Khảo Sát Khả Năng Hấp Phụ Ion Cu(II) và Pb(I) Bằng Than Sinh Học

Khóa luận khảo sát khả năng hấp phụ ion CuII và PbII bằng than sinh học từ đũa tre biến tính với potassium permanganate và phosphate.

• Tác giả: Vũ Hà Ninh
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Kim Diễm Mai
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Sư Phạm Hóa Học
• Đề tài: Khảo Sát Khả Năng Hấp Phụ Ion Cu(II) và Pb(II) Bằng Than Sinh Học Có Nguồn Gốc Từ Đũa Tre Biến Tính Với Potassium Permanganate
• Loại tài liệu: Khóa Luận Tốt Nghiệp
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: Thành Phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
• 1.1. Lý do chọn đề tài. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 1.2. Nội dung nghiên cứu
• 2. CHƯƠNG 2: CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Hóa chất, dụng cụ, thiết bị đo
• 2.2. Phương pháp nghiên cứu lý luận và thực tiễn
• 2.3. Chế tạo than sinh học biến tính với dung dịch potassium permanganate
• 2.4. Xây dựng đường chuẩn xác định nồng độ ion Cu(II) và Pb(II). Khảo sát đơn biến các yếu tố ảnh hưởng
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Khảo sát ảnh chụp kính hiển vi điện tử quét (SEM)
• 3.2. Khảo sát điện tích bề mặt riêng bằng phổ Brunauer-Emmett-Teller (BET)
• 3.3. Khảo sát quang phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FT-IR)
• 3.4. Khảo sát phổ tán xạ năng lượng tia X (EDX)
• 3.5. Khảo sát điểm điện tích không pHpzc
• 3.6. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hấp phụ ion Cu(II) và ion Pb(II) bằng BC-KPP
• 3.6.1. Ảnh hưởng của pH dung dịch đến quá trình hấp phụ
• 3.6.2. Ảnh hưởng của thời gian hấp phụ
• 3.6.3. Mô hình về động học của quá trình hấp phụ
• 3.6.4. Ảnh hưởng của nồng độ ban đầu đến quá trình hấp phụ
• 3.6.5. Mô hình hấp phụ đăng nhiệt
• 3.6.6. Ảnh hưởng của khối lượng BC-KPP đến quá trình hấp phụ
• 3.7. Kết luận về khả năng hấp phụ ion Cu(II) và ion Pb(II) của mẫu than BC-KPP
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÍ HIỆU
• DANH MỤC BẢNG
• DANH MỤC HÌNH ẢNH, ĐỒ THỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về khả năng hấp phụ ion Cu II và Pb II bằng than sinh học

Khả năng hấp phụ ion kim loại nặng như Cu(II) và Pb(II) đang trở thành một vấn đề cấp bách trong nghiên cứu môi trường. Nước là nguồn tài nguyên quý giá, nhưng ô nhiễm kim loại nặng đang đe dọa sức khỏe con người và hệ sinh thái. Than sinh học, một vật liệu hấp phụ tiềm năng, được sản xuất từ các nguồn nguyên liệu tái chế như đũa tre, có thể là giải pháp hiệu quả để xử lý ô nhiễm này. Nghiên cứu này sẽ khảo sát khả năng hấp phụ của than sinh học đối với các ion kim loại nặng, từ đó đưa ra những giải pháp khả thi cho vấn đề ô nhiễm nước.

1.1. Tình trạng ô nhiễm kim loại nặng trong môi trường nước

Ô nhiễm kim loại nặng trong nước là một vấn đề nghiêm trọng, ảnh hưởng đến sức khỏe con người và động thực vật. Các nguồn ô nhiễm chủ yếu bao gồm nước thải công nghiệp, nông nghiệp và sinh hoạt. Đặc biệt, ion Cu(II) và Pb(II) có thể gây ra nhiều tác hại nghiêm trọng cho sức khỏe, như rối loạn chức năng thần kinh và tiêu hóa.

1.2. Vai trò của than sinh học trong xử lý ô nhiễm

Than sinh học được sản xuất từ các chất thải hữu cơ như đũa tre, có khả năng hấp phụ cao đối với các ion kim loại nặng. Việc sử dụng than sinh học không chỉ giúp giảm thiểu ô nhiễm mà còn tiết kiệm chi phí và bảo vệ môi trường. Nghiên cứu này sẽ tập trung vào khả năng hấp phụ của than sinh học đối với ion Cu(II) và Pb(II).

II. Thách thức trong việc xử lý ion Cu II và Pb II trong nước

Việc xử lý ion kim loại nặng trong nước gặp nhiều thách thức, bao gồm chi phí cao, hiệu suất thấp và nguy cơ ô nhiễm thứ cấp. Các phương pháp truyền thống như trao đổi ion và kết tủa thường không hiệu quả trong việc loại bỏ hoàn toàn các ion này. Do đó, cần tìm kiếm các giải pháp mới, hiệu quả hơn, như sử dụng than sinh học đã biến tính.

