NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG HẤP PHỤ Cr TRÊN VỎ TRẤU VÀ ỨNG DỤNG XỬ LÝ TÁCH Cr KHỎI NGUỒN NƯỚC THẢI

7/30/2019 NGHIN CU KH NNG HP PH Cr TRN V TRU V NG DNG X L TCH Cr KHI NGUN NC THI

1/16

I HC QUC GIA H NI

TRNG I HC KHOA HC T NHIN--------------o0o--------------

L TH TNH

NGHIN CU KH NNG HP PH Cr TRN

V TRU V NG DNG X L TCH Cr

KHI NGUN NC THI

Chuyn ngnh: Ha Phn tchM s: 60 44 29

LUN VN THC S KHOA HC

Cn b hng dn Khoa hc: PGS.TS. Nguyn Xun Trung

H NI 2011


2/16

M uNc l mt ti nguyn v tn, gi mt vai tr quan trng trong qu trnh hnh

thnh v pht trin sinh quyn. Khng th c s sng khi khng c nc. Nc ng

vai tr quan trng trong sn xut cng nghip, nng nghip v i sng ...

Ngy nay, cng vi s pht trin kinh t, khoa hc k thut v cuc sng

ca con ngi c nng cao, th nhu cu v nc ngy cng nhiu, nhng s

nhimmi trng nc xy ra ngy mt nghim trng hn.c bit l nhim cc

kim loi nng, nhng kim loi ny c lin quan trc tip n bin i gen, ung th,

cng nh nh hng nghim trng n mi trng ngay c hm lng nh( v d

Cr). Vi mc tiu l tm kim vt liu r tin, d kim, c th ti to c hp

ph, loi b kim loi nng trong nc l vn chng ti la chn.

V tru l ph phm ca nng nghip, r tin, d kim, khng lm ngun nc

b nhim. Mt khc Vit Nam l mt nc c ngun ph thi nng nghip di do

song vic s dng chng vo vic ch to vt liu hp ph nhm x l nc thi cn

t c quan tm, chng ti hy vng rng vt liu ny c th ng dng vo x l kim

loi nng c trong ngun nc b nhim, gp phn lm cho mi trng xanh sch

p.


3/16

NI DUNG LUN VN

I. L do chn ti

Vi mc tiu l tm kim vt liu mi hp ph, loi b kim loi nng trong

ngun nc b nhim.

II. Mc ch nghin cu.

Tm kim vt liu r tin, d kim, c th ti to c hp ph, loi b kim

loi nng trong nc, khng lm ngun nc bin nhim.

III. Tm tt lun vnTng quan

1. c tnh ca Crom.Crom c c tnh l hc (bn nhit cao, kh oxi ho, cng v to mu

tt) nn c s dng rng ri. V vy m tc hi ca n gy ra ngy cng nhiu.

Kt qu nghin cu cho thy Cr(VI) d ch vi mt lng nh cng l nguyn nhn

chnh nh hng trc tip n sc kho con ngi. Chnh v vy, vic xc nh hmlng v loi b Crom l cn thit nhm m bo c nc sch cho sinh hot, cho

sn xut v lm trong sch mi trng.

2. Cc phng php tch loi Crom.

C rt nhiu phng php x l, tch loi kim loi nng ni chung

v Crom trong nc thi ni ring: Phng php kt ta, phng php trao i ion,

phng php hp ph... Phng php hp ph l phng php c p dng rng riv rt kh thi, vt liu hp ph a dng v phong ph. Mt trong nhng vt liu s

dng hp ph kim loi nng trong nc thi ang c nhiu ngi quan tm

l cc vt liu c ngun gc t nhin, cc ph phm ca nng nghip.

Thc nghim.

1. Chun b vt liu


4/16

- Chun b v tru. Cn 0,5 kg v tru ra sch, un vi nc ct 2 ln nhit

300C, thi gian 5gi, em sy nhit 800C thi gian 24 gi. Sau nghin

nh vi kch thc F= 0,3 mm, em sy li v bo qun trong bnh ht m ta c

vt liu v tru (VL1).

- Chun b v tru bin tnh vi HCHO

Ly v tru ra sch un vi HCHO vi t l 200g/l nhit 30 0C, thi gian

5gi, ra sch ht HCHO bng nc ct, em sy nhit 800C thi gian 24 gi,

nghin nh vi kch thc F= 0,3 mm, em sy li v bo qun trong bnh ht m ta

c vt liu VL2.

Kt qu v tho lun

1. Ti u ha cc iu kin xc nh Crom bng phng php o quang vi

thuc th PC.

Qua kho st chng ti chn c cc iu kin ti u sau.

