Đang tải... (xem toàn văn)
Nghiên cứu khả năng hấp phụ amoni của các vật liệu biến tính từ quặng Apatit và thăm dò xử lý môi trường (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu khả năng hấp phụ amoni của các vật liệu biến tính từ quặng Apatit và thăm dò xử lý môi trường (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu khả năng hấp phụ amoni của các vật liệu biến tính từ quặng Apatit và thăm dò xử lý môi trường (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu khả năng hấp phụ amoni của các vật liệu biến tính từ quặng Apatit và thăm dò xử lý môi trường (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu khả năng hấp phụ amoni của các vật liệu biến tính từ quặng Apatit và thăm dò xử lý môi trường (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu khả năng hấp phụ amoni của các vật liệu biến tính từ quặng Apatit và thăm dò xử lý môi trường (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu khả năng hấp phụ amoni của các vật liệu biến tính từ quặng Apatit và thăm dò xử lý môi trường (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu khả năng hấp phụ amoni của các vật liệu biến tính từ quặng Apatit và thăm dò xử lý môi trường (Luận văn thạc sĩ)
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM NGUYỄN HỮU HIỆP NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG HẤP PHỤ AMONI CỦA CÁC VẬT LIỆU BIẾN TÍNH TỪ QUẶNG APATIT VÀ THĂM DỊ XỬ LÝ MƠI TRƯỜNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC VẬT CHẤT Thái Nguyên, 2017 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM NGUYỄN HỮU HIỆP NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG HẤP PHỤ AMONI CỦA CÁC VẬT LIỆU BIẾN TÍNH TỪ QUẶNG APATIT VÀ THĂM DỊ XỬ LÝ MƠI TRƯỜNG Chun ngành: Hóa Phân Tích Mã số: 60.44.01.18 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC VẬT CHẤT Người hướng dẫn khoa học: TS NGÔ THỊ MAI VIỆT Thái Nguyên, 2017 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: Đề tài: “Nghiên cứu khả hấp phụ amoni vật liệu biến tính từ quặng apatit thăm dị xử lý môi trường” thân thực Các số liệu, kết đề tài trung thực Nếu sai thật xin chịu trách nhiệm Thái nguyên, tháng 11 năm 2017 Tác giả luận văn Nguyễn Hữu Hiệp i LỜI CẢM ƠN Trong suốt trình học tập thực đề tài luận văn thạc sĩ, chun ngành Hóa Phân tích, Khoa Hóa học - Trường Đại học Sư phạm - Đại học Thái Nguyên, em nhận ủng hộ, giúp đỡ thầy cô giáo, đồng nghiệp, bạn bè gia đình Trước tiên, em xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến TS Ngô Thị Mai Việt, cô tận tình hướng dẫn, truyền đạt kiến thức kinh nghiệm q báu để em hồn thành luận văn Em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến thầy giáo, cô giáo Khoa Hóa học, thầy Ban Giám hiệu Trường Đại học Sư phạm Đại học Thái Nguyên giảng dạy, tạo điều kiện thuận lợi, giúp đỡ em trình học tập nghiên cứu Mặc dù có nhiều cố gắng, song thời gian có hạn, lực nghiên cứu thân hạn chế, nên kết nghiên cứu em cịn nhiều thiếu sót Em mong nhận góp ý, bảo thầy giáo, cô giáo, bạn đồng nghiệp để luận văn em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên, tháng 11 năm 2017 Tác giả Nguyễn Hữu Hiệp ii MỤC LỤC Trang Trang bìa phụ Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Mục lục .iii Danh mục ký hiệu, chữ viết tắt iv Danh mục bảng v Danh mục hình vi MỞ ĐẦU Chương TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu amoni tác dụng sinh hóa amoni 1.3 Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia 1.3.1 Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia nước thải công nghiệp 1.3.2 Quy chuẩn quốc gia nồng độ amoni nước ăn uống sinh hoạt 1.4 Xử lí amoni 1.4.1 Phương pháp hóa lý 1.4.2 Phương pháp hóa học 1.4.3 Phương pháp sinh học 1.5 Tình trạng nguồn nước bị ô nhiễm amoni 1.6 Giới thiệu phương pháp hấp phụ 1.6.1 Sự hấp phụ 1.6.