2.1. Các phương pháp xử lý kim loại nặng hiện tại

Các phương pháp xử lý kim loại nặng hiện tại bao gồm phương pháp hóa học, vật lý và sinh học. Tuy nhiên, nhiều phương pháp này có chi phí cao và không đảm bảo hiệu quả lâu dài. Việc tìm kiếm các vật liệu hấp phụ mới, như than sinh học, đang trở thành xu hướng nghiên cứu hiện nay.

2.2. Hạn chế của các phương pháp truyền thống

Các phương pháp truyền thống thường gặp khó khăn trong việc loại bỏ hoàn toàn ion Cu(II) và Pb(II). Chúng có thể tạo ra ô nhiễm thứ cấp và không thân thiện với môi trường. Do đó, việc phát triển các phương pháp mới, an toàn và hiệu quả hơn là rất cần thiết.

III. Phương pháp nghiên cứu khả năng hấp phụ ion Cu II và Pb II

Nghiên cứu này sử dụng than sinh học biến tính từ đũa tre để khảo sát khả năng hấp phụ ion Cu(II) và Pb(II). Các thí nghiệm sẽ được thực hiện để xác định các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hấp phụ, bao gồm pH, thời gian và nồng độ ion trong dung dịch. Phương pháp này không chỉ giúp tối ưu hóa quy trình xử lý mà còn đảm bảo tính bền vững cho môi trường.

3.1. Quy trình chế tạo than sinh học biến tính

Than sinh học được chế tạo từ đũa tre và biến tính bằng dung dịch potassium permanganate. Quy trình này giúp tăng diện tích bề mặt và khả năng hấp phụ của than, từ đó nâng cao hiệu suất xử lý ion kim loại nặng.

3.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ

Các yếu tố như pH, thời gian hấp phụ và nồng độ ion sẽ được khảo sát để xác định điều kiện tối ưu cho quá trình hấp phụ. Việc hiểu rõ các yếu tố này sẽ giúp cải thiện hiệu quả xử lý ô nhiễm nước.

IV. Kết quả nghiên cứu khả năng hấp phụ ion Cu II và Pb II

Kết quả nghiên cứu cho thấy than sinh học biến tính có khả năng hấp phụ cao đối với ion Cu(II) và Pb(II). Các thí nghiệm cho thấy rằng hiệu suất hấp phụ tăng lên khi điều chỉnh các yếu tố như pH và thời gian tiếp xúc. Điều này chứng tỏ rằng than sinh học là một giải pháp tiềm năng cho việc xử lý ô nhiễm kim loại nặng trong nước.

4.1. Hiệu suất hấp phụ của than sinh học

Kết quả cho thấy than sinh học biến tính có khả năng hấp phụ ion Cu(II) và Pb(II) với hiệu suất cao. Các thí nghiệm cho thấy rằng hiệu suất hấp phụ có thể đạt tới 90% trong điều kiện tối ưu.

4.2. So sánh với các phương pháp khác

So với các phương pháp xử lý truyền thống, than sinh học biến tính cho thấy hiệu quả vượt trội trong việc loại bỏ ion kim loại nặng. Điều này mở ra hướng đi mới cho việc xử lý ô nhiễm nước an toàn và hiệu quả.

V. Kết luận và triển vọng nghiên cứu trong tương lai

Nghiên cứu này đã chỉ ra rằng than sinh học biến tính từ đũa tre có khả năng hấp phụ ion Cu(II) và Pb(II) hiệu quả. Việc sử dụng than sinh học không chỉ giúp xử lý ô nhiễm mà còn góp phần bảo vệ môi trường. Trong tương lai, cần tiếp tục nghiên cứu để tối ưu hóa quy trình chế tạo và mở rộng ứng dụng của than sinh học trong xử lý ô nhiễm nước.

5.1. Tầm quan trọng của nghiên cứu

Nghiên cứu này không chỉ cung cấp thông tin về khả năng hấp phụ của than sinh học mà còn mở ra hướng đi mới cho việc xử lý ô nhiễm nước. Việc áp dụng các vật liệu tái chế như than sinh học là rất cần thiết trong bối cảnh hiện nay.

5.2. Hướng nghiên cứu tiếp theo

Trong tương lai, cần tiếp tục nghiên cứu để cải thiện hiệu suất hấp phụ của than sinh học và mở rộng ứng dụng của nó trong các lĩnh vực khác nhau. Việc phát triển các vật liệu hấp phụ mới sẽ góp phần quan trọng trong việc bảo vệ môi trường.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Ô nhiễm nguồn nước do kim loại nặng từ các hoạt động công nghiệp (luyện kim, cơ khí, khai thác mỏ, chế biến khoáng sản, sản xuất pin - ắc quy, dệt nhuộm) và nông nghiệp đang là vấn đề môi trường nghiêm trọng. Trong đó, hai ion kim loại nặng gồm đồng (Cu(II)) và chì (Pb(II)) có độc tính cao đối với sức khỏe con người và hệ sinh thái. Chì có khả năng tích lũy sinh học lâu dài trong xương và máu (chu kỳ bán hủy từ 20 đến 30 năm), gây tổn thương hệ thần kinh trung ương, cản trở tổng hợp enzyme tạo máu (heme), suy giảm chỉ số thông minh ở trẻ em và tổn hại chức năng thận. Đồng dù là nguyên tố vi lượng cần thiết nhưng ở hàm lượng cao sẽ gây rối loạn tiêu hóa, suy thận, hoại tử mô và liên quan đến bệnh Wilson.

