Nghiên cứu khả năng hấp phụ metylen xanh, metyl da cam của vật liệu hấp phụ chế tạo từ đài sen

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

NGUYỄN THÙY LINH

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG HẤP PHỤ METYLEN XANH,
METYL DA CAM CỦA VẬT LIỆU HẤP PHỤ
CHẾ TẠO TỪ ĐÀI SEN

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC VẬT CHẤT

Thái Nguyên - 2017


ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

NGUYỄN THÙY LINH

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG HẤP PHỤ METYLEN XANH,
METYL DA CAM CỦA VẬT LIỆU HẤP PHỤ
CHẾ TẠO TỪ ĐÀI SEN

Chuyên ngành: Hóa phân tích
Mã số: 60.44.01.18

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC VẬT CHẤT

Người hướng dẫn khoa học: TS. Vũ Thị Hậu

Thái Nguyên - 2017

/>plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon


LỜI CAM ĐOAN

Ơ

nghiên cứu trong luận văn là trung thực và chưa được ai công bố trong bất cứ công

N

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết quả

D

IỄ
N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

10
00

B

TR
ẦN

H
Ư

N

Nguyễn Thùy Linh

Skype :
/>
G

Đ

ẠO

TP

.Q

Tác giả

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 /
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định



Thái Nguyên, tháng 4 năm 2017

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U
Y

N

H

trình nào khác. Nếu sai tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm.

i

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial


/>plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon


LỜI CẢM ƠN
Trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài luận văn thạc sĩ, chuyên ngành

N

hóa phân tích, khoa hóa học – Trường Đại học Sư phạm – Đại học Thái Nguyên, em

H

Ơ

đã nhận được sự ủng hộ, giúp đỡ của các thầy cô giáo, bạn bè và gia đình.

.Q

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 /
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

ẠO

trong quá trình học tập, nghiên cứu..

Đ

Cuối cùng em xin gửi lời cảm ơn tới toàn thể gia đình, bạn bè đã luôn bên cạnh,

N

G

ủng hộ và động viên em trong những lúc gặp phải khó khăn để em có thể hoàn thành quá

H
Ư

trình học tập và nghiên cứu.

TR
ẦN

Mặc dù đã có nhiều cố gắng, song do thời gian có hạn, khả năng nghiên cứu của
bản thân còn hạn chế, nên kết quả nghiên cứu có thể còn nhiều thiếu sót. Em rất mong

B

nhận được sự góp ý, chỉ bảo của các thầy giáo, cô giáo, các bạn đồng nghiệp và

10
00

những người đang quan tâm đến vấn đề đã trình bày trong luận văn, để luận văn được
hoàn thiện hơn.

Ó

A

Em xin trân trọng cảm ơn!

H

Thái Nguyên, tháng 04 năm 2017

TO

ÁN

-L

Í-

Tác giả

Nguyễn Thùy Linh

D

IỄ
N

Đ

Skype :
/>
TP

học, và Ban Giám hiệu trường Đại học Sư phạm - Đại học Thái Nguyên đã giúp đỡ em

ÀN



Em xin chân thành cảm ơn các thầy giáo, cô giáo khoa hóa học, khoa sau Đại

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U
Y

hướng dẫn, tận tình giúp đỡ và tạo mọi điều kiện để em hoàn thành luận văn.

N

Trước hết, em xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc tới TS. Vũ Thị Hậu, cô giáo trực tiếp

ii

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial

www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial


/>plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon


MỤC LỤC
Trang
Trang bìa phụ

LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................... ii

H

Ơ

MỤC LỤC ................................................................................................................... iii

N

LỜI CAM ĐOAN ...........................................................................................................i

U
Y

DANH MỤC BẢNG BIỂU ...........................................................................................v

.Q

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 /
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

TP

MỞ ĐẦU .......................................................................................................................1

Đ

1.1. Sơ lược về thuốc nhuộm .........................................................................................3

G

1.1.1. Định nghĩa và phân loại thuốc nhuộm .................................................................3

H
Ư

N

1.1.2. Tình trạng ô nhiễm do nước thải dệt nhuộm ở nước ta .......................................4
1.1.3. Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp ......................................5

TR
ẦN

1.1.4. Tác hại của ô nhiễm nước thải dệt nhuộm do thuốc nhuộm ................................ 5
1.1.5. Nguồn phát sinh nước thải trong công nghiệp dệt nhuộm ...................................6

B

1.2. Giới thiệu chung về metylen xanh, metyl da cam ..................................................7

10
00

1.2.1. Metylen xanh .......................................................................................................7
1.2.2. Metyl da cam .......................................................................................................8

Ó

A

1.3. Giới thiệu về phương pháp hấp phụ .......................................................................9

H

1.3.1. Các khái niê ̣m ......................................................................................................9

-L

Í-

1.3.2. Quá trình hấp phụ động trên cột ........................................................................11

ÁN

1.3.3. Các mô hiǹ h cơ bản của quá trin
̀ h hấ p phu ̣.......................................................12

1.3.4. Hấp phụ trong môi trường nước .......................................................................16
1.4. Phương pháp phân tích xác định hàm lượng chất hữu cơ mang màu ..................17

ÀN

1.4.1. Phương pháp trắc quang ....................................................................................17

Skype :
/>
ẠO

Chương 1 TỔNG QUAN ............................................................................................... 3

TO



DANH MỤC CÁC HÌNH.............................................................................................vi

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

N

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ..............................................................................iv

D

IỄ
N

Đ

1.4.2. Các phương pháp phân tích định lượng bằng trắc quang ..................................19
1.5. Giới thiệu về cây sen, đài sen ở Việt Nam .......................................................... 19
1.6. Một số hướng nghiên cứu khả năng hấp phụ của metylen xanh và metyl da
cam và sử dụng cây sen làm VLHP .............................................................................21
1.6.1. Một số hướng nghiên cứu khả năng hấp phụ của metylen xanh và metyl
da cam .......................................................................................................................... 21

iii

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial


/>plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon


1.6.2. Một số hướng nghiên cứu sử dụng cây sen làm VLHP .....................................23
1.7. Một số phương pháp nghiên cứu đặc trưng vật liệu .............................................24
1.7.1. Phương pháp phổ hồng ngoại IR .......................................................................24

Ơ

1.7.3. Phương pháp đo diện tích bề mặt riêng (BET) ..................................................25

N

1.7.2. Phương pháp hiển vi điện tử quét (SEM) .......................................................... 25

N

H

Chương 2 THỰC NGHIỆM ........................................................................................26

