Nghiên cứu biến tính than gỗ đước đã hoạt hóa bằng h3po4 với sự trợ giúp của lò vi sóng (microwave) để hấp phụ màu dệt nhuộm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGÀNH CNKT MƠI TRƯỜNG

NGHIÊN CỨU BIẾN TÍNH THAN GỖ ĐƯỚC ĐÃ ĐƯỢC
HOẠT HĨA BẰNG H3PO4 VỚI SỰ TRỢ GIÚP CỦA LỊ VI
SÓNG (MICROWAVE) ĐỂ HẤP PHỤ MÀU DỆT NHUỘM

GVHD: PGS.TS NGUYỄNVĂN SỨC
SVTH: HỒ THANH NGUYÊN
VÕ THỊ HỒNG NHUNG

SKL009981

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 7/2017


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM
KHOA CÔNG NGHỆ HOÁ HỌC – THỰC PHẨM

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
Đề tài:
Nghiên cứu biến tính than gỗ Đước đã được hoạt
hóa bằng H3PO4 với sự trợ giúp của lị vi sóng
(microwave) để hấp phụ màu thuốc nhuộm
GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Sức
SVTH:
Hồ Thành Nguyên
Võ Thị Hồng Nhung

TP.HCM, tháng 07 năm 2017


ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC & THỰC PHẨM

Độc lập – Tự do – Hạnh Phúc

BM CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ tên sinh viên: Hồ Thành Nguyên
Võ Thị Hồng Nhung
1.

MSSV: 13150049

MSSV: 13150055

TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU BIẾN TÍNH THAN GỖ ĐƯỚC ĐÃ ĐƯỢC HOẠT HĨA

BẰNG H3PO4 VỚI SỰ TRỢ GIÚP CỦA LỊ VI SĨNG (MICROWAVE) ĐỂ
HẤP PHỤ MÀU DỆT NHUỘM.
Lĩnh vực:



Quản lý
Nghiên cứu
Thiết kế
2. NỘI DUNG VÀ NHIỆM VỤ

-

Nghiên cứu điều chế than gỗ Đước biến tính với axit H3PO4.

-

Xây dựng đường chuẩn cho Axit Blue VS1, Direct Yellow GX, Direct Blue FBL.

-

Xác định pH tối ưu và thời gian cân bằng hấp phụ đối với vật liệu hấp phụ.

-

Khảo sát các đặc trưng của các vật liệu đã điều chế được bằng các phương pháp
SEM, FTIR, XRD, BET.

-

Khảo xác sự ảnh hưởng của lượng chất hấp phụ đến quá trình hấp phụ.

-

Nghiên cứu cân bằng hấp phụ và ảnh hưởng của nhiệt độ, tính tốn các tham số nhiệt động

học.
-

Thiết kế hệ thống hấp phụ gián đoạn một giai đoạn dựa trên kết quả nhiên cứu cân
bằng hấp phụ.

3.

THỜI GIANTHỰC HIỆN: từ 15/2/2017 đến 6/7/2017

4.

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS.TS NGUYỄN VĂN SỨC
Đơn vị công tác : Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM
Tp. HCM, ngày…... tháng…... năm…….
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
(Ký và ghi rõ họ tên)

TRƯỞNG BỘ MÔN
(Ký và ghi rõ họ tên)


ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC & THỰC PHẨM

Độc lập – Tự do – Hạnh Phúc

BM CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG

BẢNG NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Nhận xét của CBHD

Nhận xét của CB nhận xét phản biện Họ tên

sinh viên: Hồ Thành Nguyên MSSV: 13150049 Võ Thị Hồng Nhung MSSV:
13150055
Tên đề tài: Nghiên cứu biến tính than gỗ Đước đã được hoạt hóa bằng h3po4 với sự trợ
giúp của lị vi sóng (microwave) để hấp phụ màu dệt nhuộm.
Người nhận xét (học hàm, học vị, họ tên):
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
Cơ quan công tác : .......................................................................................................
Ý KIẾN NHẬN XÉT
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
Ý KIẾN KẾT LUẬN
Đề nghị cho bảo vệ hay không?
.....................................................................................................................................
Điểm (thang điểm 10):……………….(Bằng chữ: ............................................... )
Tp.HCM, ngày

tháng

năm 20…

Người nhận xét
(Ký & ghi rõ họ tên)


ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC & THỰC PHẨM

Độc lập – Tự do – Hạnh Phúc

BM CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG

BẢNG NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Nhận xét của CBHD Nhận xét của CB nhận xét phản biện Họ tên sinh
viên: Hồ Thành Nguyên MSSV: 13150049 Võ Thị Hồng Nhung MSSV:
13150055
Tên đề tài: nghiên cứu biến tính than gỗ Đước đã được hoạt hóa bằng h3po4 với sự trợ
giúp của lị vi sóng (microwave) để hấp phụ màu dệt nhuộm.
Người nhận xét (học hàm, học vị, họ tên):
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
Cơ quan công tác : .......................................................................................................
Ý KIẾN NHẬN XÉT
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
...............................................................................................................................................

...............................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
Ý KIẾN KẾT LUẬN
Đề nghị cho bảo vệ hay không?
.....................................................................................................................................
Điểm (thang điểm 10):……………….(Bằng chữ: ............................................... )
Tp.HCM, ngày

tháng

năm 20…

Người nhận xét
(Ký & ghi rõ họ tên)


LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành được cuốn luận văn với đề tài “Nghiên cứu biến tính than gỗ Đước đã
được hoạt hóa bằng H3PO4 với sự trợ giúp của lị vi sóng (microwave) để hấp phụ màu
dệt nhuộm”, bên cạnh sự nỗ lực của nhóm, nhóm ln nhận được sự giúp đỡ, hướng dẫn
tận tình của các thầy cơ cùng những lời động viên, khuyến khích từ phía gia đình và bạn
bè.
Nhóm xin chân thành gửi lời cảm ơn đến PGS.TS. Nguyễn Văn Sức, giáo viên hướng
dẫn tốt nghiệp, đã tận tâm hướng dẫn, chỉ bảo và chia sẻ những kiến thức hay, đóng góp
nhiều ý kiến thiết thực trong suốt q trình nhóm em thực hiện Khóa luận.
Trong q trình thực hiện nghiên cứu đề tài nhóm em cũng đã nhận được sự quan
tâm, giúp đỡ từ Cô Lê Thị Bạch Huệ - giáo viên quản lý phịng thí nghiệm Mơi Trường,
nhóm em xin chân thành cảm ơn Cơ đã tạo điều kiện thuận lợi để nhóm em hồn thành đề
tài.

Nhóm cũng xin cảm ơn tất cả thầy cơ trong bộ môn công nghệ môi trường đã dạy dỗ,
giúp đỡ cho tất cả sinh viên trong 4 năm đại học.
Dù đã cố gắng thực hiện tốt nhất có thể nhưng đâu đó nhóm em vẫn có những sai xót
trong q trình thực hiện đề tài, kính mong các Thầy (Cơ) xem xét và góp ý sửa chữa
giúp nhóm em.
Nhóm em xin chân thành cảm ơn !
Nhóm thực hiện đồ án
Hồ Thành Nguyên
Võ Thị Hồng Nhung

i


TĨM TẮT
Đề tài Nghiên cứu biến tính than gỗ Đước đã được hoạt hóa bằng H 3PO4 với sự trợ
giúp của lị vi sóng (microwave) để hấp phụ màu dệt nhuộm” với mong muốn tạo ra một
loại vật liệu mới thân thiện với môi trường, dễ sử dụng và khả năng xử lý tốt hơn trong
việc loại bỏ các chất ô nhiễm như độ màu, COD…v.v trong nước thải dệt nhuộm.
Với phương pháp biến tính than gỗ được bằng nhiệt và axit để nâng cao diện tích bề
mặt và khả năng hấp phụ của than gỗ Đước bằng phương pháp chụp BET. Trong q
trình nghiên cứu nhóm đã tiến hành khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hấp phụ
của than gỗ Đước, xác định các thông số tối ưu như pH, thời gian phản ứng, nồng độ
màu, liều lượng chất hấp phụ cho kết quả vật liệu than gỗ Đước khá tốt và hiệu quả xử lý
cao.
Nghiên cứu này chủ yếu dựa trên phương pháp thực nghiệm và phân tích đồ thị. Q
trình hấp phụ dựa vào hai mơ hình Langmuir và Freundlich. Khảo sát động học hấp phụ
cho thấy quá trình hấp phụ tuân theo phương trình động học hấp phụ giả lập bậc hai.
Ngồi ra nhóm cũng tiến hành chụp ảnh SEM và phổ hồng ngoại FTIR để xác định đặc
điểm hình thái và cấu trúc của vật liệu hấp phụ.
Quá trình thiết kế hệ thống hấp phụ gián đoạn một giai đoạn cũng đã được tiến hành

