Khoá luận tốt nghiệp Nghiên cứu sử dụng hỗn hợp PANi - than hoạt tính hấp thu thuốc bảo vệ thực vật

TRƯỜNG ĐẠI HỌC s ư PHẠM HÀ NỘI 2
KHOA HÓA HỌC

===£0|Ũ3o8===
Nguyễn Thị Huyền

NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG HỒN HỢP PANi
- THAN HOẠT TÍNH HẤP THU THUỐC
BẢO VỆ• THỰC
VẬT
•
•
KHÓA LUÂN
TỐT NGHIÊP
ĐAI
HOC
•
•
•
•
Chuyên ngành: Hốa học Hữu cơ

Người hướng dẫn khoa học
TS. Dương Quang Huấn

HÀ NỘI-2016

1


LỜI CẢM ƠN

Với lòng kính trọng và biết ơn chân thành, tồi xin chân thành cảm ơn
thầy giáo TS. Dương Quang Huấn đã định hướng và hướng dẫn tôi tận tình
trong suốt quá trình nghiên cứu để tôi hoàn thành được khóa luận tốt nghiệp.
Tôi xin chân thành cảm ơn lãnh đạo trường Đại học Sư phạm Hà Nội
2, Ban chủ nhiệm và các thầy cô trong khoa Hóa học đã hết lòng quan tâm giúp
đỡ tôi trong suốt thời gian 4 năm học tập.
Tôi xin chân thành cảm ơn bạn bè và người thân đã luôn tạo điều kiện
và động viên, khuyến khích tôi học tập đến đích cuối cùng.

Hà Nội, ngày 05 tháng 5 năm 2016
Sinh viên
Nguyễn Thị Huyền

2


MỤC LỤC
Trang

MỞ ĐẦU............................................................................................................

1

1. Lí do chọn đề tà i.............................................................................................

2

2. Mục đích nghiên cứu.......................................................................................

2

3. Nhiệm vụ nghiên cứ u ......................................................................................

2

4. Đối tuợng và phạm vi nghiên cứ u..................................................................

2

5. Phuơng pháp nghiên cứ u.................................................................................

2

6. Ý nghĩa khoa học và thục tiễn........................................................................

2

CHƯƠNG I. TỔNG QUAN...............................................................................

3

1.1. Giới thiệu chung về thuốc BVTV - POP ....................................................

3

1.1.1 .Định nghĩa................................................................................

3

1.1.2. Phân loại thuốc bảo vệ thục v ậ t...............................................

3

1.1.3. Khái niệm các hợp chất hữu cơ khó phân hủy PO P................

5

1.1.4. Một số hợp chất POP tiêu biểu................................................

6

1.1.5. Đặc điểm hóa học của PO P.....................................................

7

1.1.6. Tình hình ô nhiễm thuốc BVTV.............................................

7

1.1.7. Các phuơng pháp xử lý ô nhiễm thuốc BVTV đã b iết............

10

1.2. Tổng quan về PANi.....................................................................................

11

3

1.2.1. Cấu trúc polyanilin..................................................................

12

1.2.2. Phương pháp tổng hợp polyanilin..........................................

15

1.2.3. ứng dụng của PANi................................................................

15

1.3. Tổng quan về than hoạt tín h........................................................................

16

1.3.1. Cấu tạo của than hoạt tín h .......................................................

16

1.3.2. ứng dụng của than hoạt tính...................................................

17

1.4. Quá trình hấp p h ụ ........................................................................................

17

1.4.1. Các khái niệm cơ b ản ...............................................................

17

1.4.2. Dung lượng hấp p h ụ ................................................................

18

1.4.3. Hiệu suất hấp p h ụ ....................................................................

19

CHƯƠNG 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN c ứ u VÀ THựC NGHIỆM

20

2.1. Các phương pháp nghiên cứ u.......................................................................

20

2.1.1. Phương pháp chiết rửa thuốc BVTV ra khỏi đất ô nhiễm......

20

2.1.2. Phân tích hàm lượng thuốc BVTV bằng GCMS...................

20

2.1.3. Phần mềm xử lí số liệu Origin và Excel..................................

21

2.2. Thực nghiệm................................................................................................

21

2.2.1. Máy móc và thiết b ị .................................................................

22

2.2.2. Dụng cụ và hóa chất................................................................

22

2.2.3. Tiến hành thí nghiệm..............................................................

22

4


CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

26

3.1. Hiệu suất tổng hợp PANi.............................................................................

26

3.2. Đặc trưng của PANi.....................................................................................

26

3.3. Kết quả phân tích nồng độ thuốc BVTV.....................................................

27

3.3.1. Nồng độ dung dịch chiết từ đ ấ t..............................................

27

3.3.2. Nồng độ thuốc BVTV sau khi hấp thu còn lại trong các mẫu

28

3.3.3. Khả năng hấp thu thuốc BVTV của vật liệu.............................

29

3.3.4. Dung lượng hấp th u .................................................................

30

3.3.5. Ảnh hưởng của nồng độ đến khả năng hấp thu thuốc BVTV của PANi

31

KẾT LUẬN.........................................................................................................

33

TÀI LIỆU THAM KHẢO..................................................................................

