Nghiên cứu xử lý hợp chất Cr(VI) từ dung dịch loãng bằng than bùn đồng nai (tt)

Sample
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

ĐẠI HỌC HUẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

NGUYỄN THỊ CẨM VÂN

NGHIÊN CỨU XỬ LÝ HP CHẤT Cr(VI)
TỪ DUNG DỊCH LOÃNG BẰNG THAN
BÙN ĐỒNG NAI
Demo Version - Select.Pdf SDK
Chun ngành : HĨA VƠ CƠ
Mã số

: 60 44 01 13

LUẬN VĂN THẠC SĨ HĨA HỌC

Người hướng dẫn khoa học
PGS.TS. VÕ VĂN TÂN

Batch PDF Merger
i


Sample
HUẾ, NĂM 2014

LỜI CAM ĐOAN

Tôi cam đoan: Quyển luận văn tốt nghiệp này ngoại trừ các kết quả tham

khảo từ các công trình như đã ghi rõ trong luận văn, các công việc trình bày trong

luận văn này là công trình nghiên cứu thực sự của cá nhân, được thực hiện trên cơ
sở nghiên cứu lý thuyết, kiến thức kinh điển, nghiên cứu khảo sát tình hình thực tiễn
và dưới sự hướng dẫn khoa học của Phó giáo sư, Tiến sĩ Võ Văn Tân.
Một lần nữa, tôi khẳng định về sự trung thực của lời cam kết trên.
Đồng Nai, ngày 10 tháng 05 năm 2014
Người cam đoan

Demo Version - Select.Pdf SDK
Nguyễn Thị Cẩm Vân

Batch PDF Merger
ii


Tôi xin gởi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc
nhất đến PGS.TS. Võ Văn Tân, người Thầy đã tận
tình hướng dẫn tôi trong suốt quá trình thực hiện
luận văn cao học và tạo mọi điều kiện để tôi có thể
hoàn thành luận văn này.
Tôi xin gởi lời cảm ơn đến khoa Công nghệ Hóa
của Trường Cao đẳng Nghề Đồng Nai, cùng bộ môn
Hóa Vô cơ, khoa Hóa học, trường Đại học Sư phạm,
Đại học Huế và quý Thầy Cô trong khoa Hóa học.
Trong thời gian qua đã góp ý, hỗ trợ cũng như tạo
điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt thời gian làm
Demo Version - Select.Pdf SDK

luận văn.
Tôi xin cảm ơn gia đình đã động viên và tạo
điều kiện tốt nhất để tôi có thể theo đuổi việc học tập
và nghiên cứu. Tôi gởi lòng tri ân đến tất cả bạn bè
và các bạn học viên cao học Hoá K21 tại Đồng Nai,
những người đã động viên, thăm hỏi cũng như đã
giúp đỡ thiết thực tôi hoàn tất luận văn này.
Xin chân thành cảm ơn!
Đồng Nai, tháng 05 năm
2014
Học viên
Nguyễn Thị Cẩm Vân
iii


MỤC LỤC
MỤC LỤC ................................................................................................................... 1
BẢNG CHỮ VIẾT TẮT ............................................................................................. 3
DANH MỤC BẢNG ................................................................................................... 4
DANH MỤC BIỂU ĐỒ, ĐỒ THỊ, HÌNH VẼ ............................................................ 5
MỞ ĐẦU ..................................................................................................................... 7
Chƣơng 1: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT ................................................................ 9
1.1.

THAN BÙN ....................................................................................................9

1.1.1. Thành phần và tính chất của than bùn ............................................................ 9
1.1.2. Trữ lƣợng than bùn trên thế giới và Việt Nam ............................................. 13
1.1.3. Than bùn Đồng Nai ...................................................................................... 14

1.2.

KHẢ NĂNG HẤP PHỤ CỦA THAN BÙN ................................................14

1.2.1. Khả năng hấp phụ và trao đổi ion kim loại của than bùn ............................. 14
1.2.2. Khả năng tạo phức của than bùn................................................................... 15
1.3.