dựa trên kết quả nghiên cứu cân bằng hấp phụ. Mối liên quan giữa khối lượng chất hấp
phụ và thể tích nước thải được xử lý với phần trăm loại bỏ chất màu dệt nhuộm được xác
định để giúp cho các đầu tư quyết định quy mô xây dựng hệ thống xử lý nước thải một
cách hợp lý nhất.

ii


LỜI CAM ĐOAN
Tôi tên là Hồ Thành Nguyên và Võ Thị Hồng Nhung, là sinh viên khóa 2013 chun
ngành Cơng nghệ Kỹ thuật Môi trường, mã số sinh viên: 13150049 và 13150055. Nhóm
xin cam đoan: đồ án tốt nghiệp này là cơng trình nghiên cứu khoa học thực sự của bản
thân tôi, được thực hiện dưới sự hướng dẫn của PGS.TS Nguyễn Văn Sức.
Các thông tin tham khảo trong đề tài này được thu thập từ những nguồn đáng tin cậy,
đã được kiểm chứng, được công bố rộng rãi và được tơi trích dẫn nguồn gốc rõ ràng ở
phần danh mục tài liệu tham khảo. Các kết quả nghiên cứu trong đồ án này là do chính
nhóm thực hiện một cách nghiêm túc, trung thực và không trùng lặp với các đề tài khác.
Nhóm xin được lấy danh dự và uy tín của bản thân để đảm bảo cho lời cam đoan này.
TP.Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm …
Nhóm sinh viên thực hiện
Hồ Thành Nguyên
Võ Thị Hồng Nhung

iii


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN.................................................................................................................i
TÓM TẮT......................................................................................................................ii
LỜI CAM ĐOAN.........................................................................................................iii

DANH MỤC BẢNG...................................................................................................viii
DANH MỤC HÌNH...................................................................................................... xi
CHƯƠNG: MỞ ĐẦU....................................................................................................2
1.

MỤC ĐÍCH VÀ TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI................................................2

2.

NỘI DUNG NGHIÊN CỨU....................................................................................3

3.

PHẠM VI, ĐỐI TƯỢNG VÀ MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI......................................3

4.

CÁC PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG ĐỂ TIẾN HÀNH NGHIÊN CỨU...................4

5.

Ý NGHĨA THỰC TIỄN..........................................................................................4

6. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC......................................5
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN........................................................................................ 10
1.1. TỔNG QUAN VỀ THUỐC NHUỘM................................................................... 10
1.1.1. Khái niệm...................................................................................................... 10
1.1.2. Phân loại thuốc nhuộm.................................................................................. 10
1.1.3. Tổng quan thuốc nhuộm nghiên cứu.............................................................. 11
1.2. TỔNG QUAN VỀ THAN HOẠT TÍNH............................................................... 12

1.2.1. Giới thiệu chung............................................................................................ 12
1.2.2. Tính chất của than hoạt tính........................................................................... 13
1.2.2.1. Tính chất vật lý.................................................................................... 13
1.2.2.2. Tính chất hóa học................................................................................. 17
1.2.3. Ngun liệu chế tạo than hoạt tính................................................................. 19
1.2.4. Phương pháp sản xuất.................................................................................... 19
1.2.4.1. Q trình than hóa................................................................................ 19
1.2.4.2. Q trình hoạt hóa................................................................................ 20
1.2.5. Ứng dụng than hoạt tính................................................................................ 20
iv


