Nghiên cứu hấp phụ metylen xanh phẩm đỏ đh 120 của vật liệu hấp phụ composite chế tạo từ graphene và bùn đỏ

..

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

LOME PHENGKHAMMY

NGHIÊN CỨU HẤP PHỤ METYLEN XANH,
PHẨM ĐỎ ĐH 120 CỦ A VẬT LIỆU HẤP PHỤ COMPOSITE
CHẾ TẠO TỪ GRAPHENE VÀ BÙ N ĐỎ

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC VẬT CHẤT

THÁI NGUYÊN - 2017


ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

LOME PHENGKHAMMY

NGHIÊN CỨU HẤP PHỤ METYLEN XANH,
PHẨM ĐỎ ĐH 120 CỦ A VẬT LIỆU HẤP PHỤ COMPOSITE
CHẾ TẠO TỪ GRAPHENE VÀ BÙ N ĐỎ
Chun ngành: Hóa phân tích
Mã số: 60 14 01 18

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC VẬT CHẤT

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Đỗ Trà Hương

THÁI NGUYÊN - 2017


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan: Đề tài: “Nghiên cứu hấ p phụ metylen xanh, phẩ m đỏ ĐH
120 của vật liê ̣u hấp phụ composite chế ta ̣o từ graphene và bùn đỏ” là do bản thân
tôi thực hiện. Các số liệu kết quả trong đề tài là trung thực. Nếu sai sự thật tơi xin
chịu hồn tồn trách nhiệm.

Tác giả luận văn

Lome Phengkhammy

i


LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc tới: PGS.TS Đỗ Trà Hương
cô giáo trực tiếp giao cho em đề tài, tâ ̣n tin
̀ h hướng dẫn và ta ̣o mo ̣i điề u kiê ̣n cho em
hoàn thành luận văn.
Em xin chân thành cảm ơn các thầy, cơ giáo Khoa Hóa học, các thầy cơ phịng
Đào tạo, các thầy cơ trong Ban Giám hiệu trường Đại học Sư phạm - Đại học Thái
Nguyên đã giảng dạy, tạo điều kiện thuận lợi và giúp đỡ em trong quá trình học tập,
nghiên cứu, để hoàn thành luận văn khoa học.
Em xin chân thành cảm ơn các cán bộ phịng thí nghiệm của Khoa Hóa học,
trường Đại học Sư phạm - Đại học Thái Nguyên và các bạn đồng nghiệp, bạn bè đã
giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi để em hoàn thành luận văn. Mặc dù đã có nhiều cố
gắng, song do thời gian có hạn, khả năng nghiên cứu của bản thân cịn hạn chế, nên
kết quả nghiên cứu có thể cịn nhiều thiếu sót. Em rất mong nhận được sự góp ý, chỉ

bảo của các thầy giáo, cô giáo, các bạn đồng nghiệp và những người đang quan tâm
đến vấn đề đã trình bày trong luận văn, để luận văn được hoàn thiện hơn.
Em xin trân trọng cảm ơn!

Thái Nguyên

tháng 6 năm 2017

Tác giả

Lome Phengkhammy

ii


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN .......................................................................................................... i
LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................... ii
MỤC LỤC ................................................................................................................... iii
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ...................................................................................... iv
DANH MỤC CÁC BẢNG ........................................................................................... v
DANH MỤC CÁC HÌNH............................................................................................ vi
MỞ ĐẦU ...................................................................................................................... 1
Chương 1: TỔNG QUAN........................................................................................... 3
1.1. Giới thiê ̣u về phương pháp hấ p phu ̣ ...................................................................... 3
1.1.1. Các khái niê ̣m ..................................................................................................... 3
1.1.2. Cân bằng hấp phụ ................................................................................................ 3
1.1.3. Dung lượng hấp phụ cân bằng ............................................................................ 4
1.1.4. Hiệu suất hấp phụ ................................................................................................ 4
1.1.5. Giải hấp phụ ........................................................................................................ 4

1.1.6. Động học hấp phụ ............................................................................................... 5
1.1.7. Cơ chế hấp phụ .................................................................................................. 8
1.1.8. Phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir ....................................................... 8
1.1.9. Phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Henry ........................................................... 10
1.1.10. Phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Freundlich ................................................. 10
1.1.11. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hấp phụ ................................................ 11
1.2. Các nguồ n gây ô nhiễm môi trường nước ........................................................... 11
1.3. Sơ lược về thuốc nhuộm ...................................................................................... 12
1.3.1. Đinh
̣ nghiã thuố c nhuộm .................................................................................. 12
1.3.2. Phân loại thuốc nhuộm ..................................................................................... 12
1.3.3. Giới thiệu chung về metylen xanhvà phẩ m đỏ ĐH 120 ................................... 15
1.3.4. Một số kết quả nghiên cứu hấp phụ metylen xanh và phẩm đỏ ĐH 120.......... 17
1.4. Giới thiệu về vật liệu graphene và bùn đỏ ........................................................... 19
1.4.1. Giới thiệu về vật liệu graphene ......................................................................... 19
1.4.2. Một số kết quả nghiên cứu sử dụng graphene làm vật liệu hấp phụ ................ 20

iii


1.4.3. Giới thiệu về bùn đỏ ......................................................................................... 22
1.4.4. Một số kết quả nghiên cứu sử dụng bùn đỏ là vật liệu hấp phụ ....................... 24
Chương 2: THỰC NGHIỆM, CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .............. 27
2.1. Dụng cụ và hóa chất............................................................................................. 27
2.1.1. Thiết bị .............................................................................................................. 27
2.1.2. Hóa chất ............................................................................................................ 27
2.2. Lập đường chuẩn xác định nồng độ metylen xanh, phẩm đỏ ĐH120 ................. 27
2.3. Chế tạo vật liệu hấp phụ composite từ graphene và bùn đỏ (VLHP) .................. 29
2.3.1. Chế tạo vật liệu graphene ................................................................................. 29
2.3.2. Chuẩn bị mẫu bùn đỏ ........................................................................................ 29

