Slide: NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO THAN HOẠT TÍNH TỪ PHỤ PHẨM NÔNG NGHIỆP VÀ ỨNG DỤNG LÀM CHẤT HẤP PHỤ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN
KHOA HÓA
------------ĐỀ TÀI

NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO THAN HOẠT TÍNH
TỪ PHỤ PHẨM NÔNG NGHIỆP
VÀ ỨNG DỤNG LÀM CHẤT HẤP PHỤ
Giáo viên hương dẫn :
Sinh viên thực hiện:

TS. Nguyễn Thị Diệu Cẩm

Nguyễn Thanh Hà

Lơp:

Sư phạm hóa K37

Trần Văn Huy

CNKT HH K37A

Thân Cường Vương

CNKT HH K37A

Thái Thị Ngọc Xuyến

CNKT HH K37A

Nguyễn Thị Hoài Khiêm

CNKT HH K37A



MỞ ĐẦU –
TỔNG QUAN LÍ THUYẾT


MỤC TIÊU


ĐỊNH HƯỚNG NGHIÊN CỨU

Việc sử dụng than hoạt tính để hấp phụ các
chất hữu cơ trong nước cấp sinh hoạt vùng
nông thôn và nước nuôi tôm thương phẩm.


TỔNG QUAN
Than hoạt tính:


 Cấu trúc mao quản:
 Micro pore có kích
thước bé hơn 2 nm, thể
tích mao quản 0,15-0,7
cm3/g
 Meso pore có kích
thước từ 2-50 nm, thể

tích mao quản 0,1-0,2
cm3/g
 Macro pore có kích
thước từ 50 nm trở lên,
thể tích mao quản 0,20,4 cm3/g


 Tổng quan về trấu:

Bảng 1.2: Thành phần hợp chất hữu
cơ trong trấu

Bảng 1.4: Các thành phần oxit có trong
tro trấu
Thành phần oxit

Tỉ lệ theo khối lượng (%)

SiO2

80-90

Al2O3

1-2.5

K2O

0.2

CaO

1-2

Na2O

0.2-0.5


 Nguyên liệu ban đầu

 Than hoạt tính


Thực nghiệm
 Quy trình điều chế than hoạt tính từ trấu bằng tác nhân hoạt
hóa Na2CO3 :


 Hệ nung yếm khí chế tạo than hoạt tính từ vỏ trấu


 Khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến
chất lượng than hoạt tính từ nguyên liệu
trấu
•
•
•
•
•

•

Ảnh hưởng của nhiệt độ hoạt hóa
Ảnh hưởng của tỉ lệ chất hoạt hóa
Ảnh hưởng của thời gian hoạt hóa
Ảnh hưởng hàm lượng chất hoạt hóa
Ảnh hưởng của thời gian nhiệt phân
Ảnh hưởng của nhiệt độ nhiệt phân



Kqtl

Ảnh hưởng của nhiệt độ tẩm vỏ trấu bằng Na2CO3
Vật liệu
Thông số

Độ ẩm (%)
Chỉ số iot
(mg/g)
Diện tích SI
(m /g)
2

Hình 3.1. Ảnh hưởng nhiệt độ hoạt hóa đến
khả năng hấp phụ của than hoạt tính

AC3

AC8

3,75

3,12

188,31

315,43

160,10

278,91

Bảng 3.2. Các thông số đặc trưng của than
hoạt tính với nhiệt độ tẩm khác nhau


 Ảnh hưởng tỉ lệ chất hoạt
hóa đến khả năng hấp phụ
than hoạt tính

Hình 3.2. Ảnh hưởng tỉ lệ chất hoạt hóa
đến khả năng hấp phụ than hoạt tính

 Ảnh hưởng thời gian ngâm
hoạt hóa

Hình 3.3. Ảnh hưởng thời gian ngâm hoạt hóa
đến khả năng hấp phụ than hoạt tính

 Ảnh hưởng của hàm lượng chất hoạt hóa 
Vật liệu

Thôn
g số

AC

AC82
1-5

AC82
1-10

AC82
1-20

AC82
1-30

Độ
ẩm

3,22

1,39

3,12

1,92

3,18

(%)
Chỉ số
iot
187,6 207,6 315,4 326,7 361,2
(mg/g
7
0
3
7
5
)
Diện
tích SI

Hình 3.4. Ảnh hưởng của hàm lượng chất
hoạt hóa khả năng hấp phụ của than hoạt tính

(m2/g

159,5

178,1 278,9 289,5 321,7
3
1
1
2

Bảng
3.6. Các thông số đặc trưng của than
)
hoạt tính với nồng độ chất hoạt hóa khác
nhau


 Ảnh hưởng của thời gian nhiệt phân
Thông
số

Vật liệu
AC82

AC82

AC82

AC82

1-16

1-19

1-12

1-15

5,30

4,40

3,10

4,70

Độ ẩm
(%)
Chỉ số
iot
(mg/g)
Diện
tích SI
(m2/g)
Hình 3.5. Ảnh hưởng của thời gian nhiệt
phân đến  khả năng hấp phụ của than hoạt
tính