34

5


DANH MUC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Chữ viết tắt

Chữ viết đầy đủ

BVTV

Bảo vệ thực vật

DDD

Dichlorodiphenyldichloroethan

DDE

Dichlorodiphenyldichloroethylen

DDT

1,1,1-trichloro-2,2-bis(4chlorophenyl)ethan

GCMS

Gas Chromatography Mass Spectometry

IR

Infra Red

PANi

Polianilin

PCB

Polychlorinated Biphenyls

POP

Persistent organic pollutans

SEM

Scanning Electron Microscope

VLHT

Vật liệu hấp thu

POP

Persistent organic pollutant

6

DANH MUC BẢNG VÀ HÌNH VẼ
•

Bảng 3.1. Quy kết các vân đặc trưng trong phổ IR của PANi
Bảng 3.2. Kêt quả hàm lượng các chât trong mẫu đât ban đâu chưa xử lý
Bảng 3.3. Kết quả thuốc BVTV sau 3 lần tách chiết
Bảng 3.4. Nông độ các hóa chât thuôc BVTV trong mẫu ban đâu (ppm)
Bảng 3.5. Nông độ thuôc BVTV sau khi hâp thu còn lại trong các mẫu
Bảng 3.6. Nông độ thuôc BVTV đã hâp thu được băng các vật liệu
Bảng 3.7. Dung lượng hấp thu cho từng chất POP
Bảng 3.8. Anh hưởng của nông độ đên khả năng hâp thu thuôc BVTV của PANi
Hình 1.1. Câu tạo của polyanilin
Hình 1.2. Cấu trúc của PANi
Hình 1.3. Sơ đô tông họp PANi từ ANi và (NH4)2S2Ù8
Hình 3.1. Phô hông ngoại (IR) của PANi
Hình 3.2. Ảnh SEM của PANi
Hình 3.3. Săc kí đô phân tích thuôc BVTV của một sô mẫu tách chiêt
Hình 3.4. Săc kí đô phân tích thuôc BVTV của một sô mẫu hâp thu
Hình 3.5. Biêu đô nông độ thuôc BVTV sau khi hâp thu còn lại tíong các mẫu
Hình 3.6. Biểu đồ tổng nồng độ thuốc BVTV đã hấp thu được bằng các vật liệu
Hình 3.7. Biêu đô hiệu suât hâp thu nông độ thuôc BVTV đã hâp thu được băng các vật liệu
Hình 3.8. Biểu đồ dung lượng hấp thu cho từng chất
Hình 3.9. Biêu đô tông dung lượng hâp thu
Hình 3.10. Biêu đô hiệu suât hâp thu thuôc BVTV của PANi ở các nông độ khác nhau
Hình 3.11. Đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir dạng tuyến tính của PANi

7

M Ở ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài

Thuốc bảo vệ thực vật đóng vai trò quan trọng trong nền sản xuất nông nghiệp ở
nước ta và các nước trên thế giới, nhất là trong trồng cây lương thực, rau màu... để
phòng trừ các loại sâu bệnh, chuột, cỏ dại... nhằm nâng cao hiệu quả kinh tế góp phần
tăng năng suất, tăng mùa vụ, thay đổi cơ cấu cây trồng... Tuy nhiên, nếu con người
thiếu những hiểu biết về việc sử dụng thuốc BVTV thì nó sẽ ảnh hưởng đến môi
trường sinh thái, đặc biệt là ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe con người.
Hiện nay, ở Việt Nam cũng như các nước trên thế giới tình trạng ô nhiễm thuốc
BVTV xảy ra trên diện rộng^lo dư lượng thuốc bảo vệ thực vật sau khi sử dụng còn tồn
dư ngấm sâu trong đất, di chuyển sang nguồn nước và phát tán ra môi trường xung
quanh, đặc biệt là loại khó phân hủy (Persistent Organic Pollutant - POP). Chúng có tác
dụng cực kì nguy hiểm, không những gây ra nhiều bệnh ung thư mà còn có thể tạo ra
biến đổi gen di truyền, gây dị tật bẩm sinh cho thế hệ sau - tương tự như dioxin (chất
độc màu da cam) mà quân đội Mỹ đã sử dụng trong chiến tranh ở nước ta.
Trong số các polyme dẫn điện, polyanilin (PANi) luôn được các nhà khoa học
dành sự quan tâm nghiên cứu bởi khả năng ứng dụng lớn, dễ tổng hợp và thân thiện với
môi trường. Polyanlin cũng được biến tính, lai ghép với nhiều vật liệu vô cơ, hữu cơ
nhằm làm tăng khả năng ứng dụng của nó trong thực tế.
Than hoạt tính là chất có khả năng hấp phụ cao các kim loại nặng, các hợp chất
hữu cơ khó phân hủy nhờ vào cấu trúc xơ rỗng. Mặt khác, than hoạt tính là chất không
độc, giá thành sản xuất rẻ nên cũng được sử dụng khá phổ biến.
Với mục tiêu tìm kiếm chất có khả năng xử lý hiệu quả POP, trong nghiên cứu
ban đầu này tôi đã sử dụng hỗn hợp PANi - than hoạt tính để khảo sát khả năng tách
POP của chúng trong môi trường đất và chọn đề tài: “Nghiên cứu sử dụng hỗn hợp
PANi - than hoạt tính hấp thu thuốc bảo vệ thực vật’’ làm đề tài khóa luận tốt ngiệp
của mình.

1


2. Mục đích nghiên cứu

- Tổng hợp PANi bằng phương pháp hóa học.
- Hấp thu thuốc BVTV bằng PANi đã tổng hợp bằng phương pháp hóa học kết
hợp với than hoạt tính.
3. Nhiệm vụ nghiên cứu

- Nghiên cứu tình hình ô nhiễm thuốc BVTV hiện nay.
- Nghiên cứu phương pháp tổng hợp PANi bằng phương pháp hóa học.
- Nghiên cứu hấp thu thuốc BVTV bằng PANi - than hoạt tính.
- Phân tích, đánh giá kết quả mẫu nước có chứa thuốc BVTV đã được hấp thu.
4. Đổi tượng và phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu: Thuốc BVTV, PANi, than hoạt tính.
- Phạm vi nghiên cứu: Phòng thí nghiệm.
5. Phương pháp nghiên cứu

- Đọc và tìm hiểu tài liệu có liên quan tới PANi và thuốc BVTV, phương pháp
hấp thu chất ô nhiễm.
- Các phương pháp IR, SEM để để đánh giá PANi.
- Phương pháp GC/MS để phân tích hàm lượng thuốc BVTV.
- Các phần mềm chuyên dụng để đánh giá, phân tích và xử lí số liệu.
6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Kết quả nghiên cứu của báo cáo góp phần làm cơ sở khoa học để mở ra một
phương pháp xử lí chất ô nhiễm mới đơn giản và hiệu quả.