1.2.6. Tổng quan về vật liệu hấp phụ than gỗ Đước................................................ 21
1.2.7. Đặc điểm nổi bật của than đã hoạt hóa so với than hoạt tính truyền thống....21
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ HẤP PHỤ.................................................. 24
2.1. CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ PHƯƠNG PHÁP HẤP PHỤ............................................. 24
2.1.1. Khái niệm...................................................................................................... 24
2.1.2. Cân bằng hấp phụ:......................................................................................... 27
2.2. ĐỘNG HỌC HẤP PHỤ........................................................................................ 28
2.2.1. Phương trình động học hấp phụ giả định bậc nhất......................................... 29
2.2.2. Phương trình động học hấp phụ giả định bậc hai........................................... 29
2.3. CÁC PHƯƠNG TRÌNH ĐẲNG NHIỆT HẤP PHỤ............................................. 30
2.3.1 Mơ hình đẳng nhiệt Langmuir........................................................................ 31
2.3.2 Mơ hình đẳng nhiệt Freundlich....................................................................... 32
2.3.3 Ảnh hưởng của nhiệt độ và các tham số nhiệt động học................................. 32
2.4. Các thông số của quá trình hấp phụ....................................................................... 33
2.4.1. Độ xốp của chất hấp phụ............................................................................... 33
2.4.2. Nghiên cứu cấu trúc từ đường đẳng nhiệt hấp phụ khí..................................33
2.4.3. Cấu trúc bề mặt chất hấp phụ......................................................................... 33
2.5. Các chất hấp phụ và ứng dụng............................................................................... 34

CHƯƠNG 3: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU............................35
3.1. THIẾT BỊ, DỤNG CỤ VÀ HOÁ CHẤT.............................................................. 36
3.1.1. Thiết bị.......................................................................................................... 36
3.1.3. Dụng cụ......................................................................................................... 36
3.1.3. Hóa chất......................................................................................................... 36
3.2. ĐIỀU CHẾ VẬT LIỆU HẤP PHỤ....................................................................... 37
3.2.1. Chuẩn bị vật liệu............................................................................................ 37
3.2.2. Quy trình điều chế vật liệu............................................................................. 37
3.3. NGHIÊN CỨU HẤP PHỤ.................................................................................... 38
3.3.1. Xác định bước sóng tối ưu............................................................................. 38
3.3.2. Khảo sát ảnh hưởng của pH đến quá trình hấp phụ.......................................38
v


3.3.3. Xây dựng đường chuẩn.................................................................................. 38
3.3.4. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian lên quá trình hấp phụ............................... 39
3.3.5. Khảo sát ảnh hưởng của liều lượng đến quá trình hấp phụ............................39
3.3.6. Nghiên cứu cân bằng hấp phụ........................................................................ 39
3.3.7. Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ.............................................................. 40
3.3.8. Tính tốn các thơng số động học hấp phụ...................................................... 40
3.3.9. Thiết kế hệ thống hấp phụ gián đoạn một giai đoạn...................................................38
CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ NHẬN XÉT....................................... 41
4.1. MỘT SỐ ĐẶC TRƯNG BỀ MẶT CỦA VẬT LIỆU............................................ 42
4.1.1. Diện tích bề mặt của vật liệu......................................................................... 42
4.1.2. Phổ FT-IR...................................................................................................... 42
4.1.4. Phổ XRD....................................................................................................... 46
4.2. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VỀ QUÁ TRÌNH HẤP PHỤ DIRECT BLUE,
DIRECT YELLOW VÀ AXIT BLUE.......................................................................... 48
4.2.1. Khảo sát bước sóng hấp thụ tối ưu bằng quang phổ UV/Vis........................48
4.2.2. Khảo sát ảnh hưởng của pH đến khả năng hấp phụ Direct Blue, Direct

Yellow và Axit Blue................................................................................................ 48
4.2.3. Đường chuẩn của Direct Blue, Direct Yellow và Axit Blue ở pH=3.............49
4.2.4. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến hiệu quả hấp phụ dung dịch
Direct Blue, Direct Yellow và Axit Blue của than đã xử lý..................................... 51
4.2.5. Kết quả khảo sát động học phản ứng giả bậc nhất và giả bậc hai với dung
dịch Direct Blue, Direct Yellow và Axit Blue của than đã xử lý tại nồng độ 10mg/l,
20mg/l, 30mg/l........................................................................................................ 53
4.2.6. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của khối lượng đến khả năng hấp phụ dung dịch
Direct Blue, Direct Yellow và Axit Blue của than đã hoạt hóa...............................59
4.2.7. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng phấp phụ Direct
Blue, Direct Yellow và Axit Blue của than gỗ Đước đã hoạt hóa............................61
4.2.8. Kết quả xác định nhiệt động học hấp phụ của than gỗ Đước đã hoạt hóa đối
với Direct Blue, Direct Yellow và Axit Blue của than gỗ Đước đã hoạt hóa...........70
4.3. THIẾT KẾ HỆ THỐNG HẤP PHỤ GIÁN ĐOẠN MỘT GIAI ĐOẠN................73
4.3.1 Mục đích....................................................................................................... 73
vi