Bên cạnh các giải pháp xử lý nước truyền thống như kết tủa hóa học, trao đổi ion, điện hóa và sinh học vốn tồn tại nhược điểm về chi phí vận hành cao hoặc phát sinh bùn thải thứ cấp, phương pháp hấp phụ bằng than sinh học (biochar) nhận được sự quan tâm nhờ hiệu quả xử lý cao, quy trình đơn giản và khả năng tận dụng phế phụ phẩm rắn. Tại Việt Nam, đũa tre dùng một lần là nguồn rác thải sinh hoạt phát sinh khối lượng lớn từ các dịch vụ ăn uống. Với hàm lượng carbon cao, đũa tre là nguồn nguyên liệu sinh khối phù hợp để chế tạo than sinh học, vừa giải quyết bài toán quản lý chất thải rắn vừa tạo ra vật liệu xử lý môi trường. Nhằm khắc phục hạn chế về dung lượng hấp phụ của than sinh học thô, đề tài tiến hành biến tính bề mặt than bằng chất oxy hóa potassium permanganate ($\text{KMnO}_4$) kết hợp phủ nhóm chức phosphate.

Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài được xác định gồm:

1. Nghiên cứu tổng hợp vật liệu than sinh học biến tính với dung dịch potassium permanganate ($\text{KMnO}_4$) và kết hợp phủ phosphate (ký hiệu: BC-KPP) từ nguồn phế phẩm đũa tre dùng một lần.
2. Khảo sát đặc trưng cấu trúc hóa - lý của vật liệu bảo đảm đạt các yêu cầu kỹ thuật thông qua các phép đo phổ và ảnh vi học bề mặt.
3. Khảo sát khả năng hấp phụ ion $\text{Cu(II)}$ và ion $\text{Pb(II)}$ của vật liệu tổng hợp trong môi trường nước.
4. Xác định các điều kiện tối ưu về pH dung dịch, thời gian tiếp xúc, nồng độ ban đầu và khối lượng vật liệu hấp phụ để đạt hiệu suất loại bỏ cao nhất.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

• Đối tượng nghiên cứu: Than sinh học biến tính với potassium permanganate và phosphate có nguồn gốc từ đũa tre dùng một lần; khả năng hấp phụ ion $\text{Cu(II)}$ và $\text{Pb(II)}$ của vật liệu trong môi trường nước.
• Phạm vi không gian: Thực hiện tại Phòng thí nghiệm Hóa học Môi trường, Trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh và các trung tâm phân tích phối hợp (Trung tâm Nghiên cứu triển khai Khu Công nghệ cao TP.HCM, Trường Đại học Công Thương TP.HCM, Viện Khoa học Vật liệu Ứng dụng).
• Phạm vi thời gian: Nghiên cứu thực hiện trong thời gian 6 tháng, từ tháng 09/2023 đến tháng 02/2024.

---

Cơ sở lý thuyết và phương pháp thực nghiệm

Khóa luận thiết lập cơ sở lý thuyết dựa trên các quy chuẩn môi trường về chất lượng nước mặt, nước ngầm và trầm tích: QCVN 08:2008/BTNMT, QCVN 09:2008/BTNMT, QCVN 43:2012/BTNMT, QCVN 08-MT:2015/BTNMT, QCVN 43:2017/BTNMT của Bộ Tài nguyên và Môi trường Việt Nam; tiêu chuẩn nước uống của Tổ chức Y tế Thế giới (WHO), Cục Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ (USEPA) và Cục Tiêu chuẩn Ấn Độ (BIS 2012).

Cơ chế hấp phụ kim loại nặng trên than sinh học được tác giả hệ thống hóa qua 5 tương tác cơ bản:

1. Trao đổi ion giữa các cation kim loại kiềm/kiềm thổ ($\text{Ca}^{2+}$, $\text{Mg}^{2+}$, $\text{K}^+$, $\text{Na}^+$) trên bề mặt than với ion $\text{Cu}^{2+}$, $\text{Pb}^{2+}$.
2. Hút tĩnh điện giữa ion kim loại và các vị trí mang điện tích âm trên bề mặt vật liệu.
3. Tạo phức bề mặt giữa ion kim loại nặng với các nhóm chức chứa oxy (carboxyl $-\text{COOH}$, hydroxyl $-\text{OH}$) và nhóm mang mangan/phosphor.
4. Kết tủa bề mặt tạo thành hợp chất không tan với các anion khoáng chất ($\text{CO}_3^{2-}$, $\text{PO}_4^{3-}$, $\text{OH}^-$).
5. Hấp phụ vật lý thông qua sự khuếch tán vào mạng lưới mao quản xốp của than.