2


CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN
1.1. Giới thiệu chung về thuốc BVTV
1.1.1. Định nghĩa thuốc bảo vệ thực vật [8]
Thuốc BVTV là những hợp chất hoá học (vô cơ, hữu cơ), những chế phẩm sinh
học (chất kháng sinh, vi khuẩn, nấm, siêu vi trùng, tuyến trùng, ...), những chất có
nguồn gốc thực vật, động vật, được sử dụng để bảo vệ cây trồng và nông sản, chống lại
sự phá hại của những sinh vật gây hại (côn trùng, nhện, tuyến trùng, chuột, chim, thú
rừng, nấm, vi khuẩn, rong rêu, cỏ dại, ...).
Theo quy định tại Điều 1, Chương 1, Điều lệ quản lý thuốc BVTV (ban hành
kèm theo Nghị định số 58/2002/NĐ-CP ngày 03/6/2002 của Chính phủ), thuốc bảo vệ
thực vật là những chế phẩm có nguồn gốc hóa chất, thực vật, động vật, vi sinh vật và
các chế phẩm khác dùng để phòng trừ sinh vật gây hại tài nguyên thực vật. Gồm các
chế phẩm dùng để phòng trừ sinh vật gây hại tài nguyên thực vật; các chế phẩm điều
hoà sinh trưởng thực vật, các chất làm rụng hay khô lá; các chế phẩm có tác dụng xua
đuổi hoặc thu hút các loài sinh vật gây hại tài nguyên thực vật đến để tiêu diệt.
Ở nhiều nước trên thế giới thuốc BVTV có tên gọi là thuốc trừ dịch hại. Sở dĩ gọi
là thuốc trừ dịch hại là vì những sinh vật gây hại cho cây trồng và nông sản (côn trùng,
nhện, tuyến trùng, chuột, chim, nấm, vi khuẩn, cỏ dại, ...) có một tên chung là những
dịch hại, do vậy những chất dùng để diệt trừ chúng được gọi là thuốc trừ dịch hại.
1.1.2. Phân loại thuốc bảo vệ thực vật [8, 9, 19]
1.1.2.1. Phân loại theo mục đích sử dụng

- Nhóm các chất trừ sâu, trừ nhện, trừ côn trùng gây hại
+ Nhóm các chất trừ sâu có chứa clo: DDT, Clodan.
+ Nhóm các chất trừ sâu có chứa phốt pho: Wophatox, Diazinon,
Malathion, Monitor...

3


+ Nhóm các hợp chất cacbamat: Sevin, Furadan, Mipcin, Bassa.
+ Nhóm các hợp chất sinh học: Pyrethroid, Permetrin...
- Nhóm các chất trừ nấm, trừ bệnh, trừ vi sinh vật gây hại
+ Các hợp chất chứa đồng.
+ Các hợp chất chứa lưu huỳnh.
+ Các hợp chất chứa thuỷ ngân.
+ Một số loại khác.
- Nhóm các chất trừ cỏ dại, làm rụng lá, kích thích sinh trưởng
+ Các hợp chất chứa Phênol (2,4-D).
+ Các hợp chất của axits propyonic (Dalapon).
+ Các dẫn xuất của cacbamat (ordram).
+ Triazin.
- Nhóm các chất diệt chuột và động vật gặm nhấm: Photphua kẽm và
Warfarin
1.1.2.2. Phân loại theo gốc hóa học

- Thuốc có nguồn gốc thảo mộc : bao gồm các thuốc BVTV làm từ cây cỏ hay
các sản phẩm chiết xuất từ cây cỏ có khả năng tiêu diệt dịch hại, có độc tính cấp cao
nhưng mau phân hủy trong môi trường.
- Nhóm clo hữu cơ: DDT, 666,... có độ độc cấp tính tương đối thấp nhưng tồn
lưu lâu trong cơ thể người, động vật và môi trường, gây độc mãn tính nên nhiều sản
phẩm bị cấm hoặc hạn chế sử dụng.
- Nhóm lân hữu cơ: Wofatox Bi-58,... có độ độc cấp tính đối cao nhưng mau
phân hủy trong cơ thể người và môi trường hơn so với nhóm clo hữu cơ.
- Nhóm carbamate: Mipcin, Bassa, Sevin,... có độ độc cấp tính tương đối cao,
khả năng phân hủy tương tư nhóm lân hữu cơ nên được dùng rộng rãi vì thuốc tương
đối rẻ tiền, hiệu lực cao,

- Nhóm Pyrethoide (Cúc tổng hợp): Decis, Sherpa, Sumicidine; nhóm này dễ
bay hơi và tương đối mau phân hủy trong môi trường và cơ thể người.
4


- Các hợp chất pheromone: Là những hóa chất đặc biệt, rất ít độc với người và
môi trường; do sinh vật tiết ra để kích thích hành vi của những sinh vật khác cùng loài.
Các chất điều hòa sinh trưởng côn trùng (Nomolt, Applaud,...) là những chất được
dùng để biến đổi sự phát triển của côn trùng. Chúng ngăn cản côn trùng biến thái từ
tuổi nhỏ sang tuổi lới hoặc ép buộc chúng phải trưởng thành từ rất sớm.
- Nhóm thuốc trừ sâu vi sinh (Dipel, Thuricide, Xentari, NPV,....): Rất ít độc với
người và các sinh vật không phải là dịch hại.
Ngoài ra còn có nhiều chất có nguồn gốc hóa học khác, một số sản phẩm từ dầu
mỏ được dùng làm thuốc trừ sâu. Trong loại thuốc BVTV trên đây được sử dụng phổ
biến hơn cả là thuốc trừ sâu, thuốc trừ bệnh và thuốc trừ cỏ dại. Tuy nhiên, các loại
thuốc BVTV khó phân hủy (POP) gây nguy hiểm cho môi trường và sức khỏe cho con
người nhất. Hầu hết các loại thuốc BVTV nhóm POP đã bị cấm sử dụng như DDT,
666, aldrin, endrin... và tình trạng ô nhiễm POP ở nước ta hiện nay lên đến hàng trăm
điểm, điển hình như Vĩnh Phúc, Nghệ An, Hà Nội,...
1.1.3. Khái niệm các hợp chất hữu cơ khó phân hủy POP
Các hợp chất hữu cơ khó phân hủy - POP là các hợp chất hữu cơ biến đổi theo
từng bậc chịu tác động của ánh sáng, hóa học và sinh học. POP thường là các dẫn xuất
của benzen và có đặc điểm ít tan trong nước và hòa tan tốt trong dung môi hữu cơ,
thường tích tụ trong các mô mỡ động vật, có thể bay hơi và có khả năng phát tán rất xa
trong không khí trước khi xảy ra lắng đọng (PGS.TS Nguyễn Trung Việt - Phòng Quản
lý chất thải rắn TP. HCM). Mức độ nguy hiểm, độc hại của từng chất POP là khác
nhau, nhưng đều có một số đặc điểm chung sau:
- Có độc tính cao.
- Khó phân hủy, có thể tồn tại nhiều năm thậm chí hàng chục năm trước khi
phân hủy thành dạng ít độc hơn.

- Có thể bay hơi và phát tán đi xa theo không khí hoặc nước.