.Q

2.1.2. Hóa chất .............................................................................................................26

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 /
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

2.2.1. Chuẩn bị nguyên liệu .........................................................................................27

G

Đ

2.2.2. Chế tạo vật liệu hấp phụ ....................................................................................27

N

2.3. Khảo sát cực đại hấp thụ ánh sáng của dung dịch metylen xanh, metyl da

H
Ư

cam ............................................................................................................................... 27

TR
ẦN

2.3.1. Khảo sát cực đại hấp thụ ánh sáng của dung dịch metylen xanh ......................27
2.3.2. Khảo sát cực đại hấp thụ ánh sáng của dung dịch metyl da cam ......................28
2.4. Xây dựng đường chuẩn xác định nồng độ ............................................................ 28

10
00

B

2.4.1. Xây dựng đường chuẩn xác định nồng độ của metylen xanh ............................ 28
2.4.2. Xây dựng đường chuẩn xác định nồng độ của metyl da cam ............................ 28

A

2.5. Một số đặc trưng của VLHP .................................................................................28

H

Ó

2.5.1. Khảo sát đặc điểm bề mặt của VLHP ................................................................ 28

Í-

2.5.2. Diện tích bề mặt riêng........................................................................................28

-L

2.5.3. Phổ hồng ngoại IR ............................................................................................. 29

ÁN

2.5.4. So sánh khả năng hấp phụ của nguyên liệu và VLHP .......................................29
2.5.5. Xác định điểm đẳng điện của VLHP chế tạo được............................................29

ÀN

2.6. Khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ metylen xanh,

D

IỄ
N

Đ

metyl da cam của VLHP theo phương pháp hấp phụ tĩnh ...........................................29

Skype :
/>
ẠO

2.2. Chế tạo vật liệu hấp phụ .......................................................................................27

TO



2.1.1. Thiết bị và dụng cụ ............................................................................................ 26

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U
Y

2.1. Thiết bị, dụng cụ và hóa chấ t ................................................................................26

2.6.1. Khảo sát ảnh hưởng của pH ...............................................................................29
2.6.2. Ảnh hưởng của khối lượng ................................................................................30
2.6.3. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến khả năng hấp phụ của VLHP ...............30
2.6.4. Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ .......................................................................31
2.6.5. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ đầu ................................................................ 31

iv

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

/>plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon


2.7. Khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ metylen xanh,
metyl da cam của VLHP theo phương pháp hấp phụ động .........................................31
2.7.1. Khảo sát ảnh hưởng của tốc độ dòng đến khả năng hấp phụ metylen xanh

H

N

3.1. Kết quả khảo sát cực đại hấp thụ ánh sáng của dung dịch metylen xanh,

Ơ

Chương 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ....................................................................33

N

của VLHP theo phương pháp hấp phụ động................................................................ 31

.Q

3.1.2. Kết quả khảo sát cực đại hấp thụ ánh sáng của dung dịch metyl da cam ..........34

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 /

Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

cam ............................................................................................................................... 35

Đ

3.2.1. Kết quả xây dựng đường chuẩn xác định nồng độ của metylen xanh ...............35

N

G

3.2.2. Xây dựng đường chuẩn xác định nồng độ của metyl da cam ............................ 35

H
Ư

3.3. Kết quả một số đặc trưng của VLHP ....................................................................36

TR
ẦN

3.3.1. Ảnh hiển vi điện tử quét (SEM).........................................................................36
3.3.2. Diện tích bề mặt riêng .........................................................................................36
3.3.3. Phổ hồng ngoại (IR) ........................................................................................... 37

10
00

B

3.3.4. Kết quả so sánh khả năng hấp phụ của nguyên liệu và VLHP .......................... 40
3.3.5. Kết quả xác định điểm đẳng điện của VLHP chế tạo được ............................... 40

A

3.4. Kết quả khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ metylen

H

Ó

xanh, metyl da cam của VLHP theo phương pháp hấp phụ tĩnh .................................42

Í-

3.4.1. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của pH ..................................................................42

-L

3.4.2. Ảnh hưởng của tỷ lệ khối lượng VLHP/thể tích dung dịch (nồng độ đầu

ÁN

xác định) ......................................................................................................................44
3.4.3. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến khả năng hấp phụ của VLHP ...............47
3.4.4. Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ .......................................................................50

D

IỄ
N

Đ

ÀN

3.4.5. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ đầu ................................................................ 52

Skype :
/>
ẠO

3.2. Kết quả xây dựng đường chuẩn xác định nồng độ metylen xanh, metyl da

TO



3.1.1. Kết quả khảo sát cực đại hấp thụ ánh sáng của dung dịch metylen xanh ..........33

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U
Y

metyl da cam ................................................................................................................33

3.5. Khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ metylen xanh,
metyl da cam của VLHP theo phương pháp hấp phụ động .........................................54

3.5.1. Khảo sát ảnh hưởng của tốc độ dòng đến khả năng hấp phụ metylen xanh
của VLHP theo phương pháp hấp phụ động................................................................ 54

v

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial


/>plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon


3.5.2. Khảo sát ảnh hưởng của tốc độ dòng đến khả năng hấp phụ metyl da cam
của VLHP theo phương pháp hấp phụ động................................................................ 57
KẾT LUẬN..................................................................................................................59

Skype :
/>
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

.Q

D

IỄ
N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

10
00

B

TR
ẦN

H
Ư

N

G

Đ

ẠO

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 /
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định



U
Y

N

H

Ơ

N

TÀI LIỆUTHAM KHẢO ............................................................................................ 60

vi

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial


/>plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

Nội dung

N

BET

Brunauer-Emmet-Teller

2

SEM

Hiển vi điện tử quét

3

VLHP

Vật liệu hấp phụ

4

IR

Phổ hồng ngoại: Infrared Spectroscopy

5

MB

Metylen xanh

6

Abs

Độ hấp thụ quang

N
H
Ư
TR
ẦN
B
10
00
A

Ó
H
Í-L
ÁN
TO
ÀN

D

IỄ
N

Đ

Skype :
/>
Đ

ẠO

TP

.Q

U
Y

N

H

Ơ

1

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

Từ viết tắt

G

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 /
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định



TT

iv

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial


/>plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon

DANH MỤC BẢNG BIỂU
Trang
Bảng 1.1: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp dệt may .................5

