Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu biến tính than hoạt tính làm vật liệu hấp phụ xử lý amoni và kim loại nặng trong nước

Luận văn được thực hiện với mục đích khai thác tiềm năng ứng dụng của than hoạt tính trong việc xử lý nước sinh hoạt. Đặc biệt một lĩnh vực còn rất mới đó là dùng than hoạt tính loại bỏ các cation và anion trong nước. Đồng thời trên cơ sở đó có thể so sánh được khả năng hấp phụ với các chất hữu cơ ít phân cực đại diện là xanh metylen.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu biến tính than hoạt tính làm vật liệu hấp phụ xử lý amoni và kim loại nặng trong nước ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN --------------------- NGUYỄN NGỌC THIỆNNGHIÊN CỨU BIẾN TÍNH THAN HOẠT TÍNH LÀM VẬT LIỆU HẤP PHỤ XỬ LÝ AMONI VÀ KIM LOẠI NẶNG TRONG NƢỚC LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội - 2016 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN --------------------- NGUYỄN NGỌC THIỆNNGHIÊN CỨU BIẾN TÍNH THAN HOẠT TÍNH LÀM VẬT LIỆU HẤP PHỤ XỬ LÝ AMONI VÀ KIM LOẠI NẶNG TRONG NƢỚC Chuyên ngành: Hóa Môi Trường Mã số:60440120 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC : PGS.TS. TRẦN HỒNG CÔN Hà Nội -2016 MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN ..................................................................................................6 MỞ ĐẦU ..........................................................................................................7CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN .......................................................................................8 1.1. Than hoạt tính và cấu trúc bề mặt ....................................................................8 1.1.1. Than hoạt tính ............................................................................................8 1.1.2. Cấu trúc xốp của bề mặt than hoạt tính .....................................................9 1.2. Nhóm cacbon-oxi trên bề mặt than hoạt tính .................................................10 1.3. Ảnh hưởng của nhóm bề mặt cacbon-oxi lên tính chất hấp phụ ....................13 1.4. Biến tính bề mặt than hoạt tính ......................................................................15 1.5. Tình trạng ô nhiễm amoni,asen và xanh metylen ở nước ta ..........................15 1.5.1. Tình trạng ô nhiễm amoni ở nước ta .......................................................15 1.5.2. Tình trạng ô nhiễm asen ở nước ta ..........................................................16 1.5.3. Tình trạng ô nhiễm xanh metylen.......................................................................16CHƢƠNG 2 : THỰC NGHIỆM ......................................................................... 19 2.1. Mục tiêu và nội dung nghiên cứu của luận văn ..............................................19 2.1.1. Mục tiêu nghiên cứu ................................................................................19 2.1.2. Nội dung nghiên cứu................................................................................19 2.2. Dụng cụ và hóa chất .......................................................................................19 2.2.1. Dụng cụ ....................................................................................................19 2.2.2. Hóa chất .......................................................................................................19 2.2.2.1. Chuẩn bị hóa chất để tạo vật liệu mới ..................................................19 2.2.2.2. Chuẩn bị hóa chất để phân tích amoni ..................................................20 2.2.2.3. Chuẩn bị hóa chất để phân tích asen .....................................................20 2.2.2.4. Chuẩn bị hóa chất để phân tích xanh metylen ......................................21 2.3. Các phương pháp phân tích ion trong dung dịch ...........................................21 2.3.1. Phân tích amoni bằng phương pháp Nessler ...........................................21 2.3.2. Phân tích asen bằng phương pháp so màu thủy ngân brômua .................24 2.3.3. Phân tích xanh metylen ............................................................................26 2.4. Phương pháp tính tải trọng hấp phụ ...............................................................27 2.4.1. Phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir ............................................28 2.4.2.Phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Freundlich ...........................................29 2.5. Biến tính than hoạt tính ..................................................................................30 2.5.1. Chuẩn bị vật liệu hấp phụ từ than hoạt tính nguyên khai ........................30 1 2.5.2. Biến tính than hoạt tính...........................................................................31 2.5.2.1. Than xử lý thông thường (dạng than thường : AC-1) ..........................31 2.5.2.2. Than xử lý bằng NaOH (dạng muối Na : AC-2) ..................................31 2.5.2.3. Than xử lý bằng HCl (dạng axit : AC-3) ..............................................31 2.5.2.4. Than biến tính bằng HNO3 sau đó trung hòa bằng NaOH (dạng muối Na : AC-4) ...............................................................................................................31 2.5.2.5. Than biến tính bằng HNO3 (dạng axit : AC-5) .....................................31 2.6. Khảo sát khả năng hấp phụ amoni, asen và xanh metylen của các vật liệu ...31 2.6.1. Khảo sát khả năng hấp phụ của các vật liệu với amoni ...........................31 2.6.1.1. Khảo sát thời gian hấp phụ cân bằng amoni .........................................31 2.6.2. Khảo sát khả năng hấp phụ của các vật liệu với asen ..............................32 2.6.2.1. Khảo sát thời gian hấp phụ cân bằng asen ........................................32 2.6.3.Khảo sát khả năng hấp phụ của than biến tính ...