2.3.3. Hoạt hóa bùn đỏ thơ .......................................................................................... 29
2.3.4. Chế tạo vật liệu composite từ graphene và bùn đỏ ........................................... 30
2.4. Khảo sát đặc điểm bề mặt, tính chất vật lý, cấu trúc của bùn đỏ thơ, bùn đỏ
biến tính nhiệt và VLHP .................................................................................... 30
2.5. Đánh giá khả năng hấp phụ của bùn đỏ hoạt hóa axit ......................................... 30
2.6. Đánh giá khả năng hấp phụ của vật liệu composite chế tạo từ bùn đỏ và graphene ... 31
2.7. Xác định điểm đẳng điện của VLHP ................................................................... 31
2.8. Khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ metylen xanh,
phẩm đỏ ĐH 120 của VLHP theo phương pháp hấp phụ tĩnh ........................... 31
2.8.1. Khảo sát ảnh hưởng của pH .............................................................................. 31
2.8.2. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian .................................................................... 32
2.8.3. Khảo sát ảnh hưởng của khối lượng VLHP...................................................... 32
2.8.4. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ đầu ............................................................... 33
2.8.5. Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ ...................................................................... 33
2.9. Giới thiệu về phương pháp phân tích trắc quang ................................................ 34
2.10. Một số phương pháp nghiên cứu sản phẩm ....................................................... 34
2.10.1. Phương pháp nhiễu xạ Rơnghen (XRD) ......................................................... 34
2.10.2. Phương pháp hiển vi điện tử quét (SEM) ....................................................... 35
2.10.3. Phương pháp phổ Raman ................................................................................ 35
2.10.4. Phương pháp phổ tán xạ năng lượng tia X (EDX) ......................................... 36

iv


2.10.5. Phương pháp đo diện tích bề mặt riêng (BET) ............................................... 37
Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................... 38
3.1. Các đặc tính bùn đỏ hoạt hóa nhiệt 800oC ........................................................... 38
3.2. Các đặc tính vật liệu graphene .............................................................................. 39
3.3. Đánh giá khả năng hấp phụ của bùn đỏ hoạt hóa axit ......................................... 40
3.4. Đánh giá khả năng hấp phụ metylen xanh và ĐH 120 của vật liệu composite

chế tạo từ bùn đỏ và graphene ........................................................................... 40
3.5. Các đặc tính vật liệu VLHP .................................................................................. 41
3.6. Kết quả xác định điểm đẳng điện của VLHP ...................................................... 43
3.7. Khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ metylen xanh,
phẩm đỏ ĐH 120 của VLHP theo phương pháp hấp phụ tĩnh ........................... 44
3.7.1. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của pH đến sự hấp phụ của VLHP ...................... 44
3.7.2. Kết quả khảo sát thời gian đạt cân bằng hấp phụ ............................................. 47
3.7.3. Khảo sát ảnh hưởng của khối lượng vật liệu đến khả năng hấp phụ của VLHP........ 49
3.7.4. Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng hấp phụ của VLHP ............... 51
3.7.5. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ đầu đến khả năng hấp phụ của VLHP ............... 53
3.8. Khảo sát dung lượng hấp phụ theo mô hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir ....... 55
3.9. Khảo sát q trình hấp phụ theo mơ hình hấp phụ đẳng nhiệt Freundlich .......... 56
3.10. Động học hấp phụ metylen xanh và phẩm đỏ ĐH 120 của VLHP .................... 58
3.11. Nhiệt động lực học hấp phụ metylen xanh và phẩm đỏ ĐH120 của VLHP ...... 63
3.12. Cơ chế hấp phụ metylen xanh, phẩm đỏ ĐH 120 của VLHP ............................ 65
KẾT LUẬN ................................................................................................................ 67
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................ 69
PHỤ LỤC.......................................................................................................................

v


DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

STT

Kí hiêụ viế t tắt

Nô ̣i dung

1

Abs

Đô ̣ hấ p thu ̣

2

BET

Đo diê ̣n tić h bề mă ̣t riêng

3

ĐH 120

Đỏ hoa ̣t tin
́ h 120

4

MB

Metylen xanh

5

SEM

Kính hiển vi điện tử quét

6

TEM

Hiể u vi điê ̣n tử truyề n qua

7

VLHP

Vâ ̣t liê ̣u hấ p phu ̣

8

XRD

Nhiễu xạ tia X: X- ray Diffration

iv


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1: Thành phần bùn đỏ lấy từ nhà máy hóa chất Tân Bình tại thành phố
Hồ Chí Minh .............................................................................................. 23
Bảng 1.2: Thành phần nguyên tố của bùn đỏ Bảo Lộc............................................... 23
Bảng 2.1. Kết quả đo độ hấp thụ quang dung dịch metylen xanh với các nồng
độ khác nhau .............................................................................................. 28
Bảng 2.2: Kết quả đo độ hấp thụ quang của dung dịch phẩm đỏ ĐH 120 với các
nồng độ khác nhau ..................................................................................... 29

Bảng 3.1: Kết quả hấp phụ metylen xanh của bùn đỏ hoạt hóa axit HNO3 nồng
độ khác nhau .............................................................................................. 40
Bảng 3.2: Kết quả hấp phụ metylen xanh của vật liệu composite với các tỉ lệ
khối lượng graphene: bùn đỏ khác nhau ................................................... 41
Bảng 3.3: Diện tích bề mặt riêng của bùn đỏ thơ và VLHP ....................................... 43
Bảng 3.4: Kết quả xác định điể m đẳng điê ̣n của VLHP ............................................. 43
Bảng 3.5: Sự phụ thuộc dung lượng hấp phụ và hiệu suất hấp phụ metylen xanh
của VLHP vào pH ..................................................................................... 45
Bảng 3.6: Sự phụ thuộc dung lượng hấp phụ và hiệu suất hấp phụ phẩm đỏ ĐH
120 của VLHP vào pH .............................................................................. 46
Bảng 3.7: Sự phụ thuộc của dung lượng, hiệu suất hấp phụ metylen xanh vào thời gian .... 47
Bảng 3.8: Sự phụ thuộc của dung lượng, hiệu suất hấp phụ phẩm đỏ ĐH 120
vào thời gian .............................................................................................. 48
Bảng 3.9: Sự phụ thuộc của hiệu suất hấp phụ metylen xanh, phẩm đỏ ĐH120
của VLHP vào khối lượng VLHP ............................................................. 50
Bảng 3.10: Sự phụ thuộc của hiệu suất hấp phụ và dung lương hấp phụ metylen
xanh và phẩm đỏ ĐH120 vào nhiệt độ ...................................................... 52
Bảng 3.11: Sự phụ thuộc của hiệu suất hấp phụ metylen xanh, phẩm đỏ ĐH120
của VLHP vào nồng độ ............................................................................. 54
Bảng 3.12: Dung lượng hấp phụ cực đại và hằng số Langmuir ................................ 56
Bảng 3.13: Các hằng số của phương trình Freundlich ............................................... 57
Bảng 3.14: Số liệu khảo sát động học hấp phụ metylen xanh .................................... 58

v


Bảng 3.15: Số liệu khảo sát động học hấp phụ phẩ m đỏ ĐH120 ............................... 60
Bảng 3.16: Một số tham số động học hấp phụ bậc 1 đối với metylen xanh và
phẩm đỏ ĐH 120 ....................................................................................... 61
Bảng 3.17: Một số tham số động học hấp phụ bậc 2 đối với metylen xanh và

phẩm đỏ ĐH 120 ....................................................................................... 62
Bảng 3.18: Giá trị năng lượng hoạt hóa quá trình hấp phụ metylen xanh, phẩm
đỏ ĐH 120 của VLHP ............................................................................... 63
Bảng 3.19: Kết quả tính KD tại các nhiệt độ khác nhau ............................................. 64
Bảng 3.20: Các thông số nhiệt động đối với quá trình hấp phụ metylen xanh,
phẩm đỏ ĐH 120 ....................................................................................... 64
Bảng 3.21: Hằng số khuếch tán và hằng số chắn của sự hấp phụ metylen xanh,
phẩm đỏ ĐH 120 tại nhiệt độ phòng 250C ................................................ 66

vi


DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1: Đồ thị sự phụ thuộc của log(qe – qt) vào t .................................................... 6
Hình 1.2: Đường hấp phụ đẳng nhiệt Lanngmuir ......................................................... 9
Hình 1.3: Sự phụ thuộc của Ccb / q vào lgCcb ............................................................... 9
Hình 1.4: Cơng thức cấu tạo của metylen xanh .......................................................... 15
Hình 1.5: Cơng thức cấu tạo cation MB+.................................................................... 15
Hình 1.6: Cơng thức cấu tạo của phẩm đỏ ĐH120 ..................................................... 16
Hình 1.7: Cấu trúc hóa học của một vài loại graphene ............................................... 19
Hình 1.8: Vật liệu bùn đỏ............................................................................................ 23
Hình 2.1. Đồ thị đường chuẩn xác định nồng độ metylen xanh ................................. 28
Hình 2.2: Đồ thị đường chuẩn xác định nồng độ phẩm đỏ ĐH 120 ........................... 29
Hình 2.3: Sơ đồ nguyên lý của hệ ghi nhận tín hiệu phổ EDX trong TEM ............... 36
Hình 3.1: Giản đồ nhiễu xạ tia X của mẫu bùn đỏ hoạt hóa nhiệt 800oC ................... 38
Hình 3.2: Ảnh SEM của bùn đỏ hoạt hóa nhiệt 800oC ............................................... 39
Hình 3.3: Ảnh chụp hiển vi lực nguyên tử của mẫu graphene ................................... 39
Hình 3.4: Biểu đồ biểu diễn hiệu suất hấp phụ metylen xanh của bùn đỏ hoạt
hóa axit HNO3 nồng độ khác nhau ............................................................................ 40
Hình 3.5: Biểu đồ biểu diễn hiệu suất hấp phụ của vật liệu composite với các ......... 41

tỉ lệ khối lượng graphene: bùn đỏ khác nhau............................................................. 41
Hình 3.6: Giản đồ nhiễu xạ tia X của VLHP .............................................................. 41
Hình 3.7: Phổ EDX của VLHP ................................................................................... 42
Hình 3.8: Ảnh SEM của VLHP .................................................................................. 42
Hình3.9: Điể m đẳ ng điê ̣n của VLHP .......................................................................... 43
Hình 3.10: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của độ hấp thụ metylen xanh vào pH ...... 44
Hình 3.11: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của độ hấp thụ phẩm đỏ ĐH 120 vào pH ......... 44
Hình 3.12: Sự phụ thuộc của hiệu suất hấp phụ metylen xanh vào pH ...................... 45
Hình 3.13: Sự phụ thuộc của hiệu suất hấp phụ phẩm đỏ ĐH120 vào pH ................. 46
Hình 3.14: Sự phụ thuộc của hiệu suất hấp phụ metylen xanh vào thời gian ............ 48
Hình 3.15: Sự phụ thuộc của hiệu suất hấp phụ phẩm đỏ ĐH120 vào thời gian ....... 49
Hình 3.16: Sự phụ thuộc của hiệu suất hấp phụ metylen xanh vào khối lượng VLHP ..... 51

vi


Hình 3.17: Sự phụ thuộc của hiệu suất hấp phụ phẩm đỏ ĐH 120 vào khối
lượng VLHP ............................................................................................ 51
Hình 3.18: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của hiệu suất hấp phụ metylen xanh
của VLHP vào nhiệt độ ........................................................................... 52
Hình 3.19: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của hiệu suất hấp phụphẩm đỏ ĐH120
của VLHP vào nhiệt độ ........................................................................... 53
Hình 3.20: Đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir đối với metylen xanh.................... 55
Hình 3.21: Sự phụ thuộc của Ccb/q vào Ccb đối với metylen xanh ............................. 55
Hình 3.22: Đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir đối với phẩm đỏ ĐH 120.............. 55
Hình 3.23: Sự phụ thuộc của Ccb/q vào Ccb đối với phẩm đỏ ĐH 120 ....................... 55
Hình 3.24: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc lgq vào lgCcb đối với sự hấp phụ
metylen xanh ........................................................................................... 56
Hình3.25: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của lgq vào lgCcb đối với sự hấp phụ
phẩm đỏ ĐH 120 ..................................................................................... 57

Hình 3.26: Đồ thị biểu diễn phương trình bậc 1 với metylen xanh ............................ 59
Hình 3.27: Đồ thị biểu diễn phương trình bậc 2 với metylen xanh ............................ 59
Hình 3.28: Đồ thị biểu diễn phương trình bậc 1 với phẩm đỏ ĐH 120 ...................... 61
Hình 3.29: Đồ thị biểu diễn phương trình bậc 2 đối với phẩm đỏ ĐH 120 ................ 61
Hình 3.30: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của lnKD vào 1/T của metylen xanh ............. 64
Hình 3.31: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của lnKD vào 1/T của phẩm đỏ ĐH120 .... 64
Hình 3.32: Đồ thị biểu diễn quá trình khuếch tán metylen xanh của VLHP .............. 65
Hình 3.33: Đồ thị biểu diễn quá trình khuếch tán phẩm đỏ ĐH 120 của VLHP ........ 65

vii


MỞ ĐẦU
Công nghiệp dệt nhuộm là một trong những ngành lớn và lâu đời ở Việt Nam.
Do đặc thù sản xuất, ngành công nghiệp này tiêu thụ một lượng rất lớn nước và cũng
tạo ra một lượng nước thải công nghiệp dệt nhuộm tương ứng từ các bước khác nhau
trong q trình nhuộm màu và hồn thiện sản xuất. Nước thải này có độ kiềm, độ
màu và hàm lượng các chất hữu cơ, chất rắn độc hại rất cao do sử dụng rất nhiều loại
hóa chất trong quy trình sản xuất. Ngồi ra một số thuốc nhuộm cịn có tính chất độc
hại khi chúng thâm nhập vào thức ăn, nguồn nước sinh hoạt, là tác nhân gây ung thư
khi con người tiếp nhận các nguồn trên. Ở mỗi quốc gia, trong đó có Việt Nam, việc
xử lý các thành phần gây ô nhiễm này tới hàm lượng cho phép là điều bắt buộc trước
khi nguồn nước thải được đưa trở lại tự nhiên.
Để giải quyết các vấn đề này, các phương pháp khác nhau đã được sử dụng
cho việc xử lý màu của nước thải dệt nhuộm thông qua việc tách các thuốc nhuộm ra
khỏi nước thải trước khi đưa ra môi trường nước. Các phương pháp thường được sử
dụng là hóa học và hóa lý truyền thống như trung hịa điều chỉnh pH, đơng keo tụ,
oxy hóa. Tuy nhiên, các phương pháp trên rất khó vận dụng, yêu cầu chi phí đầu tư
cao và hóa chất đắt đỏ. Một trong những hướng đi ưu tiên, gần đây được nhiều nhà
khoa học quan tâm cả trong và ngoài nước là xử lý màu của nước thải dệt nhuộm

bằng các vật liệu hấp phụ giá thành thấp, thân thiện với môi trường được chế tạo từ
vật liệu phế thải trong các hoạt động cơng nghiệp và nơng nghiệp. Ưu điểm chính
của nó là nguồn cung cấp vật liệu phong phú, dễ điều chế, không đắt tiền, thân thiện
với môi trường.
Bùn đỏ là bã thải của q trình sản xuất nhơm từ quặng bauxit theo phương
pháp Bayer. Do tính kiềm cao và lượng bùn thải lớn, bùn đỏ sẽ là tác nhân gây ô
nhiễm môi trường nghiêm trọng nếu không được quản lý tốt. Bùn đỏ là hỗn hợp bao
gồm các hợp chất như sắt, mangan… và một lượng xút dư thừa do q trình hịa tan
và tách quặng bauxit. Đây là hợp chất độc hại, thậm chí bùn đỏ được ví như “bùn
bẩn”. Hiện nay, trên thế giới chưa có nước nào xử lý triệt để được vấn đề bùn đỏ.
Cách phổ biến mà người ta vẫn thường làm là chôn lấp bùn đỏ ở các vùng đất ít
người, ven biển để tránh độc hại. Với quy hoạch phát triển bauxit ở Tây Nguyên đến

1


năm 2015 mỗi năm sản xuất khoảng 7 triệu tấn Alumin, tương đương với việc thải ra
môi trường 10 triệu tấn bùn đỏ. Đến năm 2025 là 15 triệu tấn alumin tương đương
với 23 triệu tấn bùn đỏ. Cứ như thế sau 10 năm sẽ có 230 triệu tấn và sau 50 năm sẽ
có 1,15 tỷ tấn bùn đỏ tồn đọng trên vùng Tây Ngun.
Bên cạnh những cơng trình nghiên cứu về xử lý và quản lý nhằm giảm các tác
động xấu của bùn đỏ đến môi trường và con người thì hướng tái sử dụng bùn đỏ để
xử lý nước thải cũng được quan tâm chú ý vì bùn đỏ chứa hỗn hợp các oxit và
hidroxit ở dạng hạt mịn có khả năng làm các trung tâm hấp phụ. Do đó, chúng tơi
quyết định lựa chọn đề tài “Nghiên cứu hấp phụ metylen xanh, phẩm đỏ ĐH 120
của vật liệu hấp phụ composite chế tạo từ graphene và bùn đỏ”. Đây là hướng
nghiên cứu phù hợp với mục tiêu “Hình thành và phát triển ngành cơng nghiệp tái chế
chất thải” trong chiến lược bảo vệ môi trường quốc gia của Việt Nam đến năm 2020.
Với mục đích đó, trong đề tài này chúng tôi nghiên cứu các nội dung sau:
1 - Chế tạo vật liệu hấp phụ composite chế tạo từ bùn đỏ và graphene.

2 - Khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ metylen xanh,
phẩm đỏ ĐH 120 của vật liệu chế tạo được bằng phương pháp hấp thụ tĩnh như thời
gian, pH, khối lượng vật liệu hấp phụ, nồng độ đầu, nhiệt độ...
3 - Mơ tả q trình hấp phụ metylen xanh, phẩm đỏ ĐH 120 của vật liệu chế tạo
được theo mơ hình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir, Freundlich.
4- Xác định động học quá trình hấp phụ metylen xanh, phẩm đỏ ĐH 120 của
vật liệu hấp phụ chế tạo được.
5- Tính tốn một số thơng số nhiệt động lực học.

2


Chương 1

TỔNG QUAN
1.1. Giới thiêụ về phương pháp hấ p phu ̣
Hiện nay có nhiều phương pháp xử lý nước thải: phương pháp cơ ho ̣c, phương
pháp xử lý sinh học, phương pháp hóa lý, phương pháp hấ p phu ̣ và phương pháp hóa
ho ̣c. Trong đó phương pháp hấp phụ là một phương pháp xử lý đang đươ ̣c chú ý
nhiều trong thời gian gần đây, do nhiều đă ̣c điể m ưu viê ̣t của nó. Vâ ̣t liê ̣u hấ p phu ̣ có
thể chế ta ̣o từ các nguồ n nguyên liê ̣u tự nhiên và các phu ̣ phẩ m nông, công nghiê ̣p
sẵn có và dễ kiế m, quy trình xử lý đơn giản, công nghê ̣ xử lý không đòi hỏi thiế t bi ̣
phức tạp và quá trình xử lý không đưa thêm vào môi trường những tác nhân đô ̣c ha ̣i [2],[17].
1.1.1. Các khái niê ̣m
Hấp phụ là sự tić h lũy chấ t trên bề mă ̣t phân cách các pha (khí - rắ n, lỏng - rắ n,
khí - lỏng, lỏng - lỏng). Chất hấ p phu ̣ là chấ t mà phầ n tử ở lớp bề mă ̣t có khả năng hút
các phầ n tử của pha khác nằ m tiế p xúc với nó. Chấ t bi ̣ hấ p phu ̣ là chấ t bi ̣ hút ra khỏi
pha thể tích đến tập trung trên bề mă ̣t chấ t hấ p phụ.
Hấp phụ vật lí: gây ra bởi lực tương tác Vanderwaals giữa phần tử chất bị hấp
phụ và chất hấp phụ. Lực liên kết này yếu dễ bị phá vỡ. Quá trình hấp phụ vật lí là

một q trình thuận nghịch.
Hấp thụ hóa học: gây ra bởi các lực liên kết hóa học giữa phần tử chất bị hấp
phụ với phần tử chất hấp phụ. Lực liên kết này bền, khó bị phá vỡ.
Trong thực tế sự phân biệt hấp phụ vật lí và hấp phụ hóa học chỉ là tương đối.
Trong một số hệ thống phụ,, sự hấp phụ xảy ra đồng thời cả hai q trình hấp phụ vật
lí và hấp phụ hóa học [2],[ 3],[ 12].
1.1.2. Cân bằng hấp phụ
Hấp phụ vật lý là một quá trình thuận nghịch. Khi tốc độ hấp phụ (quá trình
thuận) bằng tốc độ giải hấp phụ (quá trình nghịch) thì quá trình hấp phụ đạt trạng thái
cân bằng.
Với một lượng xác định, lượng chất bị hấp phụ là một hàm của nhiệt độ và áp
suất hoặc nồng độ của chất bị hấp phụ trong pha thể tích [2],[ 12],[ 13].

3


q = f (T, P hoặc C)

(1.1)

Trong đó:
q : dung lượng hấp phụ cân bằng (mg/g).
T : nhiệt độ.
P : áp suất.
C : nồng độ của chất bị hấp phụ trong pha thể tích (mg/L).
1.1.3. Dung lượng hấp phụ cân bằng
Dung lượng hấp phụ cân bằng là khối lượng chất bị hấp phụ trên một đơn vị
khối lượng chất hấp phụ ở trạng thái cân bằng trong điều kiện xác định về nồng độ và nhiệt
độ [2],[12],[13].
q=

(1.2)

Trong đó:
q : dung lượng hấp phụ cân bằng (mg/g).
V : thể tích dung dịch chất bị hấp phụ (L).
m : khối lượng chất bị hấp phụ (g).
C0 : nồng độ của chất bị hấp phụ tại thời điểm ban đầu (mg/L).
Ccb : nồng độ của chất bị hấp phụ tại thời điểm cân bằng (mg/L).
1.1.4. Hiệu suất hấp phụ
Hiệu suất hấp phụ là tỉ số giữa nồng độ dung dịch bị hấp phụ và nồng độ
dung dịch ban đầu.
H=

(1.3)

Trong đó:
- H: Hiệu suất hấp phụ
- Co: nồng độ dung dịch ban đầu (mg/L)
- Ccb: nồng độ dung dịch khi đạt cân bằng hấp phụ (mg/L) [12].
1.1.5. Giải hấp phụ
Giải hấp phụ là sự đi ra của chất bị hấp phụ khỏi bề mặt chất hấp phụ. Quá
trình này dựa trên nguyên tắc sử dụng các yếu tố bất lợi đối với quá trình hấp phụ.
Đây là phương pháp tái sinh vật liệu hấp phụ nên nó mang đặc trưng về hiệu quả
kinh tế.

4


Một số phương pháp tái sinh vật liệu hấp phụ:

Phương pháp hóa lý: Có thể thực hiện tại chỗ, ngay trên cột hấp phụ nên tiết
kiệm được thời gian, công thốt dỡ, vận chuyển, khơng làm vỡ vụn chất hấp phụ và
có thể thu hồi chất hấp phụ ở trạng thái nguyên vẹn.
Phương pháp hóa lý có thể thực hiện theo cách: chiết với dung môi, sử dụng
phản ứng oxi hóa - khử, áp đặt các điều kiện làm dịch chuyển cân bằng khơng có lợi
cho q trình hấp phụ.
Phương pháp nhiệt: Sử dụng cho các trường hợp chất bị hấp phụ bay hơi hoặc
sản phẩm phân hủy nhiệt của chúng có khả năng bay hơi.
Phương pháp vi sinh: là phương pháp tái tạo khả năng hấp phụ của vật liệu
hấp phụ nhờ vi sinh vật [2].
1.1.6. Động học hấp phụ
Đối với hệ hấp phụ lỏng – rắn, động học hấp phụ xảy ra theo một loạt các giai
đoạn kế tiếp nhau [4], [3].
- Chất bị hấp phụ chuyển động tới bề mặt chất hấp phụ. Đây là giai đoạn
khuếch tán trong dung dịch.
- Phân tử chất bị hấp phụ chuyển động đến bề mặt ngoài của chất hấp phụ
chứa các hệ mao quản - giai đoạn khuếch tán màng.
- Chất bị hấp phụ khuếch tán vào bên trong hệ mao quản của chất hấp phụ giai đoạn khuếch tán trong mao quản.
- Các phân tử chất bị hấp phụ chiếm chỗ các trung tâm hấp phụ - giai đoạn hấp
phụ thực sự.
Trong tất cả các giai đoạn đó, giai đoạn nào có tốc độ chậm nhất sẽ quyết định
hay khống chế chủ yếu tồn bộ q trình động học hấp phụ. Với hệ hấp phụ trong
môi trường nước, quá trình khuếch tán thường chậm và đóng vai trị quyết định.
Tốc độ của một quá trình hấp phụ được xác định bởi sự thay đổi nồng độ của
chất bị hấp phụ theo thời gian. Một vài mơ hình động học hấp phụ đã được đưa ra để
giải thích cơ chế hấp phụ.
Mơ hình giả động học hấp phụ bậc 1
Theo đó, tốc độ của q trình hấp phụ phụ thuộc bậc nhất vào dung lượng chất
hấp phụ theo phương trình [54],[ 55].

5


dq t
=k1 (q e -q t )
dt

(1.4)

Trong đó:
k1: hằng số tốc độ phản ứng theo mơ hình động học bậc 1 (thời gian-1).
qe, qt: dung lượng hấp phụ tại thời điểm cân bằng và thời điểm t (mg/g).
Áp dụng điều kiện biên tại thời điểm t = 0 và qt = 0, phương trình (1.4) trở thành:
(1.5)
và :

q t =q e (1-e-k1t )

(1.6)

Phương trình (1.12) có thể chuyển về dạng tuyến tính bậc nhất :
log (qe – qt) = logqe – k1t/2,303

(1.7)

Từ (1.7) ta xác định được qe và hằng số k1.
tangα = -k1/2,303;

OM = log qe

Phương trình (1.6) được gọi là phương trình giả động học bậc 1 [32],[ 53].
Ngay từ khi cơng bố, phương trình đã sớm được áp dụng cho quá trình hấp phụ của
triaxetat cellulozơ từ clorofom trên canxi silicat. Trong suốt 4 thập kỉ tiếp theo cho
đến nay, phương trình động học này đã được áp dụng phổ biến cho việc nghiên cứu
động học hấp phụ với các chất ô nhiễm trong môi trường nước.

log (qe-qt)



M

0

t

Hình 1.1: Đồ thị sự phụ thuộc của log(qe – qt) vào t
Mơ hình giả động học hấp phụ bậc 2
Theo mơ hình, tốc độ của q trình hấp phụ phụ thuộc bậc hai vào dung lượng
của chất hấp phụ theo phương trình [31],[ 32],[ 51],[ 54],[ 55]:

6


dq t
=k 2 (q e -q t ) 2
dt

(1.8)

Trong đó:
k2: hằng số tốc độ phản ứng theo mơ hình giả động học bậc 2 (g/mg.thời gian).
qe, qt: dung lượng hấp phụ tại thời điểm cân bằng và thời điểm t (mg/g).
Áp dụng điều kiện biên cho bài toán tại t = 0 và qt = 0, phương trình (1.8) có
thể viết dưới dạng:

q e2 k 2 t
qt =
1+q e k 2 t
hoặc:

(1.9)

1
1
= +kt
q e -q t q e

(1.10)
t
1
t
=
+
2
q t k 2qe qe

hoặc dạng tuyến tính:

(1.11)

Đặt h = k2qe2 phản ánh tốc độ hấp phụ ban đầu khi qt/t tiến dần đến 0, phương
trình (1.9) và (1.11) trở thành:
qt =

1

(1.12)

1
t
+
h qe

t 1 1
= + t
qt h qe

(1.13)

Từ đồ thị sự phụ thuộc của t/qt vào t, ta xác định được qe và k2.
Nếu coi q trình hấp phụ tn theo mơ hình giả động học bậc 2 thì năng lượng
hoạt hóa q trình hấp phụ có thể được xác định theo cơng thức [24]:
k2 = k0 exp(- Ea/RT)
Trong đó:

(1.14)

k2: hằng số tốc độ hấp phụ (g/mg.phút)
k0: hằng số tốc độ đầu

Ea: năng lượng hoạt hóa (kJ/mol)
R: hằng số khí
T: nhiệt độ tuyệt đối (K)

Trong phương trình (1.14) k có thể được thay bằng h và ta có:
k2 = h.exp(- Ea/RT)

(1.15)

7


Do đó:

Ea = RT (lnh - ln k2)

(1.16)

Giá trị năng lượng hoạt hóa sẽ cho biết tính chất của hệ hấp phụ [24]:
- Nếu Ea = 5 ÷ 25 kJ/mol hấp phụ giữa chất hấp phụ và chất bị hấp phụ là hấp phụ
vật lý; Ea< 21 kJ/mol là sự khuếch tán ngồi; Ea= 21 ÷ 40 kJ/mol là khuếch tán trong.
- Nếu Ea = 40 ÷ 800 kJ/mol, hệ hấp phụ hóa học.
1.1.7. Cơ chế hấp phụ
Đối với hệ hấp phụ trong mơi trường nước, q trình khuếch tán thường chậm
nhất nên quyết định hay khống chế toàn bộ q trình động học hấp phụ. Chính vì
vậy, cơ chế quá trình hấp phụ được xác định qua quá trình khuếch tán giữa các hạt
theo phương trình [44],[ 46]:
qt = kt t0,5 + B

(1.17)

Trong đó: kt: hằng số tốc độ khuếch tán (mg g-1 phút0,5 )
B: hằng số
Tốc độ khuếch tán có thể được diễn tả bởi các giai đoạn: (1) khuếch tán từ
ngoài dung dịch đến bề mặt phân tử, (2) khuếch tán từ bề mặt chất hấp phụ vào trong
phân tử (khuếch tán bề mặt hay khuếch tán trong), (3) giai đoạn hấp phụ thực sự.
1.1.8. Phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir
Phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir được thiết lập trên giả thiết:
- Tiểu phân bị hấp phụ liên kết với bề mặt tại những trung tâm xác định.
- Mỗi trung tâm chỉ có một tiểu phân.
- Bề mặt chất hấp phụ là đồng nhất, nghĩa là năng lượng hấp phụ trên các tiểu
phân là như nhau và khơng phụ thuộc vào sự có mặt của các tiểu phân hấp phụ trên
các trung tâm bên cạnh.
Phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir có dạng:
= =

(1.18)

Phương trình Langmuir chỉ ra hai tính chất đặc trưng của hệ:
- Trong vùng nồng độ nhỏ b.Ccb << 1 thì q = qmax.b.Ccb mơ tả vùng hấp phụ
tuyến tính.

8


- Trong vùng nồng độ lớn b.Ccb >> 1 thì q = qmax.b.Ccb mơ tả vùng hấp phụ bão hịa.
Trong đó:
- q: dung lượng hấp phụ cân bằng (mg/g).
- qmax: dung lượng hấp phụ cực đại(mg/g).
- : độ che phủ.

- Ccb: nồng độ của chất bị hấp phụ tại thời điểm cân bằng (mg/L).
- b: hằng số Langmuir.
Khi nồng độ chất hấp phụ nằm giữa hai giới hạn trên thì đường đẳng nhiệt
biểu diễn là một đoạn cong.
Để xác định các hằng số trong phương trình đẳng nhiệt Langmuir ta đưa
phương trình (1.11) về dạng đường thẳng:

=

+

(1.19)

Xây dựng đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của Ccb/q vào Ccb sẽ xác định được các
hằng số b, qmax trong phương trình.

Hình 1.2: Đường hấp phụ đẳng nhiệt

Hình 1.3: Sự phụ thuộc của Ccb / q

Lanngmuir

vào lgCcb

tangα =

=> qmax =

=

(1.20)

Phương trình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir có dạng đơn giản, cho phép giải thích
khá thỏa đáng các số liệu thực nghiệm.
Phương trình Langmuir được đặc trưng bằng tham số RL
(1.21)

R L =1/(1+b.Co )

9


0RL=1 thì sự hấp phụ là tuyến tính.
1.1.9. Phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Henry
Phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Henry là phương trình đơn giản mơ tả sự
tương quan tuyến tính giữa lượng chất bị hấp phụ trên bề mặt pha rắn và nồng độ
hoặc áp suất của chất bị hấp phụ ở trạng thái cân bằng.
Phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Henry có dạng:
a = K.P

(1.22)

hay q = K.Ccb

(1.23)

Trong đó:
- a: lượng chất bị hấp phụ (mol/g).
- K: hằng số hấp phụ Henry.

- P: áp suât (mmHg).
- q: dung lượng hấp phụ cân bằng (mg/g).
- Ccb: nồng độ của chất bị hấp phụ tại thời điểm cân bằng (mg/L)
1.1.10. Phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Freundlich
Phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Freundlich là phương trình thực nghiệm mơ
tả sự hấp phụ khí hoặc chất tan lên vật hấp phụ rắn trong phạm vi một lớp [2],[ 12].
Phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Freundlich có dạng:
q = k.

(1.24)

Trong đó:
- q : dung lượng hấp phụ cân bằng (mg/g).
- k : hằng số hấp phụ Freundlich.
- Ccb : nồng độ của chất bị hấp phụ tại thời điểm cân bằng (mg/l).
- n : hằng số, luôn lớn hơn 1.
Để xác định các hằng số, đưa phương trình (1.17) về dạng đường thẳng:
log q = log k + log Ccb

(1.25)

Xây dựng đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của log q vào log Ccb sẽ xác định được
các giá trị k, n.
tan = 1/n
OM = logk

10


1.1.11. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hấp phụ

Có ba yếu tố chính ảnh hưởng đến sự hấp phụ của các chất lên bề mặt chất rắn, đó là:
- Nồng độ của chất tan trong chất lỏng (hoặc áp suất đối với chất khí).
- Ảnh hưởng của nhiệt độ: Khi tăng nhiệt độ, sự hấp phụ trong dung dịch giảm
nhưng thường ở mức độ ít.
- Q trình hấp phụ cạnh tranh đối với các chất bị hấp phụ.
Ngoài ra, còn một vài yếu tố khác như sự thay đổi diện tích bề mặt của chất
hấp phụ và sự thay đổi pH của dung dịch [12].
1.2. Các nguồ n gây ơ nhiễm mơi trường nước
Thực tế có rấ t nhiề u nguồ n gây ô nhiễm môi trường nước. Nước bi ̣ ô nhiễm
kim loại nặng chủ yế u là do việc khai thác mỏ. Do nhu cầ n sử du ̣ng của con người
ngày càng tăng làm cho việc khai thác kim loa ̣i cũng tăng lên. Tuy nhiên, việc xử lý
nguồ n nước thải từ việc khai thác mỏ chưa được quan tâm đúng mức càng làm cho
kim loa ̣i nặng phát tán vào môi trường.
Ngoài ra, việc gây ô nhiễm môi trường bởi các ion kim loa ̣i nă ̣ng còn ở việc
sản xuất quă ̣ng và sử dụng thành phẩ m. Quá trình sản xuấ t này cũng làm tăng cường
sự có mă ̣t của chúng trong mơi trường.
Bên cạnh đó việc tái sử dụng lại các phế thải chứa ion kim loại nặng chưa
được chú ý và quan tâm đúng mức.
Công nghiệp dệt nhuộm là một trong những ngành lớn và lâu đời ở Việt Nam.
Do đặc thù sản xuất, ngành công nghiệp này tiêu thụ một lượng rất lớn nước và cũng
tạo ra một lượng nước thải công nghiệp dệt nhuộm tương ứng từ các bước khác nhau
trong quá trình nhuộm màu và hồn thiện sản xuất. Nước thải này có độ kiềm, độ
màu và hàm lượng các chất hữu cơ, chất rắn độc hại rất cao do sử dụng rấtnhiều loại
hóa chất trong quy trình sản xuất. Ngồi ra một số thuốc nhuộm cịn có tính chất độc
hại khi chúng thâm nhập vào thức ăn, nguồn nước sinh hoạt, là tác nhân gây ung thư
khi con người tiếp nhận các nguồn trên. Ở mỗi quốc gia, trong đó có Việt Nam, việc
xử lý các thành phần gây ô nhiễm này tới hàm lượng cho phép là điều bắt buộc trước
khi nguồn nước thải được đưa trở lại tự nhiên [6],[7],[22],[35].