N

Bảng 1.2: Các nguồn chủ yếu phát sinh nước thải công nghiệp dệt nhuộm [16] ..........7

H

Ơ

Bảng 3.1: Kết quả đo độ hấp thụ quang của dung dịch metylen xanh ở các bước

U
Y

Bảng 3.2: Kết quả đo độ hấp thụ quang của dung dịch metyl da cam ở các bước

.Q

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 /
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

ẠO

nồng độ khác nhau .......................................................................................................35

Đ

Bảng 3.4: Kết quả đo độ hấp thụ quang của dung dịch metyl da cam với các

N

G

nồng độ khác nhau .......................................................................................................35

H
Ư

Bảng 3.5 : Kết quả so sánh khả năng hấp phụ của nguyên liệu và VLHP ..................40

TR
ẦN

Bảng 3.6: Số liệu xác định điểm đẳng điện của VLHP ...............................................41
Bảng 3.7: Ảnh hưởng của pH đến hiệu suất và dung lượng hấp phụ metylen

B

xanh, metyl da cam của VLHP....................................................................................42

10
00

Bảng 3.8: Ảnh hưởng của tỷ lệ khối lượng VLHP/thể tích dung dịch (nồng độ đầu
xác định) đến khả năng hấp phụmetylen xanh, metyl da cam của VLHP ......................45

Ó

A

Bảng 3.9. Sự phụ thuộc của dung lượng, hiệu suất hấp phụ metylen xanh, metyl

H

da cam của VLHP vào thời gian .................................................................................48

-L

Í-

Bảng 3.10: Sự phụ thuộc của hiệu suất hấp phụ và dung lượng hấp phụ metylen

ÁN

xanh, metyl da cam vào nhiệt độ .................................................................................50
Bảng 3.11: Sự phụ thuộc của hiệu suất hấp phụ và dung lượng hấp phụ của
VLHP vào nồng độ đầu ............................................................................................... 52
Bảng 3.13: Ảnh hưởng của tốc độ dòng đến khả năng hấp phụ metylen xanh ...........55
Bảng 3.14: Ảnh hưởng của tốc độ dòng đến khả năng hấp phụ metyl da cam ...........57

D

IỄ
N

Đ

ÀN

Bảng 3.12: Dung lượng hấp phụ cực đại và hằng số Langmuir ..................................54

Skype :
/>
TP

Bảng 3.3: Kết quả đo độ hấp thụ quang của dung dịch metylen xanh với các

TO



sóng khác nhau ............................................................................................................34

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

N

sóng khác nhau ............................................................................................................33

v

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

/>plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon


DANH MỤC CÁC HÌNH
Trang

Ơ

Hình 1.2. Công thức cấu tạo cation MB+ ......................................................................8

N

Hình 1.1. Công thức cấu tạo của xanh metylen ............................................................. 7

N

H

Hình 1.3. Dạng oxy hóa và dạng khử của xanh metylen ...............................................8

.Q

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 /
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

TP

phụ theo thời gian ........................................................................................................12

Đ

vào bước sóng..............................................................................................................33

G

Hình 3.2. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của độ hấp thụ quang của metyl da cam

H
Ư

N

vào bước sóng..............................................................................................................34
Hình 3.3. Đồ thị đường chuẩn xác định nồng độ metylen xanh ..................................35

TR
ẦN

Hình 3.4. Đồ thị đường chuẩn xác định nồng độ metyl da cam ..................................36
Hình 3.5. Ảnh hiển vi điện tử quét (SEM) của nguyên liệu ........................................36

10
00

B

Hình 3.6. Ảnh hiển vi điện tử quét (SEM) của VLHP ................................................36

Hình 3.7. Phổ hồng ngoại (IR) của nguyên liệu .......................................................... 38

A

Hình 3.8. Phổ hồng ngoại (IR) của VLHP...................................................................39

H

Ó

Hình 3.9. Biểu đồ so sánh khả năng hấp phụ của nguyên liệu và VLHP ....................40

Í-

Hình 3.10. Đồ thị xác định điểm đẳng điện của VLHP ...............................................41

-L

Hình 3.11. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của hiệu suất hấp phụ metylen xanh

ÁN

của VLHP vào pH .......................................................................................................43
Hình 3.12. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của hiệu suất hấp thụ metyl da cam

ÀN

vào pH của VLHP .......................................................................................................43

Skype :

/>
ẠO

Hình 3.1. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của độ hấp thụ quang của metylen xanh

TO



Hình 1.5. Dạng đường cong thoát phân bố nồng độ chất bị hấp phụ trên cột hấp

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U
Y

Hình 1.4. Mô hình cột hấp phụ ....................................................................................11

D

IỄ
N

Đ

Hình 3.13. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của hiệu suất hấp phụ metylen xanh
vào tỷ lệ khối lượng VLHP/ thể tích dung dịch .......................................................... 46
Hình 3.14. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của hiệu suất hấp phụ metyl da cam
của VLHP vào tỷ lệ khối lượng VLHP/thể tích dung dịch .........................................46
Hình 3.15. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của hiệu suất hấp phụ metylen xanh

của VLHP vào thời gian .............................................................................................. 49
vi

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial


/>plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon


Hình 3.16. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của hiệu suất hấp phụ metyl da cam
vào thời gian ................................................................................................................49
Hình 3.17. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của hiệu suất hấp phụ metylen xanh

N

vào nhiệt độ .................................................................................................................51

Ơ

Hình 3.18. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của hiệu suất hấp phụ metyl da cam

U
Y

Hình 3.19. Đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir của VLHP đối với metylen xanh .....53

.Q

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 /
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

ẠO

Hình 3.22. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của Ccb/q vào Ccb của metyl da cam ..........53

Đ

Hình 3.23. Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của tốc độ dòng đến khả năng hấp phụ

N

G

metylen xanh ...............................................................................................................56

H
Ư

Hình 3.24. Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của tốc độ dòng đến khả năng hấp phụ

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

10
00

B

TR
ẦN

metyl da cam ...............................................................................................................58

D

IỄ
N

Đ

Skype :
/>
TP

Hình 3.21. Đường đẳng nhiệt Langmuir của VLHP đối với metyl da cam.................53

ÀN



Hình 3.20. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của Ccb/q vào Ccb của metylen xanh ..........53

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

N

H

vào nhiệt độ .................................................................................................................51

vii

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial


/>plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon


MỞ ĐẦU

Môi trường là nhân tố có ảnh hưởng quyết định đến sự tồn tại và phát triển của
mỗi con người, mỗi quốc gia trên thế giới, chính vì vậy bảo vệ môi trường và đảm

Ơ

N

bảo phát triển bền vững là vấn đề có tính sống còn của mỗi quốc gia. Trong những

N

H

năm gần đây cùng với sự phát triển của nền công nghiệp, các nhà máy khu chế xuất

.Q

phát triển vì vậy hàng năm nước thải của ngành công nhiệp này chiếm một lượng

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 /
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

G

con người, phá hủy cảnh quan môi trường tự nhiên.

