Nghiên cứu khả năng hấp phụ một số ion kim loại nặng trên vật liệu hấp phụ chế tạo từ vỏ lạc và thăm dò xử lý môi trường.doc

DỊCH VỤ VIẾT THUÊ ĐỀ TÀI TRỌN GÓI ZALO / TELE : 0932.091.562
TẢI FILE TÀI LIỆU – SIVIDOC.COM
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM
---------------------
NGUYỄN THÙY DƯƠNG
NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG HẤP PHỤ MỘT SỐ ION KIM
LOẠI NẶNG TRÊN VẬT LIỆU HẤP PHỤ CHẾ TẠO TỪ
VỎ LẠC VÀ THĂM DÒ XỬ LÝ MÔI TRƯỜNG
LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC
Thái Nguyên, năm 2008

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM
---------------------
NGUYỄN THÙY DƯƠNG
NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG HẤP PHỤ MỘT SỐ ION KIM
LOẠI NẶNG TRÊN VẬT LIỆU HẤP PHỤ CHẾ TẠO TỪ
VỎ LẠC VÀ THĂM DÒ XỬ LÝ MÔI TRƯỜNG
Chuyên ngành: Hóa phân tích
Mã số: 60.44.29
LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS. LÊ HỮU THIỀNG
Thái Nguyên, năm 2008

MỤC LỤC
Mục lục
Danh mục các bảng
Danh mục các hình vẽ, đồ thị
Mở đầu .................................................................................... 1
Chương 1: TỔNG QUAN ...................................................................... 3
1.1 Giới thiệu về phương pháp hấp phụ .................................. 3
1.1.1. Các khái niệm ............................................................. 3
1.1.2. Các mô hình cơ bản của quá trình hấp phụ ................... 5
1.1.2.1. Mô hình động học hấp phụ ................................ 5
1.1.2.2. Các mô hình hấp phụ đẳng nhiệt ........................ 6
1.2. Giới thiệu về VLHP vỏ lạc ................................................ 9
1.2.1. Năng suất và sản lượng lạc .......................................... 9
1.2.2. Thành phần chính của vỏ lạc........................................ 10
1.2.3. Một số hướng nghiên cứu sử dụng phụ phẩm nông nghiệp
làm VLHP ............................................................................................... 11
1.3. Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử ............................... 12
1.3.1. Sự xuất hiện phổ hấp thụ nguyên tử ............................. 12
1.3.2. Cường độ của vạch phổ hấp thụ nguyên tử .................. 13
1.4. Sơ lược về một số kim loại nặng........................................ 14
1.4.1. Tình trạng nguồn nước bị ô nhiễm kim loại nặng .......... 14
1.4.2. Tác dụng sinh hóa của kim loại nặng đối với con người và
môi trường .............................................................................................. 15
1.4.3. , crom,
đồng, mangan, niken và chì ...................................................................... 15
1.4.3.1. Tính chất độc hại của cadimi ............................. 15
1.4.3.2. Tính chất độc hại của crom ................................ 16

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

1.4.3.3. Tính chất độc hại của đồng.............................................16
1.4.3.4. Tính chất độc hại của mangan......................................17
1.4.3.5. Tính chất độc hại của niken ...........................................17
1.4.3.6. Tính chất độc hại của chì.................................................18
1.4.4. Tiêu chuẩn Việt Nam về nước thải chứa ion kim loại
nặng..........................................................................................................................................................18
Chương 2: THỰC NGHIỆM..............................................................................................20
2.1. Thiết bị và hóa chất.....................................................................................20
2.1.1. Thiết bị........................................................................................................20
2.1.2. Hóa chất......................................................................................................20
2.2. Chế tạo VLHP từ nguyên liệu vỏ lạc.............................................21
2.2.1. Quy trình chế tạo VLHP từ nguyên liệu vỏ lạc................21
2.2.2. Kết quả khảo sát một số đặc điểm bề mặt của VLHP..21
2.3. Khảo sát khả năng hấp phụ các ion kim loại trên VLHP . 23
2.3.1. Dựng đường chuẩn xác định nồng độ ion kim loại Cd, Cr,
Cu, Mn, Ni và Pb theo phương pháp hấp thụ nguyên tử ......................................23
2.3.2. Khảo sát ảnh hưởng của pH đến khả năng hấp phụ của
VLHP đối với Cd(II), Cr(VI), Cu(II), Mn(II), Ni(II) và Pb(II)........................26
2.3.3. Khảo sát thời gian đạt cân bằng hấp phụ của VLHP đối với
Cd(II), Cr(VI), Cu(II), Mn(II), Ni(II) và Pb(II)..........................................................31
2.3.4. Khảo sát dung lượng hấp phụ cực đại của VLHP đối với
Cd(II), Cr(VI), Cu(II), Mn(II), Ni(II) và Pb(II)..........................................................34
2.4. Xử lý thử một mẫu nước thải chứa ion Ni(II) của nhà máy
quốc phòng bằng phương pháp hấp phụ trên VLHP chế tạo từ vỏ lạc.. 40
KẾT LUẬN.......................................................................................................................................42
TÀI LIỆU THAM KHẢO.....................................................................................................44

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1: Diễn biến sản xuất lạc ở Việt Nam............................................................. ..10
Bảng 1.2: Thành phần vỏ lạc.................................................................................................. ..10
Bảng 1.3: Giá trị giới hạn nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải công
nghiệp..................................................................................................................................................... ..19
Bảng 2.1: Điều kiện đo phổ hấp thụ nguyên tử có ngọn lửa của một số kim
loại............................................................................................................................................................ ..23
Bảng 2.2: Sự phụ thuộc của mật độ quang vào nồng độ Cd(II)...................... ..24
Bảng 2.3: Sự phụ thuộc của mật độ quang vào nồng độ Cr(VI)..................... ..24
Bảng 2.4: Sự phụ thuộc của mật độ quang vào nồng độ Cu(II)...................... ..25
Bảng 2.5: Sự phụ thuộc của mật độ quang vào nồng độ Mn(II)..................... ..25
Bảng 2.6: Sự phụ thuộc của mật độ quang vào nồng độ Ni(II)....................... ..25
Bảng 2.7: Sự phụ thuộc của mật độ quang vào nồng độ Pb(II)....................... ..26
Bảng 2.8: Ảnh hưởng của pH đến sự hấp phụ Cd(II)............................................ ..27
Bảng 2.9: Ảnh hưởng của pH đến sự hấp phụ Cr(VI)........................................... ..27
Bảng 2.10: Ảnh hưởng của pH đến sự hấp phụ Cu(II)......................................... ..28
Bảng 2.11: Ảnh hưởng của pH đến sự hấp phụ Mn(II)........................................ ..29
Bảng 2.12: Ảnh hưởng của pH đến sự hấp phụ Ni(II).......................................... ..29
Bảng 2.13: Ảnh hưởng của pH đến sự hấp phụ Pb(II).......................................... ..30
Bảng 2.14: Ảnh hưởng của thời gian đến sự hấp phụ Cd(II), Cr(VI), Cu(II),
Mn(II), Ni(II) và Pb(II) của VLHP.................................................................................... ..33
Bảng 2.15: Ảnh hưởng của nồng độ ion kim loại đến sự hấp phụ Cd(II) và
Cr(VI) của VLHP........................................................................................................................... ..35
Bảng 2.16: Ảnh hưởng của nồng độ ion kim loại đến sự hấp phụ Cu(II) và
Mn(II) của VLHP........................................................................................................................... ..36
Bảng 2.17: Ảnh hưởng của nồng độ ion kim loại đến sự hấp phụ Ni(II) và
Pb(II) của VLHP............................................................................................................................. ..38
Bảng 2.18: Kết quả tách loại Ni(II) khỏi nước thải của nhà máy
quốc phòng......................................................................................................................................... ..41

DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 2.1: Phổ IR của nguyên liệu....................................................................................... ..22
Hình 2.2: Phổ IR của VLHP................................................................................................... ..22
Hình 2.3: Ảnh chụp SEM của nguyên liệu ................................................................... ..23
Hình 2.4: Ảnh chụp SEM của VLHP............................................................................... ..23
Hình 2.5: Đường chuẩn xác định nồng độ Cd(II)..................................................... ..24
Hình 2.6: Đường chuẩn xác định nồng độ Cr(VI) ................................................... ..24
Hình 2.7: Đường chuẩn xác định nồng độ Cu(II)..................................................... ..25
Hình 2.8: Đường chuẩn xác định nồng độ Mn(II) ................................................... ..25
Hình 2.9: Đường chuẩn xác định nồng độ Ni(II)...................................................... ..25
Hình 2.10: Đường chuẩn xác định nồng độ Pb(II) .................................................. ..26
Hình 2.11: Ảnh hưởng của pH đến sự hấp phụ Cd(II).......................................... ..27
Hình 2.12: Ảnh hưởng của pH đến sự hấp phụ Cr(VI)......................................... ..27
Hình 2.13: Ảnh hưởng của pH đến sự hấp phụ Cu(II).......................................... ..28
Hình 2.14: Ảnh hưởng của pH đến sự hấp phụ Mn(II)......................................... ..29
Hình 2.15: Ảnh hưởng của pH đến sự hấp phụ Ni(II)........................................... ..29
Hình 2.16: Ảnh hưởng của pH đến sự hấp phụ Pb(II)........................................... ..30
Hình 2.17: Ảnh hưởng của thời gian đến sự hấp phụ Cd(II), Cr(VI), Cu(II),
Mn(II), Ni(II) và Pb(II) của VLHP.................................................................................... ..32
Hình 2.18: Đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir của VLHP đối
với Cd(II)............................................................................................................................................. ..35
Hình 2.19: Đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir dạng tuyến tính của VLHP
đối với Cd(II).................................................................................................................................... ..35
với Cr(VI)............................................................................................................................................ ..36

đối với Cr(VI)................................................................................................................................... ..36
với Cu(II)............................................................................................................................................. ..37
đối với Cu(II).................................................................................................................................... ..37
với Mn(II)............................................................................................................................................ ..37
đối với Mn(II)................................................................................................................................... ..37
với Ni(II).............................................................................................................................................. ..38
đối với Ni(II)..................................................................................................................................... ..38
với Pb(II).............................................................................................................................................. ..39
đối với Pb(II)..................................................................................................................................... ..39

1
Mở đầu
Hiện nay, thế giới đang rung hồi chuông báo động về thực trạng ô
nhiễm môi trường toàn cầu.
Nằm trong bối cảnh chung của thế giới, môi trường Việt Nam cũng
đang xuống cấp cục bộ. Nguyên nhân chính dẫn đến ô nhiễm môi trường là
do nguồn nước thải, khí thải,.. của các khu công nghiệp, khu chế
xuất,…Các nguồn nước thải này đều chứa nhiều ion kim loại nặng như:
Cu(II), Mn(II), Pb(II),… nhưng trước khi đưa ra ngoài môi trường hầu hết
chưa được xử lý hoặc xử lý sơ bộ, do vậy đã gây ô nhiễm môi trường, đặc
biệt là môi trường nước.
Đã có nhiều phương pháp được áp dụng nhằm tách loại các ion kim loại
nặng khỏi môi trường nước, như: phương pháp hóa lý (phương pháp hấp phụ,
phương pháp trao đổi ion,…), phương pháp sinh học, phương pháp hóa
học,…Trong đó, phương pháp hấp phụ được áp dụng rộng rãi và cho kết quả
rất khả thi [12]. Một trong những vật liệu sử dụng để hấp phụ kim loại đang
được nhiều người quan tâm là các phụ phẩm nông nghiệp, như: vỏ trấu, bã
mía, lõi ngô,….[15] [17] [19]. Hướng nghiên cứu này có nhiều ưu điểm là sử
dụng nguyên liệu rẻ tiền, dễ kiếm, không làm nguồn nước bị ô nhiễm thêm.
Mặt khác
việc chế tạo vật liệu hấp phụ (VLHP) nhằm
n .
Do đó, chúng tôi chọn đề tài: “Nghiên cứu khả năng hấp phụ một số
ion kim loại nặng trên vật liệu hấp phụ chế tạo từ vỏ lạc và thăm dò xử lý
môi trường”.

2
Mục tiêu
- Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến sự hấp phụ đó (pH, thời gian,
nồng độ ion kim loại).
- Thử nghiệm khả năng hấp phụ của vỏ lạc với một kim loại.
Nhiệm vụ nghiên cứu
- Chế tạo vật liệu hấp phụ từ vỏ lạc.
- Khảo sát một số đặc điểm bề mặt của vỏ lạc (bằng phổ IR và ảnh chụp
SEM).
- Khảo sát ảnh hưởng của các yếu tố: pH, thời gian, nồng độ của ion
kim loại đến sự hấp phụ trên.
- Xử lý nguồn nước thải của khu công nghiệp, khu chế xuất.
Phương pháp nghiên cứu
- Kết hợp kỹ thuật phòng thí nghiệm và các phương pháp hoá lý để chế
tạo và khảo sát đặc điểm bề mặt vỏ lạc trước và sau khi hoạt hoá.
- Định lượng các ion kim loại bằng phương pháp hấp thụ nguyên tử.

3
Chương 1: TỔNG QUAN
.
-
- - - ).
.
.
.
.
, l .
, l
.
ên [6] [11].

4
.
G
với
.
.
- : đ
.
- : c
.
- P : l
[2].
.
pha mang (
[6][11].

5
.
[11].
Dung lượng hấp phụ được tính theo công thức:
q
(Co Ccb ).V (1.1)
m
:
q: d (mg/g).
V: t (l).
(g).
Co: n (mg/l).
Ccb: n (mg/l)
Hiệu suất hấp phụ
Hiệu suất hấp phụ là tỷ số giữa nồng độ dung dịch bị hấp phụ và nồng
độ dung dịch ban đầu.
H (Co Ccb ) .100 (1.2)
Co
1.1.2. .
1.1.2.1. ụ
-
:
- .
- .

6
- thự
.
[1].
:
dx
v (1.3)
dt
gian:
V
dx
(C0
C
cb
) k(q
max q) (1.4)
dt
:
x: nồng độ chất bị hấp phụ (mg/l)
t: thời gian (giây)
: h
Co: n
(mg/l).
Ccb (mg/l)
k: h .
q: dun (mg/g).
qmax: d (mg/g).
1.1.2.2 .
Có

7
.
V thì
:
p
Langmuir,…[6] [11].
Mô hình Henry
Phương trình y: l
:
a = K. P (1.5)
:
K: h
a: l (mol/g)
P (mmHg)
[11].
Mô hình Freundlich
[10].
số :
q k .Ccb
1n (1.6)

8
Hoặc dạng phương trình đường thẳng:
lg q lg k
1
lgC (1.7)
n cb
:
k: h
n: h 1
[11].
Mô hình :
Langmuir có dạng:
q q b.Ccb (1.8)
max 1 b.Ccb
:
q: d (mg/g)
qmax: dung lư (mg/g)
b: uir
.Ccb << = qmax.b.Ccb .
.Ccb >> = qmax .
Phương trình Langmuir có thể biểu diễn dưới dạng phương trình
đường thẳng:
C
cb 1 C
cb
1 (1.9)
q
q
max
q
max .b

9
1.2. Giới thiệu về VLHP vỏ lạc
1.2.1. Năng suất và sản lượng lạc
Lạc là cây công nghiệp ngắn ngày, được phát hiện và gieo trồng từ
khoảng 500 năm nay, giá trị kinh tế của lạc được chú ý khoảng 250 năm trở
lại đây.
Cây lạc có giá trị kinh tế cao và có nhiều công dụng, đặc biệt được
dùng làm thực phẩm, trong công nghiệp thực phẩm, trong kỹ nghệ, trong
trồng trọt,…
Phụ phẩm của cây lạc gồm: khô dầu, vỏ hạt và thân lá.
Thân và lá cây lạc có thể dùng làm thức ăn cho gia súc và các loại
phân bón có giá trị tương đương phân chuồng
Cho đến thế kỷ XIX đầu thế kỷ XX, trên thế giới, lạc là cây họ đậu có
diện tích lớn nhất, hiện nay đứng hàng thứ hai trong số các cây lấy dầu thực
vật (về diện tích và sản lượng) với diện tích gieo trồng vào khoảng 20 21
triệu ha/năm, sản lượng vào khoảng 25.5 26 triệu tấn.
Ở Việt Nam, lạc được trồng rộng rãi khắp cả nước. Trừ các loại đất
quá dốc, đất chua, đất chua mặn, đất sét,…các loại đất khác đều trồng được
lạc [9] [25].
Các số liệu về diện tích, năng suất và sản lượng lạc được cập nhật
trong những năm gần nhất từ 2001 đến nay được thể hiện ở bảng 1.1 [16].

