HIỂU KHẢ NĂNG HẤP DẪN SẮT CỦA VẬT LIỆU RƠM HẤP DẪN. Lớp: MT1201 Chuyên ngành: Kỹ thuật Môi trường Tên đề tài: “Nghiên cứu khả năng hấp phụ sắt của vật liệu hấp phụ rơm rạ”. Phương pháp hấp phụ được sử dụng rộng rãi và mang lại hiệu quả cao.
Rơm rạ (phụ phẩm của ngành nông nghiệp) được đánh giá có tiềm năng sản xuất vật liệu hấp phụ xử lý ô nhiễm môi trường. Vì vậy, trong luận văn này tôi chọn đề tài: “Nghiên cứu khả năng hấp phụ sắt của vật liệu hấp phụ làm từ rơm rạ”.
TỔNG QUAN
Nƣớc và sự ô nhiễm nguồn nƣớc bởi các kim loại nặng
- Vai trò của nước
- Tình trạng ô nhiễm nước do kim loại nặng
- Một số nguồn gây ô nhiễm kim loại nặng
- Hoạt động khai thác mỏ
- Công nghiệp mạ
- Công nghiệp sản xuất các hợp chất vô cơ
- Quá trình sản xuất sơn, mực và thuốc nhuộm
- Công nghiệp luyện kim
- Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp (QCVN 40
- Phạm vi điều chỉnh
- Đối tượng áp dụng
- Giải thích thuật ngữ
- Quy định kỹ thuật
Quy chuẩn này quy định giá trị tối đa cho phép của các thông số ô nhiễm của nước thải công nghiệp khi thải vào nguồn tiếp nhận. Giá trị nồng độ các thông số ô nhiễm trong nước thải công nghiệp được liệt kê ở Bảng 1.1. Hệ số Kq của nguồn tiếp nhận nước thải là sông, suối, kênh, mương, suối, kênh rạch.
Ảnh hƣởng của kim loại nặng đến môi trƣờng và sức khỏe con ngƣời 14
- Ảnh hưởng của Chì
- Ảnh hưởng của Crom
- Ảnh hưởng của Cadimium
- Ảnh hưởng của Kẽm
- Ảnh hưởng của Đồng
- Ảnh hưởng của Mangan
- Ảnh hưởng của Niken
- Ảnh hưởng của sắt
Tác dụng sinh hóa của kim loại nặng đối với con người và môi trường. Ảnh hưởng của một số kim loại nặng tới môi trường và sức khỏe con người. Các hợp chất crom kim loại và crom(III) thường không được coi là nguy hiểm cho sức khỏe, nhưng các hợp chất crom hóa trị sáu (crom VI) lại độc hại nếu nuốt/hít phải.
Kim loại mangan và các ion thông thường của nó có tính thuận từ. Niken chủ yếu được sử dụng để sản xuất các hợp kim khác nhau với sắt, đồng, kẽm và các kim loại khác. Sinh viên: Trương Thế Hoàng - MT1201 24 Ngoài ra, một phần nhỏ niken còn được dùng để bọc các kim loại khác.
Sắt là kim loại phổ biến nhất và được cho là nguyên tố phổ biến thứ 10 trong vũ trụ. Mặc dù hiếm nhưng chúng là dạng sắt kim loại quan trọng nhất xuất hiện tự nhiên trên bề mặt Trái đất. Sắt là kim loại được chiết xuất từ các mỏ quặng sắt và rất khó tìm thấy ở dạng tự do.
Sắt được sử dụng trong sản xuất gang và thép, là những hợp kim được hòa tan trong các kim loại khác (và một số kim loại hoặc phi kim, đặc biệt là carbon).
Một số phƣơng pháp xử lý nguồn nƣớc bị ô nhiễm kim loại nặng
- Phương pháp kết tủa
- Phương pháp trao đổi ion
- Phương pháp điện hóa
- Phương pháp oxy hóa khử
- Phương pháp sinh học
- Phương phấp hấp phụ
- Hiện tượng hấp phụ
- Hấp phụ trong môi trường nước
- Động học hấp phụ
- Cân bằng hấp phụ - Các phương trình đẳng nhiệt hấp phụ
Đây là quá trình giải phóng chất hấp phụ khỏi lớp bề mặt của chất hấp phụ. Chất bị hấp phụ di chuyển lên bề mặt chất hấp phụ - Pha khuếch tán trong dung dịch. Các phân tử chất hấp phụ di chuyển ra bề mặt ngoài của hệ mao mạch chứa chất hấp phụ - Pha khuếch tán màng.
