Thạc Sĩ Nghiên cứu khả năng tách loại và thu hồi một số kim loại nặng trong dung dịch nước bằng vật liệu hấp

MỞ ĐẦU


Hiện nay, môi trường và ô nhiễm môi trường đang là vấn đề thời sự nóng bỏng được cả thế giới quan tâm. Nước là nguồn tài nguyên vô cùng quan trọng và cần thiết cho sự sống nhưng đang bị ô nhiễm nghiêm trọng. Do đó việc xử lý ô nhiễm môi trường nước đang trở thành vấn đề được quan tâm không chỉ ở Việt Nam mà trên toàn thế giới.

Đã có nhiều phương pháp được áp dụng nhằm tách các ion kim loại nặng ra khỏi môi trường nước như: phương pháp hóa lý (phương pháp hấp phụ, phương pháp trao đổi ion, ), phương pháp sinh học, phương pháp hóa học Trong đó phương pháp hấp phụ - sử dụng vật liệu hấp phụ (VLHP) chế tạo từ các nguồn tự nhiên như vỏ trấu, bã mía, lõi ngô, vỏ đậu, rau câu, để tách loại và thu hồi các kim loại nặng từ dung dịch nước đã được một số tác giả trên thế giới và trong nước nghiên cứu [ . Loại VLHP này có khả năng ứng dụng rất lớn trong kỹ thuật xử lý các nguồn nước bị ô nhiễm kim loại nặng trong tương lai.
Phương pháp xử lý sử dụng VLHP sinh học có nhiều ưu việt so với các phương pháp xử lý khác như giá thành xử lý không cao, tách loại được đồng thời nhiều kim loại trong dung dịch, có khả năng tái sử dụng VLHP và thu hồi kim loại.
Vỏ lạc là một nguồn nguyên liệu phổ biến ở Việt Nam có sản lượng hàng năm rất lớn [7]. Nhằm tận dụng nguồn nguyên liệu dồi dào này, chúng tôi tập trung nghiên cứu đề tài : "Nghiên cứu khả năng tách loại và thu hồi một số kim loại nặng trong dung dịch nước bằng vật liệu hấp phụ chế tạo từ vỏ lạc".
Trong đề tài này, chúng tôi thực hiện các nội dung sau:

ã Chế tạo vật liệu hấp phụ (VLHP).

ã Khảo sát khả năng hấp phụ Cu2+, Pb2+, Cd2+, Mn2+, Ni2+ của VLHP bằng phương pháp hấp phụ động.
ã Giải hấp thu hồi các kim loại nặng Cu2+, Pb2+, Cd2+, Mn2+, Ni2+ .

ã Tái sử dụng VLHP.

ã Xử lý thăm dò khả năng hấp phụ của Ni2+ trong nước thải bằng VLHP.


MỤC LỤC

Mở đầu .1

Chương 1: TỔNG QUAN .3

1.1 Giới thiệu chung về một số ion kim loại nặng .3

1.1.1. Các kim loại nặng 3

1.1.2. Tình trạng ô nhiễm kim loại nặng .5

1.1.3 Tác dụng sinh hóa kim loại nặng đối với con người và môi trường 5
1.2. Giới thiệu về phương pháp hấp phụ .6

1.2.1. Các khái niệm 6

1.2.2. Các mô hình cơ bản của quá trình hấp phụ .9

1.3. Giới thiệu về nguyên liệu vỏ lạc 15

1.3.1.Thành phần và tính chất của vỏ lạc .15

1.3.2. Một số hướng nghiên cứu vỏ lạc làm VLHP .17

1.4.Giới thiệu sơ lược về phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử

(AAS) .17

1.4.1.Nguyên tắc .17

1.4.2. Điều kiện nguyên tử hóa mẫu 19

1.4.3. Cường độ vạch phổ hấp thụ nguyên tử 19

1.4.4. Phương pháp đường chuẩn 20

1.4.5. Ưu điểm của phép đo 21

Chương 2: THỰC NGHIỆM 22

2.1. Thiết bị và hóa chất .22

2.1.1. Thiết bị 22

2.1.2. Hóa chất 22

2.2. Chế tạo VLHP từ nguyên liệu vỏ lạc 23

2.3. Các điều kiện tối ưu để xác định hàm lượng một số ion kim loại nặng bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử .24

2.4 Khảo sát khả năng hấp phụ một số ion kim loại nặng của VLHP chế tạo từ vỏ lạc bằng phương pháp hấp phụ động trên cột 28
2.4.1. Chuẩn bị cột hấp phụ 28

2.4.2. Khảo sát ảnh hưởng của tốc độ dòng .29

2.4.3. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ đầu chất bị hấp phụ 36

2.5. Khảo sát khả năng thu hồi một số ion kim loại nặng 44

2.5.2. Khảo sát ảnh hưởng của tốc độ dòng đến khả năng giải hấp
các ion Cu2+, Pb2+ và Ni . 44

2.5.1. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ axit HNO3 đến sự thu hồi các ion kim loại Cu2+ và Pb2+ .48

2.6 Khảo sát khả năng hấp phụ của nguyên liệu vỏ lạc 52

2.6.1 Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ đầu 52

2.7 Khảo sát khả năng tái sử dụng VLHP 61
2.8 Khảo sát khả năng tách loại và thu hồi ion Ni2+trong nước thải nhà máy Z159 bằng phương pháp hấp phụ trên VLHP chế tạo từ vỏ lạc
64
2.8.1 Khảo sát khả năng tách loại của ion Ni2+ .64
2.8.2 Khảo sát khả năng giải hấp của ion Ni2+ .65

KẾT LUẬN 67

TÀI LIỆU THAM KHẢO .69