Luận Văn Nghiên cứu hoạt hóa than bùn bằng axit HCl và ứng dụng làm vật liệu hấp phụ ion Zn2+ trong dung dịch

Khóa luận tốt nghiệp năm 2012
Đề tài: Nghiên cứu hoạt hóa than bùn bằng axit HCl và ứng dụng làm vật liệu hấp phụ ion Zn2+ trong dung dịch nước


MỞ ĐẦU
Từ các kết quả khảo sát địa chất đã cho thấy ở Việt Nam có một lượng than
bùn rất dồi dào, được phân bố hầu như khắp các tỉnh trong cả nước. Riêng ở vùng
Quảng Nam – Đà Nẵng đã có hàng chục mỏ than bùn được thăm dò, điều tra đánh
giá trữ lượng, chất lượng và bước đầu được khai thác sử dụng.
Với đặc điểm chứa nhiều nhóm chức có khả năng phản ứng cao, hơn nữa lại có
nhiều trong than bùn nên axit humic ngày càng được chú ý, đặc biệt là khả năng hấp
phụ trao đổi cation kim loại. Than bùn sau khi đã chiết tách axit humic thì gần như
mất hẳn khả năng trao đổi cation. Ngược lại, axit humic sau khi được hoà tan ra
dưới dạng muối humat natri, kết tủa trở lại bằng dung dịch axit vẫn thể hiện tính
trao đổi cation mạnh của nó.
Ở nước ta than bùn thường được dùng nhiều trong lĩnh vực nông nghiệp như
làm phân bón, bước đầu sử dụng axit humic chiết tách từ than bùn làm chất kích
thích sinh trưởng. Việc nghiên cứu ứng dụng chúng trong lĩnh vực công nghiệp như
sản xuất ắc quy, chế tạo dung dịch khoan, vật liệu hấp phụ các kim loại nặng nhằm
xử lý ô nhiễm môi trường, làm giàu và tách các kim loại đất hiếm và phóng xạ
đang còn rất hạn chế. Gần đây, trong nước đã có một số công trình nghiên cứu về
khả năng này của axit humic tách từ than bùn, như kết tủa các ion thori (V) và chì
(II) của Phan Văn Tình, Lưu Minh Đại; khả năng tách các ion coban (II), ma ngan
(II) và uran (IV) của Bùi Duy Cam, Phạm Văn Tình . Vì vậy, đề tài “Nghiên cứu
hoạt hóa than bùn Liên Chiểu – Đà Nẵng bằng axit HCl và ứng dụng làm vật
liệu hấp phụ ion Zn
2+
trong dung dịch nước ” không chỉ có ý nghĩa lý thuyết mà
còn mở ra một khả năng ứng dụng lớn đối với tài nguyên than bùn dồi dào trong
nước hiện có.
Cấu trúc của đề tài bao gồm các phần sau:
Lời nói đầu 1 trang (trang 1)
Chương 1: Tổng quan tài liệu 26 trang ( 2 -27)
Chương 2: Nguyên liệu và phương pháp nghiên cứu 7 trang (28-34)
Chương 3: Kết quả và bàn luận 21 trang (35-55)


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. TỔNG QUAN VỀ THAN BÙN
1.1.1. Nguồn gốc, phân loại và tính chất của than bùn
1.1.1.1. Nguồn gốc hình thành than bùn
Than bùn được hình thành do sự tích lũy lâu đời của các xác thực vật phân giải
trong điều kiện thừa ẩm, thiếu không khí. Kết quả của sự phân giải này là các xác
thực vật không được phân giải hoàn toàn mà hình thành một lớp chất hữu cơ gồm
những phần còn lại của thực vật đang bị phân giải dở dang, mùn mục và chất
khoáng. Lớp chất hữu cơ đó được gọi là “than bùn”.[2]
1.1.1.2. Phân loại than bùn
Có thể chia than bùn thành 3 loại: than bùn nông, than bùn sâu và than bùn
chuyển tiếp.
Than bùn nông: được hình thành do sự tích tụ xác, bã các loại cây có ít dinh
dưỡng như: lau, sậy, lăn, lác .ở những nơi địa hình tương đối cao.
Than bùn sâu: trong điều kiện địa hình thấp, có đầm lầy nước đọng và nhiều
chất dinh dưỡng, các loại cây được phát triển tốt như: cỏ lông lợn, cỏ sâu róm, rêu,
lăn, lác, lau, sậy và các loại cây nhỏ. Xác bã loại cây này tích tụ dần thành than bùn
sâu. Đặc điểm than bùn sâu là chứa nhiều chất dinh dưỡng và ít chua.
Than bùn chuyển tiếp: ở giữa hai loại than bùn trên. Đặc điểm của than bùn
nông và than bùn chuyển tiếp là ít dinh dưỡng, mức độ mùn hoá thấp và chua. [2]
1.1.1.3. Một số tính chất hóa lí của than bùn
Màu sắc: đen, sẫm hoặc nâu nhạt.
Cấu trúc: xốp hoặc nát bụi hoặc quyện thành bùn.
Mức độ phân giải:
- Loại tỉ lệ phân giải thấp: ~20%: còn giữ nguyên dạng của cây.
- Loạị tỉ lệ trung bình: 30 - 40%: hình dạng của cây khó phân biệt, có ít mùn
mục.
Khả năng giữ nước: biến thiên từ: 75 - 275%.
Dung tích hấp phụ: 150 - 250 mlđlg/100 gam than bùn khô.


TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Bùi Duy Cam, Phạm Văn Tình (2002), “Tách giữ kim lọai nặng chì, đồng,
niken, crom và thori từ dung dịch môi trường axit yếu bằng cột axit humic”, Tạp
chí Khoa học Đại học Quốc gia Hà Nội, KHTN  CN, Tập XVIII, (số 4).
[2] Lê Văn Căn (1978), Giáo trình hóa nông, NXB Nghiệp, Hà Nội.
[3] Đặng Kim Chi (2005), Hóa học môi trường, NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà
Nội.
[4] Lê Thị Hồng Dương, Nghiên cứu hoạt hóa than bùn bằng axit HCl và ứng
dụng làm vật liệu hấp phụ Cu
2+
, Pb
2+
, Zn
2+
trong dung dịch nước, Luận văn thạc
sĩ khoa học, Đại học Sư phạm Đà Nẵng, 2011.
[5] Lê Tự Hải (2006), “Nghiên cứu tách ion Cu
2+
trong dung dịch nước bằng vật
liệu hấp phụ Bentonit Thuận Hải”, Tạp chí Khoa học và Công nghệ Đại học Đà
Nẵng, Số 3 (15) – 4 (16).
[6] Lê Văn Khoa-Hoàng Văn Thế-Hoàng Văn Hoây (1970), Nông hóa học, Hà
Nội.
[7] Lê Văn Khoa (2001), Phương pháp phân tích đất, nước, phân bón và cây
trồng, NXB Giáo dục.
[8] Thân Văn Liên, Đoàn Thị Mơ, Lê Quang Thái, Nguyễn Đình Văn, Ngô Văn
Tuyến, Hoàng Bích Ngọc, Đỗ Quý Sơn, Thái Bá Cầu, “Trao đổi ion trong bùn”,
Tạp chí hóa học, T.35(3/1997).
[9] Dr. Phạm Luận (1987), sổ tay pha chế dung dịch, Tường Đại học Tổng hợp,
Hà Nội.
[10] Trần Mạnh Lục (2001), Nghiên cứu than bùn, axit humic chiết tách từ than
bùn miền trung và một số ứng dụng của chúng, Đề tài nghiên cứu khoa học , Đà
Nẵng,1999.
[11] Trần Mạnh Lục (1985), “Kết quả xác định thành phần hóa học các mẫu than
bùn Hòa Vang - Quảng Nam - Đà Nẵng”, Tập san Khoa học, Đại học Bách Khoa
Đà Nẵng, Số 10.
[12] Trần Mạnh Lục, Lê Phước Hòa (1986). “Ảnh hưởng của sự hoạt hóa than bùn
bằng axit clohidric đến một số đặc tính của nó”, Thông tin khoa học kĩ thuật
Quảng Nam – Đà Nẵng, Số 1.
[13] Lê Thị Mùi (2005), Nghiên cứu xác định đồng thời hàm lượng Cd, Zn và Pb
trong nước thải khu công nghiệp Hòa Khánh, Liên Chiểu, Đà Nẵng bằng phương
pháp Von – Ampe hòa tan. Đề tài Khoa học và Công Nghệ, Đại học cấp Bộ, Đại
học Đà Nẵng.
[14] Nguyễn Mười, Trần Nguyên Chính, Đỗ Nguyên Hải, Hoàng Văn Mùa, Phạm
Thanh Nga, Đào Châu Thu (2005), Giáo trình thổ nhưỡng học, NXB Nông nghiệp
Hà Nội.
[15]oàng Nhâm (2003), Hóa học vô cơ 3, NXB Giáo dục.
[16 Từ Vọng Nghi (2002), Phương pháp phân tích nước, NXK Khoa học và Kỹ
thuật.
[17] Nguyễn Trung Quân, Khảo sát khả năng hấp phụ Cu(II), Cd(II) của than bùn
và hợp chất humic chiết từ than bùn vùng U Minh, Luận văn tốt nghiệp, Đại học
Khoa Học tự nhiên TP. Hồ Chí Minh, 2009.
[18] Trần Công Tấu, Ngô Văn Phú, Hoàng Văn Hoây, Hoàng Văn Thế, Văn Huy
Hải, Trần Khắc Tiệp (1986), Thổ nhưỡng học, NXB Đại học và trung học chuyên
nghiệp hà Nội.
[19] Võ Kim Thành, Nghiên cứu khả năng phản ứng của axit humic với các lim
loại Ni, Fe và Mn, Luận văn tốt nghiệp, 1978.
[20] Phạm Văn Tình, Lưu Minh Đại, Kết tủa ion Thori(VI) và chì (II) bằng axit
humic trong xử lý môi trường, tạp chí hóa học, T35, số 2, Tr.66-69,1997.
[21] Hoàng Văn Tuệ (1973), Thổ nhưỡng học, khoa sinh vật, Đại học tổng hợp Hà
Nội.
[22] Trần Mạnh Trí (1997), “Sử dụng than bùn Việt Nam để sản xuất phân bón và
bảo vệ môi trường”, Tạp chí hóa học, T.35, Tr.94.
[23] Szalay (1974), Sự tích tụ Uran và các kim loại hiếm khác trong than đá, các phiến
thực vật và vai trò của axit humic trong sự làm giàu địa hoá đó, Stôc khôm .