biến tính than hoạt tính bằng phương pháp phủ các oxit kim loại chuyển tiếp meox đồ án tốt nghiệp

I HC BÀ R CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
KHOA HÓA HỌC & CNTP Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
o0o
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
H tên sinh viên: Nguyễn Thị Thu Hiền MSSV: 1052010073
01/12/1992 : Bình Định
Ngành: Công nghệ kỹ thuật hóa học
 TÀI: Biến tính than hoạt tính bằng phương pháp phủ các oxit kim loại
chuyển tiếp MeOx
II. NHIM V VÀ NI DUNG:
 Bin tính than hot tính nhc sn phm có tính cht t ng dng trong
các lnh vc hp ph mt s hp ch
 Tin hành ph Fe
2
O
3
và CuO lên than ho c cht hp ph - xúc tác.
 Kho sát kh  p ph ca cht hp ph - u ch i vi
mt s ch
III. NGÀY GIAO NHIM V  ÁN:
IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIM V:
V. H TÊN CÁN B NG DN: PGS. TS. Nguyễn Văn Thông
KS. Dương Khắc Hồng

Bà Ra 
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN SINH VIÊN THỰC HIỆN
(Ký và ghi rõ h tên) (Ký và ghi rõ h tên)

TRƯỞNG BỘ MÔN TRƯỞNG KHOA
(Ký và ghi rõ h tên) (Ký và ghi rõ h tên)




i

LỜI CAM ĐOAN

 án này là công trình nghiên cu thc s ca cá nhân tôi,
c thc hin i s ng dn ca PGS. TS. Nguyễn Văn Thông và KS. Dương
Khắc Hồng.
Các s liu và nhng kt lun nghiên cu c trình bày trong lu là
trung thc công b i bt c hình thc nào.
Tôi xin chu trách nhim v nghiên cu ca mình.
Sinh Viên



Nguyễn Thị Thu Hiền

ii

LỜI CẢM ƠN

Vi lòng kính trng và bi   c, tôi xin chân thành c 
PGS.TS. Nguyễn Văn Thông và KS. Dương Khắc Hồng i trc ti tài
và tng dn tôi trong sut th tài tt nghip. Th ra
ng gii quyp tài li c bn báo cáo này.
tôi y Cô trong Khoa Hoá Hc Và
Công Ngh Thc Phi Hc Bà Ra   cho tôi kin
thc trong nhc tp t hôm nay tôi có th hoàn thành bn
 tài tt nghip cng thi, tôi xin chân thành cn và
anh Nguyn Chí Thun trong phòng thí nghim cng cùng tôi 
ý ki tôi  tài.
Trong quá trình nghiên c     tài này, chc chn không tránh
c nhng sai sót và khuym, rt mong s góp ý ca th tôi nm vng
n thc v  tài ca mình.
Mt ln na tôi xin chân thành c

Sinh viên


Nguyễn Thị Thu Hiền


iii

MỤC LỤC

TRANG
DANH MỤC BẢNG vi
DANH MỤC HÌNH viii

LỜI MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN 3
1.1. Tổng quan về than hoạt tính 3
1.1.1. Gii thiu chung 3
1.1.2. Lch s hình thành và phát trin 4
1.1.3. Phân loi 5
1.1.4. Kh ng dng ca than hot tính trong thc t 7
1.2. Sơ lược về các phương pháp biến tính bề mặt than 8
1.2.1. Bin tính than hot tính bng N
2
9
1.2.2. Bin tính b mt than bng halogen 9
1.2.3. Bin tính b mt than bng s nh hóa 10
1.2.4. Bin tính than hot tính bng cách tm 10
1.3. Các thông số đánh giá than hoạt tính 12
1.4. Hấp phụ 13
1.4.1. Khái nim và phân loi hp ph 13
1.4.2. Các dng hp ph ng nhit 15
1.4.3. Mt s n ca s hp ph 16
c tính ca quá trình hp ph 19
1.4.5. Các yu t n kh p ph ca vt liu hp ph 20
1.5. Phương pháp trắc quang 21
c 21
a min quang ph 22
 cc quang 22
ng chu nh n các cht 23
1.6. Sơ lược về phương pháp phủ 24
1.6.1. M 24

iv

1.6.2. Tác dng 25
 25
1.6.4. H thng lò nung 26
CHƯƠNG II. THỰC NGHIỆM 27
2.2. Hóa chất 27
2.3. Xây dựng đường chuẩn xác định nồng độ của các chất 27
2.3.1. Xây dng chunh n ca mt s cht cn thit 27
2.3.2. Metylen xanh 28
2.3.3. Phenol 30
2.3.4. NiCl2.6H
2
O (Nickel chloride herahydrate M=237,59g/mol) 33
2.3.5. CoCl
2
.6H
2
O (Cobalt chloride herahydrate M=237,93g/mol) 34
2.3.6. FeCl
3
.6H
2
O 36
2.3.7. CuCl
2
.6H
2
O 37
2.4. Khảo sát phương pháp phủ trên than hoạt tính 38
2.4.1. Nhúng than hot tính trong dung dch FeCl