5


1.1.4. Một số hợp chất POP tiêu biểu [8, 21]
Thống kê cho thấy ở nước ta có tới 13 chất thuộc loại nhóm hữu cơ khó
phân hủy POP, gây ô nhiễm nghiêm trọng đến môi trường và sức khỏe con người.
Chordane - được sử dụng rộng rãi để diệt mối và là thuốc trừ sâu diện rộng
trong nông nghiệp.
DDT - được biết đến nhiều nhất, được sử dụng rộng rãi trong chiến tranh thế
giới thứ II để bảo vệ binh lính và ngưới dân khỏi sốt rét, sốt phát ban và nhiều bệnh
dịch khác lây truyền bởi côn trùng.
Dieldrin - được sử dụng chủ yếu để diệt mối và các loại sâu hại vải, kiểm
soát các bệnh dịch lây lan do côn trùng và diệt các loại côn trùng sống trong đất nông
nghiệp.
Đioxin - được tạo ra một cách vô tình do sự đốt cháy không hoàn toàn, cũng
như trong quá trình sản xuất một số loại thuốc trừ sâu và các hóa chất khác. Ngoài ra,
một số kiểu tái chế kim loại, nghiền và tẩy trắng giấy cũng có thể sản sinh ra đioxin.
Đioxin còn có trong khí thải động cơ, khói thuốc lá và khó than gỗ.
Endrin - đây là loại thuốc được phun trên những cánh đồng bông và ngũ cốc
để diệt trừ các loại gặm nhấm, trừ sâu. Chất này còn được sử dụng để diệt các loại
chuột nhà, chuột đồng ...
Hexachlorobenzen (HCB) - được sử dụng để diệt nấm hại cây lương thực.
Đây cũng là một phụ phẩm trong việc sản xuất một số loại hóa chất nhất định và là kết
quả của những quá trình phát thải ra đioxin và furan.
Mirex - một loại thuốc trừ sâu sử dụng chủ yếu để diệt kiến lửa và các loại
kiến và mối khác. Mirex còn được dùng làm chất làm chậm lửa trong chất dẻo, cao su
và đồ điện.
Polychlorinated Biphenyl (PCB) - được dùng trong công nghiệp làm chất lưu

chuyển nhiệt, trong các máy biến thế điện và tụ điện, làm chất phụ gia trong sơn, giấy
copy không cacbon, chất bịt kín và chất dẻo.

6


Toxaphene - còn được gọi là camphechlor, một loại thuốc trừ sâu dùng trong
ngành trồng bông, ngũ cốc, hoa quả, hạt và rau xanh. Chất này còn được dùng để diệt
các loại ve, chấy kí sinh vật nuôi.
1.1.5. Đặc điểm hóa học của POP
POP, theo định nghĩa là các hợp chất hữu cơ bền có khả năng chống phân hủy
sinh học, quang hóa hoặc bằng hóa chất. POP thường là các dẫn xuất halogen, nhất là
dẫn xuất clo. Các liên kết cacbon - clo rất bền và ổn định đối với thủy phân phân hủy
sinh học và quang hóa. Dan xuất clo - nhân thơm (benzen) còn bền và ổn định hơn.
Các chất POP có độ tan trong nước rất thấp, độ hòa tan trong dầu mỡ cao, dẫn
đến xu hướng của họ để vượt qua dễ dàng màng sinh học thấm vào tế bào, tích lũy
trong mỡ. Hầu hết, các chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy ở nước ta có nguồn gốc gần
như hoàn toàn từ các hoạt động sản xuất nông nghiệp.
Các chất ô nhiễm hữu cơ khó phân huỷ thường là hợp chất dễ bay hơi, phát tán
vào không khí, có thể được phân tán xa nguồn ô nhiễm trên một khoảng cách lớn trong
khí quyển.
Do độ bền hóa học cao nên POP có khả năng chống lại các quá trình phân hủy
hóa - lý - sinh. Do đó, tế bào hay cơ thể nhiễm POP rất khó bài tiết những chất gây ô
nhiễm này do đó có xu hướng tích lũy trong các sinh vật.
Nguyên nhân ô nhiễm đối với sinh vật có thể do tiếp xúc, do nước uống, không
khí, đặc biệt có thể thông qua chuỗi dinh dưỡng - thức ăn.
1.1.6. Tình hình ô nhiễm thuốc BVTV
1.1.6.1. Tình hình ô nhiễm thuốc BVTV ở Việt Nam [22]

Theo đánh giá của Cục Quản lý chất thải và cải thiện môi trường - Tổng cục

Môi trường thì ô nhiễm môi trường do tồn lưu hóa chất bảo vệ thực vật đang là một
vấn đề môi trường hết sức nghiêm trọng. Đây là những hợp chất hữu cơ độc hại đứng
đầu danh sách 12 loại độc chất nguy hiểm, tồn tại rất bền trong môi trường nên rất khó
để phân hủy sinh học. Trong đó, chủ yếu lại là các loại hóa chất thuộc nhóm POP như:
DDT, 666, Aldrin... Theo Quyết định số 1946 của Thủ tướng Chính phủ, hiện cả nước
7


còn có 15 tỉnh với 240 điểm tồn lưu hóa chất bảo vệ thực vật. Ngoài ra, theo thống kê
về các điểm tồn lưu hóa chất bảo vệ thực vật từ năm 2007 đến năm 2009, phát hiện
1.153 khu vực gây ô nhiễm môi trường trên địa bàn 35 tỉnh, thành phố, trong đó có
khoảng 864 khu vực môi trường đất bị ô nhiễm do hóa chất bảo vệ thực vật tồn lưu trên
địa bàn 17 tỉnh, thành phố và 289 kho hóa chất bảo vệ thực vật tồn lưu trên địa bàn 35
tỉnh thành phố. Kết quả điều tra và phân loại theo quy định tại Điều 92 của Luật Bảo vệ
môi trường thì trong tổng số 864 khu vực bị ô nhiễm, có 189 khu vực bị ô nhiễm đặc
biệt nghiêm trọng và ô nhiễm nghiêm trọng, 87 khu vực bị ô nhiễm và 588 khu vực đất
có ô nhiễm hóa chất bảo vệ thực vật tồn lưu nhưng vẫn chưa đánh giá chi tiết mức độ ô
nhiễm. Trong số 289 kho chứa hóa chất bảo vệ thực vật tồn lưu và phân loại cơ sở theo
quy định tại Thông tư số 07/2007 ngày 03/7/2007 của Bộ Tài nguyên và Môi trường,
về việc hướng dẫn phân loại và Quyết định danh mục các cơ sở gây ô nhiễm môi
trường cần xử lý, có 51 kho gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng, 8 kho gây ô nhiễm
môi trường và 230 kho chưa đánh giá được mức độ ô nhiễm.
Theo các kết quả điều tra của Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn và Tổng
cục Môi trường, thuốc bảo vệ thực vật hiện còn tồn lưu ở Việt Nam chủ yếu là DDT
(lẫn với Lindan). Đây là những loại hoá chất còn tồn lưu tại các kho từ trước năm
1990. Ngoài ra, ở Việt Nam hiện còn tồn đọng 2 loại thuốc bảo vệ thực vật là 2,4-D và
thiodan nằm ngoài danh mục thuốc bảo vệ thực vật là các hợp chất POP theo Công ước
Stockholm, nhưng lại thuộc nhóm thuốc bảo vệ thực vật hữu cơ khó phân huỷ, lượng
tồn đọng khoảng 400 kg dạng bột và 5,8 lít dạng lỏng. Từ năm 1993 một số loại hợp
chất như DDT, lindan, HCB đã bị cấm sử dụng tại Việt Nam, tuy nhiên hàm lượng