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến trình hấp phụ chất tan dung dịch lên bề mặt chất hấp phụ 1.6.3 Xác định dung lượng hấp phụ cân hiệu suất hấp phụ 10 1.6.4 Các mơ hình q trình hấp phụ 11 1.7 Phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử 13 1.7.1 Nguyên tắc 13 1.7.2 Phương pháp đường chuẩn 15 1.7.3 Phương pháp thêm chuẩn 16 1.8 Giới thiệu quặng apatit 17 1.9 Tổng quan tình hình nghiên cứu 17 iii Chương THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 20 2.1 Thiết bị hóa chất 20 2.1.1 Thiết bị 20 2.1.2 Hóa chất 20 2.2 Biến tính quặng apatit thành vật liệu hấp phụ (VLHP) 21 2.2.1 Biến tính quặng apatit axit HCl (VLHP1) 21 2.2.2 Biến tính quặng apatit oxit nano Fe3O4 (VLHP2) 21 2.3 Pha thuốc thử 22 2.4 Nghiên cứu số đặc trưng hóa lý quặng apatit tự nhiên quặng apatit biến tính 22 2.5 Xác đinh ̣ điể m đẳ ng điê ̣n của vâ ̣t liêụ 22 2.6 Nghiên cứu điều kiện tối ưu cho phép xác định amoni theo phương pháp UV-Vis 23 2.6.1 Bước sóng 23 2.6.2 pH 23 2.6.3 Thời gian 23 2.6.4 Chất lạ 23 2.7 Xây dựng đường chuẩn xác định nồng độ amoni 24 2.8 Phương pháp hấp phụ tĩnh 24 2.8.1 Khảo sát khả hấp phụ amoni quặng apatit tự nhiên quặng apatit biến tính 24 2.8.2 Ảnh hưởng khối lượng vật liệu hấp phụ 24 2.8.3 Ảnh hưởng pH 25 2.8.4 Ảnh hưởng thời gian tiếp xúc 25 2.8.5 Ảnh hưởng nhiệt độ 26 2.8.6 Khảo sát ảnh hưởng nồng độ đầu amoni 26 2.8.7 Ảnh hưởng Fe(III), Mg(II), Ca(II), Mn(II) hỗn hợp Fe(III), Mg(II), Ca(II), Mn(II) đến khả hấp phụ amoni 27 2.9 Khảo sát khả hấp phụ amoni vật liệu theo phương pháp hấp phụ động 28 2.9.1 Chuẩn bị cột hấp phụ 28 2.9.2 Nghiên cứu khả hấp phụ động amoni vật liệu 28 iv Chương KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 29 3.1 Nghiên cứu số đặc trưng hóa lý quặng apatit tự nhiên quặng apatit biến tính 29 3.1.1 Ảnh SEM quặng apatit tự nhiên quặng apatit biến tính 29 3.1.2 Ảnh TEM vật liệu hấp phụ 29 3.1.3 Diện tích bề mặt riêng quặng apatit tự nhiên quặng apatit biến tính 30 3.1.4 Phổ hồng ngoại quặng apatit tự nhiên quặng apatit biến tính 30 3.2 Điểm đẳng điện vật liệu 31 3.3 Kết khảo sát điều kiện tối ưu cho phép xác định amoni theo phương pháp UV -Vis 32 3.3.1 Bước sóng 32 3.3.2 pH 33 3.3.3 Thời gian 34 3.4 Xây dựng đường chuẩn xác định nồng độ amoni 34 3.5 Khảo sát khả hấp phụ amoni quặng apatit tự nhiên quặng apatit biến tính 36 3.6 Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến khả hấp phụ amoni vật liệu quặng apatit biến tính 36 3.6.1 Ảnh hưởng khối lượng vật liệu hấp phụ 36 3.6.2 Ảnh hưởng pH 38 3.6.3 Ảnh hưởng thời gian 40 3.6.4 Ảnh hưởng nhiệt độ đến khả hấp phụ amoni VLHP2 42 3.6.5 Ảnh hưởng nồng độ đầu 43 3.6.6 Ảnh hưởng Fe(III), Mg(II), Ca(II), Mn(II) hỗn hợp Fe(III), Mg(II), Ca(II), Mn(II) đến khả hấp phụ amoni VLHP1 46 3.7 Nghiên cứu khả hấp phụ amoni VLHP1 theo phương pháp hấp phụ động 49 3.8 Xử lí mẫu nước có chứa amoni 52 KẾT LUẬN 57 TÀI LIỆU THAM KHẢO 58 PHỤ LỤC v DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT STT Kí hiệu viết tắt Nội dung VLHP1 Vật liệu hấp phụ VLHP2 Vật liệu hấp phụ BET IR SEM UV - Vis XRD PE Poli Etilen ppm Part per million Brunaur - Emmetle - Teller Intrared Spectroscopy Scanning Electron Microscopy Ultraviolet Visble X-ray Diffration iv DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 1.1 Giá trị nồng độ amoni số thông số ô nhiễm nước thải công nghiệp Bảng 3.1 Diện tích bề mặt riêng vật liệu 30 Bảng 3.2 Bước sóng tối ưu cho phép xác định amoni theo phép đo UV-Vis 33 Bảng 3.3 Sự phụ thuộc độ hấp thụ quang dung dịch amoni vào pH 33 Bảng 3.4 Sự phụ thuộc độ hấp thụ quang dung dịch amoni vào thời gian 34 Bảng 3.5 Sự phụ thuộc độ hấp thụ quang vào nồng độ dung dịch amoni 35 Bảng 3.6 Khả hấp phụ amoni quặng apatit tự nhiên quặng apatit biến tính 36 Bảng 3.7 Ảnh hưởng khối lượng VLHP đến khả hấp phụ amoni 37 Bảng 3.8 Ảnh hưởng pH đến khả hấp phụ amoni 38 Bảng 3.9 Ảnh hưởng thời gian đến khả hấp phụ amoni 40 Bảng 3.10 Ảnh hưởng nhiệt độ đầu đến khả hấp phụ amoni VLHP2 42 Bảng 3.11 Ảnh hưởng nồng độ đầu đến khả hấp phụ amoni 44 Bảng 3.12 Ảnh hưởng Mn(II), Fe(III) đến khả hấp phụ amoni 47 Bảng 3.13 Ảnh hưởng Ca(II), Mg(II) đến khả hấp phụ amoni VLHP1 48 Bảng 3.14 Ảnh hưởng hỗn hợp Fe(III), Mg(II), Ca(II), Mn(II) 49 Bảng 3.15 Hàm lượng amoni sau phân đoạn thể tích 50 Bảng 3.16 So sánh kết phân tích amoni phương pháp đường chuẩn phương pháp thêm chuẩn 53 Bảng 3.17 Kết hấp phụ amoni nước giếng VLHP1 53 v DANH MỤC CÁC HÌNH Trang Hình 1.1 Đường hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir 13 Hình 1.2 Sự phụ thuộc Ccb/q vào Ccb 13 Hình 3.1 Ảnh SEM vật liệu 29 Hình 3.2 Ảnh TEM vật liệu M2 29 Hình 3.3 Phổ hồng ngoại quặng apatit tự nhiên 30 Hình 3.4 Phổ hồng ngoại quặng apatit biến tính (VL M2) 31 Hình 3.5 Điểm đẳng điện vật liệu M1 32 Hình 3.6 Điểm đẳng điện vật liệu M2 32 Hình 3.7 Sự phụ thuộc độ hấp thụ quang dung dịch amoni vào pH 33 Hình 3.8 Kết Sự phụ thuộc độ hấp phụ quang dung dịch amoni vào thời gian 34 Hình 3.9 Đường chuẩn xác định nồng độ amoni 35 Hình 3.10 Ảnh hưởng khối lượng VLHP1 đến khả hấp phụ amoni 37 Hình 3.11 Ảnh hưởng khối lượng VLHP2 đến khả hấp phụ amoni 38 Hình 3.12 Sự phụ thuộc dung lượng hấp phụ amoni vào pH VLHP1 39 Hình 3.13 Sự phụ thuộc hiệu suất hấp phụ Amoni vào pH VLHP2 39 Hình 3.14 Ảnh hưởng thời gian đến khả hấp phụ amoni VLHP1 41 Hình 3.15 Ảnh hưởng thời gian đến khả hấp phụ amoni VLHP2 41 Hình 3.17 Đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir VLHP2 amoni 45 Hình 3.18 Sự phụ thuộc Ccb/q vào Ccb VLHP1 amoni 45 Hình 3.19 Đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir VLHP2 amoni 45 Hình 3.20 Sự phụ thuộc Ccb/q vào Ccb VLHP2 amoni 46 Hình 3.21 Ảnh hưởng Mn(II), Fe(III) đến khả hấp phụ amoni VLHP1 47 Hình 3.22 Ảnh hưởng Ca(II), Mg(II) đến khả hấp phụ amoni VLHP1 48 Hình 3.24 Khả hấp phụ amoni nước giếng VLHP1 55 vi ...ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM NGUYỄN HỮU HIỆP NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG HẤP PHỤ AMONI CỦA CÁC VẬT LIỆU BIẾN TÍNH TỪ QUẶNG APATIT VÀ THĂM DỊ XỬ LÝ MƠI TRƯỜNG Chun ngành: Hóa Phân... 34 3.5 Khảo sát khả hấp phụ amoni quặng apatit tự nhiên quặng apatit biến tính 36 3.6 Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến khả hấp phụ amoni vật liệu quặng apatit biến tính ... 3.1 Nghiên cứu số đặc trưng hóa lý quặng apatit tự nhiên quặng apatit biến tính 29 3.1.1 Ảnh SEM quặng apatit tự nhiên quặng apatit biến tính 29 3.1.2 Ảnh TEM vật liệu hấp phụ