3
38
2.4.2. Nhúng than hot tính (lo   c nhúng FeCl
3
) trong dung dch
CuCl
2
42
2.4.3. Kho sát th t nhúng các dung dch mui lên than 43
2.5. Sấy và nung than 44
2.5.1. Kho sát ng ca nhi và thi gian nung than 45
2.5.2. Khc tính vt lý ca cht hp ph - xúc tác 45
2.6. Khảo sát khả năng hấp phụ chất hấp phụ-xúc tác và các yếu tố ảnh hưởng . 45
2.6.1. Xây dng nhit hp ph 45
2.6.2. ng ca pH lên kh p ph ca cht hp ph - xúc tác 46
2.6.3. n thn kh p ph ca cht hp ph - xúc tác
46
2.6.4. ng ca t l rn - lng lên kh p ph ca cht hp ph - xúc
tác 46
CHƯƠNG III. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 47
3.1. Điều chế chất hấp phụ - xúc tác 47
3.1.1. ng ca vic ph các oxit Fe
2
O
3
và CuO lên than hot tính ti kh
p ph ca than hot tính sau khi ph 47

v

3.1.2. ng ca nhi và thn kh p ph ca than
hot tính sau khi nhúng 49
3.2. Đặc tính của chất hấp phụ - xúc tác điều chế 54
c tính vt lý ca cht hp ph - u ch 54
3.2.2. Xây dng nhit hp ph 61
3.2.3. ng ca pH lên kh p ph ca cht hp ph - xúc tác 70
3.2.4. ng ca thi gian hp ph n kh p ph ca cht hp ph -
xúc tác 72
3.2.5. ng ca t l rn  lng lên kh p ph ca than 74
CHƯƠNG IV. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 77
Kết luận 77 4.1.
4.1.1. Quá trình to thành cht hp ph - xúc tác 77
4.1.2. Kh p ph ca cht hp ph - xúc tác vi mt s chu
 77
Kiến nghị 79 4.2.
TÀI LIỆU THAM KHẢO 80


vi

DANH MỤC BẢNG
TRANG
Bng 2.1. S liu thc t xây dng ng chun metylen xanh 29
Bng 2.2. Bng pha hóa cht xây dng chun phenol 31
B hp th Abs ca hp cht phenol 32
Bng 2.4. S liu thc t xây dng chun dung dch Ni
2+
34
Bng 2.5. S liu thc t xây dng chun dung dch CoCl
2

35
Bng 2.6. S liu thc t xây dng chun dung dch FeCl
3
36
Bng 2.7. S liu thc t xây dng chun dung dch CuCl
2
37
Bng 2.8. N ng ca các mu 38
Bng 2.9. N Fe
3+
còn tha trong dung dch sau khi nhúng ln 3 39
Bng 2.10. Ch s a dung dc hp ph bi
than ho Fe
2
O
3
40
Bng 2.11. Ch s uang ca dung dch CoCl
2
c hp ph bi than hot
 Fe
2
O
3
41
Bng 2.12. Ch s a dung dch NiCl
2
c hp ph bi than hot
 Fe
2

O
3
41
Bng 2.13. N dung dch Cu
2+
lt nhúng lên tng mu 42
Bng 2.14. N Cu
2+
còn tha trong dung dch sau khi nhúng ln 3. 42
Bng 2.15. Ch s a dung dch metylen xanh c hp ph bi than
ho Fe
2
O
3
và CuO 43
Bng 2.16. Ch s a dung dch CoCl
2
c hp ph bi than hot
 Fe
2
O
3
và CuO 43
Bng 2.17. Ch s a dung dch NiCl
2
.6H
2
O c hp ph bi than
hot tín Fe
2

O
3
và CuO 43
Bng 2.18. Kho sát t hp ph metylen xanh ca Mu 5 và 6 44

vii

Bng 3.1. Kh p ph ca 0,2gam than hoc ph oxit Fe
2
O
3
i vi
các mu 47
Bng 3.2. Kh p ph ca 0,2g than hoc ph oxit Fe
2
O
3
và CuO
i vi các mu 48
Bng 3.3. Bng so sánh kh p ph ca 0,2g than ho oxit Fe
2
O
3
và
CuO (Mi mu than hou (Mu 0) 48
Bng 3.4. N metylen xc hp ph bi cht hp ph - xúc tác 51
B hp ph i metylen xanh ca cht hp ph - xúc tác 51
Bng 3.6. N c hp ph bi cht hp ph - xúc tác 52
B hp ph i phenol ca cht hp ph - xúc tác 52
Bng 3.8. Bng s liu S