Đ

được xử lý, loại bỏ sẽ xâm nhập vào cơ thể tích tụ gây hại nghiêm trọng đến sức khỏe

H
Ư

N

Hiện nay, có rất nhiều phương pháp khác nhau để loại bỏ các chất hữu cơ
mang màu ra khỏi môi trường nước như: thẩm thấu ngược, lọc nano, kết tủa hoặc hấp

TR
ẦN

phụ,... Trong đó hấp phụ là một trong những phương pháp có nhiều ưu điểm như vật
liệu sử dụng làm chất hấp phụ tương đối phong phú, dễ điều chế, chi phí thấp, thân

10
00

B

thiện với môi trường, đặc biệt không làm nguồn nước ô nhiễm thêm. Chính vì vậy
đây là vấn đề đã và đang được nhiều nhà khoa học quan tâm, nghiên cứu. Trong lĩnh

A

vực xử lý môi trường, ta có thể sử dụng vật liệu tự nhiên (đá ong, quặng sắt, đất

H

Ó

bazan…) hay vật liệu chế tạo từ xơ dừa, vỏ trấu, bã mía, bã chè… những loại vật liệu

Í-

này đều có giá thành rẻ, thân thiện với môi trường và dễ kiếm tìm trong đời sống.

-L

Cây sen là loài cây quen thuộc được trồng phổ biến ở các ao hồ và rất có ý

ÁN

nghĩa đối với người dân Việt Nam. Không chỉ vậy các bộ phận của cây sen từ hạt, lá
cho đến củ đều có lợi ích kinh tế cao như: nhụy sen dùng để ướp trà, lá sen để chữa

ÀN

bệnh, hạt sen dùng làm thực phẩm… Tuy nhiên, hiện nay ở Việt Nam sau khi thu

Skype :
/>
ẠO

đáng kể. Lượng nước thải này chứa nhiều chất hữu cơ mang màu độc hại nếu không

TO

thải lớn gây ô nhiễm môi trường. Nước ta là nước có ngành công nghiệp dệt nhuộm

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U
Y

ngày càng tăng. Mỗi năm những nhà máy, khu chế xuất này thải ra một lượng nước

D

IỄ
N

Đ

hoạch hạt sen thì đài sen bị thải bỏ, không được sử dụng vào mục đích nào. Đài sen
có đặc tính nhẹ và xốp có khả năng biến tính thành vật liệu hấp phụ tốt.
Xuất phát từ thực tế đó, chúng tôi chọn đề tài: “Nghiên cứu khả năng hấp
phụ metylen xanh, metyl da cam của vật liệu hấp phụ chế tạo từ đài sen”
Trong đề tài chúng tôi lần lượt tập trung nghiên cứu các nội dung sau:
- Chế tạo vật liệu hấp phụ từ đài sen.

1
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

/>plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon


- Khảo sát một số đặc trưng vật lí của VLHP bằng phương pháp hiển vi điện tử
quét (SEM), phương pháp phổ hồng ngoại (IR).
- Khảo sát khả năng hấp phụ và một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hấp phụ

N

của vật liệu hấp phụ chế tạo được theo phương pháp hấp phụ tĩnh, hấp phụ động.

Ơ

Bố cục của luận văn này gồm:

U
Y

- Chương 1: Tổng quan

.Q
TP

- Chương 3: Kết quả và thảo luận

ẠO

- Kết luận

D

IỄ
N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

10
00

B

TR
ẦN

H
Ư

N

G

Đ

- Tài liệu tham khảo

Skype :
/>
Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 /
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định



- Chương 2: Thực nghiệm

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

N

H

- Mở đầu

2
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial


/>plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon


Chương 1
TỔNG QUAN
1.1. Sơ lược về thuốc nhuộm

Ơ

N

1.1.1. Định nghĩa và phân loại thuốc nhuộm

N

H

Thuốc nhuộm là những chất hữu cơ có màu, hấp thụ mạnh một phần nhất định

.Q

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 /
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

TP

Thuốc nhuộm có thể có nguồn gốc thiên nhiên hoặc tổng hợp. Hiện nay, con

Đ

thuốc nhuộm là độ bền màu và tính chất không bị phân hủy. Màu sắc của thuốc

H
Ư

bao gồm nhóm mang màu và nhóm trợ màu.

N

G

nhuộm có được là do cấu trúc hóa học. Một cách chung nhất, cấu trúc thuốc nhuộm

TR
ẦN

Nhóm mang màu là những nhóm chứa các nối đôi liên hợp với hệ electron π
không cố định như: > C = C <, > C = N -, - N = N -, - NO2, …

B

Nhóm trợ màu là những nhóm thế cho hoặc nhận electron như: - NH2, - COOH,

10
00

- SO3H, - OH, … đóng vai trò tăng cường của nhóm mang màu bằng cách dịch
chuyển năng lượng của hệ electron [20].

Ó

A

Thuốc nhuộm tổng hợp rất đa dạng về thành phần hoá học, màu sắc, phạm vi sử

Í-

H

dụng. Tùy thuộc cấu tạo, tính chất và phạm vi sử dụng được phân loại thành các họ,

-L

các loại khác nhau. Có hai cách phân loại thuốc nhuộm phổ biến nhất:

ÁN

Phân loại theo cấu trúc hoá học: thuốc nhuộm azo, thuốc nhuộm antraquinon,
thuốc nhuộm inđizo, thuốc nhuộm phenazin, thuốc nhuộm triarylmetan, thuốc nhuộm

D

IỄ
N

Đ

ÀN

phtaloxiamin.

Skype :
/>
ẠO

người hầu như chỉ sử dụng thuốc nhuộm tổng hợp. Đặc điểm nổi bật của các loại

TO



những điều kiện quy định (tính gắn màu).