GIỚI THIỆU VỀ NGUYÊN TỐ CROM .....................................................16

1.3.1. Một số tính chất lý, hóa của crom ................................................................ 16

Demo
Select.Pdf
SDK
1.3.2. Các hợp
chấtVersion
của crom -[7]
............................................................................
17
1.3.3. Các nguồn gây ô nhiễm và tác dụng của crom ............................................. 25
1.3.4. Một số phƣơng pháp xác định crom ............................................................. 27
1.4.

HẤP PHỤ .....................................................................................................29

1.4.1. Các khái niệm ............................................................................................... 29
Chƣơng 2: KỸ THUẬT THỰC NGHIỆM ........................................................... 33
2.1.

HÓA CHẤT, NGUYÊN LIỆU .....................................................................33

2.2.

CÁCH PHA DUNG DỊCH ...........................................................................33

2.3.

DỤNG CỤ, THIẾT BỊ: ................................................................................33

2.4.

PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH KIỂM TRA ................................................34

2.5.

TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM ........................................................................34

2.5.1. Khảo sát quá trình hấp thụ của than bùn với hợp chất crom (VI) ................ 35
2.5.1.1. Ảnh hƣởng của thời gian và nồng độ H+ xử lý than bùn trong việc hấp phụ
hợp chất Cr(VI): .........................................................................................35

1


2.5.1.2. Ảnh hƣởng của kích thƣớc hạt than bùn đến khả năng hấp phụ hợp chất
Cr(VI):........................................................................................................35
2.5.1.3. Ảnh hƣởng của nồng độ hợp chất Cr(VI) đến khả năng hấp phụ: ...............35
2.5.1.4. Ảnh hƣởng thời gian đến khả năng hấp phụ hợp chất Cr(VI) của than bùn:
....................................................................................................................36

2.5.1.5. Ảnh hƣởng của nồng độ [H+] đến khả năng hấp phụ hợp chất Cr(VI) bằng
than bùn:.....................................................................................................36
2.5.1.6. Ảnh hƣởng từng ion tạp đến khả năng hấp phụ hợp chất Cr(VI) của than
bùn: ............................................................................................................36
2.5.1.7. Thử nghiệm trên thực tế ...............................................................................36
2.6.

XỬ LÝ SỐ LIỆU THỰC NGHIỆM.............................................................36

Chƣơng 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................. 37
3.1.

KHẢO SÁT CÁC THÔNG SỐ ĐẶC TRƢNG CỦA THAN BÙN ĐỒNG
NAI ...............................................................................................................37

3.2.

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG HẤP PHỤ HỢP CHẤT CROM (VI) TRONG
DUNG DỊCH BẰNG THAN BÙN ĐỒNG NAI .........................................39

3.2.1. Hoạt hóa than bùn nguyên khai Đồng Nai ................................................... 39

Demo Version - Select.Pdf SDK

3.2.2. Ảnh hƣởng của kích thƣớc hạt than bùn hoạt hóa đến khả năng hấp phụ hợp
chất Cr(VI): ................................................................................................... 41
3.2.3. Ảnh hƣởng nồng độ dung dịch Cr(VI) đến hiệu suất hấp phụ của than bùn
hoạt hóa ......................................................................................................... 42
3.2.4. Ảnh hƣởng thời gian đến quá trình hấp phụ hợp chất Cr(VI) bằng than bùn
hoạt hóa ......................................................................................................... 44

3.2.5. Ảnh hƣởng nồng độ H+ đến hiệu suất hấp phụ hợp chất Cr(VI) của than bùn
hoạt hóa ......................................................................................................... 45
3.3.

ẢNH HƢỞNG CỦA CÁC ION TẠP Na+, Ca2+, Al3+ ĐẾN KHẢ NĂNG
HẤP PHỤ Cr(VI) TRÊN THAN BÙN HOẠT HÓA ..................................47

3.4.