BET
ca các mu theo nhi nung trong 2,5h 58
Bng 3.9. Xây dng nhit hp ph ca metylen xanh 62
Bng 3.10. Xây dng nhit hp ph ca phenol 64
Bng 3.11. Xây dng nhit hp ph ca dung dch CoCl
2
66
Bng 3.12. Xây dng nhit hp ph ca dung dch NiCl
2
68
Bng 3.13. ng ca pH lên kh p ph ca cht hp ph - xúc tác 70
Bng 3.14. ng ca thi gian hp ph n kh p ph ca cht cht hp
ph - xúc tác 73
Bng 3.15. ng ca t l rn  lng lên kh p ph ca than 74




viii

DANH MỤC HÌNH
TRANG
Hình 1.1. Cu trúc minh ha ca than hot tính 12
ng hp ph theo Brunauer 15
ng hp ph ng nhit Freundlich 16
ng hp ph ng nhit Langmuir 18
Hình 1.5. D th ng nhit hp ph BET 19
 khi p oxit kim loi lên than hot tính 25
 h thng nung than 26
ng chunh n metylen xanh. 30

Hình 2.4. Các mu chun ca phenol 32
ng chunh n phenol 32
ng chunh n dung dch NiCl
2
34
ng chunh n dung dch CoCl
2
35
ng chunh n dung dch FeCl
3
36
ng chunh n dung dch CuCl
2
38
Hình 2.10. Dung dc hp ph bng than ho Fe
2
O
3
40
Hình 2.11. Kho sát t hp ph metylen xanh ca Mi giây th 610
44
Hình 3.1. Kh p ph metylen xanh ca cht hp ph - xúc tác 51
Hình 3.2. Kh p ph phenol ca cht cht hp ph - xúc tác 52
Hình 3.3. Kt qu a mu than hou (Mu 0) 54
Hình 3.4. Kt qu  300
o
C trong 2,5h (Mu A) 55
Hình 3.5. Kt qu  350
o
C mu trong 2,5h (Mu B) 56

Hình 3.6. Kt qu u  400
o
C trong 2h30ph (Mu C) 57

ix

Hình 3.7. Kt qu u  450
o
C trong 2h30ph (Mu D) 58
Hình 3.8. nh SEM Mu 0 (thang 1m) 59
Hình 3.9. nh SEM Mu C (thang 1m) 59
Hình 3.10. nh SEM Mu 0 (thang 5m) 59
Hình 3.11. nh SEM Mu C (thang 5m) 59
Hình 3.12. nh SEM Mu 0 (thang 500nm) 60
Hình 3.13. nh SEM Mu C (thang 500nm) 60
ng nhit hp ph metylen xanh 63
ng nhit Freundlich và dng tuyn tính 63
Hình 3.16. ng nhit Langmuir dng tuyn tính 63
Hình 3.17. Xây dng nhit hp ph phenol 65
ng nhit Freundlich và dng tuyn tính 65
Hình 3.19. ng nhit Langmuir dng tuyn tính 65
Hình 3.20. Xây dng nhit hp ph Co
2+
67
ng nhit Freundlich dng tuyn tính 67
Hình 3.22. ng nhit Langmuir dng tuyn tính 67
Hình 3.23. Xây dng nhit hp ph Ni
2+
69
ng nhit Freundlich dng tuyn tính 69

Hình 3.25. ng nhit Langmuir dng tuyn tính 69
Hình 3.26. ng cn kh p ph ca các cht hp ph - xúc tác . 71
Hình 3.27. ng ca thi gian hp ph n kh p ph ca cht cht hp
ph - xúc tác 73
Hình 3.28. ng ca t l rn-l hp ph i ca cht hp ph -
xúc tác 75
Hình 3.29. ng ca t l rn-l hp ph tuyi ca cht hp ph -
xúc tác 75
 án tt nghii hc  Khóa 2010  2014 
Ngành Công ngh k thut Hóa hc 1 Khoa Hóa hc và Công ngh thc phm
LỜI MỞ ĐẦU
     a Ngân hàng th gii ti Vit Nam, v  m
trong bng xp hng ch s hiu qu hong, Ving  v trí
   c xp hng. Còn theo kt qu nghiên cu khác va qua ti
Di th gii Davos, Vit Nam nm trong s 10 quc gia có chng
không khí thp và ng nhiu nhn sc khe.[15]
Nhng dòng sông  các thành ph l   i hay thành ph H Chí
Minh b ô nhim nng n. Nh c hi, làm hy hoi
ngun thy sn và  ng trc tip t  ng sng, sc kho ca cng
ng.[15]
Ti thành ph ô nhim nguc vt v nan
gii. Nguyên nhân khin nhiu khu vc sông này tr t ch
c thi t  ch bin hi sn và t các công ty dt nhum xung quanh x
trc tip t Trên thc t c h thng x c
tht chun thì không ph  kh  c lén lút x ra
ng.
Vì vy vic tìm kim vt liu hp ph ng hp ph ln, tính chn
lc cao, kh  tt và có giá thành thu
s quan tâm nghiên cu ca các nhà khoa hc. Than hot tính là vt liu hp ph
c các nhu cu trên và hic áp dng rng rãi.