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U
Y

của quang phổ ánh sáng nhìn thấy và có khả năng gắn kết vào vật liệu dệt trong

Phân loại theo đặc tính áp dụng: thuốc nhuộm hoàn nguyên, thuốc nhuộm lưu

hoá, thuốc nhuộm trực tiếp, thuốc nhuộm phân tán, thuốc nhuộm bazơ cation, thuốc
nhuộm axit, thuốc nhuộm hoạt tính [20].
Ở đây chúng tôi chỉ đề cập đến một số loại thuốc nhuộm nhằm làm sáng tỏ hơn
về loại thuốc nhuộm sử dụng trong phần thực nghiệm của đề tài.

3
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial


/>plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon


Thuốc nhuộm azo: Nhóm mang màu là nhóm azo (- N = N -) phân tử thuốc
nhuộm có một nhóm azo (monoazo) hay nhiều nhóm azo (điazo, triazo, polyazo).
Thuốc nhuộm trực tiếp: Là loại thuốc nhuộm anion có dạng tổng quát

H

Ơ

bắt màu vào sợi. Trong tổng số thuốc nhuộm trực tiếp thì có 92% thuốc nhuộm azo.

N

Ar─SO3Na. Khi hoà tan trong nước nó phân ly cho về dạng anion thuốc nhuộm và

.Q

dễ tan trong nước cho cation mang màu. Trong các màu thuốc nhuộm bazơ, các lớp

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 /
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Đ

ẠO

(5%) và các loại khác.

G

Thuốc nhuộm axit: Là muối của axit mạnh và bazơ mạnh chúng tan trong nước

Ar  SO3 Na

Ar  SO3

+ Na 

TR
ẦN

→

H
Ư

N

phân ly thành ion:

Anion mang màu, thuốc nhuộm tạo liên kết ion với tâm tích điện dương của vật

B

liệu. Thuốc nhuộm axit có khả năng tự nhuộm màu tơ sợi protein (len, tơ tằm,

10
00

polyamit) trong môi trường axit. Xét về cấu tạo hoá học có 79% thuốc nhuộm axit
azo, 10% là antraquion, 5% là triarylmetan và 6% là lớp hoá học khác [20].

Ó

A

1.1.2. Tình trạng ô nhiễm do nước thải dệt nhuộm ở nước ta

Í-

H

Hiện nay, sản xuất công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp ở các làng nghề đạt được

-L

những thành tựu đáng kể nhưng do công nghệ lạc hậu, quy mô nhỏ lẻ nên chưa xử lý

ÁN

được chất thải sau quá trình sản xuất dẫn đến ô nhiễm môi trường nước nghiêm trọng
ảnh hưởng tới sức khỏe cộng đồng. Tại một số làng nghề như: Vạn Phúc, Dương Nội

ÀN

(Hà Đông – Hà Nội), nhu cầu oxy hoá học (COD) trong các công đoạn tẩy, nhuộm đo

D

IỄ
N

Đ

được từ 380 ÷ 890mg/L, cao hơn tiêu chuẩn cho phép từ 3 ÷ 8 lần, độ màu đo được là

Skype :
/>
hoá học được phân bố: azo (43%), triazylmetan (11%), arycydin (7%), antraquinon

TO



màu bằng tananh. Là các muối clorua, oxalat hoặc muối kép của bazơ hữu cơ chúng

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U
Y

N

Thuốc nhuộm bazơ cation: Các thuốc nhuộm bazơ dễ nhuộm tơ tằm, bông cầm

750Pt - Co, cao hơn tiêu chuẩn cho phép nhiều lần. Các vấn đề về sự ô nhiễm môi
trường dưới sự tác động của ngành công nghiệp dệt nhuộm đã gia tăng trong nhiều
năm qua. Các quá trình tẩy nhuộm có tỷ lệ mất mát chất tẩy nhuộm lên đến 50%.
Nguyên nhân của việc mất mát chất tẩy, nhuộm là do các chất này không bám dính

4
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial


/>plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon

hết vào sợi vải, số phẩm nhuộm này sẽ đi theo đường nước thải ra ngoài. Vì vậy, việc
xử lý nước thải dệt nhuộm là vấn đề cần được quan tâm nghiên cứu.
1.1.3. Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp

N

Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp dệt may được trình bày

H

Ơ

trong bảng 1.1 [18].

.Q

Độ màu

Pt - Co

2

Độ pH

-

3

BOD5 (ở 20oC)

4

COD

50

B
150

Đ

1

ẠO

A

5,5 - 9

30

50

75

150

TR

ẦN

mg/L

H
Ư

N

G

6-9

B

mg/L

10
00

Trong đó:

- Cột A quy định giá trị giới hạn của các thông số ô nhiễm trong nước thải công

Ó

A

nghiệp khi xả vào nguồn nước được dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt.

Í-

H

- Cột B quy định giá trị giới hạn của các thông số ô nhiễm trong nước thải công

-L

nghiệp khi xả vào nguồn nước không dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt.

ÁN

Như vậy, nước thải công nghiệp nói chung và nước thải ngành dệt nhuộm nói

TO

riêng, để đạt tiêu chuẩn cho phép thải ra môi trường sinh thái cần tuân thủ nghiêm

D

IỄ
N

Đ

ÀN

ngặt khâu xử lý các hóa chất gây ô nhiễm môi trường có mặt trong nước thải.

Skype :

/>
Đơn vị

TP

Thông số

TT

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 /
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định



Giới hạn theo TCVN 2008

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U
Y

N

Bảng 1.1: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp dệt may

1.1.4. Tác hại của ô nhiễm nước thải dệt nhuộm do thuốc nhuộm
Thuốc nhuộm tổng hợp có từ lâu và ngày càng được sử dụng nhiều trong các
ngành công nghiệp dệt may, giấy, cao su, mỹ phẩm.... do dễ sử dụng, giá thành rẻ,
màu sắc đa dạng so với màu tự nhiên. Tuy nhiên, hầu hết các thuốc nhuộm sử
dụng trong ngành công nghiệp dệt may đều có độ độc tính cho môi trường sống

5
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial


/>plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon


trong nước. Mặt khác, các chất hoạt động bề mặt và các hợp chất liên quan, chẳng
hạn như bột giặt, các chất nhũ hóa, các chất phân tán được sử dụng trong hầu hết
các công đoạn của mỗi quy trình gia công và cũng có thể là một trong những

N

nguồn quan trọng tạo độc tính cho môi trường nước [3].