10
Bảng 1.1: Diễn biến sản suất lạc ở Việt Nam
Năm Diện tích (ha) Năng suất (tạ/ha) Sản lượng (tấn)
2001 244 600 14.84 363 100
2002 246 700 16.23 400 400
2003 246 800 16.46 406 200
2004 258 700 17.44 451 100
2005 260 000 17.42 453 000
2006 246 700 18.70 462 500
2007 254 600 19.80 505 000
1.2.2.
Vỏ hạt chiếm khoảng 25 35% khối lượng hạt. Với sản lượng lạc hàng
năm khoảng 500 000 tấn thì khối lượng vỏ lạc có thể lên tới 150 000
tấn/năm. Vỏ lạc có giá trị dinh dưỡng, thường được dùng để nghiền thành
cám làm thức ăn cho gia súc hoặc phân bón cho cây [25]. Sau đây là kết
quả phân tích thành phần vỏ lạc [9].
Bảng 1.2: Thành phần vỏ lạc
Thành phần Nước Protein Lipit Gluxit Đạm Lân Kali
Phần trăm (%) 10 4.2 2.6 18.5 1.8 0.2 0.5

11
là gluxit, : xenlulozơ, hemixenlu
.
.
Xenlulozơ: l h -glucozơ [C6H7O2(OH)3]n
-
10.000 đến 150.000 đvC.
Hemixenlulozơ: v
.
Lignin: l
[13].
1.2.3.
VLHP
:
-
Cd(II) 0,7 g/l
(II)
31 [17].
- Một nghiên cứu mới đây của các nhà khoa học khoa công nghệ môi
trường, trường đại học Mersin, Thổ Nhĩ Kỳ cho thấy, vỏ củ lạc, một trong
những phế phẩm lớn nhất, rẻ mạt của ngành công nghiệp thực phẩm, có thể sử
dụng để cải tạo ruộng, lọc các nguồn nước bị nhiễm kim loại độc do các nhà

12
máy thải ra, đặc biệt là ở các vùng đất, nguồn nước bị nhiễm ion kim loại và
vỏ của củ lạc có thể loại bỏ 95% ion đồng khỏi nước thải công nghiệp trong
khi mùn cưa của cây thông chỉ loại bỏ được 44%. Có thể đạt được hiệu quả
cao nhất nếu nước có tính axit yếu trong khi nhiệt độ lại ít có tác động đến
hiệu suất tách loại ion kim loại [26].
: c ion ,
như: Cu(II), Zn(II)
, v
108 mg/g) [20].
: đ
:
Cr(III), Ni(II), Cu(II)
[17].
: n
3PO4
0.39 mmol/g [15].
1.3. Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử
1.3.1. Sự xuất hiện phổ hấp thụ nguyên tử
Ở điều kiện thường, nguyên tử không hấp thụ và không phát ra năng
lượng dưới dạng các bức xạ. Lúc này nguyên tử ở trạng thái cơ bản, là trạng
thái bền vững và nghèo năng lượng nhất của nguyên tử. Khi nguyên tử ở

13
trạng thái hơi tự do, nếu ta chiếu một chùm sáng có bước sóng xác định vào
đám hơi nguyên tử thì các nguyên tử tự do đó sẽ hấp thụ các bức xạ có
bước sóng nhất định ứng đúng với những tia bức xạ mà nó phát ra trong
quá trình phát xạ của nó. Lúc này nguyên tử đã nhận năng lượng của các tia
bức xạ chiếu vào và chuyển lên trạng thái kích thích có năng lượng cao hơn
trạng thái cơ bản.
Quá trình đó được gọi là quá trình hấp thụ năng lượng của nguyên tử tự
do ở trạng thái hơi và tạo ra phổ hấp thụ nguyên tử của nguyên tố đó [8][14].
1.3.2. Cường độ của vạch phổ hấp thụ nguyên tử [8]
Trong vùng nồng độ C nhỏ của chất phân tích, mối quan hệ giữa
cường độ vạch phổ hấp thụ và nồng độ N của nguyên tố đó trong đám hơi
cũng tuân theo định luật Lambe Bear:
I Io .e( K .N .L) (1.10)
Trong đó:
Io: cường độ chùm sáng chiếu vào đám hơi nguyên tử
I:cường độ chùm sáng ra khỏi đám hơi nguyên tử
K : hệ số hấp thụ nguyên tử của vạch phổ tần số
L: bề dày lớp hấp phụ
Gọi A là mật độ quang hay độ tắt nguyên tử của chùm tia sáng cường độ
Io sau khi qua môi trường hấp thụ. A được tính bởi công thức:
A lg
Io
2.303K .N.L (1.11)
I

14
Trong một phép đo phổ hấp thụ nguyên tử, giá trị L không đổi nên A
phụ thuộc vào nồng độ C
A = a . Cb
(1.12)
Trong đó:
a: hằng số thực nghiệm, phụ thuộc vào tất cả các điều kiện
hóa hơi và nguyên tử hóa mẫu
b: hằng số bản chất, phụ thuộc vào từng vạch phổ của từng
nguyên tố (0 < b ≤ 1)
- Ở vùng nồng độ C nhỏ luôn tìm được giá trị Co để b bắt đầu bằng 1, khi
đó mối quan hệ giữa A và C là sự phụ thuộc tuyến tính.
- Ở vùng nồng độ Cx > Co, 0 < b < 1, mối quan hệ giữa A và C là
không tuyến tính.
1.4. Sơ lược về một số kim loại nặng
1.4.1.
.
ược
,
3

15
[1] [4].
1.4.2. loại
.
-SH. -SCH3
[5].
1.4.3. các cadimi, crom, đồng,
mangan, niken và chì
1.4.3.1.
Trong thiên nhiên, cadimi là nguyên tố ít phổ biến và thường tồn tại
trong các khoáng vật. Gần một nửa lượng cadimi hàng năm trên thế giới dùng
để mạ thép, phần còn lại dùng để chế tạo hợp kim, làm pin khô và acquy.
Cadi
i i
, cadi
[4] [10].

16
1.4.3.2. rom
[10].
.
(VI). Cr(III) ít độc hơn nhiều so với Cr(VI). Với hàm lượng
nhỏ Cr(III) rất cần cho cơ thể, trong khi Cr(VI) lại rất độc và nguy hiểm.
quan trọng trong việc
. Tuy nhiên với có thể
.
,
i,...[4].
1.4.3.3.
Đồng là kim loại màu đỏ, dẫn điện và dẫn nhiệt tốt, khó nóng chảy,
được phân bố rộng rãi trong tự nhiên và là nguyên tố quan trọng.
Hợp kim của đồng dễ chế hoá cơ học và bền với hoá chất. Trong công
nghiệp, đồng là kim loại màu quan trọng nhất, được dùng chủ yếu trong
công nghiệp điện, ngành thuộc da, công nghiệp nhuộm, y học,…
Đồng có một lượng bé trong thực vật và động vật. Trong cơ thể người,
đồng có trong thành phần của một số protein, enzym và tập trung chủ yếu ở

17
gan. Sự thiếu đồng gây ra thiếu máu. Khi cơ thể bị nhiễm độc đồng có thể
gây một số bệnh về thần kinh, gan, thận, lượng lớn hấp thụ qua đường tiêu
hoá có thể gây tử vong [10].
1.4.3.4.
Mangan là kim loại màu trắng bạc, cứng, khó nóng chảy.
Trong tự nhiên mangan là nguyên tố tương đối phổ biến, đứng hàng
thứ ba trong các kim loại chuyển tiếp. Gần 95% mangan được dùng để chế
tạo thép trong ngành luyện kim.
Mangan là nguyên tố vi lượng trong cơ thể sống. Ion mangan là chất
hoạt hoá một số enzim xúc tiến một số quá trình tạo chất diệp lục, tạo máu
và sản xuất kháng thể nâng cao sức đề kháng của cơ thể. Sự tiếp xúc nhiều
với bụi mangan làm suy nhược hệ thần kinh và tuyến giáp trạng [10].
1.4.3.5. ken
có màu trắng bạc, dễ rèn, dễ dát mỏng, được ứng
dụng rộng rãi trong công nghiệp luyện kim, mạ điện, sản xuất thuỷ tinh,
gốm, sứ. Niken có trong huyết tương người,…
, trong thu
.
a ,
.
Niken có thể gây các bệnh về da, tăng khả năng mắc bệnh ưng thư đường
hô hấp,… ,

18
protein c . C bị nhiễm n
[4].
1.4.3.6
,...
và các hợp chất của chì đều rất độc. Chì
, hô
,
t
thư,...
.
can
[4] [10].
1.4.4. [1] [27]
TCVN 5945:2005
công nghiệp như sau:

19
Bảng 1.3: Giá trị giới hạn nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải
công nghiệp
Giá trị giới hạn
STT Nguyên tố Đơn vị
A B C
1 Chì mg/l 0.1 0.5 1.0
2 Cadimi mg/l 0.005 0.010 0.500
3 Crom (VI) mg/l 0.05 0.10 0.50
4 Đồng mg/l 2.0 2.0 5.0
5 Niken mg/l 0.2 0.5 2.0
6 Mangan mg/l 0.5 1.0 5.0
:
Nước thải công nghiệp có giá trị các thông số và nồng độ các
chất ô nhiễm bằng hoặc nhỏ hơn giá trị qui định trong cột A có thể đổ vào
các vực nước thường được dùng làm nguồn nước cho mục đích sinh hoạt.
chất ô nhiễm lớn hơn giá trị qui định trong cột A nhưng nhỏ hơn hoặc bằng
giá trị qui định trong cột B thì được đổ vào các vực nước nhận thải khác ,
như: các vực nước dùng giao thông, thủy lợi tưới tiêu cho trồng trọt, nuôi
trồng thủy hải sản,…trừ các thủy vực qui định ở cột A.
chất ô nhiễm lớn hơn giá trị quy định trong cột B nhưng không vượt quá
giá trị qui định trong cột C chỉ được phép thải vào các nơi được qui định
(như hồ chứa nước thải được xây riêng, cống dẫn đến nhà máy xử lý nước
thải tập trung,…)

20
Chương 2: THỰC NGHIỆM
2.1. Thiết bị .
2.1.1. Thiết bị
- Máy nghiền bi (Nga)
- Máy quang phổ hồng ngoại IR Prestige-21 Shimadzu (Nhật)
- Máy khuấy IKA Labortechnik (Đức)
- Máy đo pH Precisa 900 (Thụy Sỹ)
- Tủ sấy Jeio tech (Hàn Quốc)
- Máy hấp thụ nguyên tử Thermo (Anh)
- , c thủy tinh, pipet,...
.
Nước cất hai lần
Natri hiđroxit
Axit xitric
NaOH
C6H8O7.H2O
Axit nitric HNO3
Cadimi nitrat Cd(NO3)2.4H2O
Kali đicromat K2Cr2O7
Đồng nitrat Cu(NO3)2.3H2O
Mangan(II) nitrat Mn(NO3)2.6H2O
Niken nitrat Ni(NO3)2.6H2O
Chì(II) nitrat Pb(NO3)2
Tất cả hóa chất đều có độ tinh khiết PA và việc chuẩn bị các dung dịch
có nồng độ xác định theo [7].

21
2.2. Chế tạo VLHP từ nguyên liệu vỏ lạc
2.2.1. Quy trình chế tạo VLHP từ nguyên liệu vỏ lạc
Vỏ lạc nguyên liệu được nghiền nhỏ bằng máy nghiền bi. Lấy 25g
nguyên liệu cho vào cốc chứa 500ml dung dịch NaOH 0.1M, khuấy đều
trong 120 phút, lọc lấy phần bã rắn, rửa sạch bằng nước cất đến môi trường
trung tính, sấy khô ở 85-90o
C. Sau đó, phần bã rắn tiếp tục được cho vào
cốc chứa 150ml dung dịch axit xitric 0.6M khuấy trong 30 phút, lọc lấy bã
rắn, sấy ở 50o
C trong 24 giờ, nâng nhiệt độ lên 120o
C trong 90 phút. Cuối
cùng, rửa bằng nước cất nóng tới môi trường trung tính và sấy khô ở 85-
90o
C, thu được VLHP [23].
2.2.2. Kết quả khảo sát một số đặc điểm bề mặt của VLHP
Nguyên liệu vỏ lạc ban đầu được xử lý bằng NaOH để loại bỏ các
pigmen màu và các hợp chất hữu cơ dễ hòa tan, tiếp tục được este hóa bằng
axit xitric. Kết quả của quá trình xử lý được thể hiện trên phổ hồng ngoại
(IR) thông sự dịch chuyển của nhóm cacbonyl từ vùng số sóng 1737.86 cm-
1
đến vùng số sóng 1728.22 cm-1
, rộng và có cường độ mạnh hơn (hình 2.1
và hình 2.2).
Tiến hành chụp ảnh kính hiển vi điện tử quét (SEM) của nguyên liệu
ban đầu và VLHP, quan sát thấy VLHP có độ xốp cao hơn và diện tích bề
mặt lớn hơn rõ rệt (hình 2.3 và hình 2.4).

22
Hình 2.1: Phổ IR của nguyên liệu
Hình 2.2: Phổ IR của VLHP

23
Hình 2.3: Ảnh chụp SEM của
nguyên liệu
Hình 2.4: Ảnh chụp SEM của
VLHP
2.3. Khảo sát khả năng hấp phụ các ion Cd(II), Cr(VI), Cu(II), Mn(II),
Ni(II) và Pb(II) trên VLHP
2.3.1. Dựng đường chuẩn xác định nồng độ ion kim loại theo phương
pháp hấp thụ nguyên tử
Điều kiện đo phổ hấp thụ nguyên tử có ngọn lửa (không khí – axetilen)
của các nguyên tố Cd, Cr, Cu, Mn, Ni và Pb được thể hiện trên bảng 2.1.
Bảng 2.1: Điều kiện đo phổ hấp thụ nguyên tử có ngọn
lửa của các nguyên tố Cd, Cr, Cu, Mn, Ni và Pb
Bước Khe Cường
Chiều
Tốc độ
Khoảng
Nguyên cao tuyến
STT sóng đo độ đèn dòng khí
tố (nm) (nm) HCL đèn (ml/phút) tính
(mm) (mg/l)
1 Cd 228.8 0.5 50%Imax 7.0 1.2 0.05 2.5
2 Cr 357.9 0.5 100%Imax 8.0 1.4 0.2 10.0
3 Cu 324.8 0.5 75%Imax 7.0 1.1 0.05 2.5
4 Mn 279.5 0.2 75%Imax 7.0 1.0 0.05 4.0
5 Ni 232.0 0.1 75%Imax 7.0 0.9 0.1 8.0
6 Pb 217.0 0.5 75%Imax 7.0 1.1 0.1 10.0

24
Pha các dung dịch các ion kim loại nặng Cd(II), Cr(VI), Cu(II), Mn(II),
Ni(II) và Pb(II) với nồng độ khác nhau từ dung dịch chuẩn nồng độ 1000
mg/l, thêm vào đó một thể tích xác định dung dịch HNO3 10% để nồng độ
HNO3 là 1%. Pha dung dịch HNO3 1% làm mẫu trắng. Tiến hành đo mật độ
quang (A) của từng dung dịch. Dựng đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của mật độ
quang vào nồng độ ion kim loại. Kết quả thu được thể hiện ở các bảng 2.2,
2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7 và các hình 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9, 2.10.
Bảng 2.2: Sự phụ thuộc của
mật độ quang vào nồng độ Cd(II)
Tên mẫu C (mg/l) A
Mẫu trắng 0.00 0.0030
STD 1 0.05 0.0080
STD 2 0.10 0.0120
STD 3 1.00 0.0910
STD 4 2.50 0.2340
y = 0.0921x + 0.0024
0.25 R
2
= 0.9996
0.20
độ
quang
0.15
0.10
Mật
0.05
0.00
0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00
Nồng độ (mg/l)
Hình 2.5: Đường chuẩn xác định
nồng độ Cd(II)
Phương trình tuyến tính sự phụ thuộc của mật độ quang vào nồng độ
Cd(II) là y = 0.0921x + 0.0024
Hình 2.3: Sự phụ thuộc của
mật độ quang vào nồng độ Cr(VI)
Mẫu trắng 0.00 0.0010
STD 1 0.50 0.0120
STD 2 1.00 0.0210
STD 3 5.00 0.0860
STD 4 8.00 0.1350
y = 0.0165x + 0.003
R
2
= 0.9995
0.16
0.14
quang
0.12
0.10
0.08
độ
Mật
0.06
0.04
0.02
0.00
0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00
Nồng độ (mg/l)
nồng độ Cr(VI)

25
Cr(VI) là y = 0.0165x + 0.003
mật độ quang vào nồng độ Cu(II)
Mẫu trắng 0.00 0.0020
STD 1 0.10 0.0040
STD 2 1.00 0.0220
STD 3 2.00 0.0440
STD 4 2.50 0.0540
y = 0.0209x + 0.0018
R2 = 0.9997
0.06
0.05
quang
0.04
0.03
độ
Mật
0.02
0.01
0
0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00
Nồng độ (mg/l)
nồng độ Cu(II)
Cu(II) là y = 0.0209x + 0.0018
mật độ quang vào nồng độ Mn(II)
Mẫu trắng 0.00 -0.0020
STD 1 0.05 0.0020
STD 2 1.00 0.0770
STD 3 2.00 0.1650
STD 4 4.00 0.3270
y = 0.0825x - 0.0025
R2
= 0.9998
0.35
0.30
độ
quang
0.25
0.20
0.15
Mật
0.10
0.05
0.00
0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00 4.50
Nồng độ (mg/l)
Hình 2.8: Đường chuẩn xác
định nồng độ Mn(II)
Mn(II) là y = 0.0825x + 0.0025