Có rt nhi than hot tính,  có th nói chung rng than
hot tính là mt dng cc x  mang li mt cu trúc rt xp, do
n tích b mt rt ln và kh p ph t
Than hoc sn xut s có kh p ph mt s cht, tuy
 ng dng than hot tíc hp ph mt s hp cht nhnh
p chc bi có nhng tính cht vt lý
tn tích b m a các l x
phc v m g hp ph ci vi mt s ch
 án tt nghii hc  Khóa 2010  2014 
Ngành Công ngh k thut Hóa hc 2 Khoa Hóa hc và Công ngh thc phm
và hmetylen xanh, phenol, dung dch NiCl
2
, dung dch CoCl
2
). Tùy vào tính
cht cn có mà than hoc bin tính theo nh
 tài cn tính than hot tính bng phph
các oxit kim loi chuyn tip MeOx tài này em s dph than
hot hot tính vi Fe
2
O
3
và CuO thông qua 2 mui FeCl
3
.6H
2
O và CuCl
2
.6H
2


c than hot tính có tính cht phù hp. Bn   c chia làm 4

ng quan
c nghim
t qu và tho lun
t lun và kin ngh


 án tt nghii hc  Khóa 2010  2014 
Ngành Công ngh k thut Hóa hc 3 Khoa Hóa hc và Công ngh thc phm
CHƯƠNG I
TỔNG QUAN

1.1. Tổng quan về than hoạt tính
1.1.1. Gii thiu chung
Than hot tính có thành phn ch yu là cacbon, chim t n 95% khi
ng. Phn còn li là các nguyên t nh, oxi, có sn
trong nguyên liu hoc mi liên kt vi cacbon trong quá trình hot hóa.
Thành phn ca than hong là: 88% C; 0.5% H; 0.5% N; 1% S và
6-ng oxi có th i t n 20% tùy thuc vào nguyên liu và
u ch than hot tính.[5]
Than hot tính có din tích b mt khong 800 - 1500 m
2
/g ch yu là do các
l nh i 2nm to ra, th tích mao qun t 0.2 - 0.6 cm
3
/g.[5]
Nhiu nguyên liu khác nhau có th c s dt liu
tng h sn xut than hot tính mà không c d

vc hiu qu . Than hot tính sau khi s dng có th c tái sinh
(làm sch hoc gii hp ph) và có th tái s dng nhiu ln.
Than hoc sn xut t các nguyên liu t  c bit
ng tn dng nhng ph th tru, gáo dng
cách than hóa và x lý tip s c than ho xp cao, va tn dng
c ngun nguyên liu ph thi mang li hiu qu kinh t và góp phn bo v môi
ng. Trong quá trình x lý, mt vài thành phn chuy
khi nguyên liu to thành các l trng xp (mao qun).[14]
Hin nay trên th ng, than hoi ba dng:[5],[14]
- Than hot tính dng bt
- Than hot tính dng ht
- Dng than hot tính ci tii áp sung là viên
 án tt nghii hc  Khóa 2010  2014 
Ngành Công ngh k thut Hóa hc 4 Khoa Hóa hc và Công ngh thc phm
1.1.2. Lch s hình thành và phát trin[14],[15],[9]
- Than hot tính  dng than g  c hoc s dng t nhiu
th k c.
- i Ai Cp s dng than g t kho làm cht hp
ph cha bnh.
- i Hindu c   t làm sc ung bng cách lc qua
than g.
- Sn xut than hot tính trong công nghip bu t khong nh
c s d làm vt liu tinh ch ng bng cách than hóa hn
hp các nguyên liu có ngun gc t thc vt bc hoc CO
2
.
- Than ho   c s dng trong các mt n  c trong th
chin th nht.
- N-  hút mùi hôi  nhng v
tính hoi t.