ỨNG DỤNG THAN BÙN HOẠT HÓA ĐỂ XỬ LÝ Cr(VI) CÓ TRONG
NƢỚC THẢI ................................................................................................48

KẾT LUẬN ...............................................................................................................50
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... 52
PHỤ LỤC .................................................................................................................. 55

2


BẢNG CHỮ VIẾT TẮT
CHCl

Nồng độ % axit HCl

VMohr

Thể tích muối Morh (ml)

HS

Hiệu suất hấp phụ hợp chất Cr6+ (%)

CH+

Nồng độ H+(M)

ICP-MS

Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry

ICP-AES

Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectrometry

UV-VIS

Utraviolet Visible Spectrophotometry

AAS

Atomic Absorption Analysis

NAA

Neutron Activation Analysis

HPLC

High Performance Liquid Chormatography.

Demo Version - Select.Pdf SDK

3


DANH MỤC BẢNG
Trang
Bảng 3.1: Hàm lƣợng chất hữu cơ, hàm lƣợng tro và hàm ẩm của than
bùn nguyên khai Đồng Nai ..................................................................... 38
Hình 3.2: Ảnh hƣởng thời gian và nồng độ HCl đến hiệu suất hoạt hóa
(HS, %) than bùn Đồng Nai .................................................................... 39
Bảng 3.3: Ảnh hƣởng kích thƣớc của than bùn hoạt hóa đến khả năng hấp
phụ hợp chất Cr(VI) ............................................................................... 41
Bảng 3.4: Ảnh hƣởng nồng độ dung dịch Cr(VI) đến hiệu suất hấp phụ
của than bùn hoạt hóa ............................................................................. 43
Bảng 3.5: Ảnh hƣởng thời gian đến hiệu suất hấp phụ Cr(VI) bằng than
bùn hoạt hóa ............................................................................................ 44
Bảng 3.6: Ảnh hƣởng nồng độ ion H+ đến hiệu suất hấp phụ Cr(VI) bằng
than bùn hoạt hóa ..................................................................................... 46
Bảng 3.7: Ảnh hƣởng từng ion tạp đến hiệu suất hấp phụ hợp chất Cr(VI) trên
than bùn hoạt hóa .................................................................................... 47

Demo Version - Select.Pdf SDK

Bảng 3.8: Kết quả xử lý hợp chất Cr(VI)trong nƣớc thải của Công ty dệt
nhuộm SY VINA ở khu Công nghiệp Nhơn Trạch 2 tỉnh Đồng Nai
bằng phƣơng pháp hấp phụ than bùn hoạt hóa ........................................ 49

4

DANH MỤC BIỂU ĐỒ, ĐỒ THỊ, HÌNH VẼ
Trang
Hình 3.1: Giản đồ phân tích nhiệt vi sai than bùn nguyên khai Đồng Nai .............. 37
Hình 3.2: Ảnh SEM than bùn nguyên khai Đồng Nai ............................................ 38
Hình 3.3: Ảnh hƣởng thời gian và nồng độ HCl đến hiệu suất hoạt hóa
than bùn Đồng Nai ................................................................................... 40
Hình 3.4: Ảnh hƣởng kích thƣớc của than bùn hoạt hóa đến khả năng hấp
phụ hợp chất Cr(VI) ................................................................................ 42
Hình 3.5: Ảnh hƣởng nồng độ dung dịch Cr(VI) đến hiệu suất hấp phụ
của than bùn hoạt hóa ............................................................................. 43
Hình 3.6: Ảnh hƣởng thời gian đến hiệu suất hấp phụ Cr(VI) bằng than
bùn hoạt hóa ............................................................................................. 45
Hình 3.7: Ảnh hƣởng nồng độ ion H+ đến hiệu suất hấp phụ Cr(VI) bằng
than bùn hoạt hóa .................................................................................... 46
Hình 3.8: Ảnh hƣởng nồng độ các ion Na+; Ca2+; Al3+ đến khả năng hấp
phụ hợp chất Cr(VI) của than bùn .......................................................... 48