4.3.2 Cơ sở lý thuyết.............................................................................................. 73
4.3.3 Kết quả khảo sát hệ thống hấp phụ một giai đoạn gián đoạn........................74
CHƯƠNG: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ................................................................. 78
DANH MỤC BẢNG KẾT QUẢ...............................................................................xvii

vii


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1 Thành phần nguyên tố một số loại than hoạt tính ............................................ 18
Bảng 1.2 Thành phần hóa học của than gỗ .....................................................................

21

Bảng 1.3 Đặc điểm của than đã hoạt hóa so với than hoạt tính truyền thống ................. 21
Bảng 2.1 Đặc tính một số chất hấp phụ ........................................................................... 34
Bảng 4.1 Diện tích bề mặt của than gỗ Đước trước và sau khi hoạt hóa ........................ 42
Bảng 4.2 Kết quả khảo sát bước sóng tối ưu của Direct Blue, Direct Yellow, Axit Blue
tại pH=3 ........................................................................................................................... 48
Bảng 4.3 Các tham số phương trình động học giả định bậc một đối với Direct Blue của
vật liệu than gỗ Đước đã hoạt hóa tại nồng độ 10 mg/l, 20 mg/l và 30 mg/l. ................. 53
Bảng 4.4 Các tham số phương trình động học giả định bậc hai đối với Direct Blue của
vật liệu than gỗ Đước đã hoạt hóa tại nồng độ 10 mg/l, 20 mg/l và 30 mg/l. ................. 54
Bảng 4.5 Các tham số phương trình động học giả định bậc một đối với Direct Yellow
của vật liệu than gỗ Đước đã hoạt hóa tại nồng độ 10 mg/l, 20 mg/l và 30 mg/l. .......... 55
Bảng 4.6 Các tham số phương trình động học giả định bậc hai đối với Direct Yellow
của vật liệu than gỗ Đước đã hoạt hóa tại nồng độ 10 mg/l, 20 mg/l và 30 mg/l. ..........

56

Bảng 4.7 Các tham số phương trình động học giả định bậc một đối với Axit Blue của
vật liệu than gỗ Đước đã hoạt hóa tại nồng độ 10 mg/l, 20 mg/l và 30 mg/l. ................. 57
Bảng 4.8 Các tham số phương trình động học giả định bậc hai đối với Direct Yellow
của vật liệu than gỗ Đước đã hoạt hóa tại nồng độ 10 mg/l, 20 mg/l và 30 mg/l. ..........

58

Bảng 4.9 Các tham số của quá trình đẳng nhiệt Langmuir và Freundlich của Direct Blue
0

lên than gỗ Đước đã hoạt hóa ở nhiệt độ 30 C ................................................................
Bảng 4.10 Các tham số của quá trình đẳng nhiệt Langmuir và Freundlich của Direct

0

61

Blue lên than gỗ Đước đã hoạt hóa ở nhiệt độ 30 C ....................................................... 62
Bảng 4.11 Các tham số của quá trình đẳng nhiệt Langmuir và Freundlich của Direct Blue
lên than gỗ Đước đã hoạt hóa ở nhiệt độ 300C ....................................................... 63
64
Bảng 4.12 Các tham số của quá trình đẳng nhiệt Langmuir và Freundlich của Direct Blue
lên than gỗ Đước đã hoạt hóa ở nhiệt độ 300C ....................................................... 64

65

viii


Bảng 4.13 Các tham số của quá trình đẳng nhiệt Langmuir và Freundlich của Direct
0

Blue lên than gỗ Đước đã hoạt hóa ở nhiệt độ 30 C ....................................................... 65
66
Bảng 4.14 Các tham số của quá trình đẳng nhiệt Langmuir và Freundlich của Direct
0

Blue lên than gỗ Đước đã hoạt hóa ở nhiệt độ 30 C ....................................................... 66
67
Bảng 4.15 Các tham số của quá trình đẳng nhiệt Langmuir và Freundlich của Axit Blue
0

lên than gỗ Đước đã hoạt hóa ở nhiệt độ 30 C ................................................................ 67