11

Để đánh giá tổng hợp các chất trong nước, người ta dung các thông số sau:
1. Tổng cacbon hữu cơ ( TOC): là tỷ lệ giữa khối lượng cacbon so với khối
lượng hợp chất. TOC được tính dựa trên cơng thức của hợp chất bằng gam hoặc
miligam cacbon theo thể tích (mg/m3, mg/L).
2. Nhu cầu oxy lý thuyết ( ThOD): là lượng oxy cần thiết để oxy hoá một đơn
chất. ThOD được tính bằng gam hoặc miligam oxy theo thể tích dựa theo các phương
trình phản ứng giữa các hchc và oxy (mg/m3, mg/L).
3. Nhu cầu oxy sinh hoá (BOD): là lượng oxy cần thiết để phân huỷ các hợp
chất hữu cơ bằng vi sinh vật. Thông số này rất quan trọng, nó là thơng số cơ bản đánh
giá mức độ ơ nhiễm, BOD càng lớn thì mức độ ơ nhiễm càng cao. Đơn vị mg/l, g/m3.
4. Nhu cầu oxy hoá học (COD): là lượng oxy cần thiết để oxy hoá hoá học
các hợp chất hữu cơ [1].
1.3. Sơ lược về thuốc nhuộm
1.3.1. Đinh
̣ nghiã thuố c nhuộm
Thuốc nhuộm là những chất hữu cơ có màu, hấp thụ mạnh một phần nhất định
của quang phổ ánh sáng nhìn thấy và có khả năng gắn kết vào vật liệu dệt trong
những điều kiện quy định (tính gắn màu). Thuốc nhuộm có thể có nguồn gốc thiên
nhiên hoặc tổng hợp. Hiện nay con người hầu như chỉ sử dụng thuốc nhuộm tổng
hợp. Đặc điểm nổi bật của các loại thuốc nhuộm là độ bền màu và tính chất khơng bị
phân hủy. Màu sắc của thuốc nhuộm có được là do cấu trúc hóa học.
Một cách chung nhất, cấu trúc thuốc nhuộm bao gồm nhóm mang màu và
nhóm trợ màu. Nhóm mang màu là những nhóm có chứa các nối đơi liên hợp với hệ
điện tử π không cố định như: > C = C <; > C = N -; - N = N -; - NO2. Nhóm trợ màu
là những nhóm thế cho hoặc nhận điện tử như: - NH2, - COOH, - SO3H, - OH …đóng
vai trị tăng cường màu bằng cách dịch chuyển năng lượng của hệ điện tử
[4],[ 17],[ 20].
1.3.2. Phân loại thuốc nhuộm

Thuốc nhuộm trực tiếp
Thuốc nhuộm trực tiếp hay còn gọi là thuốc nhuộm tự bắt màu là những hợp
chất màu hồ tan trong nước, có khả năng tự bắt màu vào một số vật liệu như: các tơ

12


xenlulozơ, giấy… nhờ các lực hấp phụ trong môi trường trung tính hoặc mơi trường
kiềm. Tuy nhiên, khi nhuộm màu đậm thì thuốc nhuộm trực tiếp khơng cịn hiệu suất
bắt màu cao, hơn nữa trong thành phần có chứa gốc azo (- N = N -), đây là loại hợp
chất hữu cơ độc hại nên hiện nay loại thuốc này khơng cịn được khuyến khích sử
dụng nhiều. Mặc dù vậy, do thuốc nhuộm trực tiếp dễ sử dụng và rẻ nên vẫn được đa
số các cơ sở nhỏ lẻ từ các làng nghề truyền thống sử dụng để nhuộm các loại vải, sợi
dễ bắt màu như tơ, lụa, cotton...
Thuốc nhuộm axit
Theo cấu tạo hoá học, thuốc nhuộm axit đều thuộc nhóm azo, một số là dẫn
xuất của antraquinon, triarylmetan, xanten, azin và quinophtalic, một số có thể tạo
phức với ion kim loại. Các thuốc nhuộm loại này thường được sử dụng để nhuộm
trực tiếp các loại sợi động vật tức là các nhóm xơ sợi có tính bazơ như len, tơ tằm, sợi
tổng hợp polyamit trong môi trường axit.
Thuốc nhuộm hoạt tính
Thuốc nhuộm hoạt tính là những hợp chất màu mà trong phân tử của chúng có
chứa các nhóm nguyên tử có thể thực hiện liên kết hố trị với vật liệu nói chung và
xơ dệt nói riêng trong quá trình nhuộm. Dạng cơng thức hố học tổng qt của thuốc
nhuộm hoạt tính là: S — R — T — X.
Trong đó:
S: là các nhóm -SO3Na, - COONa, - SO2CH3.
R: phần mang màu của phân tử thuốc nhuộm, quyết định màu sắc, những gốc
mang màu này thường là monoazo và diazo, gốc thuốc nhuộm axit antraquinon, hồn
ngun đa vịng …

T: nhóm nguyên tử phản ứng, làm nhiệm vụ liên kết giữa thuốc nhuộm với xơ
và có ảnh hưởng quyết định đến độ bền của liên kết này, đóng vai trị quyết định tốc
độ phản ứng nucleofin.
X: nhóm nguyên tử phản ứng, trong q trình nhuộm nó sẽ tách khỏi phân tử
thuốc nhuộm, tạo điều kiện để thuốc nhuộm thực hiện phản ứng hố học với xơ.
Mức độ khơng gắn màu của thuốc nhuộm hoạt tính tương đối cao, khoảng
30%, có chứa gốc halogen hữu cơ (hợp chất AOX) nên làm tăng tính độc khi thải ra

13