hiện nay của chúng trong các thành phần môi trường vẫn tương đối cao.
Theo nghiên cứu của Vũ Đức Thảo và các cộng sự - Trung tâm công nghệ xử lý
môi trường, thuộc Bộ Tư Lệnh Hóa học, hàm lượng DDT trong đất tại Hà Nội các năm
1992 ( 4 mẫu đất), năm 1995 (8 mẫu đất), năm 1998 (8 mẫu đất) và năm 2001 (8 mẫu
đất) lần lượt nằm trong khoảng từ 59,7 - 970,6 ng/g (trung bình 268,27), từ 159,7940,5 ng/g (trung bình 182,56), từ 49,7- 870,5 (trung bình 120,36 ng/g) và từ 51,78


850,5 (trung bình 103,23). Các số liệu trên đã chứng tỏ có sự tồn dư hàm lượng DDT
đáng kể trong đất mà giá trị cho phép của DDT trong đất theo tiêu chuẩn TCVN 59411995 (nồng độ DDT < lOOng/g) và các chất biến đổi từ DDT (DDE và DDD). DDE
(l,l-diclo-2,2-bis(4-clophenyl)eten) và DDD (l,l-diclo-2,2-bis(4-clophenyl)etan) là
các sản phẩm biến đổi có khả năng độc hơn và thường đi kèm với DDT trong các thang
phấn của môi trường đất.
Như vậy, tình trạng đất ô nhiễm thuốc bảo vệ thực vật nói chung và thuốc
BVTV khó phân hủy nói riêng ngày càng trở nên cấp bách ở nước ta. Nó ảnh hưởng và
tác động nghiêm trọng đến việc sản xuất nông nghiệp cũng như môi trường và sức
khỏe con người.
1.1.6.2. Tình hình â nhiễm thuốc BVTV trên thế giới [11]

Thuốc bảo vệ thực vật đã được sử dụng từ lâu trên thế giới với mục đích diệt
côn trùng, sâu hại nhằm bảo vệ mùa màng. Ngoài những lợi ích mà thuốc bảo vệ thực
vật có được, chúng vân đem lại những tác hại vô cùng to lớn như gây độc đối với con
người và động vật. Theo công ước Stockholm về các độc chất hữu cơ bền vững, thì có
đến 10 trong 12 hóa chất hữu cơ bền vững mang độc tính cao là thuốc bảo vệ thực vật.
Thuốc bảo vệ thực vật làm gia tăng các vấn đề về môi trường. Trên 98% thuốc diệt côn
trùng và 95% thuốc diệt cỏ không tác dụng đúng mục tiêu vốn có của nó thậm chí còn
gây hại cho môi trường không khí, đất và nước.Thuốc bảo vệ thực vật tồn tại trong
không khí dưới dạng các hạt lơ lững và được gió đưa đi đến một vùng khác để tiếp tục
gây hại. Thuốc trừ sâu là một trong những nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường nước,
một vài loại thuốc trừ sâu là các chất gây ô nhiễm rất bền trong môi trường nước và
gây ô nhiễm môi trường đất. Tổ chức Y tế thế giới và Chương trình Môi trường Liên

hiệp quốc đánh giá mỗi năm có khoảng 3 triệu nông dân ở các nước đang phát triển bị
nhiễm độc trầm trọng bởi thuốc trừ sâu, trong số đó có khoảng 18000 người chết.
Như vậy vẫn đề ô nhiễm thuốc BVTV không chỉ là vấn đề cấp bách của Việt
Nam nói riêng mà còn là vấn đề của cả thế giới nói chung.

9


1.1.7. Các phương pháp xử lý ô nhiễm thuốc BVTV đã biết [6,8]
Hiện nay, trên thế giới và Việt Nam đã có nhiều biện pháp khác nhau được
nghiên cứu và sử dụng để xử lý các đối tượng nhiễm hóa chất BVTV cũng như tiêu
hủy chúng và những biện pháp được sử dụng chủ yếu là:
1) Phá hủy bằng tia cực tím (hoặc bằng ánh sáng mặt trời).
2) Phá hủy bằng vi sóng plasma.
3) Oxy hóa bằng không khí ướt.
4) Oxy hóa bằng nhiệt độ cao (thiêu đốt, nung chảy, lò nung chảy).
5) Phân hủy bằng công nghệ sinh học.
6) Khử bằng hóa chất pha hơi.
7) Khử bằng chất xúc tác, kiềm, oxi hóa điện hóa trung gian.
8) Oxy hóa muối nóng chảy.
9) Oxy hóa siêu tới hạn và plasma.
10) Sử dụng lò đốt đặc chủng.
11) Lò đốt xi măng.
Cho đến nay, nước ta chưa có công nghệ xử lý triệt để đất có tồn dư thuốc bảo
vệ thực vật thuộc nhóm khó phân hủy và vẫn sử dụng các công nghệ: sử dụng lò thiêu
đốt nhiệt độ thấp (Trung tâm Công nghệ Xử lý môi trường - Bộ Tư lệnh Hóa học), sử
dụng lò đốt xi măng nhiệt độ cao (Công ty Holchim thí điểm tại Hòn Chông - Nghệ
An), sử dụng lò đốt 2 cấp có can thiệp làm lạnh cưỡng bức (Công ty Môi Trường Xanh
thực hiện tại các khu công nghiệp) và công nghệ phân hủy sinh học (Viện Công nghệ
Sinh học phối hợp một số đơn vị khác thực hiện). Tuy nhiên, các phương pháp trên có

nhiều hạn chế:
+ Phải đào xúc vận chuyển khối lượng lớn đất tồn dư.
+ Việc bao gói đóng thùng, chuyên chở có nhiều nguy cơ tiềm ẩn.
+ Việc nung đốt trong lò xi măng chưa khẳng định đã phân hủy hoàn toàn chất
độc hại mà không phát sinh dioxin thải ra môi trường.
+ Chi phí đốt quá lớn .
10


