Nghiên cứu biến tính tro bay phả lại với polyme chức năng để tăng dung lượng hấp thụ crom ứng dụng xử lý nước thải

nh trong hong ci, Cr(VI) li
r p th  i (nu Cr(III) ch hp ph ng hp ph
c 
 s t vt hot a
u bnh nguy hii [14
c xi ch 
ng
) tn tc [16].
1.2.4. Tình hình ơ nhiễm crơm hiện nay:
Ngunh bao gn trong t 
pN t ngun t t b hoang
 hoc t p. Hi
 gii kim loi nc bi
c thp vi nhi t s 
 
1.2.5. Các phƣơng pháp xử lí crơm:
1.2.5.1. Phương pháp khử - kết tủa:
c th ti
phn  kh, kt t c hc thng, lc, trung
.
- Ƣu điểm: X c thng ln, d v
- Hạn chế: Chuyn cht thi t dn.
1.2.5.2. Phương pháp trao đổi ion:
i ioi din ra gich
t lit trc

- Ƣu điểm: Nhu cng thp,  

.
- Hạn chế:  u vt cht lii.
1.2.5.3. Phương pháp sinh học:

- 
- 
- 
a) Phƣơng pháp hấp thu sinh học



b) Phƣơng pháp chuyển hóa sinh học:

- 

- 

c) Phƣơng pháp dùng lau sậy



1.2.5.4. Phƣơng pháp hấp phụ:

- 
-  

1.3. ỨNG DỤNG TRO BAY LÀM VẬT LIỆU HẤP PHỤ Cr(VI):
n ph diaminonaphalen - mn xut
c lu
  u bi    Li v   u kin mm,
t liu bi p ph ng
c.


CHƢƠNG II: CÁC PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. Hóa chất và dụng cụ:
2.1.1. Hóa chất:
- Tro bay (TB) s dng loi mn nhc ht <10m) cn xut tro bay
Ph Li.
- c n 37% loi tinh khit ca Trung Quc.
- NaOH loi tinh khit ca Trung Quc.
- Amonipesunfat (APS) loi tinh khit cc).
- 1,5-diaminonaphtalen (DAN) s d    n phm tinh khit ca Merck
c).
- Axit HClO
4
c (70%-75%, d = 1,68g/cm
3
) loi tinh khit cc).
- Dung dch chun Cr(VI) n c).
- Thuc th hi-diphenylcacbazit loi tinh khit cc).
- Cn tuyi (99,95%) c phc Giang.
2.1.2. Dụng cụ:
- nh mi.
- Cc chu nhii.
- i.
- 
- Giy l
2.1.3. Thiết bị:
- y t gia nhit.
- 
- T sy.
- 
- ng ngoi.
- u x tia X.
- n t 
- 
- Thit b nh di m
2.2. Các phƣơng pháp thực nghiệm:
2.2.1. Biến tính tro bay bằng phương pháp trùng hợp oxi hóa in-situ:
c ht c tin x ng dung dch axit (HCl 2M) hoc
kim (NaOH 2M) ti nhi 50
o
C trong 2 gi, ra sch nhiu ln bc ct ri s
105
o
C trong 24 gi.
       c x  m (TBK) tip t c bi  i

-  1,5-DAN trong 90 mL cn tuya HClO
4
n
c dung dch (1).
- ch (1) 156,618 g tro bay, khuy mnh trong 1 gic dung dch (2). T
l ging.
- n tuyc dung dch (3). T l
mol gi
- Cho t t (3y m phn p din ra
trong 4 gi  nhi 
Kn ng, la k sn phm bng axeton, ln cua bc ct, sy
trong t s nhi 60
0
C trong 24 gi.
2.2.2. Nghiên cứu tính chất đặc trưng của vật liệu:

Trong lui KBr
 hng ngo- NICOLET FTIR ti Vin K thut nhii,
Vin KHCNVN.

Trong luu
x c) ti Kc T
 i i t 
0
, tc
 0,02
0
/s.

Hin t c s dng r
c mt vt liu. Trong lunh SEM c
khi bic cht b Hitachi 4800 (Nht bn) ti Vin Khoa hc Vt liu, Vin
KHCNVN.

Di mt b Micromeritics TriStar 3000, khoa
i.
2.2.3. Nghiên cứu khả năng hấp phụ Cr(VI):
2.2.3.1. Phương pháp phân tích trắc quang:
S gi nh lut hp th -Lambert-Beer:


 hp th quang
I
o
 i dung dch
L : B 
C : N cht hp th 
 : H s hp th , ph thun cht cht hp th a
i
N dung dnh bc quang vi thuc
th hi-i Vin K thut nhit
i  Vin KHCNVN.
2.2.3.2. Khảo sát khả năng hấp phụ của vật liệu:

































(VI) 



, t  hiu sut
ng hp ph q (mg/gc sau:

(VI) 





:
H = (%)






(VI):
q = (mg/g)



q : 









(mg/

)
H: 



(%)
C
0
: 

(VI) (mg/L)
C
e
: 

(VI) g (mg/L)
V: 





(VI) (mL)
m: 







(g)


CHƢƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3.1. TRÙNG HỢP in-situ PDAN TRÊN TRO BAY XỬ LÝ AXIT:
3.1.1. Phân tích phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FTIR):

4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500
555
790
1066
1629.8


TBA/PDAN
TBA
Truyền qua (%)
Số sóng (cm
-1
)
TB
3438.7

Hình 3.1: Phổ FTIR của tro bay (TB), tro bay xử lý axit (TBA) và tro bay xử lý axit biến tính
PDAN (TBA/PDAN).

y ph hng ngoi ca c 3 m  hin
p th hng ngoa tro bay [40, 41]: 2 pic hp th t
cm
-1
t OH trong tro bay; pic hp th ti 1066 cm
-1

kt Mc Al); pic ti 790 cm
-1
chng t s hin din ca quartz; peak nh vi
 yu ti 555,3 cm
-1
ng vng ct Oy, sau khi
biy ca PDAN, chng t 
biy ra.

III.1.2. Phân tích nhiễu xạ tia X (XRD):

10 20 30 40 50



H
H
H
Q
Q
Q
M, H
M, H
M
Lin (Cps)
TBA/PDAN
TBA
TB
50
2-Theta-Scale
M
Hình 3.2: Giản đồ XRD của tro bay (TB), tro bay xử lý axit (TBA) và tro bay xử lý axit biến
tính PDAN (TBA/PDAN).

Ta thy gi XRD ca m hin c 
cp v [31, 41]. Gi
XRD cng hy
vic x ng dung di c
tinh th ca tro bay.

3.1.3. Phân tính kính hiển vi điện tử qt phát xạ trƣờng (FE-SEM):



Hình 3.3: Ảnh FE-SEM của các mẫu TB, TBA và TBA/PDAN.

t qu -u tro thy tro bay Ph Li
sau khi x  v c
vy c composit, chng t i polymer
chc hip tc ti ng
dung di PDAN.

3.2. TRÙNG HỢP in-situ PDAN TRÊN TRO BAY XỬ LÝ KIỀM:

TB
TBA

TBA/PDAN
3.2.1. Phân tích phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FTIR):

4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500
862
1119
1166
1465
1401
1629.8
3432.3
555
790
1066
1629.8


TBK/PDAN
TBK
Truyền qua (%)
Số sóng (cm
-1
)
TB
3438.7
Hình 3.4: Phổ FTIR của tro bay (TB), tro bay xử lý kiềm (TBK) và tro bay xử lý kiềm biến
tính với 1% PDAN (TBK/PDAN).

y ph hng ngoi ca tro bay sau khi x 
ng hp tro bay x  m sau khi
bi hin c FTIR:
- pic hp th ti 3438,7 cm
-1
tr  t m    ng t  t NH ca
PDAN [37, 42, 43];
-  y, pic hp th yu ti 1629,8 cm
-1
ca tro bay tr t mc
ng ct C=N ca polymer [37, 42, 43]
- pic hp th ti 1401, 1465 cm
-1
ng c
- pic hp th ti 1119 cm
-1
ng bin dng ct C-t
phng, pic ti 862 cm
-1
ng Ct phng [37, 42, 43].

3.2.2. Phân tích nhiễu xạ tia X (XRD):

10 20 30 40 50


M,H,NaP
NaP
NaP
NaP
H
H
H
Q
Q
Q
M, H
M, H
M
Lin (Cps)
TBK
TBK/PDAN
TB
50
2-Theta-Scale
M
NaP
`Hình 3.5: Giản đồ XRD của tro bay (TB), tro bay xử lý kiềm (TBA) và tro bay xử lý kiềm
biến tính PDAN (TBA/PDAN).

3.2.3. Phân tính kính hiển vi điện tử qt phát xạ trƣờng (FE-SEM)



Tro bay x m


Tro bay x m bi
Hình 3.6: Ảnh FE-SEM của các mẫu TBK và TBK/PDAN.

nh FE  n vng hp x ng
 m b mt tr n
 m u
ht tro.
3.2.4. Xác định diện tích bề mặt riêng BET:
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
0
1
2
3
4


Giải hấp
Thể tích khí N
2
hấp phụ
(cm
3
/g)
P/P
O
TB
Hấp phụ

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
0
1
2
3
4
Giải hấp
Thể tích khí
N
2
hấp phụ
(cm
3
/g)
P/P
O
Hấp phụ
TBA

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
20
40
60
80
100
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

Hấp phụ
Giải hấp
Thể tích khí
N
2
hấp phụ
(cm
3
/g)
P/P
O
TBK

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
0
20
40
60
80
100
120
140
Thể tích khí
N
2
hấp phụ
(cm
3
/g)
P/P
0
Giải hấp
Hấp phụ
TBK/PDAN

Hình 3.7: Đẳng nhiệt hấp phụ khí nitơ của các mẫu tro bay trƣớc và sau khi biến tính.

Thc nghim hp ph - gii hp ph nh s  th 
l xt qu 

0 10 20 30 40 50 60 70 80
0
10
20
30
40
50
60
70
TBK/PDAN
TBK
Thể tích lỗ xốp ( 10
-4
cm
3
/g.nm)
Đường kính lỗ xốp (nm)
TBA
Hình 3.8: Sự phân bố kích thƣớc lỗ xốp của các mẫu tro bay.


Bảng 3.1: Kết quả đo diện tích bề mặt riêng và thể tích lỗ xốp.
Mẫu
Diện tích bề mặt riêng BET
(m
2
/g)
Thể tích lỗ xốp
từ 1,7 đến 300 nm (cm
3
/g)
TB
1,16
0,003
TBA
2,69
0,003
TBK
40,94
0,136
TBK/PDAN
44,23
0,141

T bng 3.1 ta thy sau khi x m, do tu micropore, di mt
nh, ln gp c 40 ln so vi m p tc bin
c l xp gim, di m. Bi
 ma vt ling di mdi

Xem chi tiết: Nghiên cứu biến tính tro bay phả lại với polyme chức năng để tăng dung lượng hấp thụ crom ứng dụng xử lý nước thải