233,7 241,4 315,4 326,7
0

2

3

7

202,5 209,7 278,9 289,5
2

4

1

1

Bảng 3.8. Các thông số đặc trưng của than
hoạt tính thời gian nhiệt phân khác nhau


 Ảnh hưởng của nhiệt độ nhiệt phân
Thông
số
Độ ẩm
(%)
Chỉ số
iot
(mg/g)
Diện
tích SI
Hình 3.6. Ảnh hưởng của nhiệt độ nhiệt
phân đến khả năng hấp phụ của than hoạt
tính

Vật liệu
AC82

AC82

AC82

AC82

1-125 1-126 1-127 1-128
4,73

3,12

4,89

3,44

289,6 315,4 429,8 482,8
2

3

4

254,7 278,9 385,8
9

1

0

8

435,4

(m2/g)
Bảng 3.10. Các thông số đặc trưng của than
hoạt tính với nhiệt độ nhiệt phân khác nhau


HÌNH ẢNH SẢN PHẨM THAN HOẠT TÍNH
ĐIỀU CHẾ ĐƯỢC


 Đường đẳng nhiệt hấp phụ - khử hấp phụ N2 đối với vật liệu AC
(hình a) và AC821-128 (hình b)
b

 Đường phân bố mao quản của vật liệu AC (hình a) và AC821-128
(hình b)
a

b


Phổ IR của vật liệu AC và AC821-128


Phổ XPS của vật liệu AC (hình a, b) và AC821-128
(hình c, d)

1.00E+04

O1s Scan

5 Scans, 1 m 10.4 s, 400µm
CAE 50.0, 0.10 eV
4.00E+04

S iO 2
M e ta l C O 3

C o u n ts / s

b
c a r b id e

2.00E+04

C -C o r C -H

c a rb o n a te

C o u n ts / s

a

C1s Scan
5 Scans , 1 m 6.9 s, 400µm
CAE 50.0, 0.10 eV
3.00E+04

3.00E+04
2.00E+04
1.00E+04

0.00E+00
285

0.00E+00
545

280

Binding Energy (eV)

C o u n ts / s

d
c a r b id e

2.00E+04

C -C o r C -H

C1s Scan
5 Scans, 1 m 6.9 s, 400µm
CAE 50.0, 0.10 eV
3.00E+04

c a rb o n a te

C o u n ts / s

c

1.00E+04

0.00E+00
295

290

285

Binding Energy (eV)

540

535

530

Binding Energy (eV)

280

O1s Scan
5 Scans, 1 m 10.4 s, 400µm
CAE 50.0, 0.10 eV
3.00E+04

2.00E+04

1.00E+04

0.00E+00
545

540

535

S iO 2
M e ta l C O 3
M e t a l o x id e

290

N a K L 2 ( E le m e n t )

295

530

Binding Energy (eV)


 Giản đồ DTG-TGA của mẫu trấu không hoạt hóa
Labsys TG

Fi gure:

Experiment: Cam M1

27/02/2017

Procedure:

Crucible: PT 100 µl

(Zone 2)

Atmosphere:Ai r
Mass (mg):

T G/%
70

14.95

dTG/% /min

60

Peak :86.43 °C

50
-3

40
30
20

-6

Peak :304.26 °C

10
0

Mas s vari ati on: -4.05 %

-9

- 10
- 20
- 30

Mas s vari ati on: -76.14 %

- 12

- 40
- 50
- 60

- 15

- 70
- 80
0

100

200

300

400

500

600

700

Furnace t emperat ure /°C

 Giản đồ DTG-TGA của mẫu trấu hoạt hóa
Labsys TG

Fi gure:

E xperiment: Cam M2

27/02/2017

P rocedur e:

Crucible:P T 100 µl

(Zone 2)

Atmosphere:Ai r

Mass (mg):

TG/%
70

16.32

dTG/% /min

60
Peak :88.47 °C

50
-3

40
30
20

-6

Peak :300.43 °C

10
0

Mas s vari ati on: -4.37 %

-9

- 10
- 20
- 30

Mas s vari ati on: -79.07 %

- 12

- 40
- 50
- 60

- 15

- 70
- 80
0

100

200

300

400

500

600

700

Furnace t emperat ure /°C


 Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc ΔpHi
và pHi của vật liệu AC821-128

 Ảnh hưởng thời gian
đến khả năng hấp phụ
xanh metylen của vật
liệu AC821-128

 Ảnh hưởng pH hấp phụ xanh
metylen của AC821-128


 Đường đẳng nhiệt hấp phụ
Langmuir của vật liệu
AC821-128

 Đường đẳng nhiệt hấp phụ
Freundlich của vật liệu
AC821-128