Các phân tử chất hấp phụ được gắn vào bề mặt chất hấp phụ - Pha hấp phụ thực tế. Các hạt hấp phụ sau khi được hấp phụ trên bề mặt chất hấp phụ vẫn có thể quay trở lại pha mang. Do đó, lượng chất hấp phụ trên bề mặt rắn sẽ phụ thuộc vào hai quá trình khuếch tán.
Sau một thời gian nhất định, xác định nồng độ cân bằng của chất hấp phụ trong dung dịch. Mô tả quá trình hấp phụ của một lớp phân tử trên bề mặt vật rắn. Các hạt hấp phụ một lớp trên bề mặt chất hấp phụ - Hấp phụ có tính chọn lọc.
Cf: Nồng độ chất hấp phụ trong pha chất mang tại thời điểm t q: Tải lượng hấp phụ tại thời điểm t.
Một số phƣơng pháp định lƣợng kim loại
- Phương pháp thể tích
- Phương pháp trắc quang
- Nguyên tắc
- Các phương pháp phân tích định lượng bằng trắc quang
Cơ sở của phương pháp này là định luật hấp thụ ánh sáng Bouguer-Lambert-Beer. Do đó, độ hấp thụ quang A là hàm của các đại lượng sau: bước sóng, độ dày của dung dịch và nồng độ của chất hấp thụ ánh sáng. Tuy nhiên, do các yếu tố ảnh hưởng đến sự hấp thụ ánh sáng của dung dịch (bước sóng của ánh sáng tới, độ pha loãng của dung dịch, nồng độ H+, sự có mặt của các ion lạ) nên không có biểu đồ trên. đường thẳng cho tất cả các giá trị nồng độ.
Có nhiều phương pháp khác nhau để định lượng một chất bằng phương pháp trắc quang. Các phương pháp này đơn giản, không cần đến máy quang phổ mà chỉ có thể xác định gần đúng nồng độ của chất cần định lượng và phù hợp để kiểm tra ngưỡng cho phép của một số chất xem có đạt hay không. Các phương pháp yêu cầu sử dụng máy quang phổ bao gồm: phương pháp đường chuẩn, phương pháp nối tiếp tiêu chuẩn, phương pháp chuẩn độ trắc quang, phương pháp cân bằng, phương pháp cộng, phương pháp vi phân, v.v.
Tùy theo từng điều kiện, đối tượng phân tích cụ thể mà chúng ta lựa chọn phương pháp phù hợp. Trong chủ đề này tôi sử dụng phương pháp đường chuẩn để định lượng cation kim loại. Phương pháp đường chuẩn: Từ phương trình cơ bản A = K.(Cx)b, về nguyên tắc, để xây dựng được đường chuẩn phục vụ cho việc định lượng một chất, trước tiên chúng ta phải chuẩn bị dãy dung dịch chuẩn có nồng độ của chất đó. độ hấp thụ nằm trong vùng nồng độ tuyến tính (b = 1).
Đo độ hấp thụ quang A của chúng trong cùng điều kiện đo như khi xây dựng đường chuẩn (cùng dung dịch so sánh, cùng cuvet, cùng bước sóng) để thu được các giá trị Ax.
Giới thiệu về vật liệu hấp phụ
- Một số hướng nghiên cứu sử dụng phụ phẩm nông nghiệp làm vật liệu
- Giới thiệu về rơm
Tùy theo loại lúa và đặc điểm nơi trồng lúa mà thành phần hóa học trong rơm rạ có thể thay đổi. Hàm lượng phần trăm các thành phần hóa học chính của rơm rạ được trình bày ở bảng 1.4. Với thành phần chính là cellulose và hemicellulose, rơm rạ có thể biến tính thành vật liệu hấp phụ tốt.
Sinh viên: Trương Thế Hoàng - MT1201 40 có khả năng tách các kim loại nặng hòa tan trong nước nhờ cấu trúc xốp và thành phần các polyme như cellulose, hemicellulose, pectin, lignin và protein. Các hợp chất polyphenolic như tannin và lignin trong rơm rạ được cho là thành phần hoạt tính có thể hấp phụ kim loại nặng. Các nhóm hydroxyl trên cellulose đóng vai trò quan trọng trong khả năng trao đổi ion của vật liệu.
Quá trình kích hoạt bao gồm các bước ngâm vật liệu trong dung dịch axit citric rồi sấy khô, các phân tử axit citric sau đó sẽ thấm sâu vào các mao mạch của vật liệu. Axit citric trước tiên sẽ chuyển sang dạng anhydrit, sau đó là phản ứng este hóa xảy ra giữa axit anhydrit và nhóm hydroxyl trong xenlulo. So với các phương pháp biến đổi cellulose trước đây, phương pháp sử dụng axit citric có nhiều ưu điểm như điều kiện phản ứng đơn giản, tác nhân axit không độc hại và chi phí thấp.