-  hing hp ph trên than g.
- -tan- vào ng chc
trên thy ngân và nhn thy phn ln khí trong ng b than hút mt.
- c dung d--y than g có th ty
màu nhiu dung dch.
- -y than g ty màu tt các dung dng
    -li-      ty màu trong công nghip
ng.
- u th k -si mi thành công trong vic ch to
than tc ch to bng cách trn than màu vi potdineeg ra
và sy.
- -u kh  da hp th N
2
, H
2
,NH
3
và
HCN  khong nhit  t 0-70°C thc hp th t
3
, N
2
,
H
2
.
-  c ta t nhu thp k u mt s than hot
tính dùng cho mt n c và phc v nhu cu phát tri
 án tt nghii hc  Khóa 2010  2014 
Ngành Công ngh k thut Hóa hc 5 Khoa Hóa hc và Công ngh thc phm

1.1.3. Phân loi [14]
a) Phân loi theo Misec
Có nhi phân loi than hon nht theo Misec là
phân loi theo hình dáng bên ngoài ca nó. Theo cách này than hoc phân
thành hai nhóm:
* Than bt:
Nhóm này gm than t khuch tán trong dung dch
nh nên quá trình hp ph xy ra trong dung dch rt ch  thit
lp cân bng hp ph c nghin thành bt mn.
* Than ht:
Than ht ch yc dùng trong hp ph y còn có tên gi là
ng lngc bi lc
c.
Than ht có th là dng mnh hoc dng tr. Nguyên lin kích
c nhc hot hóa. Than ht dng tr hoàn chc ch to theo
quy trình phc tc chun b  dng va, ép va thành si và
ct thành ht ri tip tc sn xut khác.
b) Phân loi theo Meclenbua
Meclenbua phân loi than hot tính theo m dng và vì vy than gm
nhiu loi:
* Than ty màu:
n, có ng dng rng rãi trong nhiu ngành công nghip 
ty màu dung dch,  p ph cht bc phân t cht
i trong phm vi rng t dng phân t ng ti dng ln và ti
các ti phân tán keo. Than ty màu dùng  dng bt mc
ht khong 80 - 100µm.
Than ty màu còn gm than kim, than axit và than trung tính.

 án tt nghii hc  Khóa 2010  2014 
Ngành Công ngh k thut Hóa hc 6 Khoa Hóa hc và Công ngh thc phm

* :
Than có kh p ph các cht tan phân tán dng keo trong dch d dày và
ruy màu, ch  sch cao. Trong quá trình sn xut
không nên dùng nhng cht tm cha nhing, thy ngân,
* Than hp ph:
Tùy vào chng và mc  dng, than hp ph c chia thành ba
loi:
- Than :  t h
khí, chng hn  tách benzen khi các khí thiên nhiên nhm quay vòng
dung môi d  li quy trình sn xut. Than có ho bn
c cao, tr lc li vi dòng khí nh, kh  cht b hp
ph th   c sn xu i d  nh hình hay dng
mng kính t 2 - 8mm, chiu dài khong 1.5 lng kính.
- Than xúc tác: t d xp ln, có th dùng làm
cht xúc tác trong tng hp nhiu ch
- Than khí: Than có kh g hp ph chn l dùng than
 tách các hi hn hp ca chúng. Than có ng
dng rng rãi trong công ngh dâu m  làm sch các ch  
 làm sc sn xui dng mnh hay hnh
hình vc tùy thuc vào m dng.
c) Phân lo-bi-nin
-bi-a vào cu trúc x phân loi than hot tính. Chia than hot
tính thành dng thu hi và d u trúc. Theo
ông chia than thành ba dp lý:
* Than hot tính hp ph khí:
Dùng cho hp ph t d ng than này thuc cht
hp ph có cu trúc xp nh lou trúc ca d
th tích hp ph trong l xp nh làm d dàng cho s hp ph ng nhit

 án tt nghii hc  Khóa 2010  2014 

Ngành Công ngh k thut Hóa hc 7 Khoa Hóa hc và Công ngh thc phm
* Than hot tính thu hi:
Dùng hp ph p nhm thu h
li chu trình sn xut. Dng than này thuc cht hp ph có cu trúc hn tp. Dung
tích hp ph l  cht b hp ph thp, nhu
kin kh hp ph bt.
* Than ty màu:
Than t ty màu và lc sch dung dch, cht lng. Than ch yu
thuc cht hp ph có cu trúc loi II. Than cha t l ln l c  ln
 hp ph các phân t màu và các tp cht khác có mt trong pha lng. Khi cn
hp ph các cht có phân t nh khi dung dch thì dùng tan có cu trúc loi I.
S phân loi than hong d dàng trong sn
xut và trong vic tìm loi than thích hp cho m dng ca mình. Than
hoc sn xut t  khác nhau, tuy có nhãn hiu và tên thành phm
 có tính cht hp ph ging nhau.
1.1.4. Kh ng dng ca than hot tính trong thc t [5],[10],[14]
Nhiu Than hot tính là cht hp ph quý và linh hoc s dng rng rãi
cho mi b màu, mùi, v không mong mun và các tp cht h
c thi công nghip và sinh hot, thu hi dung môi, làm sch không
khí, trong kim soát ô nhim không khí t khí thi công nghip và khí th
trong làm sch nhiu hóa chc phm, sn phm thc phm và nhiu ng dng
c s dng ngày càng nhic luy
thu hi vàng, bc, và các kim loi khác, làm chc
bin trong nhiu ng dng trong y hc s d loi b c t và vi
khun ca mt s bnh nhnh.
Do kh p ph tt mà than hot tính có nhng ng dng quan trng