68
Bảng 4.16 Các tham số của quá trình đẳng nhiệt Langmuir và Freundlich của Axit Blue
0

lên than gỗ Đước đã hoạt hóa ở nhiệt độ 40 C ................................................................
69

68

Bảng 4.17 Các tham số của quá trình đẳng nhiệt Langmuir và Freundlich của Axit Blue
0

lên than gỗ Đước đã hoạt hóa ở nhiệt độ 50 C ................................................................ 69
Bảng 4.18 Các giá trị K theo nhiệt độ (K) của dung dịch Direct Blue ........................... 70
Bảng 4.19 Các giá trị K theo nhiệt độ (K) của dung dịch Direct Yellow ....................... 70
Bảng 4.20 Các giá trị K theo nhiệt độ (K) của dung dịch Axit Blue .............................. 70
71
Bảng 4.21 Các tham số phương trình nhiệt động học với Direct Blue, Direct Yellow và
Axit Blue của vật liệu than gỗ Đước đã hoạt hóa............................................................ 72
Bảng 4.22 Các tham số phương trình nhiệt động học với Direct Blue của vật liệu than
gỗ Đước đã hoạt hóa ........................................................................................................ 72
Bảng 4.23 Các tham số phương trình nhiệt động học với Direct Yellow của vật liệu than
gỗ Đước đã hoạt hóa ........................................................................................................ 72
Bảng 4,24 Các tham số phương trình nhiệt động học với Axit Blue của vật liệu than gỗ
Đước đã hoạt hóa ............................................................................................................. 72

ix


DANH MỤC HÌNH

.................................................................... 43

Hình 4.1 Phổ FT-IR của vật liệu than gỗ Đước chưa hoạt hóa với H 3PO4

...................................................................... 43

Hình 4.2 Phổ FT-IR của vật liệu than gỗ Đước đã hoạt hóa với H 3PO4

Hình 4.3 Phổ FT-IR của vật liệu than gỗ Đước đã hoạt hóa với H3PO4 sau khi hấp phụ
Direct Blue..................................................................................................................... 44
Hình 4.4 Phổ FT-IR của vật liệu than gỗ Đước đã hoạt hóa với H3PO4 sau khi hấp phụ
Direct Yellow................................................................................................................. 44
Hình 4.5 Phổ FT-IR của vật liệu than gỗ Đước đã hoạt hóa với H3PO4 sau khi hấp phụ
Axit Blue........................................................................................................................ 45
Hình 4.6 Ảnh chụp SEM của vật liệu than gỗ Đước chưa hoạt hóa...............................46
Hình 4.7 Ảnh chụp SEM của vật liệu than gỗ Đước đã hoạt hóa...................................46
Hình 4.8 Phổ XRD của than gỗ Đước chưa được hoạt hóa............................................ 47
Hình 4.9 Phổ XRD của than gỗ Đước đã được hoạt hóa................................................ 48
Hình 4.11 Đường chuẩn dung dịch Direct Blue............................................................. 50
Hình 4.12 Đường chuẩn dung dịch Direct Yellow......................................................... 50
Hình 4.13 Đường chuẩn dung dịch Axit Blue................................................................ 50
Hình 4.14 Ảnh hưởng của thời gian tiếp xúc đến khả năng hấp phụ Direct Blue của vật
liệu than gỗ Đước đã hoạt hóa tại nồng độ 10 mg/l, 20 mg/l và 30 mg/l........................51
Hình 4.15 Ảnh hưởng của thời gian tiếp xúc đến khả năng hấp phụ Direct Yellow của
vật liệu than gỗ Đước đã hoạt hóa tại nồng độ 10 mg/l, 20 mg/l và 30 mg/l..................51
Hình 4.16 Ảnh hưởng của thời gian tiếp xúc đến khả năng hấp phụ Axit Blue của vật
liệu than gỗ Đước đã hoạt hóa tại nồng độ 10 mg/l, 20 mg/l và 30 mg/l........................52
Hình 4.17 Đồ thị động học hấp phụ giả bậc nhất đối với Direct Blue của vật liệu than gỗ
Đước đã được hoạt hóa.................................................................................................. 53
Hình 4.18 Đồ thị động học hấp phụ giả bậc hai đối với Direct Blue của vật liệu than gỗ