Vì vậy, trong nghiên cứu này tôi đã sử dụng axit xitric để biến rơm rạ thành vật liệu hấp phụ.
THỰC NGHIỆM
- Dụng cụ và hóa chất
- Dụng cụ
- Hóa chất
- Chuẩn bị dung dịch thí nghiệm
- Phƣơng pháp xác định sắt
- Nguyên tắc
- Trình tự phân tích
- Xây dựng đƣờng chuẩn của sắt
- Chế tạo vật liệu hấp phụ từ rơm
- Khảo sát khả năng hấp phụ của nguyên liệu và vật liệu hấp phụ
- Khảo sát các yếu tố ảnh hƣởng đến khả năng hấp phụ của vật liệu hấp
- Khảo sát thời gian đạt cân bằng hấp phụ
- Khảo sát ảnh hưởng của khối lượng vật liệu đến quá trình hấp phụ
- Khảo sát ảnh hưởng của pH đến quá trình hấp phụ
- Sự phụ thuộc tải trọng vào nồng độ cân bằng
- Khảo sát khả năng giải hấp và tái sinh của vật liệu hấp phụ
Sau đó rửa sạch và trộn trong nước cất ở nhiệt độ phòng trong 30 phút. Sau khi kích hoạt, nguyên liệu được ngâm và rửa bằng 1 lít nước cất trong 1 giờ, lặp lại khoảng 3 lần để rửa sạch axit xitric dư. Lắc các chai trong máy lắc trong 60 phút, sau đó lọc vào phễu bằng giấy lọc.
Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ của vật liệu hấp phụ. Lắc các bình trên máy lắc trong các khoảng thời gian khác nhau, sau đó lọc và thu lấy dịch lọc để xác định. Điều chỉnh thời gian và lắc tối ưu trong một khoảng thời gian nhất định để đạt trạng thái cân bằng hấp phụ, sau đó lọc và xác định nồng độ Fe3+ sau khi xử lý.
Lắc trong một khoảng thời gian để đạt trạng thái cân bằng hấp phụ, sau đó lọc và đo nồng độ đầu ra của dung dịch. Điều chỉnh pH tối ưu và lắc trong một khoảng thời gian để đạt cân bằng hấp phụ, sau đó lọc và xác định nồng độ Fe3+ sau xử lý. Đo nồng độ của dung dịch sau khi xử lý, từ đó tính được hàm lượng Fe3+ mà rơm rạ hấp thụ.
Sau đó khử hấp phụ Fe3+ ra khỏi vật liệu bằng dung dịch HNO3.
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
- Khảo sát khả năng hấp phụ của nguyên liệu và vật liệu hấp phụ
- Khảo sát ảnh hƣởng của thời gian đến quá trình hấp phụ sắt
- Kết quả khảo sát ảnh hƣởng của khối lƣợng vật liệu đến quá trình hấp
- Kết quả khảo sát ảnh hƣởng của pH đến quá trình hấp phụ sắt
- Khảo sát sự phụ thuộc tải trọng hấp phụ vào nồng độ cân bằng của sắt 51
Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của thể tích vật liệu đến quá trình hấp phụ sắt. Kết quả nghiên cứu sự phụ thuộc của tải lượng hấp phụ vào nồng độ cân bằng của sắt. Sự phụ thuộc của tải lượng hấp phụ q vào nồng độ cân bằng Cf của.
Khảo sát khả năng hấp phụ của nguyên liệu thô và chất hấp phụ ion Fe3+. Tuy nhiên, khả năng thấm hút của nguyên liệu tốt hơn nguyên liệu thô (1,7 lần). Kết quả thực nghiệm cho thấy thời gian để vật liệu đạt trạng thái cân bằng hấp phụ là 100 phút.
Khảo sát khả năng hấp phụ của vật liệu theo pH, kết quả cho thấy pH cho quá trình hấp phụ ion Fe3+ là pH = 3. Khảo sát ảnh hưởng của khối lượng vật liệu đến quá trình hấp phụ ion Fe3+. Kết quả thực nghiệm cho thấy khối lượng vật liệu hấp phụ tối ưu là 1,5 g.
Qua khảo sát quá trình hấp phụ động của vật liệu cho thấy khả năng hấp phụ của vật liệu khá tốt.