H

Ơ

Ngành công nghiệp dệt nhuộm nước ta đang phát triển rất đa dạng với quy mô

.Q

và các sản phẩm của chúng gây ô nhiễm nguồn nước mặt, nước ngầm, ảnh hưởng đến

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 /
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

ẠO

bệnh về da, đường hô hấp, ung thư…, đối với hệ sinh thái thủy sinh có thể phá hủy

G

Đ

hoặc ức chế khả năng sinh sống của vi sinh vật [2].

H
Ư

N

1.1.5. Nguồn phát sinh nước thải trong công nghiệp dệt nhuộm
Trong nhiều thập kỷ qua, ngành công nghiệp dệt nhuộm luôn có vị trí quan

TR
ẦN

trọng trong nền kinh tế quốc dân. Với các doanh nghiệp nhà nước, doanh nghiệp tư
nhân, dự án liên doanh và các nhà máy có vốn đầu tư 100% nước ngoài cùng rất

10
00

B

nhiều tổ hợp tư nhân nhỏ, vừa và lớn đang hoạt động trong lĩnh vực sợi, dệt, nhuộm
nhằm phấn đấu đạt chỉ tiêu hơn hai tỷ mét vải vào năm 2020 cho thấy quy mô và

A

định hướng phát triển lớn mạnh của ngành công nghiệp này. Tuy nhiên, trong số các

H

Ó

nhà máy chỉ có nhà máy lớn có xây dựng hệ thống xử lý nước thải còn lại hầu như

Í-

chưa có hệ thống xử lý vẫn còn xả trực tiếp ra môi trường. Loại nước thải dệt

-L

nhuộm có độ kiềm hoặc độ axit cao, màu đậm, có nhiều chất hữu cơ, vô cơ gây độc

ÁN

cho quần thể sinh vật và ảnh hưởng sức khoẻ cộng đồng.
Ở các ngành công nghiệp dệt may, nước thải thường có độ pH trung bình từ 9-11,

ÀN

chỉ số nhu cầu ôxy sinh hoá (BOD), nhu cầu ôxy hoá học (COD) có thể lên đến 700mg/1

Skype :
/>
TP

sức khỏe con người và hệ sinh thái thủy sinh. Cụ thể đối với con người gây ra các

TO



U
Y

Nước thải dệt nhuộm thường có độ màu rất cao. Việc sử dụng rộng rãi thuốc nhuộm

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

N

khác nhau và đã thải ra ngoài môi trường một lượng lớn nước thải gây ô nhiễm cao.

D

IỄ
N

Đ

và 2.500mg/1, hàm lượng chất rắn lơ lửng... cao gấp nhiều lần giới hạn cho phép. Hàm
lượng nước thải của các ngành này có chứa xyanua (CN-) vượt đến 84 lần, H2S vượt 4,2
lần, hàm lượng NH3 vượt 84 lần tiêu chuẩn cho phép nên đã gây ô nhiễm nặng nề các
nguồn nước bề mặt trong vùng dân cư. Do đó vấn đề ô nhiễm chủ yếu trong ngành dệt
nhuộm là ô nhiễm nguồn nước.

6
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial


/>plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon


Nguồn nước thải phát sinh trong công nghiệp dệt nhuộm từ các công đoạn hồ
sợi, giũ hồ, nấu, tẩy, nhuộm và hoàn tất. Trong đó, lượng nước thải chủ yếu do quá

Sản xuất vải, sợi len và pha

(tổng hợp/bông, visco)

(tổng hợp/len)

Giũ hồ

Giặt

Giặt

Giặt

Cacbon hóa (với len 100%)

Làm bóng

Làm bóng

Định hình ướt

Nấu – tẩy trắng

Nấu – tẩy trắng

Tẩy trắng (nếu yêu cầu)

Nhuộm

Nhuộm

In hoa

In hoa

G
N

H
Ư

TR
ẦN

Nhuộm
In hoa

10
00

B

1.2. Giới thiệu chung về metylen xanh, metyl da cam
1.2.1. Metylen xanh

A

Metylen xanh là một hợp chất thơm dị vòng, có một số tên gọi khác như:

H

Ó

tetramethylthionine chlorhydrate, methylene blue, methylthioninium chloride,

Í-

glutylene, có công thức phân tử là: C16H18N3SCl [4].

D

IỄ
N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Công thức cấu tạo của metylen xanh như sau:

Skype :
/>
ẠO

TP

.Q

Giũ hồ

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U
Y

N

H

Sản xuất vải sợi pha

Đ

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 /
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định



Sản xuất vải sợi bông

Ơ

Bảng 1.2: Các nguồn chủ yếu phát sinh nước thải công nghiệp dệt nhuộm [16]

N

trình giặt sau mỗi công đoạn.

Hình 1.1. Công thức cấu tạo của xanh metylen
Metylen xanh có phân tử khối là 319,85 g/mol. Nhiệt độ nóng chảy là: 100 110°C. Khi tồn tại dưới dạng ngậm nước (C16H18N3SCl.3H2O) trong điều kiện tự
nhiên, khối lượng phân tử của metylen xanh là 373,9 g/mol [17].

7
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial


/>plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon


Metylen xanh là một chất màu thuộc họ thiozin, phân ly dưới dạng cation

U
Y

.Q

Metylen xanh có thể bị oxy hóa hoặc bị khử và mỗi phân tử bị oxy hóa và bị

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 /
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Hình 1.3. Dạng oxy hóa và dạng khử của xanh metylen

Ó

A

Metylen xanh là một loại thuốc nhuộm bazơ cation, là hóa chất được sử dụng

H

rộng rãi trong các ngành nhuộm vải, nilon, da, gỗ, sản xuất mực in. Metylen xanh bị

-L

Í-

hấp thụ rất mạnh bởi các loại đất khác nhau. Trong môi trường nước, metylen xanh bị

ÁN

hấp thu vào vật chất lơ lửng và bùn đáy ao và không có khả năng bay hơi ra ngoài

TO

môi trường nước ở bề mặt nước. Nếu thải metylen xanh vào trong không khí, nó sẽ
tồn tại cả ở dạng hơi và bụi lơ lửng [20].

D

IỄ
N

Đ

1.2.2. Metyl da cam

Skype :
/>
10
00

B

TR
ẦN

H
Ư

N

G

Đ

ẠO

TP

khử khoảng 100 lần/giây. Quá trình này làm tăng tiêu thụ oxy của tế bào.

