ lý học thường không lớn, gần bằng nhiệt hóa lỏng hay bay hơicủa chất bị hấp phụ ở điều kiện hấp phụ và thường nhỏ hơn 20 kJ/mol

 Năng lượng hoạt hóa hấp phụ

Hấp phụ hóa học tiến hành chậm và có năng lượng hoạt hóa khá lớn gầnbằng năng lượng hoạt hóa của phản ứng hóa học, phụ thuộc bởi khoảng cách giữacác nguyên tử trong chất bị hấp phụ và các trung tâm trên bề mặt chất rắn

Hấp phụ lý học tiến hành rất nhanh và năng lượng hoạt hóa bằngkhông

1.3.3.1 Phương trình đẳng nhiệt hấp phụ Freundlich

Trong quá trình hấp phụ lỏng/rắn hay khí/rắn, khi lượng chất bị hấp phụchiếm các trung tâm hấp phụ trên bề mặt VLHP thì quá trình sẽ đạt đến cân bằng vàđược gọi là cân bằng hấp phụ

Phương trình đẳng nhiệt hấp phụ Freundlich là phương trình thực nghiệm mô tả sựhấp phụ xảy ra trong phạm vi một lớp

Phương trình này được biểu diễn bằng một hàm số mũ:

lg x

m = lgK + 1

nlgCf (1.2)Trong đó:

x

m: lượng ion bị hấp phụ (mg/g)

Cf: nồng độ ion sau hấp phụ (ppm)K: hằng số phụ thuộc vào nhiệt độ, diện tích bề mặt và các yếu tốkhác

n: hằng số phụ thuộc vào nhiệt độ và luôn lớn hơn 1Xây dựng đồ thị biễu diễn sự phụ thuộc lgCf vào lg x

m sẽ xác định được cáchằng số trong phương trình: n , K

Hình 1.1 Đồ thị sự phụ thuộc của lgCf vào lg x

m

tgα = 1/n ; ON = lgkPhương trình Freunlich phản ánh khá sát số liệu thực nghiệm cho vùng cónhiệt độ thấp của chất bị hấp phụ [12]

1.3.3.2 Mô hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir

Phương trình hấp phụ đẳng nhiệt của Langmuir có dạng:

Trong đó:

q: dung lượng hấp phụ tại thời điểm cân bằng (mg/g)

qmax: dung lượng hấp phụ cực đại (mg/g)b: Hằng số Langmuir

Khi tích số b.Ccb<< 1 thì q = qmax.b.Ccb: mô tả vùng hấp phụ tuyến tínhKhi tích số b.Ccb>> 1 thì q = qmax: mô tả vùng hấp phụ bão hòa

Phương trình langmuir có thể biểu diễn dưới dạng phương trình đường thẳng[12]:

Hiệu suất hấp phụ là tỉ số giữa nồng độ dung dịch chất bị hấp phụ trên nồng

độ dung dịch ban đầu Hiệu suất hấp phụ được tính theo công thức:



(1.5)Trong đó:

C0: Nồng độ của dung dịch trước khi hấp phụ (mg/l)

Cf: Nồng độ của dung dịch sau khi hấp phụ (mg/l)

H : Hiệu suất hấp phụ (%) [12]

1.3.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hấp phụ

Quá trình hấp phụ chịu ảnh hưởng của một số yếu tố như: bản chất của chất

bị hấp phụ, vật liệu hấp phụ, pH, nhiệt độ áp suất, thời gian hấp phụ và sự có mặtcủa các chất khác

Ảnh hưởng của chất bị hấp phụ, nhìn chung thì độ tan của chất bị hấp phụ

tăng thì khả năng hấp phụ giảm Mà độ tan của chất bị hấp phụ phụ thuộc vào nhiềuyếu tố như khả năng phân cực, ảnh hưởng của môi trường, kích thước phân tử, khảnăng điện ly…

Ảnh hưởng của pH, pH thường ảnh hưởng đến điện tích bề mặt của vật liệu

hấp phụ cũng như điện tích bề mặt của chất bị hấp phụ Nhìn chung với các chất bịhấp phụ hữu cơ thì khi pH giảm quá trình hấp phụ tăng

Ảnh hưởng của nhiệt độ, quá trình hấp phụ là quá trình tỏa nhiệt, nên khi

nhiệt độ tăng thì khả năng hấp phụ sẽ giảm

Ngoài ra sự có mặt của các chất khác trong môi trường cũng ảnh hưởng đếnkhả năng hấp phụ của chất cần tách mà nguyên nhân là do sự cạnh tranh hấp phụhoặc làm thay đổi bản chất của vật liệu hấp phụ [7]