Danh mc cc yu t n V Gii hn v nng

Bc sng nm 540

nng axit M 4.10-2Nng thuc th % 0,008

Thi gian o phc Pht 10 45

Khong tuyn tnh ca php o ppm 0,1 1,1

LOD ppm 0,0101

LOQ ppm 0,0338

lch chun (S) 0,0027928

Phng sai mu (S2) 7,8.10-6H s bin ng ca php o CV % 0,89

2. Nghin cu kh nng hp ph Cr


5/16

nh d nhm ch

nh d

Mu vt liu c a vo my hin vi in t qut JFM 5410 LV cahng YEOL Nht Bn thuc Trung tm khoa hc vt liu Khoa Vt l Trng

HKHTN. Cc hnh chp c l cc phng i khc nhau.

T hnh trn ta thy cc mnh v tru c cu trc xp, HCHO ph ln bao bc

cc mnh v tru v chng gn kt li vi nhau to ra cc mao qun lm tng xpca vt liu. Do vy chng c th hp ph cc ion kim loi d dng.

Ph hng ngoi c thc hin trn my GX PerkinElmer USA ca b

mn ha vt liu Khoa ha Trng HKHTN.


6/16

Nhn vo ph hng ngoi trc v sau khi hp ph. Ta c th nhn thy d dng

khi hp ph cc nh pic thay i rt ln iu chng t cc nhm chc tham

gia qu trnh hp ph.

2.2. Nghin c t .

2.2.1. Kh

Chun b 1 dy bnh cha 0,2 g vt liu c thm cc dung dch Cr+6 20ppm vi gi tr

pH thay i 1 8, dung dch Cr(III) 19,84ppm c gi tr pH = 1 6. Tt c cc mu

u c lc vi cng tc 150 vng/ pht trong thi gian 4 gi nhit phng

th nghim. Sau em lc, xc nh nng Crom cn li bng phng php o

quang cho kt qu nh sau.


7/16

0

0. 0

0. 5

1. 0

1. 5

2. 0

2. 5

3. 0

3. 5

4. 0

4. 5

Qe(mg/g)

v o pH dung d

Vy chng ti chn pH = 1,5 cho cc th nghim tip theo. T kt qu trn cho thy

VL2 hp ph Cr(VI) tt hn VL1.

Cr(III) b hp ph rt t trong khong pH rng. Do vy chng ti la chn pH = 1,5chung cho cc th nghim nghin cu kh nng hp ph ca Cr(VI), Cr(III) tip theo.

2.2.2.Chng ti tin hnh nh trn kho st thi gian t 10 n 210 pht. kt qu

c ch ra hnh sau.


8/16

0 5 0 100 15 0 200

0

10

20

30

40

50

Cr(VI)

Cr(III)

q

e(mg/g)

[Cr(VI)].[Cr(III)] ppm

Hnh 3.11: h nh h

Nhn xt:T kt qu trn chng ti thy thi gian t cn bng hp ph ca

vt liu i vi Cr(VI) v Cr(III) l 8,5gi n 9 gi. Do vy cc qu trnh kho st

tip theo chng ti chn thi gian hp ph l 9 gi.

3.2.2.3. Kh

Chng ti ly cc bnh nn nh s th t, mi bnh cha 0,2 gam VL2.

Thm 100 ml dung dch Cr(VI) v Cr(III) c nng khc nhau, iu chnh pH= 1,5.

Lc 9 gi vi tc dng 150 vng/pht, nhit phng th nghim. Sau xc

nh nng d Crom cn li bng phng php o quang vi thuc th PC. Cho Kt

qu sau.

n VL2

T kt qu trn chng ti xc nh dung lng hp ph cc i v hng s

Langmuir.


9/16

y = 0,0168x + 0,508

y = 0,2857x + 1,7324

0

5

10

15

20

25

30

35

0 20 40 60 80 100 120

Cr(VI)

Cr(III)

Khi tnh c gi tr hng s Langmuir v dung lng hp ph cc i.

i vi Cr(VI): tga = 1/qmax qmax = 1/tga = 1/0,0168 = 59,52 (mg/g)

b = 1/K.qmax K = 1/b.qmax = 1/0,508*59,52 = 0,033

i vi Cr(III): tga = 1/qmax qmax = 1/tga = 1/0,2857 = 3,5(mg/g)

b = 1/K.qmax K = 1/b.qmax = 1/1,7324*3,5 = 0,16493.2.2.4. Kh h c

kho st nh hng ca cc ion ti kh nng hp ph ca Cr(VI), Cr(III)

ln vt liu (VL2). Chng ti chun b cc bnh nn, cho cc dung dch kho st

nh ni trn c thm cc cation em lc tc 150 vng/pht. Sau 9h, xc

nh nng Crom cn li trong dung dch bng phng php o quang. Kt qu

thu c di y.

* nh hng ng thi ca cc ion Cu2+ ,Ni2+ ,Fe3+, Zn2+


10/16

Hnh 3.18: Cr(III) khi c m2+

, Ni2+

, Fe3+

, Zn2+ .

T kt qu trn ta thy, khi c mt mt lng ln cc ion kim loi c bit lcc ion kim loi nng th dung lng hp ph Cr gim.

3.2.3. Kh

3.2.3.1. Kh i c

Cho 1,00 gam VL2 vo ct hp ph c chiu di 8cm, ng knh ca ct

0,8cm v c nh v trn gi hp ph. Dung dch Cr(VI) nng 10ppm, Cr(III)

nng 9,82ppm pH=1,5 c chy lin tc qua ct vi tc 1ml/pht cho ti

khi nng Crom i ra khi ct bng nng i vo th dng li. Gii hp lng

Crom b gi trn ct bng 30ml HCL2M/H2O2 0,1%. Xc nh lng Crom c ra

gii bng phng php o quang vi thuc th PC. Kt qu thu c dung lng

hp ph cc i i vi Cr(VI) l 62,5mg/g, Cr(III) l 2,85 mg/g.

3.2.3.2. Kh

Chng ti tin hnh nh trn v thay i nng cht ra gii HCl t 0,5 n

3M cho kt qu sau.


11/16

i o n

Nhn xt: Nhn vo bng kt qu ta thy tc nhn ra gii l HCl 3M l tt

nht nhng nng ny d lm phn hy vt liu. Do vy chng ti chn tc nhn

ra gii l HCl 2M/H2O2 0,1%

2.3.3. Kh

Cr(VI) ln v

Chun b cc ct hp ph cha 1,00gam VL2. Cho cc dung dch cht phn

tch trn chy qua ct hp ph vi cc tc khc nhau t 1 - 5ml/pht. Sau ta

tin hnh ra gii bng 30,0 ml HCl 2M/H2O2 0,1%. Thu ton b dung dch ra gii

em xc nh Cr(VI) bng php o hp th quang. Kt qu thu c hnh sau


12/16

Hnh 3.20: o t

T kt qu trn ta thy nu duy tr tc t 0,5 1,5ml/pht l thch hp. Tuy

nhin tc qu chm th tn nhiu thi gian. Do vy chng ti chn tc np mu

l 1,0 ml/pht cho cc nghin cu v sau.

2.3.4. Kh

Hnh 3.21 ph o th

Nhn vo kt qu trn ta thy th tch ra gii tt nht l 30ml HCl2M/H2O2 0,1%.

2.3.5. Kh

Hnh 3.22: o t


13/16

Nhn xt: T kt qu trn ta thy tc ra gii 0,5 ml/pht l rt tt, nhng

tc qu chm mt nhiu thi gian. Do vy chng ti chn tc 1,0 ml/pht cho

cc nghin cu tip theo.

3.2.3.6. Kh

Cr2O72-

trn VL2

chng ti tin hnh kho st nh hng ca mt s ion nh: Na+, K+, Ca2+,

Mg2+, Ni2+, Zn2+, Mn2+, Pb2+, Cd2+, Al3+, Fe3+. Di y l cc kt qu thu c:

T kt qu thc nghim ta thy vi nng ln cc ion Zn2+, Cu2+, Co2+,

Ni2+, Fe3+ th mi gy nh hng ti hiu sut thu hi. Vi Zn2+, Cu2+, Ni2+ nh

hng ng k khi nng ion ny hn nng Cr(VI) 1000 ln, Vi ion Co2+, Fe3+

th nh hng khi nng ny hn nng Cr(VI) 500 ln.

3.3. Th nghim x l mu gi v kho st kh nng ti s dng vt liu

Chn b mu gi c cc thnh phn nh mu tht

Bng : Kt qu hp ph tch loi Crom ca dung dch mu gi

Thnhphncht

Lng banu

( mg/l)

Tng lngBan u

( mg/l)

Lng Crm hp ph

( mg/l)

LngCrom cn li

( mg/l)

Hiu suthp ph

(%)

Cr(VI) 90

100

98,921,08

98,92

99,15 0,85 99,15

Cr(III) 10 97,42 2,58 97,42

99,08 0,92 99.08

98,73 1,27 98,73

Nhn xt: T kt qu trn c th kt lun vic s dng v tru bin tnh lm

vt liu hp ph crom trong nc thi t hiu sut hp ph cao, c kh nng ng

dng vt liu ny tch crom khi ngun nc thi.