Mô hình toán học áp dụng để xử lý dữ liệu thực nghiệm gồm:

• Phương trình động học hấp phụ: Mô hình giả bậc 1 (Pseudo-first-order) và giả bậc 2 (Pseudo-second-order) nhằm xác định tốc độ và cơ chế hấp phụ chi phối.
• Phương trình đẳng nhiệt hấp phụ: Mô hình Langmuir (hấp phụ đơn lớp trên bề mặt đồng nhất) và mô hình Freundlich (hấp phụ đa lớp trên bề mặt dị tính).

Phương pháp thực nghiệm và trang thiết bị sử dụng:

• Nguồn mẫu: Đũa tre thu gom vào tháng 8/2023 tại hệ thống Bách hóa Xanh, được chẻ nhỏ, rửa bằng nước khử ion (DI), phơi khô tự nhiên 2 ngày và sấy ở 85°C trong 24 giờ.
• Nhiệt phân: Mẫu đũa tre được nung trong môi trường khí Nitrogen ($\text{N}_2$) với lưu lượng 0,05 L/phút trong 2 giờ ở nhiệt độ 400°C để tạo than sinh học thô (BC-ĐT). Sau đó, than được rửa bằng dung dịch acetone và methanol trong 30 phút (lặp lại 3 lần mỗi dung dịch) để loại bỏ nhựa và tạp chất hữu cơ.
• Biến tính hóa học: Than thô được biến tính với dung dịch $\text{KMnO}_4$ và phủ muối phosphate ($\text{KH}_2\text{PO}_4$) nhằm tạo vật liệu BC-KPP.

Phương pháp phân tích	Thiết bị / Thông số máy	Đơn vị thực hiện đo
Quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS)	Thermo Scientific ICE 3000	Phòng thí nghiệm Phân tích, Trường ĐH Sư phạm TP.HCM
Kính hiển vi điện tử quét (SEM)	FESEM S4800 (HITACHI - Nhật Bản)	Trung tâm Nghiên cứu triển khai Khu Công nghệ cao TP.HCM
Phổ tán xạ năng lượng tia X (EDX)	SEDX H-7593 (HORIBA - Anh)	Trung tâm Nghiên cứu triển khai Khu Công nghệ cao TP.HCM
Phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FT-IR)	FT-IR-6X (Jasco)	Trung tâm Thí nghiệm thực hành, Trường ĐH Công Thương TP.HCM
Phân tích diện tích bề mặt riêng (BET)	Nova 1000e	Viện Khoa học Vật liệu Ứng dụng
Xác định điểm điện tích không ($\text{pH}_{\text{pzc}}$)	Phương pháp đo độ dịch chuyển $\Delta \text{pH}$ ($\Delta \text{pH} = \text{pH}{\text{sau}} - \text{pH}{\text{đầu}}$)	PTN Hóa học Môi trường, Trường ĐH Sư phạm TP.HCM

---

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1. Tổng quan

Chương 1 tổng hợp bức tranh toàn diện về ô nhiễm đồng và chì trong môi trường nước cùng các giải pháp kỹ thuật xử lý:

• Nêu rõ đặc tính hóa lý, nguồn gốc tự nhiên và nhân tạo của đồng và chì; phân tích độc tính của từng kim loại lên cơ thể sống, đặc biệt là tác động ức chế enzyme tổng hợp máu và phá vỡ cấu trúc thần kinh của chì.
• Cập nhật các số liệu thực tế về ô nhiễm tại Việt Nam (sông Mê Kông, sông Kim Ngưu, sông Vàm Thuật, khu vực Thạch Sơn - Phú Thọ, đất nông nghiệp Bắc Ninh) và trên thế giới (Ba Lan, Ấn Độ, Trung Quốc, Nigeria, Pakistan).
• Phân tích ưu điểm và hạn chế của 5 phương pháp xử lý kim loại nặng phổ biến: phương pháp sinh học, trao đổi ion, điện hóa, kết tủa hóa học và phương pháp hấp phụ.
• Tổng quan cấu trúc, đặc tính của than sinh học nhiệt phân và các kỹ thuật biến tính bề mặt (biến tính acid, kiềm, chất oxy hóa, muối kim loại, phủ hạt nano).
• Tổng hợp và so sánh các công trình nghiên cứu sử dụng than sinh học biến tính để xử lý $\text{Cu(II)}$ và $\text{Pb(II)}$ trong và ngoài nước:

Tác giả / Năm công bố	Nguồn sinh khối	Tác nhân biến tính	Ion kim loại khảo sát	Dung lượng hấp phụ cực đại ($q_{\text{max}}$) / Hiệu suất
Phạm Hoàng Giang & Đỗ Quang Huy (2016)	Vỏ chuối, rơm	Dung dịch $\text{H}_3\text{PO}_4$	$\text{Cu(II)}$, $\text{Pb(II)}$	Vỏ chuối: 121,95 mg/g ($\text{Pb}^{2+}$), 53,2 mg/g ($\text{Cu}^{2+}$); Rơm: 55,56 mg/g ($\text{Pb}^{2+}$), 46,3 mg/g ($\text{Cu}^{2+}$)
Đào Minh Trung & Nguyễn Thị Thanh Trâm (2020)	Vỏ hạt Mắc-ca	Dung dịch $\text{H}_2\text{O}_2$ 25%	$\text{Pb(II)}$	266,26 mg/g (hiệu suất 94,05% tại pH = 6)
Phạm Thị Ngọc Trâm (2021)	Vỏ hạt Mắc-ca	$\text{HNO}_3$, $\text{NaOH}$	$\text{Pb(II)}$	Hiệu suất xử lý đạt từ 97,75% đến 99,43%
Văn Hữu Tập và cộng sự (2022)	Bã mía	Gắn hạt nano $\text{Fe}_3\text{O}_4@\text{ZnO}$	$\text{Pb(II)}$, $\text{As(V)}$, $\text{Cr(VI)}$, $\text{Cd(II)}$	$q_{\text{max}} = 28,64\text{ mg/g}$ đối với than hoạt tính bã mía gắn nano
Yan Li và cộng sự (2020)	Vỏ đậu phộng	Hydrous Ferric Oxide (HFO)	$\text{Cu(II)}$, $\text{Cd(II)}$	34,1 mg/g ($\text{Cu}^{2+}$) và 29,8 mg/g ($\text{Cd}^{2+}$)
Tong Cai và cộng sự (2021)	Bột vỏ trà dầu	$\text{NaOH}$ trong ethanol ($\text{C}_2\text{H}_5\text{OH}$)	$\text{Pb(II)}$, $\text{Cd(II)}$	613,73 mg/g ($\text{Pb}^{2+}$) và 394,09 mg/g ($\text{Cd}^{2+}$)
Fengxiao Zhao và cộng sự (2022)	Xơ mướp	$\text{KMnO}_4$ và phủ nano $\text{Fe}_3\text{O}_4$	$\text{Cu(II)}$	47,64 mg/g tại pH = 5,5
Waqas Ahmed và cộng sự (2022)	Rơm rạ	Nano Hydroxyapatite (nHAP)	$\text{Pb(II)}$	335,88 mg/g (mô hình Langmuir, $R^2 = 0,99$)
S. Chen và cộng sự (2023)	Vỏ quả óc chó	Dung dịch $\text{KMnO}_4$	$\text{Cu(II)}$, $\text{Pb(II)}$, $\text{Cd(II)}$, $\text{Zn(II)}$	30,18 mg/g (dung dịch đơn); thứ tự: $\text{Pb} > \text{Cu} > \text{Zn} > \text{Cd}$
Zhiliang Cui và cộng sự (2023)	Bùn dược phẩm	$\text{KMnO}_4$ và $\text{NaOH}$	$\text{Pb(II)}$, $\text{Cu(II)}$, $\text{Cd(II)}$	181,82 mg/g đối với $\text{Pb(II)}$ tại 25°C, pH = 5

Chương 2. Thực nghiệm

Chương 2 trình bày chi tiết danh mục hóa chất, thiết bị, quy trình chế tạo vật liệu và thiết kế các lô thí nghiệm khảo sát:

• Hóa chất sử dụng: Chuẩn $\text{Cu(NO}_3)_2$ và $\text{Pb(NO}_3)_2$, $\text{CuSO}_4\cdot 5\text{H}_2\text{O}$ (>99%), $\text{Pb(NO}_3)_2$ (>99%), $\text{HNO}_3$ (65-68%), $\text{KMnO}_4$, $\text{CaCl}_2$ (>99%), $\text{KH}_2\text{PO}_4\cdot 12\text{H}_2\text{O}$ (>99%), $\text{NH}_3$ (25%), $\text{NH}_4\text{Cl}$ (>99%) đều từ hãng Xilong Scientific.
• Quy trình chế tạo than BC-ĐT: Đũa tre được xử lý sạch, sấy khô ở 85°C trong 24 giờ, đưa vào lò nung nhiệt phân ở 400°C trong 2 giờ dưới dòng khí $\text{N}_2$ (0,05 L/phút). Sản phẩm than được rửa giải tạp chất hữu cơ bằng acetone và methanol (3 lần, mỗi lần 30 phút).
• Chế tạo than biến tính BC-KPP: Than BC-ĐT được tiến hành biến tính bề mặt bằng dung dịch $\text{KMnO}_4$ và phủ phosphate ($\text{KH}_2\text{PO}_4$) nhằm gắn các tâm chức oxy hóa và nhóm mang phosphor.
• Thiết lập đường chuẩn xác định nồng độ ion $\text{Cu(II)}$ và $\text{Pb(II)}$ trên máy quang phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa (F-AAS Thermo Scientific ICE 3000).
• Thiết kế thí nghiệm đơn biến khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hấp phụ:
  • Khảo sát ảnh hưởng của giá trị pH dung dịch.
  • Khảo sát ảnh hưởng của thời gian tiếp xúc để thu thập dữ liệu động học.
  • Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ ion kim loại ban đầu để dựng đường đẳng nhiệt hấp phụ.
  • Khảo sát ảnh hưởng của khối lượng chất hấp phụ BC-KPP.
  • Bố trí thí nghiệm xác định điểm điện tích không ($\text{pH}_{\text{pzc}}$) thông qua việc đo $\Delta \text{pH}$ trong dung dịch chất điện ly trơ $\text{CaCl}_2$.

Chương 3. Kết quả và thảo luận

Chương 3 tập trung vào hai nội dung cốt lõi: phân tích đặc trưng hóa lý của vật liệu và đánh giá khả năng hấp phụ ion kim loại:

• Đặc trưng vật liệu:
  • Hình thái bề mặt (SEM): So sánh ảnh chụp SEM giữa than thô BC-ĐT và than biến tính BC-KPP cho thấy sự thay đổi rõ rệt; bề mặt than BC-KPP xuất hiện các khe rãnh gồ ghề, cấu trúc xốp vi mô và các mảng hạt bám dày đặc hình thành sau quá trình oxy hóa bằng $\text{KMnO}_4$ và gắn phosphate.
  • Diện tích bề mặt riêng (BET/BJH): Phân tích đường đẳng nhiệt hấp phụ - khử hấp phụ Nitrogen xác định diện tích bề mặt riêng và thể tích lỗ xốp của vật liệu BC-KPP trước hấp phụ.
  • Phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FT-IR): Xác nhận sự xuất hiện của các nhóm chức đặc trưng chứa oxy và phosphor trên bề mặt BC-KPP trước hấp phụ; so sánh với phổ FT-IR của mẫu than sau khi hấp phụ $\text{Cu(II)}$ và $\text{Pb(II)}$ ghi nhận sự dịch chuyển tần số và suy giảm cường độ của các pic liên kết $-\text{OH}$, $\text{C}=\text{O}$ và các liên kết liên quan đến phosphate/mangan, minh chứng cho sự tham gia tạo phức bề mặt với ion kim loại.
  • Phổ tán xạ năng lượng tia X (EDX): Xác định thành phần nguyên tố định tính và định lượng của than BC-ĐT, than biến tính BC-KPP trước và sau khi hấp phụ. Phổ EDX sau hấp phụ xuất hiện rõ các đỉnh năng lượng đặc trưng của đồng và chì, khẳng định hai kim loại đã được giữ lại trên bề mặt than.
  • Điểm điện tích không ($\text{pH}{\text{pzc}}$): Đồ thị biểu diễn mối liên hệ giữa $\Delta \text{pH}$ và $\text{pH}{\text{đầu}}$ xác định được giá trị $\text{pH}_{\text{pzc}}$ của BC-KPP, làm căn cứ giải thích lực đẩy/hút tĩnh điện theo pH môi trường.
• Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng và mô hình hóa:
  • Ảnh hưởng của pH: Đồ thị dung lượng hấp phụ và hiệu suất hấp phụ của $\text{Cu(II)}$ và $\text{Pb(II)}$ theo pH chỉ ra rằng ở pH thấp ($\text{pH} < \text{pH}_{\text{pzc}}$), bề mặt than tích điện dương gây lực đẩy tĩnh điện với các cation $\text{Cu}^{2+}$, $\text{Pb}^{2+}$ đồng thời cạnh tranh với ion $\text{H}^+$; khi pH tăng, dung lượng và hiệu suất hấp phụ tăng nhanh và đạt trạng thái tối ưu trước khi xảy ra quá trình kết tủa hydroxide ở pH kiềm.
  • Động học hấp phụ: Đồ thị hấp phụ theo thời gian cho thấy quá trình diễn ra nhanh trong giai đoạn đầu và đạt trạng thái cân bằng. Dữ liệu thực nghiệm được xử lý qua hai mô hình động học giả bậc 1 và giả bậc 2; kết quả hệ số tương quan ($R^2$) xác định mô hình giả bậc 2 mô tả phù hợp hơn quá trình hấp phụ của cả $\text{Cu(II)}$ và $\text{Pb(II)}$, thể hiện cơ chế hấp phụ hóa học (chemisorption) giữ vai trò chủ đạo.
  • Đẳng nhiệt hấp phụ: Đồ thị khảo sát ảnh hưởng của nồng độ đầu được khớp nối với mô hình Langmuir và Freundlich. Thông số tính toán từ hai mô hình cho phép đánh giá dung lượng hấp phụ cực đại ($q_{\text{max}}$) và khả năng hấp phụ đơn lớp trên bề mặt đồng nhất của than BC-KPP.
  • Ảnh hưởng của liều lượng than: Khảo sát sự thay đổi dung lượng hấp phụ ($q_e$, mg/g) và hiệu suất loại bỏ (%) khi tăng khối lượng BC-KPP; hiệu suất xử lý tăng dần do tăng số lượng tâm hấp phụ khả dụng nhưng dung lượng hấp phụ trên một đơn vị khối lượng có xu hướng giảm do hiện tượng dư thừa vị trí hoạt tính.

Chương 4. Kết luận và kiến nghị

Tác giả đúc kết toàn bộ kết quả thực nghiệm đạt được:

• Đã chế tạo thành công than sinh học từ đũa tre phế thải biến tính bằng $\text{KMnO}_4$ và phủ phosphate (BC-KPP).
• Xác định đầy đủ các đặc trưng hình thái, cấu trúc xốp, nhóm chức bề mặt và thành phần nguyên tố của vật liệu.
• Làm rõ cơ chế hấp phụ ion $\text{Cu(II)}$ và $\text{Pb(II)}$ trên BC-KPP chịu sự chi phối tổng hợp của tương tác tĩnh điện, tạo phức bề mặt với các nhóm chức chứa oxy/phosphate và trao đổi ion.
• Kiến nghị mở rộng thử nghiệm vật liệu trên các mẫu nước thải thực tế từ các làng nghề, nhà máy mạ kim loại và khảo sát thêm khả năng tái sinh, rửa giải (desorption) của vật liệu qua nhiều chu kỳ hấp phụ.

---

Kết quả và đóng góp

Khóa luận đạt được các kết quả thực nghiệm định lượng và đóng góp chuyên môn cụ thể:

• Làm chủ quy trình chế tạo than sinh học BC-ĐT từ phế phẩm đũa tre thông qua kỹ thuật nhiệt phân trong môi trường khí $\text{N}_2$ (lưu lượng 0,05 L/phút) ở nhiệt độ 400°C trong 2 giờ, kết hợp làm sạch bằng chuỗi dung môi acetone và methanol.
• Tổng hợp thành công vật liệu biến tính bề mặt kết hợp giữa tác nhân oxy hóa $\text{KMnO}_4$ và phủ phosphate ($\text{KH}_2\text{PO}_4$), tạo ra mạng lưới lỗ xốp phát triển và gia tăng mật độ các nhóm chức hoạt tính phân cực trên bề mặt.
• Chứng minh bằng thực nghiệm phổ FT-IR và EDX về sự hiện diện của các nhóm chức mới sau biến tính, cũng như sự bám dính trực tiếp của ion $\text{Cu(II)}$ và $\text{Pb(II)}$ lên khung carbon của vật liệu sau quá trình hấp phụ.
• Xác lập được bộ thông số tối ưu cho quá trình hấp phụ đơn biến đối với từng ion kim loại về giá trị pH dung dịch, thời gian tiếp xúc cân bằng, nồng độ ban đầu và khối lượng vật liệu.
• Chứng minh dữ liệu thực nghiệm hấp phụ tuân theo mô hình động học giả bậc 2 và mô hình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir, khẳng định quá trình hấp phụ đơn lớp với sự tham gia của liên kết hóa học.
• Đóng góp giải pháp tái chế rác thải rắn sinh hoạt (đũa tre dùng một lần) thành vật liệu chức năng xử lý môi trường chi phí thấp, thân thiện sinh thái và hạn chế phát sinh ô nhiễm thứ cấp so với các chất hấp phụ tổng hợp đắt tiền.

---

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Khóa luận phản ánh một số hạn chế gắn liền với phạm vi và điều kiện nghiên cứu:

• Thí nghiệm hấp phụ được thực hiện chủ yếu trong hệ dung dịch mô phỏng nhân tạo (hệ đơn cấu tử chứa riêng lẻ ion $\text{Cu(II)}$ hoặc $\text{Pb(II)}$), chưa đánh giá toàn diện sự cạnh tranh hấp phụ trong dung dịch đa kim loại hoặc môi trường nước có hàm lượng chất hữu cơ và độ cứng cao.
• Nghiên cứu thực hiện trong giới hạn thời gian 6 tháng (09/2023 - 02/2024) tại quy mô phòng thí nghiệm (mô hình hấp phụ theo mẻ tĩnh - batch study), chưa thiết kế vận hành ở dạng cột hấp phụ dòng liên tục (fixed-bed column) phục vụ quy mô bán công nghiệp.
• Hướng mở tiếp theo được tác giả kiến nghị là kiểm tra độ bền cơ học và khả năng tái sinh của than BC-KPP sau nhiều chu kỳ giải hấp phụ bằng các dung dịch rửa giải thích hợp (như acid loãng), đồng thời thử nghiệm trực tiếp trên nguồn nước thải công nghiệp thực tế.

---

Giá trị tham khảo

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Vũ Hà Ninh là tài liệu tham khảo hữu ích cho sinh viên, học viên chuyên ngành Sư phạm Hóa học, Hóa học Môi trường, Công nghệ Kỹ thuật Môi trường và Khoa học Vật liệu:

• Phần quy trình thực nghiệm (Chương 2) cung cấp hướng dẫn chi tiết về các thông số nhiệt phân sinh khối tre nứa (nhiệt độ 400°C, kiểm soát lưu lượng khí trơ) và quy trình xử lý dung môi, có giá trị ứng dụng cao cho các nghiên cứu tổng hợp vật liệu carbon xốp từ phụ phẩm nông lâm nghiệp.
• Phần phương pháp phân tích đặc trưng vật liệu cung cấp phương pháp luận chuẩn xác về việc kết hợp các kỹ thuật hiện đại (SEM, EDX, BET/BJH, FT-IR, F-AAS) và phương pháp xác định điểm điện tích không ($\text{pH}_{\text{pzc}}$) trong nghiên cứu hóa học bề mặt.
• Bảng tổng quan y văn (Chương 1) hệ thống hóa các công trình nghiên cứu biến tính than sinh học trong và ngoài nước, là tài liệu đối chiếu hữu ích cho các đề tài xử lý kim loại nặng trong nước bằng phương pháp hấp phụ.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Nguồn nguyên liệu sinh khối và điều kiện nhiệt phân để tạo ra than sinh học ban đầu trong khóa luận là gì?
Tác giả sử dụng phế phẩm đũa tre dùng một lần thu thập tại hệ thống Bách hóa Xanh vào tháng 8/2023. Nguyên liệu sau khi làm sạch và sấy khô ở 85°C trong 24 giờ được đưa vào nung nhiệt phân trong dòng khí $\text{N}_2$ với lưu lượng 0,05 L/phút trong 2 giờ ở nhiệt độ 400°C.

2. Vật liệu BC-KPP được biến tính từ than sinh học thô bằng những hóa chất nào?
Vật liệu than sinh học thô (BC-ĐT) sau khi rửa sạch tạp chất hữu cơ bằng dung dịch acetone và methanol được tiến hành biến tính bề mặt bằng dung dịch potassium permanganate ($\text{KMnO}_4$) kết hợp phủ muối phosphate ($\text{KH}_2\text{PO}_4$).

3. Tác giả sử dụng các kỹ thuật phân tích nào để xác định đặc tính bề mặt và cấu trúc của vật liệu BC-KPP?
Nghiên cứu sử dụng 5 kỹ thuật phân tích hóa lý: Kính hiển vi điện tử quét (FESEM S4800) để quan sát hình thái; Phổ tán xạ năng lượng tia X (SEDX H-7593) để xác định thành phần nguyên tố; Phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FT-IR-6X) để xác định nhóm chức; Phân tích BET (Nova 1000e) để đo diện tích bề mặt riêng; và phương pháp dịch chuyển $\Delta \text{pH}$ để xác định điểm điện tích không ($\text{pH}_{\text{pzc}}$).

4. Thiết bị nào được sử dụng để phân tích nồng độ ion Cu(II) và Pb(II) trong các thí nghiệm hấp phụ?
Nồng độ các ion kim loại trước và sau quá trình hấp phụ được xác định bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa (F-AAS) trên thiết bị Thermo Scientific ICE 3000 tại Phòng thí nghiệm Phân tích, Trường Đại học Sư phạm TP.HCM.

5. Cơ chế hấp phụ ion kim loại của vật liệu BC-KPP tuân theo các mô hình toán học nào?
Dữ liệu thực nghiệm của khóa luận được mô tả phù hợp nhất bởi mô hình động học giả bậc 2 (Pseudo-second-order), thể hiện quá trình hấp phụ hóa học giữ vai trò chi phối; đồng thời quá trình hấp phụ cân bằng tuân theo mô hình đẳng nhiệt Langmuir, thể hiện sự hấp phụ đơn lớp trên bề mặt đồng nhất của than.

---

Kết luận

Khóa luận của sinh viên Vũ Hà Ninh đã chế tạo thành công vật liệu than sinh học biến tính $\text{KMnO}_4$ kết hợp phủ phosphate (BC-KPP) từ nguồn phế phẩm đũa tre dùng một lần nhằm xử lý ion $\text{Cu(II)}$ và $\text{Pb(II)}$ trong môi trường nước. Nghiên cứu hoàn thành việc mô tả các đặc trưng cấu trúc hóa lý của vật liệu bằng các kỹ thuật đo phổ hiện đại (SEM, EDX, BET, FT-IR, AAS) và xác định cơ chế hấp phụ hóa học tuân theo mô hình động học giả bậc 2 và đẳng nhiệt Langmuir. Kết quả của đề tài khẳng định tính khả thi của việc tái chế rác thải sinh hoạt thành vật liệu hấp phụ kim loại nặng, đóng góp giải pháp kỹ thuật hữu ích cho lĩnh vực hóa học môi trường và quản lý chất thải rắn.

Trích đoạn nội dung tài liệu

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.