Demo Version - Select.Pdf SDK

5


MỞ ĐẦU
Tỉnh Đồng Nai là một Trung tâm Công nghiệp lớn của miền Nam và của cả
nƣớc, hiện nay Đồng Nai có tốc độ phát triển rất mạnh về kinh tế cùng với sự phát
triển rất nhanh các khu công nghiệp mới và rất nhiều chủng loại hàng hóa từ dân
dụng hằng ngày cho đến những hàng hóa công nghiệp và hóa chất đƣợc sản xuất ra
để xuất khẩu và tiêu dùng cho cả nƣớc. Khi nền công nghiệp phát triển thì không
thể không thải ra các loại chất thải rắn, lỏng, khí… Mặt dù các khu công nghiệp

cũng nhƣ các cơ sở sản xuất đã xử lý tất cả những chất thải này nhƣng phần nào nó
cũng gây ô nhiễm môi trƣờng. Vì vậy vấn đề xử lý triệt để hoặc thu hồi các chất thải
công nghiệp để hạn chế thấp nhất sự ô nhiễm môi trƣờng ảnh hƣởng đến đời sống
và sức khỏe của ngƣời dân; là việc chung của cơ quan nhà nƣớc các cấp chính
quyền và cả ngƣời dân.
Việc xử lý hoặc thu hồi các kim loại nặng trong chất thải rắn và lỏng ngày
càng đƣợc quan tâm nhiều hơn vì có khả năng gây bệnh ung thƣ cho con ngƣời.
Trong đó xử lý các kim loại nặng trong nƣớc thải có thể thực hiện đƣợc bằng nhiều
phƣơng phápDemo
khác nhau
nhƣ: hấp
thụ, hấp phụ,SDK
trích ly, keo tụ, kết tủa, điện hóa…
Version
- Select.Pdf
Trong những năm vừa qua, than bùn đã đƣợc nghiên cứu và ứng dụng nhƣ là
tác nhân hấp phụ các chất ô nhiễm trong nƣớc, chẳng hạn: làm sạch các vết dầu
tràn, loại bỏ các ion kim loại nặng từ nƣớc thải, hấp phụ thuốc trừ sâu và thuốc
nhuộm,… Đặc tính hấp phụ có đƣợc là do than bùn chứa các chất mang các nhóm
chức phân cực mạnh của axit humic, axit funvic,…có khả năng tạo liên kết với các
cấu tử bị hấp phụ. Thành phần các hợp chất này trong than bùn phụ thuộc rất nhiều
vào nguồn gốc và điều kiện tạo thành (độ tuổi, bản chất nguồn thực vật ban đầu, khí
hậu…).
Ở nƣớc ta, than bùn có ở nhiều nơi, nhƣ ở lƣu vực sông Hồng, sông Cửu
Long, ở khu vực miền Trung, miền Đông Nam bộ,… chúng đã đƣợc sử dụng chủ
yếu làm chất đốt, phân bón hữu cơ hoặc chất kích thích sinh trƣởng cho cây. Gần
đây, ngƣời ta đã ứng dụng than bùn trong lĩnh vực xử lý môi trƣờng, tách loại các
kim loại nặng tránh ô nhiễm môi trƣờng có kết quả rất khả thi vì giá thành rẻ và quá
trình vận hành để xử lý kim loại nặng có trong dung dịch nƣớc rất đơn giản.

7


Trong phạm vi luận văn này, chúng tôi ứng dụng than bùn ở xã Phú Lập,
huyện Tân Phú, tỉnh Đồng Nai làm vật liệu hấp phụ, để từ đó tìm ra các điều kiện
tối ƣu nhằm xử lý hàm lƣợng Cr(VI) trong dung dịch nƣớc thải công nghiệp thuộc
da, dệt nhuộm. Do đó, chúng tôi chọn đề tài: “Nghiên cứu xử lý hợp chất Cr(VI)
từ dung dịch loãng bằng than bùn Đồng Nai”.

Demo Version - Select.Pdf SDK

8