26
Bảng 2.6: Sự phụ thuộc của y = 0.0288x - 0.0025
0.25 R2 = 0.9997
mật độ quang vào nồng độ Ni(II)
0.20
đ
ộ
q
u
a
n
g
0.15
Mẫu trắng 0.00 -0.002
Mật
0.10
STD 1 0.50 0.012 0.05
STD 2 1.00 0.025 0.00
0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00
STD 3 5.00 0.144
Nồng độ (mg/l)
STD 4 7.00 0.198 Hình 2.9: Đường chuẩn xác định
nồng độ Ni(II)
Ni(II) là y = 0.0288x + 0.0025
mật độ quang vào nồng độ Pb(II)
Mẫu trắng 0.00 -0.0020
STD 1 0.50 0.0060
STD 2 1.00 0.0130
STD 3 5.00 0.0720
STD 4 10.00 0.1450
y = 0.0147x - 0.0016
0.16 R2
= 1
0.14
quang
0.12
0.10
0.08
độ
0.06
Mật
0.04
0.02
0.00
0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00 11.00
Nồng độ (mg/l)
nồng độ Pb(II)
Pb(II) là y = 0.0147x + 0.0016
2.3.2. Khảo sát ảnh hưởng của pH đến khả năng hấp phụ của VLHP đối
với Cd(II), Cr(VI), Cu(II), Mn(II), Ni(II) và Pb(II)
Lấy 36 bình nón dung tích 100ml, chia thành 6 nhóm, mỗi nhóm chứa
50ml dung d ịch các ion kim loại Cd(II), Cr(VI), Cu(II), Mn(II), Ni(II) và
Pb(II) riêng biệt. Điều chỉnh pH của các dung dịch chứa mỗi ion kim loại

27
trong khoảng 1.00 đến 6.00 bằng dung d ịch NaOH loãng và dung d ịch HNO3
loãng (các hóa chất này được sử dụng để điều chỉnh pH của dung dịch trong
các thí nghiệm tiếp theo). Xác định nồng độ ion kim loại Co của các dung dịch
bằng phương pháp hấp thụ nguyên tử. Cho vào mỗi bình 1g VLHP. Khuấy
dung dịch bằng máy khuấy với tốc độ khuấy 250 vòng/phút (tốc độ khuấy này
được duy trì để tiến hành các thí nghiệm tiếp theo), ở nhiệt độ phòng . Thời
gian khuấy đối với các dung dịch Cd(II) là 30 phút, các dung dịch Cr(VI) là
50 phút, các dung dịch Cu(II) là 30 phút, các dung dịch Mn(II) là 80 phút, các
dung dịch Ni(II) là 70 phút và các dung dịch Pb(II) là 50 phút. Lọc bỏ bã rắn,
xác định nồng độ còn lại của ion kim loại trong các dung dịch sau hấp phụ
bằng phương pháp hấp thụ nguyên tử. Kết quả thể hiện qua các bảng 2.8, 2.9,
2.10, 2.11, 2.12, 2.13 và các hình 2.11, 2.12, 2.13, 2.14, 2.15, 2.16.
Bảng 2.8: Ảnh hưởng của pH
đến sự hấp phụ Cd(II)
Các thông số hấp phụ
pH Co Ccb q
(mg/l) (mg/l) (mg/g)
1.00 99.84 95.85 0.20
2.00 103.82 47.82 2.80
3.00 98.13 32.68 3.27
4.00 100.00 29.70 3.52
5.00 99.30 27.21 3.60
6.00 99.22 29.49 3.49
4.00
3.50
(mg/g)
3.00
2.50
2.00
1.50
q
1.00
0.50
0.00
0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00
pH
Hình 2.11: Ảnh hưởng của pH đến sự
hấp phụ Cd(II)
Nhận xét:
Trong khoảng pH khảo sát (1.00 ÷ 6.00), khoảng pH để sự hấp phụ của
VLHP đối với Cd(II) tốt nhất là 4.00 ÷ 6.00.

28
đến sự hấp phụ Cr(VI)
pH Co Ccb q
1.00 108.48 24.48 4.20
2.00 101.67 23.87 3.89
3.00 96.12 61.79 1.72
4.00 104.67 80.54 1.21
5.00 99.84 81.13 0.94
6.00 100.86 83.71 0.86
7.00 100.23 85.43 0.74
8.00 98.30 88.30 0.50
9.00 101.40 92.67 0.44
10.00 97.30 89.70 0.38
đến sự hấp phụ Cu(II)
pH Co Ccb q
1.00 102.63 100.09 0.13
2.00 105.81 74.88 1.55
3.00 101.01 34.61 3.32
4.00 100.98 17.76 4.16
5.00 101.00 17.80 4.16
4.50
4.00
3.50
(mg/g)
3.00
2.50
2.00
q
1.50
1.00
0.50
0.00
0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00
pH
Hình 2.12: Ảnh hưởng của pH đến
sự hấp phụ Cr(VI)
4.50
4.00
3.50
(mg/g)
3.00
2.50
2.00
q
1.50
1.00
0.50
0.00
0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00
pH
sự hấp phụ Cu(II)
Nhận xét:
VLHP đối với Cr(VI) tốt nhất là 1.00 ÷ 2.00.

29
VLHP đối với Cu(II) tốt nhất là 4.00 ÷ 5.00.
Bảng 2.11: Ảnh hưởng của pH đến
2.50
sự hấp phụ Mn(II)
2.00
(m
g/g
)
pH Co Ccb q
1.50
q
1.00
1.00 98.32 98.15 0.01
0.50
2.00 98.54 92.27 0.31
0.00
0.00 1.00 2.003.00 4.00 5.00 6.00 7.00
3.00 98.98 70.63 1.42 pH
4.00 99.01 64.31 1.74
5.00 99.41 58.44 2.05
sự hấp phụ Mn(II)
6.00 98.67 56.45 2.11
Nhận xét:
VLHP đối với Mn(II) tốt nhất là 5.00 ÷ 6.00.
đến sự hấp phụ Ni(II)
pH Co Ccb q
1.00 102.89 101.20 0.08
2.00 102.89 74.53 1.42
3.00 102.89 62.34 2.03
4.00 102.89 60.10 2.14
5.00 102.89 60.00 2.14
6.00 102.89 59.89 2.15
2.50
2.00
q
(mg/g)
1.50
1.00
0.50
0.00
0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00
pH

30
sự hấp phụ Ni(II)
Nhận xét:
VLHP đối với Ni(II) tốt nhất là 4.00 ÷ 6.00.
đến sự hấp phụ Pb(II)
pH Co Ccb q
1.00 98.23 18.23 4.00
2.00 98.78 1.83 4.85
3.00 99.40 1.43 4.90
4.00 100.00 1.32 4.89
5.00 99.03 1.36 4.88
6.00 98.75 1.32 4.87
Nhận xét:
6.00
5.00
q
(mg/g)
4.00
3.00
2.00
1.00
0.00
0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00
pH
sự hấp phụ Pb(II)
VLHP đối với Pb(II) tốt nhất là 2.00 ÷ 6.00.
Nhận xét chung:
- Môi trường pH càng cao dung lượng hấp phụ của VLHP đối với các
cation kim loại càng tăng, và dung lượng hấp phụ giảm khi pH giảm. Điều đó
được giải thích: trong môi trường axit mạnh, các phần tử của cả chất hấp phụ
và chất bị hấp phụ được tích điện dương và bởi vậy lực tương tác là lực đẩy
tĩnh điện. Hơn nữa, nồng độ ion H+
hiện tại cao nên trong hỗn hợp phản ứng
cạnh tranh với cation kim loại trong sự hấp phụ, kết quả là làm giảm sự hấp

31
phụ cation kim loại. Tương tự, pH tăng, nồng độ ion H+
giảm, trong khi nồng
độ cation kim loại gần như không đổi và bởi vậy sự hấp phụ cation kim loại
có thể giải thích giống sự trao đổi phản ứng H+
- M2+
(M: kim loại) [21].
- Đối với sự hấp phụ anion kim loại Cr2O7
2-
, hiệu suất hấp phụ tăng
khi giảm pH của dung dịch. Theo chúng tôi điều đó có thể được giải thích:
Trong dung dịch đicromat luôn tồn tại cân bằng:
2CrO4
2-
+ 2H+
⇌ Cr2O7
2-
+ H2O
Trong môi trường axit, cân bằng trên chuyển dịch sang phải, làm tăng
nồng độ Cr2O7
2-
, khi đó sự hấp phụ Cr(VI) chủ yếu là sự hấp phụ Cr2O7
2-
.
Xét về khối lượng Cr(VI) bị hấp phụ thì một anion Cr2O7
2-
tương đương
với hai anion CrO4
2-
. Mặt khác, xét về ảnh hưởng của hiệu ứng không gian
thì sự hấp phụ một anion Cr2O7
2-
thuận lợi hơn so với sự hấp phụ hai anion
CrO4
2-
. Như vậy, khi nồng độ Cr2O7
2-
trong dung dịch lớn hơn nồng độ
CrO4
2-
thì lượng Cr(VI) bị hấp phụ càng cao.
2.3.3. Khảo sát thời gian đạt cân bằng hấp phụ của VLHP đối với Cd(II),
Cr(VI), Cu(II), Mn(II), Ni(II) và Pb(II)
Lấy các bình nón dung tích 100ml chứa 50ml dung dịch các ion kim loại
Cd(II), Cr(VI), Cu(II), Mn(II), Ni(II) và Pb(II) riêng biệt, với nồng độ ban đầu
của các ion Cd(II), Cr(VI), Cu(II), Mn(II), Ni(II) và Pb(II) tương ứng bằng
103.60 mg/l, 107.47 mg/l, 103.52 mg/l, 183.71 mg/l, 343.86 mg/l và 98.75
mg/l. Điều chỉnh pH của các dung dịch chứa mỗi ion kim loại đến giá trị nằm
trong khoảng pH tốt nhất cho sự hấp phụ đã khảo sát ở (2.3.2). Cụ thể: các
dung dịch Cd(II) có pH bằng 5.00, các dung dịch Cr(VI) có pH bằng 1.00, các
dung dịch Cu(II) có pH bằng 4.50, các dung dịch Mn(II) có pH bằng 5.00, các
dung dịch Ni(II) có pH bằng 5.00, các dung dịch Pb(II) có pH bằng 4.50. Cho
1g VLHP vào mỗi dung d ịch trên. Khuấy mỗi dung dịch bằng máy khuấy

32
trong các khoảng thời gian 5, 10, 20, 40, 60, 70, 80, 120 (phút), ở nhiệt độ
phòng. Lọc bỏ bã rắn, xác định nồng độ của ion kim loại trong các dung
dịch sau hấp phụ bằng phương pháp hấp thụ nguyên tử. Kết quả được thể
hiện ở bảng 2.14 và hình 2.17.
400.00
350.00
(mg/l)
300.00
250.00
Cd(II)
Cr(VI)
độ
200.00 Cu(II)
Nồng
150.00
Mn(II)
Ni(II)
100.00 Pb(II)
50.00
0.00
0.00 20.00 40.00 60.00 80.00 100.00 120.00 140.00
Thời gian (phút)
Hình 2.17: Ảnh hưởng của thời gian đến sự hấp phụ Cd(II), Cr(VI),
Cu(II), Mn(II), Ni(II) và Pb(II) của VLHP
Nhận xét:
Qua các số liệu thực nghiệm cho thấy, thời gian khuấy (thời gian tiếp xúc
của VLHP với ion kim loại) càng lâu, nồng độ ion kim loại còn lại trong dung
dịch càng giảm và đến một khoảng thời gian khuấy nhất định đối với từng ion
nồng độ ion còn lại trong dung dịch gần như không đổi. Cụ thể: đối với Cd(II)
là 20 phút đến 70 phút, Cr(VI) là 40 phút đến 80 phút, Cu(II) là 20 phút đến
70 phút, Mn(II) là 70 phút đến 120 phút, Ni(II) là 60 phút đến 80 phút và
Pb(II) là 40 phút đến 80 phút. Chứng tỏ trong các khoảng thời gian trên sự
hấp phụ đã gần như đạt cân bằng, vì vậy, chúng tôi chọn các khoảng thời gian
này để nghiên cứu các thí nghiệm tiếp theo với mỗi ion.

32
Bảng 2.14: Ảnh hưởng của thời gian đến sự hấp phụ Cd(II), Cr(VI),
Cu(II), Mn(II), Ni(II) và Pb(II) của VLHP
Thời gian Nồng độ (mg/l)
khuấy Cd(II) Cr(VI) Cu(II)
(phút) Co Ccb Co Ccb Co Ccb
5 103.6 80.20 107.47 70.53 103.52 21.08
10 103.6 36.98 107.47 48.23 103.52 19.93
20 103.6 34.03 107.47 29.30 103.52 18.02
40 103.6 34.19 107.47 24.50 103.52 17.81
60 103.6 34.08 107.47 24.49 103.52 17.76
70 - - 107.47 24.52 103.52 17.79
80 - - 107.47 24.48 - -
120 - - - - - -
Thời gian Mn(II) Ni(II) Pb(II)
khuấy
Co Ccb Co Ccb Co Ccb
(phút)
5 183.71 161.34 343.86 250.32 95.75 2.32
10 183.71 143.00 343.86 229.70 95.75 1.90
20 183.71 141.34 343.86 230.16 95.75 1.72
40 183.71 139.00 343.86 220.02 95.75 1.54
60 183.71 135.30 343.86 207.76 95.75 1.48
70 183.71 133.87 343.86 207.89 95.75 1.54
80 183.71 133.89 343.86 208.01 95.75 1.54
120 183.71 133.78 - - - -

33
Bảng 2.14: Ảnh hưởng của thời gian đến sự hấp phụ Cd(II), Cr(VI), Cu(II), Mn(II), Ni(II) và Pb(II)
của VLHP
Thời gian Nồng độ (mg/l)
khuấy Cd(II) Cr(VI) Cu(II) Mn(II) Ni(II) Pb(II)
(phút) Co Ccb Co Ccb Co Ccb Co Ccb Co Ccb Co Ccb
5 103.6 80.20 107.47 70.53 103.52 21.08 183.71 161.34 343.86 250.32 95.75 2.32
10 103.6 36.98 107.47 48.23 103.52 19.93 183.71 143.00 343.86 229.70 95.75 1.90
20 103.6 34.03 107.47 29.30 103.52 18.02 183.71 141.34 343.86 230.16 95.75 1.72
40 103.6 34.19 107.47 24.50 103.52 17.81 183.71 139.00 343.86 220.02 95.75 1.54
60 103.6 34.08 107.47 24.49 103.52 17.76 183.71 135.30 343.86 207.76 95.75 1.48
70 - - 107.47 24.52 103.52 17.79 183.71 133.87 343.86 207.89 95.75 1.54
80 - - 107.47 24.48 - - 183.71 133.89 343.86 208.01 95.75 1.54
120 - - - - - - 183.71 133.78 - - - -

34
2.3.4. Khảo sát dung lượng hấp phụ cực đại của VLHP đối với Cd(II),
Cr(VI), Cu(II), Mn(II), Ni(II) và Pb(II)
Lấy các bình nón dung tích 100ml chứa 50ml dung dịch từng ion kim
loại với các nồng độ ban đầu khác nhau và được điều chỉnh đến môi trường
pH tối ưu cho từng ion kim loại đã khảo sát ở (2.3.2). Cụ thể: các dung dịch
Cd(II) có pH bằng 5.00, các dung dịch Cr(VI) có pH bằng 1.00, các dung
dịch Cu(II) có pH bằng 4.50, các dung dịch Mn(II) có pH bằng 5.00, các
dung dịch Ni(II) có pH bằng 5.00, các dung d ịch Pb(II) có pH bằng 4.50.
Cho vào mỗi bình 1g VLHP. Khảo sát quá trình hấp phụ trong khoảng thời
gian đạt cân bằng hấp phụ đối với từng ion kim loại đã khảo sát ở (2.3.3).
Cụ thể: thời gian khuấy đối với các dung dịch Cd(II) là 30 phút, các dung
dịch Cr(VI) là 50 phút, các dung dịch Cu(II) là 30 phút, các dung dịch
Mn(II) là 80 phút, các dung dịch Ni(II) là 70 phút và các dung dịch Pb(II)
là 50 phút. Xác định nồng độ Co của ion kim loại trong các dung dịch ban
đầu và nồng độ Ccb của ion kim loại trong dung dịch sau hấp phụ theo
phương pháp hấp thụ nguyên tử. Tính dung lượng hấp phụ của VLHP đối
với từng ion kim loại theo công thức (1.1).
Kết quả thể hiện ở các bảng 2.15, 2.16, 2.17, và các hình 2.18, 2.19,
2.20, 2.21, 2.22, 2.23, 2.24, 2.25, 2.26, 2.27, 2.28, 2.29.

35
Bảng 2.15: Ảnh hưởng của nồng độ ion kim loại đến sự hấp phụ
Cd(II) và Cr(II) của VLHP
Cd(II) Cr(VI)
Co Ccb q Ccb/q Co Ccb q Ccb/q
(mg/l) (mg/l) (mg/g) (g/l) (mg/l) (mg/l) (mg/g) (g/l)
26.23 2.33 1.19 1.95 10.48 2.10 0.42 5.01
35.05 4.90 1.51 3.25 25.42 7.00 0.92 7.60
68.98 14.06 2.75 5.12 50.13 12.13 1.90 6.39
87.42 23.14 3.21 7.20 100.04 37.44 3.13 13.13
129.48 48.73 4.04 12.07 201.02 100.82 5.01 20.12
173.25 79.98 4.66 17.15 399.20 268.40 6.40 41.04
280.03 170.00 5.50 30.90 601.31 466.91 6.72 69.48
413.63 287.64 6.30 45.66 800.23 660.23 7.00 94.32
7.00 R2
= 0.9905
6.00
5.00
(mg/g)
4.00
3.00
q
2.00
1.00
0.00
0.00 50.00 100.00 150.00 200.00 250.00 300.00 350.00
Ccb (mg/l)
Hình 2.18: Đường đẳng nhiệt
hấp phụ Langmuir của
VLHP đối với Cd(II)
50.00
y = 0.1524x + 3.3996
R2
= 0.992
40.00
/q
(g/l)
30.00
cb
20.00
C
10.00
0.00
0.00 50.00 100.00 150.00 200.00 250.00 300.00 350.00
Ccb (mg/l)
Hình 2.19: Đường đẳng
nhiệt hấp phụ Langmuir
dạng tuyến tính của VLHP
đối với Cd(II)

36
8.00 R2 = 0.9814
7.00
6.00
(mg/g)
5.00
4.00
3.00
q
2.00
1.00
0.00
-1.00
0.00
100.00 200.00 300.00 400.00 500.00 600.00 700.00
Ccb (mg/l)
hấp phụ Langmuir của
VLHP đối với Cr(VI)
100.00
y = 0.1342x + 6.0593
R2 = 0.9987
90.00
80.00
(g/l)
70.00
60.00
/q
50.00
cb
40.00
C
30.00
20.00
10.00
0.00
0.00 100.00 200.00 300.00 400.00 500.00 600.00 700.00
Ccb (mg/l)
đối với Cr(VI)
Bảng 2.16: Ảnh hưởng của nồng độ ion kim loại đến sự hấp
phụ Cu(II) và Mn(II) của VLHP
Cu(II) Mn(II)
Co Ccb q Ccb/q Co Ccb q Ccb/q
5.58 0.22 0.27 0.81 24.69 9.72 0.75 12.99
8.11 0.16 0.40 0.40 36.18 18.00 0.91 19.80
28.50 1.15 1.37 0.84 61.26 32.45 1.44 22.53
54.05 3.40 2.53 1.34 96.85 59.45 1.87 31.79
108.84 19.00 4.49 4.23 144.58 100.98 2.18 46.32
192.70 64.90 6.39 10.16 192.30 144.30 2.40 60.13
290.20 150.00 7.01 21.40 256.91 204.71 2.61 78.43
399.76 248.09 7.58 32.71 333.77 280.00 2.69 104.15

37
8.00 R2
= 0.9835
7.00
6.00
(mg/g)
5.00
4.00
3.00
q
2.00
1.00
0.00
-1.00
0.00
50.00 100.00 150.00 200.00 250.00 300.00
Ccb (mg/l)
hấp phụ Langmuir của VLHP
đối với Cu(II)
40.00
y = 0.1304x + 1.0478
R2
= 0.9973
35.00
30.00
(g/l)
25.00
20.00
/q
cb
15.00
C
10.00
5.00
0.00
0.00 50.00 100.00 150.00 200.00 250.00 300.00
Ccb (mg/l)
đối với Cu(II)
3.00
R2
= 0.9889
120.00
y = 0.3287x + 12.108
R2 = 0.9985
2.50 100.00
(mg/g)
2.00
/q
(g/l)
80.00
1.50 60.00
cb
q
1.00
C
40.00
0.50 20.00
0.00
0.00
0.00 50.00 100.00 150.00 200.00 250.00 300.00
0.00 50.00 100.00 150.00 200.00 250.00 300.00
Ccb (mg/l) Ccb (mg/l)
Hình 2.24: Đường đẳng nhiệt Hình 2.25: Đường đẳng nhiệt
hấp phụ Langmuir của VLHP hấp phụ nhiệt Langmuir
đối với Mn(II) dạng tuyến tính của VLHP
đối với Mn(II)

38
Bảng 2.17: Ảnh hưởng của nồng độ ion kim loại đến sự hấp phụ
Ni(II) và Pb(II) của VLHP
Ni(II) Pb(II)
Co Ccb q Cf/q Co Ccb q Ccb/q
25.15 3.89 1.06 3.66 47.34 0.11 2.36 0.05
34.58 8.92 1.28 6.95 100.51 1.01 4.97 0.20
51.63 15.56 1.80 8.63 188.00 4.65 10.00 0.47
80.13 31.29 2.44 12.81 408.55 43.66 20.89 2.09
114.13 56.91 2.86 19.89 616.03 123.09 24.65 4.99
154.02 90.02 3.20 28.13 806.48 244.44 28.10 8.70
216.00 150.00 3.30 45.45 1033.72 391.09 30.78 12.31
270.01 206.45 3.18 64.96 1200.01 561.61 31.92 17.59
4.00 2
R = 0.9532
3.50
3.00
q
(mg/g)
2.50
2.00
1.50
1.00
0.50
0.00
0.00 50.00 100.00 150.00 200.00 250.00
Ccb (mg/l)
đối với Ni(II)
70.00 y = 0.2909x + 3.3394
60.00
R2
= 0.9972
50.00
(g/l)
40.00
/q
cb
30.00
C
20.00
10.00
0.00
0.00 50.00 100.00 150.00 200.00 250.00
Ccb (mg/l)
đối với Ni(II)

39
35.00 R2
= 0.9704
30.00
25.00
q
(mg/g)
20.00
15.00
10.00
5.00
0.00
-5.00
0.00
100.00 200.00 300.00 400.00 500.00 600.00
Ccb (mg/l)
đối với Pb(II)
20.00
y = 0.0309x + 0.5179
R
2
= 0.9952
17.50
(g/l)
15.00
12.50
/q
10.00
cb
7.50
C
5.00
2.50
0.00
0.00 100.00 200.00 300.00 400.00 500.00 600.00
Ccb (mg/l)
đối với Pb(II)
Phương trình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir dạng tuyến tính và các thông số
đường đẳng nhiệt được
Nhận xét:
Dựa vào các số liệu thực nghiệm cho thấy mô hình đẳng nhiệt hấp phụ
Langmuir mô tả khá tốt sự hấp phụ của VLHP đối với các ion Cd(II),
Cr(VI), Cu(II), Mn(II), Ni(II) và Pb(II).
Trong các khoảng nồng độ đã khảo sát đối với mỗi ion, ở vùng nồng
độ ion kim loại nhỏ, các đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir có dạng
đường tuyến tính giống đường đẳng nhiệt hấp phụ Henry, ở vùng nồng độ
ion kim loại lớn đồ thị có dạng đường cong và đạt dần đến giá trị không đổi
của dung lượng hấp phụ khi nồng độ cân bằng liên tục tăng.

40
Dựa vào phương trình đường thẳng tổng quát của mô hình đẳng nhiệt
hấp phụ Langmuir (1.9) và phương trình thực nghiệm của từng ion kim loại
trên các hình 2.19, 2.21, 2.23, 22.25, 2.27, 2.29 tính toán được dung lượng
hấp phụ cực đại của VLHP đối với các ion Cd(II), Cr(VI), Cu(II), Mn(II),
Ni(II) và Pb(II) tương ứng bằng 6.56mg/g, 7.40 mg/g, 7.67mg/g, 3.04mg/g,
3.44mg/g, 32.36mg/g.
Khả năng hấp phụ của VLHP đối với các ion kim loại giảm theo dãy
Pb(II), Cu(II), Cr(VI), Cd(II), Ni(II), Mn(II).
2.4. Xử lý thử một mẫu nước thải chứa Ni(II) của nhà máy quốc phòng
bằng phương pháp hấp phụ trên VLHP chế tạo từ vỏ lạc
Mẫu nước thải chứa Ni(II) được lấy tại của xả nước thải ra môi trường
của nhà máy mạ điện quân đội đã được xử lý sơ bộ. Nước thải được lấy và
bảo quản theo đúng TCVN 4574 – 88:
- Dụng cụ lấy mẫu: chai polietylen sạch
- Mấu lấy xong được cố định bằng 5ml dung dịch HNO3 đặc
Mẫu nước thải chứa Ni(II) sau khi lọc qua giấy lọc có pH bằng 5.64 (nằm
trong khoảng pH tốt nhất cho sự hấp phụ đã khảo sát ở (2.3.2)), nồng độ ban
đầu Co bằng 1.763 mg/l. Tiến hành sự hấp phụ ở nhiệt độ phòng, thời gian
khuấy 70 phút, 50ml nước thải được khuấy với 1g VLHP. Sau hấp phụ lần
một, lọc, lấy dung dịch tiến hành thí nghiệm hấp phụ lần hai với 1g

41
VLHP. Xác định nồng độ Ccb1 và Ccb2 của Ni(II) trong các dung dịch sau
hấp phụ bằng phương pháp hấp thụ nguyên tử.
Hiệu suất hấp phụ được tính toán theo công thức (1.2). Kết quả thu
được thể hiện ở bảng 2.18.
Bảng 2.18: Kết quả tách loại Ni(II) khỏi nước thải của
nhà máy quốc phòng
Co (mg/l) Ccb1 (mg/l) H1 (%) Ccb2 (mg/l) H2 (%)
1.76 0.378 78.56 0.159 90.97
Nhận xét:
Sau khi hấp phụ lần một hiệu suất hấp phụ đạt 78.56% và nồng độ
Ni(II) trong dung dịch đã đạt tiêu chu
,...Khi hấp phụ lần hai hiệu suất hấp phụ đạt tới 90.97% và nồng độ
Ni(II) đã
theo TCVN 5945- 2005.

42
KẾT LUẬN
Qua quá trình nghiên cứu và kết quả thực nghiệm rút ra các kết luận sau:
1.
natri hiđroxit .
.
3. Đã khảo sát được một số yếu tố ảnh hưởng đến sự hấp phụ của VLHP
đối với Cd(II), Cr(VI), Cu(II), Mn(II), Ni(II) và Pb(II). Các kết quả thu được:
- Trong khoảng pH khảo sát (1.00 10.00), khoảng pH để sự hấp phụ
các ion kim loại của VLHP xảy ra tốt nhất là:
Cd(II): pH bằng 4.00 6.00
Cr(VI): pH bằng 1.00 2.00
Cu(II): pH bằng 4.00 5.00
Mn(II): pH bằng 5.00 6.00
Ni(II): pH bằng 4.00 6.00
Pb(II): pH bằng 2.00 6.00
- Trong các khoảng thời gian khảo sát (từ 5 phút đến 120 phút),
khoảng thời gian đạt cân bằng hấp phụ của VLHP đối với mỗi ion kim loại là:
Cd(II): thời gian đạt cân bằng hấp phụ là 20 phút 70 phút

43
Cr(VI): thời gian đạt cân bằng hấp phụ là 40 phút 80 phút
Cu(II): thời gian đạt cân bằng hấp phụ là 20 phút 70 phút
Mn(II): thời gian đạt cân bằng hấp phụ là 70 phút 120 phút
Ni(II): thời gian đạt cân bằng hấp phụ là 60 phút 80 phút
Pb(II): thời gian đạt cân bằng hấp phụ là 40 phút 80 phút
- Mô tả quá trình hấp phụ theo mô hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir
đã xác định được dung lượng hấp phụ cực đại của VLHP đối với các ion
kim loại là:
Cd(II): là 6.56 mg/g
Cr(VI): là 7.4 mg/g
Cu(II): là 7.67 mg/g
Mn(II): là 3.04 mg/g
Ni(II): là 3.44 mg/g
Pb(II): là 32.36 mg/g
4. Dùng VLHP chế tạo được xử lý nước thải chứa Ni(II) của nhà máy
quốc phòng, kết quả cho thấy sau hai lần hấp phụ nồng độ Ni(II) đã giảm
xuống mức cho phép đối với nước thải công nghiệp theo TCVN 5945- 2005.
Như vậy, việc sử dụng VLHP chế tạo từ vỏ lạc để hấp phụ ion kim
loại nặng có những ưu điểm sau:
- Sử dụng nguyên liệu tự nhiên, rẻ tiền, dễ kiếm
- Quy trình xử lý đơn giản, đạt hiệu quả xử lý cao đặc biệt đối với
Pb(II).
Từ đó tạo cơ sở cho việc triển khai ứng dụng VLHP chế tạo được vào
xử lý môi trường.

44
TÀI LIỆU THAM KHẢO
m 2005 Tài Nguyên .
2 (2002),
, Nxb .
3. Tr (2003 , vệ sinh công
nghiệp, , Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc .
4 ,
.
(1999),
, .
(2002),
ti .
7. PP Koroxtelev (1974), Chuẩn bị dung dịch cho phân tích hóa học, Người
dịch: Nguyễn Trọng Biểu, Mai Hữu Đua, Nguyễn Viết Huệ, Lê Ngọc Khánh,
Trần Thanh Sơn, Mai Văn Thanh, Nxb Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội.
8. Phạm Luận (1998), Phương pháp phân tích phổ nguyên tử, Nxb Đại học
Quốc gia Hà Nội.
9. Đoàn Thị Thanh Nhàn (1996), Giáo trình cây công nghiệp, Nxb Nông
nghiệp Hà Nội.
10. Hoàng Nhâm (2003), Hoá học vô cơ, tập 3, Nxb Giáo dục.

45
(2004),
2, .
12. Trần Văn Nhân, Ngô Thị Nga (2005), Giáo trình công nghệ xử lý nước
thải, Nxb Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội.
13. Hồ Sĩ Tráng (2006), Cơ sở hóa học gỗ và xenluloza, Nxb Khoa học và
kỹ thuật.
14. Hồ Viết Quý (2005), Các phương pháp phân tích công cụ trong hoá
học hiện đại, Nxb Đại học sư phạm Hà Nội.
15. E.Clave., J. Francois., L. Billon., B. De Jeso., M.F.Guimon (2004),
“Crude and Modified Corncobs as complexing Agents for water
decontamination”, Journal of Applied Polymer Science, vol.91, pp.820 - 826.
16. FAOSTAT Datase Results
17. Osvaldo Karnitz Jr., Leancho Vinicius Alves Alves Gurgel, Ju’lio Ce’sar
Perin de Melo, Vagner Roberto Botaro, Tania Marcia Sacramento Melo,
Rossimiriam Pereira de Freitas Gil, Laurent Frideric Gil (2007), “Adsorption
of heavy metal ion from aqueous single metal solution by chemically modified
sugarcane bagasse”, Bioresource Technology 98, pp. 1291-1297.
18. Ladda meesuk anun Khomak and Patra Pengtum makirati (2003),
“Removal of heavy metal ions by agricultural wastes”, Thailand.
19. K.S.Low, C.K.Lee, A.Y.Ng. (1999), “Column study on the sorption of
cr(VI) using quaternized rice hulls”, Bioresource Technology 68, pp. 205-
208.
20. W.E. Marshall., L.H. Wartelle., D.E. Boler, M.M. Johns., C.A. Toles.
(1999), “Enhanced metal adsorption by soybean hulls modified with citric
acid”, Bioresource Technology 69, pp. 263-268.

46
21. Karuppanna Periasamy and Chinaiya Namasivayam (1994), “Process
Development for Removal and Recovery of Cadmium of from Wastewater
by a Low-cost Adsorbent: Adsorption Rates and Equilibrium Studies”,
pp.317-320.
22. K. Periasamy, C. Namasivayam (1995), “Adsorption of Pb(II) by
Peanut Hull Carbon from Aqueous Solution”, pp. 2223 – 2237.
23. H. Duygu Ozsoy, Halil Kumbur, Zafer Ozer (2007), “Adsorption of
copper (II) ions to peanut hulls and Pinus brutia sawdust”, pp. 125-134.
24. Trivette Vanghan., Chung W.Seo., Wayne E.Marshall (2001),
“Removal of selected metal ions from aqueous solution using modified
corncobs”, Bioresource Technology, pp.133-139.
25. http://www.ebooks.edu.vn
26. http://www.khoahoc.com.vn
27. http://www.nea.gov.vn

Nghiên cứu khả năng hấp phụ một số ion kim loại nặng trên vật liệu hấp phụ chế tạo từ vỏ lạc và thăm dò xử lý môi trường.doc

Recommended

Recommended

More Related Content

Similar to Nghiên cứu khả năng hấp phụ một số ion kim loại nặng trên vật liệu hấp phụ chế tạo từ vỏ lạc và thăm dò xử lý môi trường.doc

Similar to Nghiên cứu khả năng hấp phụ một số ion kim loại nặng trên vật liệu hấp phụ chế tạo từ vỏ lạc và thăm dò xử lý môi trường.doc (20)

More from Dịch Vụ Viết Bài Trọn Gói ZALO 0917193864

More from Dịch Vụ Viết Bài Trọn Gói ZALO 0917193864 (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (18)

Nghiên cứu khả năng hấp phụ một số ion kim loại nặng trên vật liệu hấp phụ chế tạo từ vỏ lạc và thăm dò xử lý môi trường.doc