Đước đã được hoạt hóa.................................................................................................. 54
Hình 4.19 Đồ thị động học hấp phụ giả bậc nhất đối với Direct Yellow của vật liệu than
gỗ Đước đã được hoạt hóa............................................................................................. 55
Hình 4.20 Đồ thị động học hấp phụ giả bậc hai đối với Direct Yellow của vật liệu than
gỗ Đước đã được hoạt hóa............................................................................................. 56

x


Hình 4.21 Đồ thị động học hấp phụ giả bậc nhất đối với Axit Blue của vật liệu than gỗ
Đước đã được hoạt hóa.................................................................................................. 57
Hình 4.22 Đồ thị động học hấp phụ giả bậc hai đối với Axit Blue của vật liệu than gỗ
Đước đã được hoạt hóa.................................................................................................. 58
Hình 4.23 Đồ thị hiệu suất hấp phụ Direct Blue phụ thuộc vào khối lượng của vật liệu
và ảnh hưởng của liều lượng vật liệu đến khả năng hấp phụ ở pH =3 và t=120 phút.....59
Hình 4.24 Đồ thị hiệu suất hấp phụ Direct Yellow phụ thuộc vào khối lượng của vật liệu
và ảnh hưởng của liều lượng vật liệu đến khả năng hấp phụ ở pH =3 và t=100 phút ... 60
Hình 4.25 Đồ thị hiệu suất hấp phụ Axit Blue phụ thuộc vào khối lượng của vật liệu và
ảnh hưởng của liều lượng vật liệu đến khả năng hấp phụ ở pH =3 và t =100 phút........60
Hình 4.26 Mơ hình phi tuyến tính của q trình hấp phụ Direct Blue bằng vật liệu than
o
gỗ Đước đã hoạt hoá ở 30 C.......................................................................................... 61
Hình 4.27 Mơ hình phi tuyến tính của q trình hấp phụ Direct Blue bằng vật liệu than
o
gỗ Đước đã hoạt hố ở 40 C.......................................................................................... 62
Hình 4.28 Mơ hình phi tuyến tính của q trình hấp phụ Direct Blue bằng vật liệu than
o
gỗ Đước đã hoạt hoá ở 50 C.......................................................................................... 63
Hình 4.29 Mơ hình phi tuyến tính của q trình hấp phụ Direct Yellow bằng vật liệu
o

than gỗ Đước đã hoạt hố ở 30 C.................................................................................. 64
Hình 4.30 Mơ hình phi tuyến tính của q trình hấp phụ Direct Yellow bằng vật liệu
o
than gỗ Đước đã hoạt hoá ở 40 C.................................................................................. 65
Hình 4.31 Mơ hình phi tuyến tính của q trình hấp phụ Direct Yellow bằng vật liệu
o
than gỗ Đước đã hoạt hố ở 50 C.................................................................................. 66
Hình 4.32 Mơ hình phi tuyến tính của q trình hấp phụ Axit Blue bằng vật liệu than gỗ
o
Đước đã hoạt hoá ở 30 C............................................................................................... 67
Hình 4.33 Mơ hình phi tuyến tính của q trình hấp phụ Axit Blue bằng vật liệu than gỗ
o
Đước đã hoạt hố ở 40 C............................................................................................... 68
Hình 4.34 Mơ hình phi tuyến tính của q trình hấp phụ Axit Blue bằng vật liệu than gỗ
o
Đước đã hoạt hoá ở 50 C............................................................................................... 69
Hình 4.35 Đồ thị biểu diễn các hệ số lnKF theo 1/T của dung dịch Direct Blue...........71
Hình 4.36 Đồ thị biểu diễn các hệ số lnKF theo 1/T của dung dịch Direct Yellow......71
Hình 4.37 Đồ thị biểu diễn các hệ số lnKF theo 1/T của dung dịch Axit Blue.............71
Hình 4.38 Sơ đồ hệ thống hấp phụ một giai đoạn gián đoạn.......................................... 74
xi