- Kh, lc các cht hc.
- Hp ph nhng phân t khí có hi trong không khí.
 án tt nghii hc  Khóa 2010  2014 

Ngành Công ngh k thut Hóa hc 8 Khoa Hóa hc và Công ngh thc phm
Ngoài ra, vi nhKc hi, giá thành r, sn xut d
dàng vì vy mà còn có nhng ng dng rng rãi trong mt s 
- Trong y t c): Ty trùng và loc t.
- Trong k thut: Là thành phn chính ca túi lc khí, ca mt n phòng

- Trong x c: Lc các cht bng, hp ph ion kim loi nng
-  i sng hng ngày: S dng làm kh  c, lc làm
sc sinh hot.
- c kim loi: Thu hi vàng, bc và các ch
cht xúc tác, cht mang.
1.2. Sơ lược về các phương pháp biến tính bề mặt than [5]
m quan trng và thú v nht ca than hot tính là b mt có th bin
tính thích h m hp ph và làm cho than tr nên thích h
trong các ng dc bit. S bin tính b mt than hot tính có th c thc
hin bng s to thành các dng nhóm chc b mt khác nhau. Các nhóm chc này
bao gm các nhóm chc oxy - c to thành khi oxy hóa b mt than vi
các khí hoc các dung dch oxy hóa. Nhóm chc b mt cacbon - hydro to thành
bng quá trình x lý than hot tính vi khí hydro  nhi cao. Nhóm chc cacbon
- nh bng quá trình x lý than hot tính vnh nguyên t, CS
2
, H
2
S,
SO
2
. Cacbon -      lý than hot tính vi amoniac. Cacbon -
c to thành bng quá trình x lý than hot tính vi halogen trong pha
khí hoc dung dch. Vì các nhóm chc liên kc gi  cnh và góc
ca li vì thành phn các cnh và góc này ch yu là b mt hp

phi ta hi vng khi bin tính than hot tính s ng hp ph
p ph ca các than hot tính này. Th bin tính b mt
c thc hin bng quá trình kh khí và bng vic mang kim loi lên b
mt.
 án tt nghii hc  Khóa 2010  2014 
Ngành Công ngh k thut Hóa hc 9 Khoa Hóa hc và Công ngh thc phm
1.2.1. Bin tính than hot tính bng N
2

Than hot tính ch nhóm chc cha 
phn ng pha khí vi dimethylamin  150°C trong 1h, hoc vi NH
3
khô  300°C
hoo ra m nhóm chc C-N trên b mt. Boehm và các
cng s -Utrilla và các cng s, thy rng khi than ho
i NH
3
c to thành trên b mt.  nhi
thp s c ng vi s nhóm oxy axit trên b mc cho là s
to thành mui amoni. Tuy nhiên,  nhi cao s thay th các nhóm hydroxyl
bc tha nhn, than tr nên k c và gi kh
p ph xanh methylen.
1.2.2. Bin tính b mt than bng halogen
 m b mt ca than hot tính và mu c bin tính bng mt s
 lý vi halogen. S hp ph halogen gm c hp ph vt lý và hp
ph hóa hc, quá trình thông qua mt s  bao gm cng hp  
i vi H
2
, hp ph hóa hc và s oxi hóa b m
ph thuc vào bn cht ca b mng oxy, hydro cu kin

thí nghim và bn cht ca tng loc c nh trên b mt
than  dng hp cht cacbon- bn nhit cao và không th loi b bng
x lý nhit trong chân không cho ti 1000
0
C n
nhiên, mt phn halogen có th i vi nhóm OH khi x lý vi kim và trao
i vi nhóm NH
2
khi x lý vi khí NH
3
ng hp ph hóa hc hay hp
ph vt lý này có th bim b mt và phn ng b mt ca
than. Ví d, s c nh Clo hoc Brom có th to ra s phân ci
là liên k vi liên kt ph bin trên than là liên kt vi nhóm
oxi b mt. Liên kt C-Cl hoc C-Br có th i vi các nhóm chc khác to ra
loi hp cht b mt mi.
 m mt ca than
ng, than gáo dc bin tính vi halogen. T khi cn tính
ng clo c   axit b mt ca than còn li
 án tt nghii hc  Khóa 2010  2014 
Ngành Công ngh k thut Hóa hc 10 Khoa Hóa hc và Công ngh thc phm
nhiu hoi ta thy rng s c nh clo dn nhiu dng cu
trúc l xp và s phân b c mao qun, hoc s i v trí hoc m
tâm hong.
1.2.3. Bin tính b mt than bng s nh hóa
Các hp cht cacbon- nh trên b m c nghiên cu rng rãi trên
than g, than hot tính, mui than. Các hp cht nc to thành trong sut hoc
sau quá trình tng hp ca cacbon hot tính, chúng thông
c to thành b có mnh nguyên t hoc
các ch