1.3.7 Quá trình giải hấp phụ

Là quá trình ngược với quá trình hấp phụ, nghĩa là quá trình các phân tử chất

bị rời khỏi bề mặt chất hấp phụ Trong hấp phụ vật lý, do lực hấp phụ yếu nênquá trình giải hấp phụ có thể thu lại chất bị hấp phụ ban đầu ở trạng thái tự do [7].Tuy nhiên, trong hấp phụ hóa học, do lực hấp phụ quá mạnh nên quá trìnhgiải hấp phụ xảy ra khó khăn Trong trường hợp này thực chất của quá trình giảihấp phụ là sự phá vỡ liên kết giữa những phân tử chất bị hấp phụ với các tiểu phântrên bề mặt của chất hấp phụ, do đó gây ra sự biến đổi về mặt hóa học chất bị giảihấp phụ

Một số phương pháp tái sinh vật liệu hấp phụ:

+ Phương pháp nhiệt: được sử dụng cho các trường hợp chất bị hấp phụbay hơi hoặc sản phẩm phân hủy nhiệt của chúng có khả năng bay hơi

+ Phương pháp hóa lý: có thể thực hiện tại chỗ, ngay trong cột hấpphụ nên tiết kiệm được thời gian, công tháo dỡ, vận chuyển, không vỡ vụn chấthấp phụ và có thể thu hồi chất bị hấp phụ ở trạng thái nguyên vẹn

+ Phương pháp lý hóa có thể thực hiện theo cách: chiết với dung môi, sửdụng phản ứng oxi hóa khử, áp đặt các điều kiện làm dịch chuyển cân bằngkhông có lợi cho quá trình hấp phụ

+ Phương pháp vi sinh: là phương pháp tái tạo khả năng hấp phụ củachất hấp phụ nhờ vi sinh vật [4]

1.4 Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS)

1.4.1 Cơ sở lý thuyết của phép đo

Khi nguyên tử tồn tại tự do ở thể khí và ở trạng thái năng lượng cơ bản, thìnguyên tử không thu hay không phát ra năng lượng Tức là nguyên tử ở trạng thái

cơ bản Song, nếu chiếu vào đám hơi nguyên tử tự do một chùm tia sáng đơn sắc

có bước sóng phù hợp, trùng với bước sóng vạch phổ phát xạ đặc trưng của nguyên

tố phân tích, chúng sẽ hấp thụ tia sáng đó sinh ra một loại phổ của nguyên tử Phổnày được gọi là phổ hấp thụ của nguyên tử Quá trình này gọi là quá trình hấp thụnguyên tử Tuy nhiên, nguyên tử không hấp thụ tất cả các bức xạ mà nó phát ratrong quá trình phát xạ Quá trình hấp thụ xảy ra đối với các vạch nhạy, vạch đặctrưng của nguyên tố đó [6]

1.4.2 Cấu tạo máy quang phổ hấp thụ nguyên tử

Bộ phận thứ nhất là nguồn tia bức xạ đơn sắc để chiếu vào môi trường hấp

thụ chứa các nguyên tử tự do của các nguyên tố trong mẫu phân tích Có các loạinguồn: Đèn catot rỗng, đèn phóng điện không điện cực hay các nguồn bức xạ liêntục đã đư ợc biến điệu

Bộ phận thứ hai là hệ thống nguyên tử hóa mẫu phân tích , hệ thống này

được chế tạo theo hai loại kỹ thuật nguyên tử hóa mẫu, đó là:

- Kỹ thuật nguyên tử hóa mẫu bằng ngọn lửa đèn khí, lúc này ta có phép đoF-AAS Hệ thống này lại bao gồm bộ phận dẫn mẫu vào buồng aerosol hóa mẫu đểtạo thể sol khí và đèn để nguyên tử hóa mẫu, đốt cháy hỗn hợp khí có chứa mẫu ởthể huyền phù sol khí

Kỹ thuật nguyên tử hóa mẫu không ngọn lửa, lúc này ta có phép đo ETA AAS Hệ thống này có lò nung nhỏ bằng graphit hay thuyền Tantan để nguyên tửhóa mẫu nhờ nguồn năng lượng điện có thế thấp nhưng có dòng rất cao