Yêu cầu công nghệ phù hợp cho việc xử lý các chất POP tại Việt Nam vừa có
thể triển khai rộng, phù hợp với điều kiện kinh tế, kĩ thuật và trình độ kỹ thuật và quản
lý ở trong nước, mà vẫn giữ được yêu cầu tối quan trọng là không gây phát tán chất
độc, không phát sinh chất độc thứ cấp như dioxin, furan hay các chất độc hại khác ra
môi trường. Tuy nhiên, cho đến nay chưa có phương pháp xử lý công nghệ nào đáp
ứng được tất cả các yêu cầu đặt ra.
1.2. Tổng quan về PANi [4, 5, 10, 16, 17]

1.2.1. Cấu trúc của polyanilin

polyanilin (PANi)
Hình 1.2. Cẩu trúc của PANi

Hình 1.1. Cẩu tạo của PANi

Những tiểu phân PANi (hình 1.1, 1.2) được tạo thành từ những phân tử có kích
thước cơ bản khoảng 3,5 nm. Do cấu tạo của các tiểu phân có kích thước 10 nm có
chứa lõi 8 nm được tạo thành theo tập hợp từ 15 đến 20 phân tử có kích thước 3,5 nm.
Chính lõi này có tính chất “kim loại”, là cơ sở để polyanilin dẫn điện. Những phần tử
có kích thước 10 nm tập hợp lại để thành phần tử lớn hơn có kích thước khoảng 30 nm.
Những phần tử có kích thước 30 nm hợp lại thành phần tử lớn hơn 50-^100 nm. 0 dạng

muối emeraldin, nhờ có sự tạo muối của axit với nhóm -NH- trong mạch phân tử PANi
làm cho nó có khả năng định hình (tạo tinh thể).
Số lượng mắt xích và khối lượng phân tử tuyệt đối của polyme là các đại lượng
trung bình vì thực tế polyme bao gồm các chuỗi mạch polyme với số lượng mắt xích
khác nhau.

11


Harsha và các cộng sự đã xác định được số lượng mắt xích và khối lượng phân
tử tuyệt đối của PANi bằng phương pháp tán xạ ánh sáng (LS) và phương pháp sắc ký
gel thấm (GPC) ở nhiệt độ 0 - 5 ° c và 23°c. Kết quả cho thấy, số lượng mắt xích trong
mạch PANi phụ thuộc vào điều kiện tổng hợp, nhiệt độ của phản ứng và phương pháp
xác định. Khi nhiệt độ tăng thì khối lượng phân tử tuyệt đối của PANi giảm, tổng hợp
PANi khi có mặt của muối sẽ làm tăng khối lượng phân tử tuyệt đối của PANi.
1.2.2. Phương pháp tổng hợp PANỈ
Trải qua ba thập niên kể từ lúc phát hiện vào năm 1977, đã có hàng ngàn báo
cáo khoa học và bằng phát minh mô tả về những các phương pháp tổng hợp của các
loại polyme dẫn điện. Phương cách tổng hợp có thể phân ra làm hai loại:
- Phương pháp điện hóa.
- Phương pháp hóa học.
Phương pháp điện hóa cho polyme ở dạng màng và phương pháp hóa học cho
polyme ở dạng bột. Những polyme dẫn điện thông dụng như polypyrol (PPy),
polyanilin (PANi) và polythiophen (PT) có thể được tổng hợp bằng cả hai phương
pháp.
1.2.2.1. Phương pháp hóa học

Phương pháp polyme hóa anilin theo con đường hóa học đã được biết đến từ
lâu. Tuy nhiên, sau khi phát hiện ra tính chất dẫn điện của PANi thì việc nghiên cứu
các phương pháp tổng hợp được quan tâm nhiều hơn.:

Nguyên tắc của việc tổng hợp PANi theo phương pháp hoá học là sử dụng các
chất oxi hoá như (NH4)2S20s, Na2 S2Ơ8 , K2Cr2Ơ7, KMnƠ4, FeCl3, H2 O2 ... trong môi
trường axit. ANi có thế oxi hoá khoảng 0,7V. Vì vậy, chỉ cần dùng các chất oxi hoá có
thế oxi hoá trong khoảng này là có thể oxi hoá được ANi. Các chất này vừa oxi hoá
ANi, PANi, vừa đóng vai trò là chất doping PANi. Trong các chất nêu trên thì
(NIỈ4 )2 S2O8 được quan tâm nhiều hơn vì thế oxi hoá - khử của nó cao, khoảng 2,0 IV
và PANi tổng hợp bằng chất này có khả năng dẫn điện cao. PANi được tổng hợp bằng
(NĨĨ4)2S208 có thể thực hiện trong môi trường axit (HA) như HC1, H2 SO4 .
12


PANi duoc tong hop theo phuong phap hoa hoc tir anilin Mng each sit dung
amoni persunfat va axit dodecylbenzensunfonic nhu mot chat oxi hoa va dopant. Qua
trinh hoa hoc xay ra nhu sau:

reduction

Emeraldine base

Leucoemeraldi ne base

Hinh 1.3. Sa do tong harp PANi tieANi va (NH4)2S20g

PANi hinh thanh theo phuong phap hoa hoc neu tren co do dan dien la 3 S/cm,
co do on dinh va giu nhiet tot, co the tan tot trong cac dung moi huu co nhu
chloroform, m-cresol, dimetylformamit....
PANi con duoc tong hop Mng phuong phap trung hop nhu tuong dao tir anilin,
amoni persunfat, axit decylphosphonic hoac axit dodecylbenzensunfonic. Theo do, he
nhu tuong dao duoc chuan bi tir axit decylphosphonic hoac n-heptan, amoni persunfat,
axit dodecylbenzensunfonic. Sau do, nho tir tir dung dich anilin trong n-heptan vao he

nhu tuong dao. Ket qua la hon hop chuyen tir mau trang cua he nhu tuong sang mau

13


vàng và cuối cùng là màu xanh lá cây. Sản phẩm thu được là PANi đã được doping bởi
axit và có cấu trúc hình ống.
PANi thu được bằng phương pháp tổng hợp hoá học khó tạo màng trên bề mặt
mẫu bảo vệ, hơn nữa lớp màng này không thể có tính bảo vệ cao như các màng sơn
phủ hữu cơ khác có cấu tạo sợi không gian với độ bền cơ lý cao hơn. Mặt khác, phản
ứng oxi hóa - khử polyanilin bằng phương pháp hóa học khó điều khiển hơn so với
phương pháp điện hóa vì ngoài phản ứng polyme hoá thì anilin còn tham gia vào một
số phản ứng phụ khác. Đây cũng là một điểm yếu của phương pháp polyme hóa anilin
bằng phương pháp hóa học.
Để tạo màng sơn phủ bảo vệ chống ăn mòn, có thể sử dụng phương pháp
polyme hóa điện hóa, tạo lớp phủ bảo vệ trực tiếp trên bề mặt điện cực. Đây cũng là
phương pháp chế tạo polyanilin có hiệu quả cao.
1.2.2.2. Phương pháp điện hóa

Ngoài phương pháp tổng hợp hóa học thông thường, do có tính chất dẫn điện
nên các polyme dẫn điện còn được tổng hợp bằng phương pháp điện hóa. Nguyên tắc
của phương pháp điện hóa là dùng dòng điện để tạo nên sự phân cực với điện thế thích
hợp, sao cho đủ năng lượng để oxi hóa monome trên bề mặt điện cực, khơi mào cho
polyme hóa điện hóa tạo màng dẫn điện phủ trên bề mặt điện cực làm việc (WE). Điện
cực làm việc có thể là Au, Pt, thép CT3, thép 316L,... Đối với anilin, trước khi polyme
hóa điện hóa, anilin được hòa tan trong dung dịch axit như H2 SO4 , HC1, (COOH)2 ...
Như vậy, có thể tạo trực tiếp PANi lên mẫu kim loại cần bảo vệ; do đó việc chống ăn
mòn và bảo vệ kim loại bằng phương pháp điện hóa có ưu việt hơn cả. Do thế oxi hoá
của ANi khoảng 0,7V nên có thể sử dụng phương pháp phân cực thế động trong
khoảng thế từ -0,2 đến 1,2V bằng thiết bị điện hoá potentiostat - là thiết bị tạo được

điện thế hay dòng điện theo yêu cầu để áp lên hệ điện cực, đồng thời cho phép ghi lại
các tín hiệu phản hồi (áp dòng ghi lại điện thế hoặc ngược lại). Từ các số liệu về thế
hoặc dòng phân cực tạo ra từ máy potentiostat và các số liệu phản hồi ghi được đồ thị

14


thế - dòng hay ngược lại là dòng - thế gọi là đường cong phân cực. Qua các đặc trưng
của đường cong phân cực có thể xác định được đặc điểm, tính chất điện hóa của hệ đó.
Nhờ các thiết bị điện phân này, người ta có thể kiểm soát và điều chỉnh được tốc
độ phản ứng. Không những thế, phương pháp điện hóa còn cho phép chế tạo được
màng mỏng đồng thể, bám dính tốt trên bề mặt mẫu.
Màng PANi được chế tạo bằng phương pháp quét điện thế vòng tuần hoàn đa
chu kỳ (CV) bám dính tốt trên bề mặt điện cực. Phương pháp này cho phép theo dõi
được tính oxi hóa - khử của PANi trong suốt quá trình phân cực. Tuy nhiên, phương
pháp này có một điểm bất lợi về mặt thời gian. Thời gian tạo màng ứng với thời gian
tồn tại điện thế mà tại đó xảy ra phản ứng oxi hóa điện hóa monome, thời gian này
tương đối ngắn, do đó dẫn đến hiệu suất phản ứng không cao.
Việc tiến hành tổng hợp PANi bằng phương pháp điện hoá được tiến hành trong
môi trường axit thu được PANi dẫn điện tốt, hơn nữa anilin tạo muối tan trong axit.
Trong môi trường kiềm PANi không dẫn điện, sản phẩm có khối lượng phân tử thấp.
1.2.3. ửng dạng của PANi
Màng PANi có thể tồn tại ở các trạng thái oxy hóa khử khác nhau tương ứng
với các màu sắc khác nhau tùy thuộc vào pH của dung dịch điện ly và thế đặt
vào... Nhờ tính chất này màng PANi phủ lên vật liệu vô cơ như: Al, Fe, Pt... để tạo ra
linh kiện hiển thị điện sắc gồm hai điện cực, ví dụ: chế tạo màn hình tinh thế lỏng.
PANi còn có ứng dụng rộng rãi trong việc bảo vệ kim loại. Do khả năng
bám dính cao, có điện thế dương nên màng PANi có khả năng chống ăn mòn cao,
có triển vọng khả quan thay thế một số màng phủ gây độc hại, ô nhiễm môi trường.
Bằng thực nghiệm, các nghiên cứu gần đây đã cho thấy dạng pemigranilin màu xanh

thẫm - trạng thái oxy hóa cao nhất của PANi có khả năng ngăn chặn sự tấn công của
axit hay môi trường ăn mòn.
PANi có thể sử dụng để chế tạo sensor khi dựa trên nguyên lý sự thay đổi điện
trở thông qua quá trình hấp thụ khi trên bề mặt điện cực.

15


Ngoài ra, do PANi có khả năng hấp thụ kim loại nặng nên người ta có thể dùng
nó để hấp thụ các kim loại nặng có trong nước thải công nghiệp cũng như nước thải
dân dụng [7]. Để tăng quá trình hấp thụ (tăng bề mặt tiếp xúc) và làm giảm giá thành
sản phẩm người ta phủ nên chất mang như: mùn cưa, vỏ lạc, vỏ đỗ, vỏ trứng... (tài
nguyên chất thải, có ích, rẻ tiền nên có thể khai thác sử dụng) một lóp màng PANi
mỏng. Ở Việt Nam đã có nhóm nghiên cứu tổng hợp compozit polyanilin - các phụ
phẩm nông nghiệp như vỏ lạc và vỏ trấu để xử lý chì (II) trong dung dịch đạt kết quả
khá tốt trong việc xử lý ion kim loại nặng gây ô nhiễm môi trường nước và khả năng
hấp thu chì sau khi hoàn nguyên vẫn đạt kết quả cao , nhưng PANi chỉ dừng ở việc xử
lý các ion kim loại nặng gây ô nhiễm trong môi trường nước.
1.3. Tổng quan về than hoạt tính

