Nghiên cứu khả năng hấp phụ mn 2+ trên bentonit cổ định – thanh hóa

TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP ViỆT TRÌ
KHOA: CÔNG NGHỆ MÔI TRƢỜNG

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
ĐỀ TÀI:

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG HẤP PHỤ Mn 2+ TRÊN BENTONIT
CỔ ĐỊNH – THANH HÓA

Giảng viên hướng dẫn : TS. Thân Văn Liên
Sinh viên thực hiện : Hoàng Thành Đạt
Lớp
: MT1D12
1


NỘI DUNG

Chƣơng 1: Tổng quan

Chƣơng 2: Đối tƣợng và Phƣơng pháp nghiên cứu

Chƣơng 3: Kết quả và thảo luận

2


Chƣơng 1: Tổng Quan

1.1. Tổng quan về bentonite

1.2 Sự hấp phụ của các ion kim loại nặng từ môi trƣờng nƣớc của bentonite

1.3 Ứng dụng của bentonite

3


Chƣơng 2 : Đối tƣợng và Phƣơng pháp nghiên cứu

 Đối tƣợng nghiên cứu
Bảng 2.1: Thành phần hóa học bentonite Cổ Định – Thanh Hóa
Thành phần hóa học

Hàm lƣợng, %

SiO2

47,47

Al2O3

4,92

Fe2O3

22,79

CaO

0,18

MgO

8,94

K2O

0,23

Na2O

0,01

MnO

0,16

Cr2O4

0,13

SO3

0,07

Độ ẩm
Mất khi nung

12,60
9,20

4


 Phƣơng pháp trắc quang phân tích mangan
Nguyên tắc: oxi hóa Mn2+ thành MnO4- theo phản ứng sau:
2Mn2+ + 5/2S2O8 + 8H2O = 2MnO4- + 5SO42- + 16H+
Phản ứng sảy ra trong môi trường axit H2SO4, HNO3 có xúc tác AgNO3.

 Xây dựng đường chuẩn Mn
Bảng 2.1. Quan hệ giữa mật độ quang D và nồng độ Mn2+.
STT

Mn (mg/l)

D

0

0

0

1

0.05

0.001

2

0.10

0.004

3

0.25

0.01

4

0,5

0.017

5

1

0.04

6

2

0.086

7

3

0.123

8

4

0.164

9

5

0.207

5


D

0.25

y = 0.0415x - 0.0008
R² = 0.9995

0.2

0.15

0.1

0.05

0

0

1

2

3

4

5

6

Nồng độ Mn (II) (mg/l)

-0.05

Hình 2.1: Đường chuẩn Mn

6


CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3.1. Xác định thời gian đạt cân bằng hấp phụ
Bảng 3.1: Mối quan hệ giữa mật độ quang và thời gian đạt cân bằng hấp phụ
Thời gian khuấy ( h )

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

Nồng độ cân
bằng (g/.l)

1.92 1.824 1.713 1.628 1.567 1.568 1.568

Hấp dung A (

2.66

Mn2+
5.86

9.56

12.4 14.43 14.44 14.44

mg/g)

7


Hình 3.1 Đồ thị thể hiện sự phụ thuộc của hấp phụ vào thời gian

- Khi thời gian hấp phụ thay đổi từ 0,5 đến 4h , lượng Mn2+ trong dung dịch bị hấp
phụ biến đổi tỉ lệ thuận theo thời gian
thời gian 3h là thời gian tối ưu cho sự hấp phụ Mn2+ cuả bentonite.
8


3.2.Ảnh hƣởng của lƣợng bentonit dùng để hấp phụ
Bảng 3.2. Kết quả sự phụ thuộc hấp phụ vào lượng bentonite

Khối lượng

0.25

0.5

0.97

0.92

1

2

3

bentonit (g)

Nồng độ cân
bằng Mn2+

0.706

0.408

0.106

14.7

14.8

14.9

(g/l)
Hấp dung

6

8

( mg/g)

9


Hình 3.2. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của hấp phụ vào lượng bentonit.

Khi tăng lượng bentonit từ 0,25g/50ml đến 3g/50ml thì hấp dung và hiệu suất hấp
phụ đều tăng.
lượng bentonit tốt nhất dùng để hấp phụ 50ml Mn2+ 1g/l là 1g.
10


3.3. Ảnh hƣởng của nồng độ chất bị hấp phụ
Bảng 3.3. Sự phụ thuộc của hấp dung A vào nồng độ của dung dịch Mn2+

C0 ( g/l )

2

1.5

1

0.5

0.25

0.1

C ( g/l )

0.976

0.981

0.592

0.2219

0.0147

0.004

A ( mg/g)

25.6

25.5

20.4

13.905

9.2

4.8

11

Hình 3.3. Mối quan hệ giữa hấp phụ và nồng độ dung dịch Mn2+

Từ đồ thị ta thấy khi nồng độ của dung dịch Mn2+ 1,5g/l thì hấp
dung đạt giá trị cực đại 25,95 mg/g.

12


3.4. Ảnh hƣởng của pH
Bảng 3.4. Kết quả sự phụ thuộc hấp phụ vào pH

pH

2

3

4

5

6

Nồng độ cân bằng hấp phụ
(g/l)

1.09

0.984

0.812

0.876

0.992

Hấp dung (mg/l)

20.5

25.8

34.4

31.2

25.4

13


Hình 3.4. Mối quan hệ giữa hấp phụ và pH.

Khi tăng pH từ 2 đến 4 thì hấp dung tăng nhưng nếu tiếp tục tăng pH từ 4 đến 6
thì giá trị hấp dung giảm.
Hấp dung cực đại tại pH = 4 là 35,4 mg/g.
14

3.5. Ảnh hƣởng của tỷ lệ thể tích dung dịch hấp phụ và lƣợng bentonit : V/m
Bảng 3.5. Sự thay đổi hấp phụ A đối với Mn với các tỉ lệ V/m khác nhau.

Vl(ml)

10

Ccb(g/l)

0.114

A
(mg/g
)

8.86

20

30

0.475 0.632

10.5

12

40

50

60

70

0.65 0.715

0.719

0.756

0.771

0.825

13.9

16.8

18.6

18.3

18.7

15.4

80

90

15


Hình 3.5. Sự phụ thuộc của dung lượng hấp phụ mg/g trên bentonit vào tỷ lệ V/m

- Hấp dung của dung dịch tỷ lệ thuận với tỷ lệ V/m
Hấp dung của Mn2+ đạt giá trị cực đại khi tỷ lệ V/m = 70 là 18,6mg/g.

16


KẾT LUẬN
- Bentonit Cổ Định – Thanh Hóa có khả năng hấp phụ mạnh với Mn2+ có
thể sử dụng để tách Mn2+ ra khỏi nước thải công nghiệp.
- Điều kiện tối ưu cho quá trình hấp phụ đối với ion Mn2+ của bentonit

như sau:


pH=4

 Thời gian khuấy trộn: 3 giờ.
 Tỷ lệ V l/mr tối ưu để có hấp phụ cực đại là 18.6 mg/g.
 Hấp phụ cực đại Mn2+: 25,95 mg/g.

17

18