ÀN



Hình 1.2. Công thức cấu tạo cation MB+

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

N

H

Ơ

N

MB+ là C16H18N3S+:

Metyl da cam là một chất bột tinh thể màu da cam, không tan trong dung môi hữu
cơ, khó tan trong nước nguội nhưng dễ tan trong nước nóng. Metyl da cam là một
monoazo thường được sử dụng trong phòng thí nghiệm, dệt may và các ngành công
nghiệp khác. Metyl da cam có thể xâm nhập vào cơ thể qua đường ăn uống, chuyển
hóa thành các amin thơm bằng vi sinh đường ruột và thậm chí có thể dẫn tới ung thư

8
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial


/>plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon

đường ruột. Dung dịch trong nước dùng làm chỉ thị chuẩn độ axit - bazơ, có màu
hồng trong môi trường axit, màu vàng da cam trong môi trường kiềm, khoảng pH
chuyển màu là 3,1 - 4,4 [17].

Ơ

N

Công thức phân tử: C 14 H 14 N 3 O 3 SNa

CH3
CH3

G

N

N

N

N

SO3

TR
ẦN

H3C

H
Ư

H3C

Đ

ẠO

Trong môi trường kiềm và trung tính, nó có màu vàng là màu của anion:

Trong môi trường axit, anion này kết hợp với proton (H  ) chuyển thành cation

10
00

H3C

B

màu đỏ:

N

H
N

SO3H

H

Ó

A

H3C

N

Í-

1.3. Giới thiệu về phương pháp hấp phụ

ÁN

-L

1.3.1. Các khái niê ̣m

TO

1.3.1.1. Sự hấ p phụ
Hấ p phu ̣ là sự tích lũy chất trên bề mă ̣t phân cách các pha (khí-rắ n, lỏng-rắ n,

D

IỄ
N

Đ

ÀN

khi-́ lỏng, lỏng-lỏng). Chất hấp phu ̣ là chấ t mà phầ n tử ở lớp bề mă ̣t có khả năng hút

Skype :
/>
TP

Metyl da cam: là chất hữu cơ có tính chất lưỡng tính với hằng số axit Ka= 4.10-4.

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

N

N

N

U
Y

N

.Q

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 /
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

NaO3S

H

Công thức cấu tạo:

các phần tử của pha khác nằ m tiế p xúc với nó. Chấ t bi ̣ hấp phu ̣ là chấ t bi ̣ hút ra khỏi
pha thể tić h đến tập trung trên bề mă ̣t chấ t hấ p phụ.
Tuỳ theo bản chấ t của lực tương tác giữa chấ t hấ p phu ̣ và chấ t bi ̣ hấ p phu ̣,
người ta phân biê ̣t hấ p phu ̣ vâ ̣t lý và hấ p phu ̣ hoá ho ̣c. Hấ p phu ̣ vâ ̣t lý gây ra bởi lực
Vander Waals giữa phầ n tử chấ t bi ̣hấ p phu ̣ và bề mă ̣t chấ t hấ p phu ̣, liên kế t này yế u,

9
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial


/>plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon


dễ bi ̣ phá vỡ. Hấ p phu ̣ hoá ho ̣c gây ra bởi lực liên kế t hoá ho ̣c giữa bề mă ̣t chấ t hấ p
phu ̣ và phầ n tử chấ t bi ̣hấ p phu ̣, liên kế t này bề n, khó bi ̣phá vỡ.
Trong thực tế , sự phân biệt giữa hấ p phu ̣ vật lý và hấ p phụ hoá ho ̣c chỉ là

N

tương đối vì ranh giới giữa chúng không rõ rê ̣t. Mô ̣t số trường hơ ̣p tồ n ta ̣i cả quá trình

H

Ơ

hấ p phu ̣ vật lý và hấ p phụ hoá ho ̣c. Ở vùng nhiê ̣t đô ̣ thấ p xảy ra quá triǹ h hấ p phu ̣ vâ ̣t

U
Y
TP

Đ

hấ p phụ dựa trên nguyên tắ c sử du ̣ng các yế u tố bất lơ ̣i đố i với quá trình hấ p phu ̣.

N

G

Đối với hấp phụ vật lý để làm giảm khả năng hấp phụ có thể tác động thông

H
Ư

qua các yếu tố sau:

TR

ẦN

- Giảm nồng độ chất bị hấp phụ ở dung dịch để thay đổi thế cân bằng hấp phụ.
- Tăng nhiệt độ.

B

- Thay đổi bản chất tương tác của hệ thống thông qua thay đổi pH môi trường.

10
00

- Sử dụng tác nhân hấp phụ mạnh hơn để đẩy các chất đã hấp phụ trên bề mặt

A

chất rắn.

H

Ó

- Sử dụng tác nhân là vi sinh vật.

Í-

Dựa trên nguyên tắc giải hấp phụ nêu trên, một số phương pháp tái sinh vâ ̣t

-L

liê ̣u hấ p phu ̣ đã được sử dụng: phương pháp nhiê ̣t, phương pháp hoá lý, phương pháp

ÁN

vi sinh [2].

Đ

ÀN

TO

1.3.1.3. Dung lượng hấ p phụ cân bằ ng
Dung lượng hấp phụ cân bằng là khố i lươ ̣ng chấ t bi ̣ hấ p phu ̣ trên mô ̣t đơn vi ̣

Skype :
/>
ẠO

Giải hấp phu ̣ là quá trình chất bi ̣ hấ p phu ̣ ra khỏi lớp bề mă ̣t chấ t hấ p phu ̣. Giải

IỄ
N
D

.Q

1.3.1.2. Giải hấ p phụ

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 /

Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định



lên [10].

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

N

lý, khi tăng nhiệt độ khả năng hấp phu ̣ vâ ̣t lý giảm và khả năng hấ p phu ̣ hoá ho ̣c tăng

khố i lượng chất hấp phụ ở tra ̣ng thái cân bằ ng ở điề u kiê ̣n xác đinh
̣ về nồ ng đô ̣ và
nhiê ̣t đô ̣.
Dung lượng hấp phụ được tính theo công thức:
q

(C o  C cb ).V
m

(1.1)

10
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

/>plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon


Trong đó:
q: dung lươ ̣ng hấ p phụ cân bằ ng (mg/g).
V: thể tích dung dịch chấ t bi ̣hấ p phu ̣ (l).