Than hoạt tính là một thuật ngữ thường được sử dụng cho một nhóm các chất
hấp phụ dạng tinh thể, có cấu trúc dạng mao quản làm cho diện tích bề mặt lớn, khả
năng hấp phụ tốt hơn.
Than hoạt tính có thành phần chủ yếu là cacbon, chiếm từ 85 đến 95% khối
lượng. Phần còn lại là các nguyên tố khác như hydro, nito, lưu huỳnh, oxi... có sẵn
trong nguyên liệu ban đầu hoặc mới liên kết vói cacbon trong quá trình hoạt hóa.
Thành phần của than hoạt tính thông thường là 88% c , 0.5% H, 0.5% N, 1% s và 6 7% o. Hàm lượng oxi có thể thay đổi từ 1 - 20% tùy thuộc vào nguyên liệu và cách
điều chê than hoạt tính.
1.3.1. Cấu tạo của than hoạt tính
Than hoạt tính có diện tích bề mặt ngoài rất lớn, nếu tính ra đơn vị khối lượng

thì là từ 500 đến 1500 m2/g; do vậy mà nó là một chất lý tưởng dùng để lọc hút nhiều
loại hóa chất. Bề mặt riêng rất lớn của than hoạt tính là hệ quả của cấu trúc xơ rỗng mà
chủ yếu là do thừa hưởng từ nguyên liệu hữu cơ xuất xứ, qua quá trình chưng khô (sấy)
ở nhiệt độ cao, trong điều kiện thiếu khí. Phần lớn các vết rỗng - nứt vi mạch, đều có
tính hấp thụ rất mạnh và chúng đóng vai trò các rãnh chuyển tải (kẽ nối). Than hoạt
tính thường được tự nâng cấp (ví dụ, tự rửa tro hoặc các hóa chất tráng mặt), để lưu giữ
16


lại được những thuộc tính lọc hút, để có thể thấm hút được các thành phần đặc biệt như
kim loại nặng. Thuộc tính làm tăng ý nghĩa của than hoạt tính là: nó là chất không độc
(kể cả một khi đã ăn phải nó), giá thành sản xuất rẻ (được tạo từ gỗ thành than hoạt tính
và từ nhiều phế chất hữu cơ khác, ví dụ: từ vỏ, xơ dừa), và đồng thời cũng xử lý chất
thải rất dễ sau khi đã dùng (bằng cách đốt). Nếu như các chất đã được lọc là những kim
loại nặng thì việc thu hồi lại, từ tro đốt, cũng rất dễ.
1.3.2. ứng dụng của than hoạt tính
Than hoạt tính là một chất hấp phụ quý và linh hoạt, được sử dụng cho nhiều
mục đích:
- Loại bỏ màu, mùi, vị không mong muốn hoặc các tạp chất hữu cơ, vô cơ trong
nước thải công nghiệp và sinh hoạt.
- Làm sạch không khí, kiểm soát ô nhiễm không khí từ khí thải công nghiệp.
- Làm sạch hóa chất, dược phẩm.
- Chất thu hồi vàng, bạc, hoặc các kim loại quý khác trong quá trinh luyện kim.
- Chất mang xúc tác.
1.4.

Quá trình hấp phụ

1.4.1. Các khái niệm cơ bản [2,10]
Hấp phụ là sự tích lũy các chất trên bề mặt phân cách pha (khí - rắn, lỏng rắn, khí - lỏng, lỏng - lỏng). Chất có bề mặt trên đó xảy ra sự hấp phụ gọi là chất hấp

phụ,còn chất được tích lũy trên bề mặt chất hấp phụ gọi là chất bị hấp phụ
Hiện tượng hấp phụ xảy ra do lực tương tác giữa chất hấp phụ và chất bị hấp phụ. Theo
bản chất lực tương tác mà người ta có thể chia hấp phụ thành 2 loại: hấp phụ vật lý và
hấp phụ hóa học.
Hấp phụ vật lý: Các phân tử chất bị hấp phụ liên kết với những tiểu phân
(nguyên tử, phân tử, các ion...) ở bề mặt phân chia pha bởi lực Van der Walls yếu.
Trong hấp phụ vật lý, các phân tử của chất bị hấp phụ và chất hấp phụ không tạo thành
hợp chất hoá học (không tạo thành các liên kết hóa học) mà chất bị hấp phụ chỉ ngưng
tụ trên bề mặt phân chia pha và bị giữ lại trên bề mặt chất hấp phụ. Do vậy, trong quá
17


trình hấp phụ vật lý không có sự biến đổi đáng kể cấu trúc điện tử của cả chất hấp phụ
và chất bị hấp phụ. Ở hấp phụ vật lý, nhiệt hấp phụ không lớn, năng lượng tương tác
thường ít khi vượt quá 10 Kcal/mol, phần nhiều từ 3 - 5 Kcal/mol và năng lượng hoạt
hóa không vượt quá 1 Kcal/mol.
Hấp phụ hóa học: Xảy ra khi các phân tử chất hấp phụ tạo hợp chất hóa học
với các phân tử chất bị hấp phụ. Lực hấp phụ hóa học khi đó là lực liên kết hóa học
thông thường (liên kết ion, cộng hóa trị, phối trí...) Nhiệt hấp phụ hóa học tương
đương với nhiệt phản ứng hóa học và có thể đạt tới giá trị 100 Kcal/mol. cấu trúc
electron của cả chất hấp phụ và chất bị hấp phụ đều có sự biến đổi sâu sắc, tạo thành
liên kết hóa học. Trong thực tế, sự phân biệt hấp phụ vật lý và hấp phụ hóa học chỉ là
tương đối vì ranh giới giữa chúng không rõ rệt. Trong một số quá trình hấp phụ xảy ra
đồng thời cả hấp phụ vật lý và hấp phụ hóa học.
1.4.2. Dung lượng hấp phụ
Dung lượng hấp phụ (q) là lượng chất bị hấp phụ (độ hấp phụ) bởi 1 gam chất
hấp phụ rắn được tính theo công thức:
_(C

0- C ) . V

q= — m
——
Trong đó:
q: lượng chất bị hấp phụ (mg/g).
Co, C: nồng độ ban đầu và nồng độ cân bằng của chất bị hấp phụ (mg/1).
V: thể tích dung dịch (1).
m: khối lượng chất hấp phụ (g).
1.4.3. Hiệu suất hấp phụ
'Hiệu suất hấp phụ (H) là tỉ số giữa nồng độ dung dịch bị hấp phụ (C) và nồng
độ dung dịch ban đầu Co.

0

C —c

H = - 2 - ----.100%
^0

18