2
, và SO
2
. Nhng hp chu hunh trên b mt
này không hp thc trong khong rng v thành phn ph thuc vào bn cht than,
u kin thc nghi ln ca b mt than. Nhng hp chng
cha m    nh, có th lên ti 40-50%. Nhng hp ch 
hunh trên b mt này không th chit vi các dung môi hoc b phân hy mt cách
hoàn toàn bng x lý nhi b loi b
hc x lý trong khong 500-700°C vi H
2
.
S hp ph hóa hnh lên b mt than bao gm s liên kt vi các
nguyên t cacbon bên ngoài, cng ti v trí np vào bên trong cu
trúc mi lt vi b mt cacbon.
 cacbon ngoi vi, do các hóa tr không tha mãn ca chúng quyt
m hp ph ca than ho tin rng s có mt ca
các chnh b mt s ng ti tính cht b mt ca nhng vt liu này.
1.2.4. Bin tính than hot tính bng cách tm
Nhng loi than nc s dng lu tiên trong chin tranh th gii th
nh bo v h hô hp ca các binh lính chng li chia, vic
mang các kim loi lên các vt liu có cacbon làm gim khí hóa và thay
i cu trúc l xp ca các sn phm cacbon cui cùng. Vì vy, vic mang các cht
lên than hoc s d c than hot tính có mt cu
trúc vi l nh.
 án tt nghii hc  Khóa 2010  2014 
Ngành Công ngh k thut Hóa hc 11 Khoa Hóa hc và Công ngh thc phm
Than hoc tm KI và các hp ch, vi amine, bao gm
c s dng rng rãi trong công nghip h duy trì các hp cht
phóng x ca iot t các tác nhân làm lnh và h thng thông gió. KI mang trên than

hot tính phn ng vi nhóm oxi - cacbon trên b mi trng thái
hp ph ci thin kh a than ho duy trì metyliot
phóng x. Tính cht hp ph ca than hoi khi mang lên
nó 5-pyridin. Kh n ng ca than có mang Clo-i
ving cht mang. Tuy nhiên, kh n i t pyridin này
tt thit theo th t a
chúng.
 hp ph clo-xianua trên than hoc
và sau khi mang lên Cu(II), Cr(VI), Ag(I), và NH
4
+
trong mt t l c. S
hp ph Clo-Xianua là thun ngh  ng hp ca than ho   
thành không thun nghch sau khi tm mc dù kh  p ph  i.
ng thái hp ph ca than hot tính c và sau
khi tm vi Cu(II), CrO
4
-
, và Ag(I) cho clorofor, cynogen chlorua, phosgen và
c ty c kh p ph hóa hc và
kh p ph vt lý, kh p ph hóa hc gi
phosgen, cynogen clorua và hygro xyanua. Tt c c tu gi li
 ba chc mang lên sau khi qua sy chân không  150°C. S hp
ph c mà hn hc vi ln so vi than hot
ng.
Vu kin phòng thí nghim tng, tôi chn tính
than hot tính b   ph các oxit kim loi (Fe
2
O
3

, CuO) da vào
nguyên lý cm t sau:
- c hin.
- Than hoc ph kim loi và các oxit c dng
các ht nh c s dng rng rãi trong mt vài phn ng pha khí
c trong công nghi bo v i chng lc.[5]
 án tt nghii hc  Khóa 2010  2014 
Ngành Công ngh k thut Hóa hc 12 Khoa Hóa hc và Công ngh thc phm
- Sn phm ca quá trình ph các oxit kim loi lên than hot tính gi là cht
hp ph - xúc tác. Cht hp ph - xúc tác có th hoàn nguyên  nhi 400-
500
o
C, thu so vi nhi hoàn nguyên ca than hou.
u này giúp chúng ta d c thu hi nhng sn phm lng
d t hp ph - xúc tác hp ph c.
-   c hi  n, d dàng phân tích, so sánh kt qu ti
phòng thí nghim.
 tài này, tôi ch nghiên cn tính than hot tính bng cách
ph các oxit ca kim loi chuyn tip  Fe
2
O
3
, CuO lên b mt than nh nhúng
than hot tính vào 2 mui FeCl
3
.6H
2
O và CuCl
2
.6H

2
O.
1.3. Các thông số đánh giá than hoạt tính
Các thông s   giá than hot tính rng, tu theo m
c la chn các thông s c tính cu trúc xp ca tc th
hin thông qua các thông s: din tích b mt (S
r
), th tích l mao qun. Các thông
s c tính riêng theo tng kích c ht. Dc hi ta
chia làm 3 loi: vi l (d < 2 nm), l trung bình (2 nm < d < 50 nm) và l ln (d > 50
nm).(hình 1.1)

Hình 1.1. Cấu trúc minh họa của than hoạt tính
i có kh p ph tt nht là l hng c micropores. Than
hot tính có kh p ph ti vi các cht không phân ct h
hp ph yu các cht phân c  p ph ca than
 án tt nghii hc  Khóa 2010  2014 
Ngành Công ngh k thut Hóa hc 13 Khoa Hóa hc và Công ngh thc phm
hot tính tùy thuc vào kt cc, m khe hng, din tích tip xúc
ca than, tính cht ca các loi tp cht cn loi b và c công ngh ca các nhà sn
xut.[5]
1.4. Hấp phụ
1.4.1. Khái nim và phân loi hp ph
a) Khái nim
Hing hp ph là hi cht tan trên b mt phân chia
gia hai pha. Hp ph có th din ra  b mt biên gii gia hai pha rn và lng, rn
ng và lng.[2]
Trong s hp ph i ta phân bit:
- Vt hp ph: là vt có b mt thc hin s hp ph.
- Cht b hp ph: là cht b thu hút lên b mt vt hp ph.

ng cht b hp ph i  hoc a:
- là s mol cht b hp ph trên 1 cm
2
b mt vt hp ph.
- a là mol cht b hp ph trên 1 gam vt hp ph ng hp ph tuyi)
Hp ph là mt quá trình t din bin nên th ng áp hp th 


vy (

  

) < 0. Mà 

< 0 do s hp ph làm gi t do ca h,
h tr nên trt t p ph là hiu ng nhit khi mt mol chc
chuyn t trng thái khí vào trng thái hp ph âm ( 

 
hp ph là quá trình ta nhit.[5]
b) Phân loi: V i ta phân bit hai loi hp ph
* Hp ph lý hc: Là quá trình hp ph cm:
- Lc hp ph là lc Van del Waals.
- Quá trình là thun nghi s hp ph còn có s gii hp
ph.
- Entanpy hp ph t 8 -12 kJ/mol.
- ng hot hóa: E > 0
 án tt nghii hc  Khóa 2010  2014 
Ngành Công ngh k thut Hóa hc 14 Khoa Hóa hc và Công ngh thc phm
- Có th hp ph p.

- Quá trình hp ph xy ra  nhi thp.
- Không có tính chn lc.
- T quá trình hp ph nhanh.
* Hp ph hoá hc: Là quá trình hp ph m:
- Lc hp ph là lc hóa hc.
- Quá trình là bt thun nghch.
- Entanpy hp ph t 40 - 800 kJ/mol.
- ng hot hóa: E>
- Ch là hp ph p.
- Quá trình hp ph xy ra  nhi cao.
- Có tính chn lc.
- T quá trình hp ph ch


  





 [10]

k
hp
- hng s t hp ph hóa hc.
k
o
- h s t hình hc.
E
a

- nng hot hóa.
Z - s va chm ca phân t b hp ph trên m b mt trong
m thi gian (Z t l vi áp sut)
*  mao qun:
Không phi là s hp ph c bi  a cht b hp
ph trong các mao qun ca vt hp ph din ra tip sau s hp ph.
Mt quá trình hp ph có bn cht vt lý hoc hóa hc tùy thuc vào bn cht
vt b hp ph, vt hp ph và dung môi. S phân bit hp ph vt lý hay hóa hc
ch  i, không có mt biên gii rõ rt gia hai loi hp ph này.
 án tt nghii hc  Khóa 2010  2014 
Ngành Công ngh k thut Hóa hc 15 Khoa Hóa hc và Công ngh thc phm
Trong thc t, các loi hp ph u xng thu kin
thc t mà loi này hay loi kia chi 
1.4.2. Các dng hp ph ng nhit
Da vào kt qu phân tích các s liu thc nghi
dng hp ph ng nhit quan trng nht.
- Dng I: Hp ph     p ph ng nhit
Langmuir, Freundlich.
- Dng II: Tng thy trong s hp ph vt lí có to thành nhiu lp phân t
cht b hp ph trên b mt vt hp ph rn.
- Dng III: p ph mà nhit hp ph ca nó là bng hay thp
 ca cht b hp ph.
- Dng IV và V: Tng vi s hp ph dng 
t mao qu hp ph trên các vt th xp.

Hình 1.2. Năm loại đường hấp phụ theo Brunauer