Ơ

N

m: khố i lươ ̣ng chất hấ p phụ (g).

TR
ẦN

Trong đó: - H: Hiệu suất hấp phụ

- Co: nồng độ dung dịch ban đầu (mg/l)

B

- Ccb: nồng độ dung dịch khi đạt cân bằng hấp phụ (mg/l) [10]

10
00

1.3.2. Quá trình hấp phụ động trên cột

Ó

A

Quá trình hấp phụ động trên cột được mô tả như sau

H

Cho một dòng khí hay dung dịch chứa chất bị hấp phụ qua cột hấp phụ. Sau một

-L

Í-

thời gian thì cột hấp phụ chia làm ba vùng:

ÁN

Lối vào

TO

1.Vùng hấp phụ bão hoà

Đ

ÀN

2.Vùng chuyển khối

Skype :
/>
(1.2)

N

G

(Co  Ccb )
.100%
Co

H
Ư

H

Đ

dịch ban đầu.

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

TP

ẠO

Hiệu suất hấp phụ là tỷ số giữa nồng độ dung dịch bị hấp phụ và nồng độ dung

IỄ
N
D

U
Y
.Q

1.3.1.4. Hiệu suất hấp phụ

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 /
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định



Ccb: nồ ng đô ̣ dung dich
̣ khi đa ̣t cân bằ ng hấ p phu ̣ (mg/l).

N

H

Co: nồ ng đô ̣ dung dich
̣ ban đầ u (mg/l).

3.Vùng chưa xảy ra sự hấp phụ
Lối ra
Hình 1.4. Mô hình cột hấp phụ
Vùng 1 (Đầu vào nguồn xử lý): Chất hấp phụ đã bão hòa và đạt trạng thái cân

11
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial


/>plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon


bằng. Nồng độ chất bị hấp phụ ở đây bằng nồng độ của nó ở lối vào.
Vùng 2 (Vùng chuyển khối): Nồng độ chất bị hấp phụ thay đổi từ giá trị nồng
độ ban đầu tới không.

N

Vùng 3 (Vùng lối ra của cột hấp phụ): Vùng mà quá trình hấp phụ chưa xảy ra,

H

Ơ

nồng độ chất bị hấp phụ bằng không.

.Q

chuyển khối chạm tới đáy cột. Đây là thời điểm cần dừng quá trình hấp phụ để nồng

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 /
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

H
Ư

C

B

t

10
00

O

TR
ẦN

Co

phụ theo thời gian

H

Ó

A

Hình 1.5. Dạng đường cong thoát phân bố nồng độ chất bị hấp phụ trên cột hấp

Í-

Tại điểm cuối của cột hấp phụ, nồng độ của chất bị hấp phụ xuất hiện và tăng

-L

dần theo thời gian. Đồ thị biểu diễn sự biến đổi nồng độ của chất bị hấp phụ trên cột

ÁN

hấp phụ theo thời gian được gọi là đường cong thoát và có dạng như hình 1.5.
1.3.3. Các mô hình cơ bản của quá trình hấ p phụ

D

IỄ
N

Đ

ÀN

1.3.3.1. Mô hình động học hấ p phụ

Skype :
/>

N

G

Đ

phụ được giải hấp để tiếp tục thực hiện quá trình hấp phụ.

ẠO

độ của chất bị hấp phụ ở lối ra không vượt quá giới hạn cho phép. Tiếp theo cột hấp

TO



chuyển theo chiều dài của cột hấp phụ. Chất hấp phụ sẽ xuất hiện ở lối ra khi vùng

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U
Y

N

Khi thời gian thực hiện quá trình hấp phụ tăng lên thì vùng hấp phụ dịch

Đối với hê ̣ hấ p phu ̣ lỏng- rắn, quá trình đô ̣ng học hấ p phu ̣ xảy ra theo các giai

đoa ̣n chính sau:

- Khuếch tán của các chấ t bi ̣hấp phu ̣ từ pha lỏng tới bề mă ̣t chấ t hấ p phu ̣.
- Khuếch tán bên trong ha ̣t hấp phu ̣.

12
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial


/>plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon


- Giai đoa ̣n hấp phu ̣ thực sự: các phầ n tử bi ̣ hấ p phu ̣ chiế m chỗ các trung tâm
hấ p phu ̣.
Trong tấ t cả các giai đoạn đó, giai đoa ̣n nào có tố c đô ̣ châ ̣m nhấ t sẽ quyết đinh
̣

N

toàn bộ quá triǹ h đô ̣ng ho ̣c hấ p phu ̣. Với hệ hấ p phu ̣ trong môi trường nước, quá trin
̀ h

N

.Q
TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 /
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

dx
  (C0  Ccb )  k(q max  q)
dt

(1.4)

G

Đ

V

H
Ư

N

Trong đó:

TR
ẦN

x: nồng độ chất bị hấp phụ (mg/l).
t: thời gian (giây).

B

: hê ̣ số chuyể n khố i.

10
00

Co: nồ ng đô ̣ chấ t bi hấ
̣ p phu ̣ trong pha mang ta ̣i thời điể m ban đầ u (mg/l).

A

Ccb: nồ ng đô ̣ chấ t bi hấ
̣ p phu ̣ trong pha mang ta ̣i thời điể m t (mg/l).

H

Ó

k: hằ ng số tố c độ hấ p phu ̣.

-L

Í-

q: dung lươ ̣ng hấ p phu ̣ tại thời điểm t (mg/g).

ÁN

qmax: dung lươ ̣ng hấ p phu ̣ cực đa ̣i (mg/g).

Đ

ÀN

TO

Phương trình động học hấp phụ biểu kiến bậc nhất Lagergren

dqt
 k1 ( qe  qt )
dt

(1.5)

Skype :
/>
ẠO

Tố c đô ̣ hấ p phụ phu ̣ thuô ̣c bâ ̣c nhấ t vào sự biế n thiên nồ ng đô ̣ theo thời gian:

IỄ
N
D

(1.3)

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

dx
dt

v



U
Y

Tốc độ hấp phụ v là biế n thiên nồ ng đô ̣ chấ t bi ̣hấ p phu ̣ theo thời gian:

H

Ơ

khuế ch tán thường chậm và đóng vai trò quyế t đinh.
̣

Dạng tích phân của phương trình trên là:

lg(qe  qt )  lg qe 

k1
t
2,303

(1.6)

Phương trình động học hấp phụ biểu kiến bậc hai có dạng:

13
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial