BỘ GIÁO DỤC VÀO ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SU PHAM THÀNH PHO HO CHÍ MINH KHOA HÓA HỌC TP. HO CHÍ MINH Vũ Hà Ninh KHAO SÁT KHẢ NANG HAP PHU ION Cu(II) VÀ KHOA LUAN TOT NGHIEP SU PHAM HOA HOC Thanh phố Hồ Chi Minh - tháng 4/2024 BỘ GIÁO DỤC VÀO ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHÓ HÒ CHÍ MINH KHOA HÓA HỌC Vũ Hà Ninh KHAO SÁT KHẢ NANG HAP PHU ION Cu(II) VA Pb(I) BANG THAN SINH HỌC CO NGUON GÓC TU DUA TRE BIEN TINH VOI POTASSIUM Chuyên ngành: Sw phạm Hóa học Ma số sinh viên: 46.088 GIANG VIÊN HƯỚNG DAN: TS. NGUYEN KIM DIEM MAI Thanh pho Hồ Chi Minh - tháng 4/2024 LỜI CAM ĐOAN Tôi cam kết đây là công trình nghiên cứu riêng của tôi với sự hướng dẫn của TS. Nguyễn Kim Diễm Mai.
Tôi đã thực hiện dé tải của mình với tinh than trách nhiệm cao nhất, dam bảo sự chính xác, trung thực, đầy đủ về các thông tin, số liệu và các kết quả chưa từng được công bé ở bat kì đầu được trình bay trong khóa luận. Nếu không đúng như đã nếu trên, tôi xin hoàn toan chịu trách nhiệm về dé tai của mình. Tôi hy vọng khóa luận của mình sẽ đạt được những kết quả tốt nhất và có ý nghĩa góp phần mang tính xây dựng cộng đông khoa học va xã hội. Người thực hiện đề tài VŨ HÀ NINH LỜI CẢM ƠN Sau quá trình thực hiện khóa luận, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các thay cô giáo, giảng viên vả cán bộ của trường Đại học Sư phạm TP.HCM đã dành thời gian và công sức hướng dẫn và hỗ trợ tôi trong suốt quá trình nghiên cứu và viết khóa luận.
Những kiến thức và những kinh nghiệm quý giá mà các thầy cô đã chia sẻ giúp em hoàn thiện được khóa luận của mình. Em muốn gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến TS. Nguyễn Kim Diễm Mai đã tin tưởng và giao dé tài cho em. Trong suốt quá trình thực hiện khóa luận đã tận tình hướng dan và giúp đỡ em.
Bên cạnh đó, em muốn cảm ơn các thay cô trong tổ bộ môn Hoá Công nghệ - Môi trường đã chia sẻ những góp ý. kinh nghiệm va kiến thức quý giá dé em hoàn thành khoá luận một cách chính xác, day đủ và hoàn chính, Xin chân thành cảm ơn đến PGS.TS Nguyễn Anh Tiền đã tạo điều kiện tốt nhất đẻ tôi có thé sử dụng các thiết bị trong phòng thí nghiệm Hoá Vô. Tôi cũng muốn cảm ơn đến PGS. Nguyễn Thị Ánh Tuyết va TS.
Nguyễn Van My đã tạo điều kiện tốt nhất dé em có thé sử dụng phòng thí nghiệm và thiết bị do AAS. Tat cả những sự giúp đỡ và hỗ trợ này đã góp phần quan trọng vào việc hoàn thành khoá luận của tôi. Cuối cùng, em xin cảm ơn gia đình va bạn bè đã đành những lời động viên và sự hỗ trợ trong lúc gặp khó khăn điều đó góp phan truyền động lực cho em hoàn thành khóa luận một cách tốt nhất. Xin chân thành cảm ơn! Tp.
Hồ Chí Minh, ngày. Sinh Viên VŨ HÀ NINH MỤC LỤC UỐN' CÁM IDOAN oggrareoidiittttoiitittiitiitiiitsiiGii985858681001080808 388 i LỚI CẢM ON ssssscsscsssssssssssecsssssssssssessssssscssssassssssssssesssscsssssssessissssssnsesssssissasiasss ii MUG UC Guaggẽggnnnnoieioctenit00006000010100101304030036013366030138330880016180603838388830886 iii DANH MỤC CHU VIET TAT VA KÍ HIEU.cssccsssosssssssssssesssvessecssecssecsssesnee vii DANH MỤC BANG iisssssssssssssssscssscssstsssssssisassnssscsascsccscsestassnsssasasessasasensssesasaeess viii DANE MUG HINT ANE: BỘ TH wissisisscsssssscssssisessisscsscasieiamnacesnnaisanimens ix MỜ BVA csisscccnssscccasssccossssccassssccnsssscosssscceasssccossstecossssscasssccossstaccasssccosasicosssseccassice 1 1. Lý do chọn đề tải. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu.
Excsvccrea 3 Bill, Đối(đợngBgliflCllusuasasaasnsingansnntandtidtiditiaiiiiiiiaitiailiaitisita 3 3:2. Nội dung nghiên cứu. ch nh SH n1 HH Hàn do 4 EIU GING: TONG QUANG raaaaaaaaaaaaaarnrrreannsrsooonooi 5 1. Tổng quan về 6 nhiễm đồng trong môi trường nước.
So lược về kim loai đông be ceeeceseccescseecseeceseceeseseecesecsesssseeeseecesecseeceseceees 5 1. Nguồn gốc 6 nhiễm của đồng trong môi trường nước. Độc tính của đồng.---- 5c 2s 122112111 T11 HH Hy HH no 6 I. Hiện trang ô nhiễm đồng.
Tổng quan về ô nhiễm chi trong môi trường nước .- -ccsccs s52 9 12-1 SpiRfgssvoiEimiinsi\GNIS. Nguồn gốc 6 nhiễm của chi trong môi trường nước. Độc tính của chì. ec + -- - S1 vn HH HH HH Hy ngư se, 10 1.
Hiện trạng ô nhiễm chì. Một số phương pháp xử lí kim loại nặng trong dung dịch nước. Phương pháp sinh học. Phương pháp trao đôi 100.
ecse esos esos csseessecssecssesssessseeseesseeeeeeeees 15 1. Phương pháp điện hóa. (ch nung se 16 1. Phương pháp kết tủa.
Phương pháp hap phụ. Than sinh họcC.1; Dac tinh cba than:sinhiBQC:¡:::::::::::::c:c:cccccccccccciiciocciicipioarioaoioeadrasroao 18 1. Một số phương pháp biến tinh. Mot s6 co ché hap phụ kim loại nặng của than sinh học.
Một số nghiên cứu có liên quan.Nphiển:cứutföoRETHỚG:.-::::s::::2i:22iit216222cs210121220125202223052056sae 22 II;5:2.cứu ngoài AUG. is isiissssissiscsssosssossssasssoissnsssossoesseosaveassseavensavess 26 CGHU@ N2. TE NGHI NG {Sẽ ằƒ=-ằẶẽẶẽằẽằẽ=====-= 32 2. Hóa chất, đụng cụ, thiết bị đo.
xxxxercee 32 DA, HOS CH ¿65s 661160501011/012000010031111039060914131/00063093109030112E91111003003093150100110 32 22. DUM CW :::::::z2:::222123122211233283516938523182535525128136358533322335528503385338525252653258258 33 DUB WHICUU asasssisssesosasssaisssosoasussssenssosssusassscensasasacessnsoussstesssnseasisessesnsssuivcts 33 2.Phương pháp nghiên CAM. Phương ¡pháp nghiện cứu lÍ luẬD:::::sccscinoninaninioooia-nnnadnaa 34 2. Phương pháp nghiên cứu thực tiễn.
Phương pháp kính hiển vi điện tử quét - Scanning Electron Microscopy 2. Phương pháp phân tích phô tan xạ năng lượng tia X — Energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX). ch HH nàn dàn b1 xe 36 Vv 2. Phuong pháp quang phô hồng ngoại biến đổi Fourier (FI-IR).
Phương pháp phô Brunauer-Emmett-Teller (BET). Xác định điểm điện tích không pHpze. Quang phô hap phụ nguyên tử (AAS).nEhHiÔH:GỮI1:::::::::esiisiiciii101022111111221113115353035155533833323512333835323536339 38 2. Chế tạo than sinh học.
Chế tạo than sinh học biến tính với dung dịch potassium permanganate Sÿ389089390250059:88396039049809849502989383838983998S9983850989891383958399833958029018943988388598383858722389885 39 Võ PhGSPHBIB::::::::::::::::::2ciicitiit22211122112211225513331235153512511685865355553533538313655365355553558525E 40 2. Xây dựng đường chuẩn xác định nông độ ion Cu(II) va Pb(H). Khảo sát đơn biến các yếu t6 ảnh hưởng. Bồ trí thí nghiệm khảo sát điểm tích không (point of zero charge).
MSO HT: yg22265021105210121003051510021116210330211192111611/42023411822108214121714000201 46 CHUONG 3. KET QUA VÀ THẢO LUẬN .|Cac đặc tink cla BEAK PP tciiiiiiiieiiiiiiiiitttiittatt11i311121112211337138515881365E 48 3. Khảo sat ảnh chụp kính hién vi điện tử quét (SEM). Khảo sat điện tích bề mặt riêng bing phổ Brunauer-Emmett-Teller (BE).
Khao sát quang pho hồng ngoại biến déi Fourier (FT-IR). Khao sat phô tán xạ năng lượng tia X (EDX). Khao sat điểm điện tích không pHịzc. Khảo sát các yếu tô ảnh hưởng đến quá trình hap phụ ion Cu(II) va ion Pb(ID) bang BC-K 211775.
Ảnh hưởng của pH dung địch đến quá trình hap phụ. Anh hưởng của thời gian hap phụ. Mô hình về động học của quá trình hấp phụ. Anh hưởng của nồng độ ban đầu đến quá trình hap phụ.
Mô hình hap phụ đăng nhiệt. Anh hưởng của khối lượng BC-KPP đến quá trình hap phụ. Kết luận về kha năng hap phụ ion Cu(H) và ion Pb(II) của mẫu than BC-KPP. 5° 2222 1121152111 1111112111211 11 11101110111111111112 T11 T11 11 11 11 g1 ch 75 CHƯƠNG 4.
KET LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ,.s- «so 5ss5sssssse 79 AD. 80 ATR 7U THAM KH TU 7Ÿ TK Ằằ 81 vil DANH MUC CHU VIET TAT VA Ki HIEU Từ viết tắt Than sinh học có nguồn gốc tir đũa tre dùng một lần Than sinh học có nguôn gốc từ đũa tre dùng một lần biến tính bang dung địch potassium permanganate Than sinh học có nguôn gốc từ mun cưa biến tính bang dung dịch potassium permanganate và phủ phosphate Atomic Absorption Spectrometry (quang phô hap thụ nguyên tử) fl Scanning Electron Microscopy (kinh hiển vi điện tử quét ) Energy-dispersive X-ray spectroscopy (phô tán xạ năng lượng tỉa X) Brunauer-Emmett-Teller (phương pháp xác định diện tích bề mat riêng) Fourier-Transform Infrared Spectroscopy (phô hông ngoại biến đôi Fourier) Deionized Water (nude deion) pH of zero point charge (pH tại điểm đăng điện) Point of zero charge (diém điện tích không) Parts per trillion Parts per billion Parts per million viii DANH MUC BANG Bang 1. Các nghiên cứu trong nước vẻ xử lí kim loại trong nước băng than sinh Bö0i0ä|Uieni[(HHETL; s22: c2:49221625105551210612003500620022109221022)12240924083013193011852)10210192001200121014i2227 23 Bang 1. Cac nghiên cứu ngoài nước vẻ xử lí kim loại trong nước bằng than sinh học qua biến tính.-¿- 2s: 6 s9 SEE2101212111111112 11111111 T11 TH TH Hà ngư sờ 26 Bang 2.
Danh mục các hóa chất sử dụng. 22-222 72ecSxcc2xxcvxzccvzcce 32 Bảng 2. Danh mục các dụng cụ sử dụng. chua are 33 Bang 2.
Danh muc str dung cac thiết bị. Danh mục các thiết bị. Một số thông số máy được dùng dé xác định kim loại. Đường chuẩn xác định nồng độ ion Cu(]).
Đường chuẩn xác định nồng độ ion Pb(lI). Bảng mô tả các thí nghiệm khảo sát các yếu tô cho quá trình hap phụ TOM Ca) CUA BCRP 10141004102611251030121360056036610730115317411148146131361204313815153189331361352018541731263: 44 Bang 2. Bang mô tả các thí nghiệm khảo các yếu tô cho quá trình hap phụ ion PB(T).clalBCEKPE:coioeiooioeiooiiioiioiiiosiiig511811121120311611015118851583516518858508188585883883538853 45 Bang 3. Kết quả phân tích BET/BJH của BC-KPP trước hap phụ.
Hệ thong các tín hiệu được qui kết từ phô FT-IR. Kết qua phân tích phỏ EDX của BC-ĐT. BC-KPP trước va sau khi hap Bhụon'CUi(T)và1on|PD(H):::::::::::::::::-::si::cis2iis2tccci2221212112532553112312335565345355558535 5555568 56 Bang 3. Mô tả các thông số của hai phương trình động học quá trình hap phụ ion Cu VAIEBITHGeeaiiiiiiiiiiiieiiiiiiiiiiiiiiii11120410ã353038585g5692329503456582388382555582559305844 67 Bảng 3.
Mô tả các thông số của hai phương trình đăng nhiệt hap phụ. So sánh khả năng hấp phụ ion Cu(II) của một số loại than sinh học biến ix DANH MỤC HÌNH ANH, ĐỎ THỊ Hình 1. Các cơ chế hap phụ của than sinh học. Quy trinh ché tao 0201 s1.
Sơ đồ điều chế than biến tính BC-KMnÕ. Sơ đồ điều chế than biến tính BC-KPP. Đường chuân xác định nồng độ ion Cu(H1). Dường chuẩn xác định nông độ ion Pb(I]).
Quy trình khảo sát đơn biến các yếu tô ảnh hưởng đến quá trình hap phụ các:ion:cla BC-RPP toccoosiosnoanisiiiogioiiiisiiistiisiii21142511241155586515183185588281565558815555588585568 44 Hình 3. Ảnh SEM (A), (B) va (C) của BC-ĐT. Ảnh SEM (D), (E) và (F) của BC-KPP.2- 22 5s2Ss2csccsccccei 49 Hình 3. Đường đăng nhiệt hấp phụ và giải hấp phụ.
Phô FT-IR của BO-DT ooo. Phổ FT-IR của BC-KPP trước hap phy o. Phô FT-IR của BC-KPP sau hap phụ ion Cu(I]). Phố FT-IR của BC-KPP sau hap phụ ion Pb(II).: 3 Hình 5:8: PHố(EDX eta BOSD sisscisssiiscsssssssssasscsnesnsacasesasscascascssssiseasssnsscanesasssas 57 Hình 3.
Pho EDX của BC-KPP trước hap phy.ccsecssesse cssesseesseesseeserseenses 57 Hình 3. Pho EDX của BC-KPP sau trước hap phụ ion Pb(II). Phô EDX của BC-KPP sau hap phụ ion Cu(H]). Đồ thị biểu diễn sự phụ của ApH) theo pH dung địch của BC-KPP.
Đỏ thị biéu diễn dung lượng hap phụ và hiệu suất hấp phụ ion Cu(lH) của BC-KPP theo pH của dung dịch.-- - - - S2 Snn ng ng crrxee 60 Hình 3. Đồ thị biêu dién dung lượng hap phụ va hiệu suất hap phụ ion Pb(II) của BC-KPP theo pH của dung dịch. - - se ng gieceerxee 61 Hình 3. Đồ thị biéu diễn dung lượng hap phụ và hiệu suất hap phụ ion Cu(II) Của'BGZKPPIheoiHỜIEIBR:s:::::::::::s::c2::222222012216211122111212235163122553633533535635563586358839823583358 63 Hình 3.
Đồ thị biểu điển dung lượng hap phy và hiệu suất hap phụ ion Pb(II) Cia BC-KiPP theo thon PtaN s,s scssccescssssasessasscossccescoussoraswassedssterssaasverscvassaesesvesvessvenuceeisass 63 Hình 3. Đà thị biểu dién mô hình động học bậc 1 quá trình hap phụ ion Cu(I) GEARED OS REO sa co có nnnnne 6 t62i6221555113071222226002410220896106070f221012111211022103800236012202300220022108271 65 Hình 3. Đồ thị biểu điển mô hình động học bậc 2 quá trình hấp phụ ion Cu(ID D0 uốn n" ““-(. Dé thị biéu diễn mô hình động học bậc | quá trình hấp phụ ion Pb(II) COa BCRP Gitoctioitoittiiioatiiigistii611101116111543112311811565556355531655106658869355839639503338555558798359836 66 Hình 3.