* Nghin cu kh nng ti s dng vt liu


14/16

Sau mi ln hp ph, ra gii. Chng ti tin hnh hp ph v gii hp nhng ln

sau nh ln 1. Kt qu thu c nh sau.

S ln s dng vt liu 1 2 3 4 5

Hiu sut hp ph (%) 100 92,65 81,36 69,37 42,63

T kt qu bng trn, chng ti thy vt liu c kh nng ti s dng cho nhng

ln sau, tuy nhin hiu sut hp ph gim dn. V vy cn nghin cu cc bin php

s l thch hp ti s dng vt liu khi x l ngun nc thi cha Crom.

3.4. Th nghim x l mu nc cha Crom

c kt qu chnh xc v hm lng Crom trc v sau khi x l. Chng

ti gi mu phn tch bng phng php ICP-MS, xc nh tng lng crom ti

phng my Khoa ha hc Trng i hc khoa hc t nhin i hc Quc gia H

Ni. Kt qu thu c ghi trong bng sau.

Bng : Kt qu th nghim x l mu nc cha Crom

Tn mu ncK

hiu

Lng Crmtrc khihp ph

( mg/l)

LngCrm hp ph

( mg/l)

LngCrmcn lisau hp

ph

( mg/l)

LngCromc

loi b

(%)

Nc thi Cng ty

Nhm Sng Hng -Vit Tr - Ph Th

VT1 76,43 74,87 1,56 97,95

VT285,89 84,19

1,70 98,02

VT3 81,75 79,97 1,78 97,82

Nc thi Cng ty

Ha cht Z121 - Ph

Ninh Ph Th

VT5 29,81 29,25 0,56 98,12

VT6 28,37 28,08 0,29 98,97


15/16

T kt qu nghin cu x l mt s mu nc cha Crom cho thy, hiu

sut tch loi Crom ca v tru kh cao (trn 90%). T ta c th kt lun v trin

vng ng dng vt liu v tru bin tnh tch loi Crom khi ngun nc thi.

KT LUN

Sau qu trnh nghin cu hon thnh lun vn thc s vi ni dung ti:((Nghin cu kh nng hp ph crom trn v tru v ng dng x l tch crom

khi ngun nc thi )). Chng ti thc hin c mt s cng vic sau:

1. nghin cu ti u ha cc iu kin xc nh Crom bng phng php trcquang vi thuc th iphenylcarbazid.

Cc iu kin ti u xc nh Crom bng thuc th PC nh sau:

- Ph hp th nh sng ca phc mu t cc i bc sng 540 nm, nng

axit H2SO4 4.10-2M, nng thuc th 0,008 %...

- Kho st nh hng ca cc ion n hp th quang ca phc mu.

- Tm c khong tuyn tnh ca php o: 0,1 1.1ppm

- Xy dng ng chun xc nh Crom

- Tm c: Gii hn pht hin l 0,01ppm

Gii hn nh lng: 0,03ppm

2. nghin cu cc yu t nh hng n qu trnh hp ph Cr(VI), Cr(III) trn vt

liu VL1 v VL2:

- pH = 1,5, thi gian hp ph l 9 gi.

- kho st c nh hng ca nng u v tm c dung lng hp

ph i vi Cr(VI): 59,52 (mg/g) Cr(III): 3,5(mg/g)

- Kho st c nh hng ca cc ion kim loi n kh nng hp ph ca vt

liu.

3. kho st kh nng hp ph Cr ca vt liu iu kin ng:

- Dung lng hp ph cc i i vi Cr(VI) l 62,5mg/g, Cr(III) l 2,85 mg/g.


16/16

- Tc hp ph l 1,0ml/ pht, tc ra gii l 1,0ml/ pht

- Th tch dung dch ra gii 30ml HCl vi nng 2M + H2O20,1%.

- Kho st nh hng ca mt s ion cn tr n kh nng hp ph.4. p dng th nghim x l mt vi mu nc thi cha Crom.

Vi nhng g lm c trong bn lun vn ny, chng ti hy vng y l

mt ti hu ch cho vic p dng x l mu nc thi cha Crom. Qua nghin

cu chng ti kt lun rng c th s dng vt liu v tru bin tnh hp ph

x l tch Crom khi ngun nc b nhim.

Documents

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG HẤP PHỤ Cr TRÊN VỎ TRẤU VÀ ỨNG DỤNG XỬ LÝ TÁCH Cr KHỎI NGUỒN NƯỚC THẢI