Hình 4.39 Đồ thị thiết kế sử dụng đẳng nhiệt Freundlich đối với khối lượng chất hấp
phụ theo thể tích của nước được xử lý để loại bỏ (%) Direct Blue với nồng độ ban đầu là
100 mg/l ở pH=3............................................................................................................ 75
Hình 4.40 Đồ thị thiết kế sử dụng đẳng nhiệt Freundlich đối với khối lượng chất hấp
phụ theo thể tích của nước được xử lý để loại bỏ (%) Direct Yellow với nồng độ ban
đầu là 100 mg/l ở pH=3................................................................................................. 75
Hình 4.41 Đồ thị thiết kế sử dụng đẳng nhiệt Freundlich đối với khối lượng chất hấp

phụ theo thể tích của nước được xử lý để loại bỏ (%) Axit Blue với nồng độ ban đầu là
100 mg/l ở pH=3............................................................................................................ 76

xii


DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
BET: Brunauer–Emmett–Teller - Phương pháp xác định diện tích bề mặt vật liệu.
RMSE: Root – Mean – Square Error – Sai số bình phương trung bình.
FT-IR: Frustrated total internal reflection – Phương pháp chụp quang phổ hồng ngoại.
SEM: Scanning Electron Microscope – Chụp bề mặt bằng kính hiển vi điện tử.

xiii


CHƯƠNG MỞ ĐẦU

1


CHƯƠNG: MỞ ĐẦU
1. MỤC ĐÍCH VÀ TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Hiện nay, ngành công nghiệp dệt nhuộm là một trong những ngành cơng nghiệp có
những bước phát triển mạnh mẽ, tạo ra nhiều sản phẩm đa dạng có chất lượng cao, đáp
ứng nhu cầu ngày càng tăng của thị trường. Ngành dệt nhuộm hiện nay chiếm một vị trí
khá quan trọng vì đây là một trong những ngành cơng nghiệp khơng chỉ góp phần giải
quyết vấn đề cơng ăn việc làm cho xã hội mà còn thúc đẩy tăng trưởng kim ngạch xuất
khẩu cho đất nước. Tuy vậy, ô nhiễm môi trường do nước thải ngành dệt nhuộm là một
thực tế cần có giải pháp xử lý và là nhiệm vụ rất cần thiết.
Như chúng ta đã biết, các thành phần trong nước thải dệt nhuộm là rất phức tạp, loại

nước thải này có chứa nhiều tạp chất gây ô nhiễm nếu như không được xử lý mà xả thải
trực tiếp ra nguồn tiếp nhận sẽ gây ô nhiễm mơi trường trầm trọng, vì thế loại nước thải
này được nhà nước ta xếp vào loại nước thải đặc biệt nguy hại nhất, bởi đặc trưng của
nước thải dệt nhuộm là chứa nhiều tạp chất nên trong quá trình xử lý phải kết hợp nhiều
phương pháp xử lý với nhau như phương pháp cơ học, hóa học, hóa – lý và phương pháp
sinh học ứng dụng vi sinh xử lý nước thải dệt nhuộm mới có thể loại bỏ những tạp chất
có trong nước thải dệt nhuộm [1].
Thực tế, cho thấy các xí nghiệp, cơ sở sản xuất ở Việt Nam đang tồn tại một thực
trạng, nước thải xả vào nguồn tiếp nhận chỉ được xử lý sơ bộ, thậm chí cịn thải trực tiếp
ra mơi trường. Hậu quả là môi trường nước kể cả nước mặt, nước ngầm bị ô nhiễm
nghiêm trọng gây ảnh hưởng đền sức khỏe con người và hệ sinh thái. Vì vậy, việc tìm ra
một phương pháp nhằm loại bỏ các chất nguy hại có trong nước thải ra ngồi mơi trường
là một vấn đề cấp thiết cần được nghiên cứu và phát triển.
Một trong những hợp chất gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng trong nước thải ngành
dệt nhuộm, đó là thuốc nhuộm phân tán [1]. Thuốc nhuộm phân tán có chứa các hợp chất
không tan trong nước như: SO3Na, -COONa, thuốc nhuộm phân tán hầu hết là các chất
màu azo và antraquinon. Tên gọi của lớp thuốc nhuộm này chỉ rằng chúng có độ hòa tan
rất thấp trong nước và phải sử dụng ở dạng huyền phù hay phân tán với kích thước hạt
trong khoảng 0,2 – 2µm, được dùng để nhuộm loại xơ nhân tạo ghét nước duy 2