Khóa luận tốt nghiệp: Tổng hợp vật liệu gốc Pani từ bã mía để hấp thụ hợp chất DDD trong dung dịch ô nhiễm

• Tác giả: Vũ Quốc Tùng
• Người hướng dẫn: ThS. Nguyễn Quang Hợp
• Trường học: Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2
• Chuyên ngành: Hóa hữu cơ
• Đề tài: Nghiên cứu tổng hợp vật liệu gốc PANI/ bã mía hấp thu hợp chất DDD trong dịch chiết đất ô nhiễm
• Loại tài liệu: Khóa luận tốt nghiệp đại học
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI CẢM ƠN
• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Định nghĩa thuốc BVTV
• 1.2. Phân loại thuốc BVTV
• 1.3. Thực trạng đất bị ô nhiễm POP ở nước ta
• 1.4. Các biện pháp xử lý đất bị nhiễm POP
• 1.4.1. Các biện pháp xử lý trên thế giới
• 1.4.2. Các biện pháp xử lý tại Việt Nam
• 1.5. Tổng hợp và ứng dụng của polyanilin
• 1.5.1. Nghiên cứu tổng hợp PANi
• 1.5.1.1. Phương pháp hóa học
• 1.5.1.2. Phương pháp điện hóa
• 2. CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Máy móc và thiết bị
• 2.2. Dụng cụ và hóa chất
• 2.3. Tiến hành thí nghiệm
• 2.4. Tổng hợp và chế tạo các vật liệu hấp phụ
• 2.4.1. Sử dụng vật liệu hấp phụ PANi – bã mía hấp phụ thuốc BVTV. Phương pháp nghiên cứu
• 2.4.1.1. Phương pháp chiết rửa thuốc BVTV ra khỏi đất ô nhiễm
• 2.4.1.2. Nguyên lý làm sạch chất hữu cơ
• 2.4.2. Định nghĩa sắc kí
• 2.4.2.1. Phương pháp hấp phụ các chất ô nhiễm
• 2.4.2.2. Sắc kí khí ghép khối phổ - GCMS
• 2.4.3. Phổ hồng ngoại (IR)
• 2.4.4. Phương pháp hiển vi điện tử quét (SEM)
• 2.4.5. Phần mềm xử lý số liệu Origin và Excel
• 2.4.5.1. Phần mềm Origin
• 2.4.5.2. Phần mềm Excel
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Hiệu suất tổng hợp vật liệu hấp phụ
• 3.2. Đặc trưng của bã mía và PANi/BM
• 3.3. Khả năng hấp thu thuốc BVTV của vật liệu
• 3.4. Ảnh hưởng của bản chất vật liệu
• 3.5. Ảnh hưởng của thời gian
• 3.6. Ảnh hưởng của khối lượng vật liệu
• 3.7. Ảnh hưởng của nồng độ
• 3.8. Mô hình đẳng nhiệt Langmuir
• 3.9. Mô hình đẳng nhiệt Freundlich
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Vật liệu gốc Pani và bã mía trong xử lý nước

Nghiên cứu tập trung vào việc tổng hợp vật liệu gốc Pani từ bã mía, một phụ phẩm nông nghiệp dồi dào, để ứng dụng trong hấp thụ DDD từ dung dịch ô nhiễm. Bã mía được chọn do cấu trúc xốp và thành phần giàu xenlulozo, lignin, và pectin, giúp tăng khả năng hấp thụ các chất ô nhiễm. Vật liệu gốc Pani được tổng hợp bằng phương pháp hóa học, sử dụng amoni persunfat làm chất oxy hóa. Kết hợp Pani với bã mía tạo ra vật liệu có khả năng hấp thụ cao và hiệu quả trong xử lý ô nhiễm môi trường.

1.1. Tổng hợp vật liệu gốc Pani

Quá trình tổng hợp vật liệu gốc Pani được thực hiện bằng phương pháp hóa học, sử dụng anilin và amoni persunfat trong môi trường axit. Phương pháp này tạo ra Pani dạng bột với độ dẫn điện cao và khả năng hấp thụ tốt. Pani được kết hợp với bã mía để tăng diện tích bề mặt và khả năng hấp thụ các chất ô nhiễm.

1.2. Ứng dụng bã mía trong xử lý nước

Bã mía được sử dụng như một vật liệu sinh học giá rẻ và thân thiện với môi trường. Cấu trúc xốp và thành phần hóa học của bã mía giúp nó hấp thụ hiệu quả các ion kim loại và hợp chất hữu cơ khó phân hủy. Khi kết hợp với Pani, bã mía trở thành vật liệu hấp thụ mạnh mẽ, phù hợp cho công nghệ xử lý nước.

II. Hấp thụ DDD trong dung dịch ô nhiễm

Nghiên cứu đánh giá khả năng hấp thụ DDD của vật liệu gốc Pani/bã mía trong dung dịch ô nhiễm. DDD là một hợp chất khó phân hủy, tồn tại lâu dài trong môi trường và gây hại cho sức khỏe con người. Kết quả cho thấy vật liệu gốc Pani/bã mía có hiệu suất hấp thụ cao đối với DDD, đặc biệt khi điều chỉnh các yếu tố như thời gian, khối lượng vật liệu, và nồng độ chất ô nhiễm.

2.1. Cơ chế hấp thụ DDD

Cơ chế hấp thụ DDD của vật liệu gốc Pani/bã mía dựa trên sự tương tác giữa các nhóm chức trên bề mặt vật liệu và phân tử DDD. Các mô hình đẳng nhiệt Langmuir và Freundlich được sử dụng để mô tả quá trình hấp thụ, cho thấy vật liệu gốc Pani/bã mía có khả năng hấp thụ cao và hiệu quả.

2.2. Ảnh hưởng của các yếu tố đến hiệu suất hấp thụ

Nghiên cứu chỉ ra rằng hiệu suất hấp thụ DDD phụ thuộc vào thời gian tiếp xúc, khối lượng vật liệu, và nồng độ chất ô nhiễm. Tăng thời gian và khối lượng vật liệu giúp cải thiện hiệu suất hấp thụ, trong khi nồng độ chất ô nhiễm cao có thể làm giảm hiệu quả do bão hòa bề mặt vật liệu.

III. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Nghiên cứu này mang lại ý nghĩa khoa học và thực tiễn lớn trong lĩnh vực xử lý ô nhiễm môi trường. Vật liệu gốc Pani/bã mía không chỉ hiệu quả trong hấp thụ DDD mà còn có chi phí thấp, dễ tái tạo, và thân thiện với môi trường. Kết quả nghiên cứu mở ra hướng đi mới trong việc ứng dụng các vật liệu sinh học và polyme dẫn điện trong công nghệ xử lý nước.

3.1. Đóng góp khoa học

Nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học cho việc tổng hợp và ứng dụng vật liệu gốc Pani/bã mía trong hấp thụ chất ô nhiễm. Các phương pháp và kết quả nghiên cứu có thể được áp dụng rộng rãi trong các lĩnh vực liên quan đến hóa học vật liệu và xử lý môi trường.

3.2. Ứng dụng thực tiễn

Vật liệu gốc Pani/bã mía có tiềm năng lớn trong việc xử lý ô nhiễm môi trường, đặc biệt là các khu vực bị ô nhiễm bởi thuốc bảo vệ thực vật. Vật liệu này có thể được sử dụng trong các hệ thống xử lý nước tại các khu vực nông thôn và đô thị, góp phần bảo vệ môi trường và sức khỏe cộng đồng.