-Bộ phân thứ ba là hệ quang học, chính là bộ đơn sắc có nhiệm vụ thu, phân

ly và chọn vạch phổ hấp thụ cần đo hướng vào nhân quang điện để phát tín h iệu hấpthụ AAS của vạch phổ

Bộ phận thứ tư là hệ thống chỉ thị tín hiệu của vạch phổ Hệ thống này được

kết nối với một máy tính, cho phép điều khiển toàn bộ quá trình đo [6]

Nguồn phát

tia bức xạ

đơn sắc

Hệ thốngnguyên tửhóa mẫu

Hệ thốngđơn sắc vàdetectơ

Hệ thốngchỉ thị kếtquả đo

1.4.3 Các phương pháp phân tích định lượng

1.4.3.1 Phương pháp đường chuẩn

Nguyên tắc của phuơng pháp:

- Chuẩn bị một dãy dung dịch chất chuẩn cần phân tích có nồng độ chính xáctăng dần: C1, C2, C3, C4, C5,…

- Chọn các thông số của máy, các điều kiện phù hợp và đo cường độ củavạch phổ hấp thụ của nguyên tố phân tích trong các dung dịch mẫu chuẩn, giá trịcường độ tương ứng với các nồng độ ở trên là D1, D2, D3, D4, D5…

- Xây dựng đồ thị D = f (C) theo dạng tuyến tính bậc một: y = a.x + b

Hình 1.2 Đường chuẩn của phương pháp đo quang

Chuẩn bị dung dịch phân tích trong điều kiện tương tự như dung dịch chuẩn,đưa vào máy đo mật độ quang Dx, dựa vào phương trình của đồ thị để xác định Cx

1.4.3.2 Phương pháp thêm chuẩn

Nguyên tắc của phương pháp này là người ta dùng ngay mẫu phân tích làmnền để chuẩn bị một dẫy mẫu đầu, bằng cách lấy một lượng mẫu phân tích nhấtđịnh và gia thêm vào đó những lượng nhất định của nguyên tố cần xác định theotừng bậc nồng độ (theo cấp số cộng) Ví dụ lượng thêm vào là ∆C1, ∆C2, ∆C3,

∆C4ta có dẫy mẫu chuẩn như sau:

Tiếp đó cũng chọn các điều kiện thí nghiệm phù hợp và một vạch phổ củanguyên tố cần phân tích, tiến hành ghi cường độ hấp thụ của vạch phổ đó trong dãymẫu chuẩn, ta được các giá trị: D0, D1, D2, D3, D4 Từ các giá trị này, xây dựng mộtđường chuẩn theo hệ tọa độ D - ∆C Đường chuẩn này cắt trục tung D tại điểm cótọa độ (D0; 0) [6].

1.5 Giới thiệu về vật liệu hấp phụ

1.5.1 Giới thiệu về cây tre

Hình 1.3 Cây tre Việt Nam

Cây tre, thuộc họ Graminae, phụ họ Bambusoidae, có khoảng 1200 loài trên

thế giới, là một trong những nguồn tài nguyên thiên nhiên quan trọng của vùngnhiệt đới với những đặc điểm đa dạng di truyền, tính chất và giá trị sử dụng củachúng Cây tre gắn liền với người Việt Nam trong đời sống, từ lĩnh vực văn họcnghệ thuật, đến lĩnh vực sử dụng trong thực phẩm, nông nghiệp, ngư nghiệp, xâydựng, thủ công mỹ nghệ, công nghiệp, v v

Những nghiên cứu gần đây cho thấy, cây tre còn được sử dụng để xử lý nướcthải hay giải ô nhiễm đất Với đặc điểm sinh trưởng nhanh, sinh khối lớn, cây trecòn đóng vai trò quan trọng trong việc hấp thu carbon, hay trồng phủ xanh đấttrống đồi trọc, bảo vệ môi trường đất khỏi bị suy thoái do xói mòn [8].

Tre được trồng ở các châu lục khác nhau trên thế giới như: Châu Á – TháiBình Dương; châu Mỹ, châu Phi và châu Âu Khu vực tre Châu Á - Thái BìnhDương là khu vực phát triển tre lớn nhất trên thế giới FAO cung cấp các dữ liệu sảnxuất tre ở cấp độ toàn cầu như trong hình 1.2 [18]

Hình 1.4 Tỉ lệ tre trên thế giới ở các châu lục khác nhau.

Hình 1.5 Các quốc gia có nguồn tài nguyên tre lớn nhất (Dữ liệu được lấy từ báo

cáo quốc gia FRA 2000)

India China Indonesi aEcuado myanma Vietnam Others