Khảo sát khả năng hấp thụ thuốc nhuộm của hạt sỏi nhẹ Keramzit

• Tác giả: Nguyễn Thị Mỹ Linh
• Người hướng dẫn: GVHD. Nguyễn Thái Anh
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công Nghệ Kỹ Thuật Hóa Học
• Đề tài: Khảo sát khả năng hấp phụ thuốc nhuộm của hạt sỏi nhẹ Keramzit
• Loại tài liệu: đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: Tp. Hồ Chí Minh

• DANH MỤC BẢNG
• DANH MỤC HÌNH
• DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
• CHƯƠNG MỞ ĐẦU
• 0.1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
• 0.2. MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
• 0.2.1. Mục tiêu nghiên cứu
• 0.2.2. Đối tượng nghiên cứu
• 0.2.3. Phạm vi nghiên cứu
• 0.3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
• 0.4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 0.5. Ý nghĩa thực tiễn
• 0.6. Ý nghĩa khoa học
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP HẤP PHỤ VÀ MỘT SỐ VẬT LIỆU HẤP PHỤ THUỐC NHUỘM
• 1.1. TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP HẤP PHỤ
• 1.1.1. Khái niệm hấp phụ
• 1.1.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến hấp phụ
• 1.1.3. Phương trình đẳng nhiệt
• 1.2. MỘT SỐ VẬT LIỆU HẤP PHỤ THUỐC NHUỘM ĐÃ ĐƯỢC NGHIÊN CỨU
• 1.2.1. Lõi ngô và vỏ ngô
• 1.2.2. Than bã cà phê
• 2. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN CÁC LOẠI THUỐC NHUỘM VÀ GIỚI THIỆU VỀ HẠT SỎI NHẸ KERAMZIT
• 2.1. TỔNG QUAN VỀ THUỐC NHUỘM
• 2.1.1. Sơ lược về thuốc nhuộm
• 2.1.2. Phân loại thuốc nhuộm
• 2.2. Giới thiệu về hạt sỏi nhẹ keramzit
• 2.2.1. Quy trình sản xuất
• 2.2.2. Bản chất sự nở phồng của đất sét
• 3. CHƯƠNG 3: QUÁ TRÌNH LÀM THÍ NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM ĐỐI VỚI HẠT SỎI NHẸ KERAMZIT
• 3.1. VẬT LIỆU, HÓA CHẤT, DỤNG CỤ VÀ THIẾT BỊ SỬ DỤNG
• 3.1.1. Vật liệu, hóa chất
• 3.1.2. Dụng cụ thiết bị
• 3.2. THÍ NGHIỆM 1: ẢNH HƯỞNG CỦA pH ĐẾN THUỐC NHUỘM
• 3.2.1. Tiến hành thí nghiệm
• 3.2.2. Thuốc nhuộm RED
• 3.2.3. Thuốc nhuộm BLUE
• 3.3. THÍ NGHIỆM 2: XÁC ĐỊNH BƯỚC SÓNG TỐI ƯU
• 3.3.1. Thuốc nhuộm RED
• 3.3.2. Thuốc nhuộm BLUE
• 3.4. THÍ NGHIỆM 3: XÁC ĐỊNH ĐƯỜNG CHUẨN ĐỘ MÀU ĐỘ THUỐC NHUỘM
• 3.4.1. Thuốc nhuộm RED
• 3.4.2. Thuốc nhuộm BLUE
• 3.5. THÍ NGHIỆM 4: XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC SỎI TỐI ƯU
• 3.5.1. Tiến hành thí nghiệm
• 3.5.2. Thuốc nhuộm RED
• 3.5.3. Thuốc nhuộm BLUE
• 3.6. THÍ NGHIỆM 5: XÁC ĐỊNH LƯỢNG SỎI TỐI ƯU
• 3.6.1. Tiến hành thí nghiệm
• 3.6.2. Thuốc nhuộm RED
• 3.6.3. Thuốc nhuộm BLUE
• 3.7. THÍ NGHIỆM 6: XÁC ĐỊNH THỜI GIAN HẤP PHỤ THAY ĐỔI
• 3.7.1. Tiến hành thí nghiệm
• 3.7.2. Thuốc nhuộm RED
• 3.7.3. Thuốc nhuộm BLUE
• 3.8. THÍ NGHIỆM 7: KHẢO SÁT SỰ THAY ĐỔI NỒNG ĐỘ THUỐC NHUỘM ĐẾN KHẢ NĂNG HẤP PHỤ CỦA SỎI KERAMZIT
• 3.8.1. Tiến hành thí nghiệm
• 3.8.2. Phương trình đăng nhiệt Langmuir
• 3.8.3. Phương trình đảng nhiệt Freundlich
• 3.8.4. Thuốc nhuộm RED
• 3.8.5. Thuốc nhuộm BLUE
• 3.9. THÍ NGHIỆM 6: HẤP PHỤ DẠNG CỘT NHỒI VỚI LƯU LƯỢNG THAY ĐỔI
• 3.9.1. Tiến hành thí nghiệm
• 3.9.2. Thuốc nhuộm RED
• 3.9.3. Thuốc nhuộm BLUE
• 3.10. THÍ NGHIỆM: HẤP PHỤ DẠNG CỘT NHỒI VỚI CHIỀU CAO CỘT NHỒI THAY ĐỔI
• 3.10.1. Tiến hành thí nghiệm
• 3.10.2. Thuốc nhuộm RED
• 3.10.3. Thuốc nhuộm BLUE
• 4. CHƯƠNG 4: SO SÁNH KHẢ NĂNG HẤP PHỤ THUỐC NHUỘM CỦA SỎI KERAMZIT SO VỚI THAN HOẠT TÍNH
• 4.1. CÁC THÍ NGHIỆM THEO MẺ
• 4.1.1. Khối lượng than hấp phụ tối ưu
• 4.1.2. Thời gian hấp hấp phụ tối ưu
• 4.1.3. Nồng độ hấp phụ thay đổi
• 4.2. THÍ NGHIỆM MỘT VÀ HAI CỘT NHỒI
• 4.2.1. Tiến hành thí nghiệm
• 4.2.2. Thuốc nhuộm RED
• 4.2.3. Thuốc nhuộm BLUE
• 4.2.4. So sánh hiệu suất hấp phụ của sỏi và than hoạt tính dạng hạt trong thí nghiệm 1 cột nhồi và 2 cột nhồi
• 4.3. THÍ NGHIỆM DẠNG CỘT VỚI CHIỀU CAO CỘT THAY ĐỔI
• 4.3.1. Tiến hành thí nghiệm
• 4.3.2. Thuốc nhuộm RED
• 4.3.3. Thuốc nhuộm BLUE
• 4.3.4. Kết luận- Nhận xét
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• 5. Tính khoa học
• 6. Tính khả thi của đề tài
• 7. Thiếu sót và hạn chế
• DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO
• 8. Tài liệu tiếng Việt
• 9. Tài liệu tiếng Anh

I. Giới thiệu về thuốc nhuộm và hạt sỏi nhẹ Keramzit

Thuốc nhuộm là các hợp chất hóa học được sử dụng để tạo màu cho các vật liệu, đặc biệt là trong ngành dệt nhuộm. Việc xử lý nước thải từ ngành dệt nhuộm là một thách thức lớn do nồng độ thuốc nhuộm cao trong nước thải. Hạt sỏi nhẹ Keramzit, với đặc tính hấp phụ tốt, đã được nghiên cứu như một vật liệu hấp phụ tiềm năng. Keramzit có cấu trúc xốp, giúp tăng diện tích bề mặt tiếp xúc với dung dịch thuốc nhuộm, từ đó nâng cao khả năng hấp phụ. Nghiên cứu này nhằm khảo sát khả năng hấp thụ thuốc nhuộm của hạt sỏi nhẹ Keramzit, từ đó đánh giá hiệu quả của nó trong việc xử lý nước thải dệt nhuộm.

1.1. Tính cấp thiết của nghiên cứu

Ô nhiễm môi trường nước do nước thải dệt nhuộm là một vấn đề nghiêm trọng. Nhu cầu tìm kiếm các vật liệu hấp phụ hiệu quả, giá thành thấp là rất cần thiết. Hạt sỏi nhẹ Keramzit, với khả năng hấp phụ tốt, có thể là một giải pháp khả thi cho vấn đề này. Nghiên cứu này không chỉ cung cấp thông tin về khả năng hấp phụ của Keramzit mà còn mở ra hướng đi mới trong việc xử lý nước thải dệt nhuộm.

II. Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu được thực hiện thông qua các thí nghiệm với hai loại thuốc nhuộm Suncion Red HE7B và Suncion Blue HEGN. Các thí nghiệm được chia thành hai mô hình: hấp phụ dạng mẻ và hấp phụ dạng cột nhồi. Trong mô hình hấp phụ dạng mẻ, mẫu thuốc nhuộm được lắc với hạt sỏi Keramzit ở các nồng độ khác nhau. Mô hình hấp phụ dạng cột nhồi cho phép khảo sát hiệu suất hấp phụ trong điều kiện liên tục. Các thông số như pH, thời gian hấp phụ, và nồng độ thuốc nhuộm được điều chỉnh để xác định hiệu suất hấp phụ tối ưu.

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

Nhiều yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ của hạt sỏi nhẹ Keramzit, bao gồm pH của dung dịch, nồng độ thuốc nhuộm ban đầu, và kích thước hạt. Nghiên cứu cho thấy rằng pH thấp có thể làm tăng khả năng hấp phụ của thuốc nhuộm. Kích thước hạt cũng ảnh hưởng đến hiệu suất hấp phụ, với kích thước nhỏ hơn thường cho hiệu suất cao hơn. Các thí nghiệm đã chỉ ra rằng việc tối ưu hóa các yếu tố này là cần thiết để đạt được hiệu quả xử lý tốt nhất.

III. Kết quả thí nghiệm và phân tích

Kết quả thí nghiệm cho thấy hạt sỏi nhẹ Keramzit có khả năng hấp phụ thuốc nhuộm tốt, với hiệu suất hấp phụ cao hơn so với nhiều vật liệu khác. Các phương trình đẳng nhiệt Langmuir và Freundlich được áp dụng để mô tả quá trình hấp phụ. Kết quả cho thấy rằng mô hình Langmuir phù hợp hơn với dữ liệu thực nghiệm, cho thấy sự hấp phụ xảy ra trên bề mặt đồng nhất của Keramzit. Điều này chứng tỏ rằng Keramzit có thể được sử dụng hiệu quả trong xử lý nước thải dệt nhuộm.

3.1. So sánh hiệu suất hấp phụ

Khi so sánh hiệu suất hấp phụ của hạt sỏi nhẹ Keramzit với than hoạt tính, kết quả cho thấy Keramzit có thể đạt được hiệu suất tương đương hoặc cao hơn trong một số điều kiện nhất định. Điều này mở ra khả năng sử dụng Keramzit như một vật liệu hấp phụ thay thế cho than hoạt tính, đặc biệt trong các ứng dụng yêu cầu chi phí thấp và hiệu quả cao. Nghiên cứu này không chỉ có giá trị khoa học mà còn có ý nghĩa thực tiễn trong việc phát triển các giải pháp xử lý nước thải hiệu quả.

IV. Kết luận và kiến nghị

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng hạt sỏi nhẹ Keramzit có khả năng hấp phụ thuốc nhuộm tốt, mở ra hướng đi mới trong việc xử lý nước thải dệt nhuộm. Việc sử dụng Keramzit không chỉ giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường mà còn tiết kiệm chi phí cho các nhà máy dệt nhuộm. Cần tiếp tục nghiên cứu để tối ưu hóa quy trình sản xuất và ứng dụng Keramzit trong thực tiễn. Các nghiên cứu tiếp theo nên tập trung vào việc đánh giá khả năng hấp phụ của Keramzit đối với các loại thuốc nhuộm khác và trong các điều kiện thực tế.

4.1. Đề xuất nghiên cứu tiếp theo

Đề xuất nghiên cứu tiếp theo nên tập trung vào việc khảo sát khả năng hấp phụ của Keramzit đối với các loại thuốc nhuộm khác nhau và trong các điều kiện môi trường khác nhau. Việc nghiên cứu sâu hơn về cơ chế hấp phụ cũng sẽ giúp tối ưu hóa quy trình xử lý nước thải, từ đó nâng cao hiệu quả và giảm thiểu chi phí cho các nhà máy dệt nhuộm.