Nghiên Cứu Biến Tính Vật Liệu Có Nguồn Gốc Từ Gỗ Ứng Dụng Xử Lý Nước Chứa Kim Loại Nặng

TRƢỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP

KHOA QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN RỪNG VÀ MÔI TRƢỜNG

===&&&===

KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU BIẾN TÍNH VẬT LIỆU CÓ NGUỒN GỐC TỪ GỖ, ỨNG

DỤNG XỬ LÝ NƢỚC CHỨA KIM LOẠI NẶNG

CHUYÊN NGÀNH : KHOA HỌC MÔI TRƢỜNG

MÃ SỐ : 7440301

Giảng viên hướng dẫn : TS. Vũ Huy Định

Ths. Đặng Thị Thuý Hạt

Sinh viên thực hiện : Chu Mạnh Quyết

Mã sinh viên : 1753060137

Lớp : 62 - KHMT

Khóa học : 2017 - 2021

Hà Nội, 2021

i

MỤC LỤC

MỤC LỤC..............................................................................................................i

DANH MỤC CÁC BẢNG...................................................................................iii

DANH MỤC BIỂU ĐỒ VÀ SƠ ĐỒ ...................................................................iv

DANH MỤC HÌNH .............................................................................................. v

ĐẶT VẤN ĐỀ....................................................................................................... 1

CHƢƠNG I. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ....................................... 2

1.1. Vật liệu dựa trên nền cellulose....................................................................... 2

1.2 Nano cellulose ................................................................................................. 4

1.3 Gel cellulose .................................................................................................... 5

1.4 Vật liệu tổng hợp cellulose.............................................................................. 6

1.5 Dẫn xuất cellulose ........................................................................................... 6

1.6 Cellulose chức năng ........................................................................................ 7

1.7 Phƣơng pháp biến tính vật liệu nền cellulose ................................................. 8

1.8 Đ i n t về cellulose hemicellulose lignin ................................................... 11

1.9 Ô nhi m kim lo i nặng trong nƣ c ............................................................... 13

CHƢƠNG II: MỤC TIÊU ĐỐI TƢỢNG NỘI DUNG .................................... 16

VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU................................................................ 16

2.1 Mục tiêu nghiên cứu...................................................................................... 16

2.1.1 Mục tiêu chung........................................................................................... 16

2.1.2 Mục tiêu cụ thể.......................................................................................... 16

- Khảo sát các điều kiện biến tính vật liệu có nguồn gốc từ gỗ nâng cao tính chất

hấp phụ kim lo i của vật liệu nền cellulose. ....................................................... 16

- Xác định khả năng hấp phụ kim lo i nặng đối v i dung dịch kim lo i đƣợc pha

chế trong phòng thí nghiệm bằng vật liệu biến tính có nguồn gốc từ gỗ............ 16

2.2 Đối tƣợng nghiên cứu và ph m vi nghiên cứu.............................................. 16

2.3 Nội dung nghiên cứu ..................................................................................... 18

2.4 Phƣơng pháp nghiên cứu............................................................................... 18

2.4.1 Phƣơng pháp bố trí thí nghiệm................................................................... 18

ii

2.4.2 Phƣơng pháp biến tính vật liệu .................................................................. 20

Phƣơng pháp biến tính vật liệu có nguồn gốc từ gỗ bằng axit kiềm dựa trên các

c ng trình của Argun Meena Shukla nhƣ đã đề cập ở chƣơng tổng quan. ....... 20

2.4.3 Phƣơng pháp đánh giá khả năng hấp phụ của vật liệu biến tính................ 22

CHƢƠNG III: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN.......................... 29

3.1. Biến tính vật liệu có nguồn gốc từ gỗ .......................................................... 29

3.1.1 Mùn cƣa gỗ lim mùn cƣa gỗ keo bìa carton ............................................ 29

3.1.2 Các điều kiện hấp phụ của vật liệu biến tính ............................................. 29

3.2 Khả năng hấp phụ ion kim lo i của vật liệu biến tính .................................. 30

3.2.1 Khả năng hấp phụ Cu(II) của vật liệu biến tính......................................... 30

3.2.2 Khả năng hấp phụ Fe(III) của vật liệu biến tính ........................................ 33

3.2.3 Khả năng hấp phụ Zn(II) của vật liệu biến tính ......................................... 36

3.2.4 Khả năng hấp phụ Mn(II) của vật liệu biến tính........................................ 39

3.2.5 Khả năng hấp phụ Pb(II) của vật liệu biến tính ......................................... 42

3.3 So sánh khả năng hấp phụ các kim lo i theo từng vật liệu ........................... 45

3.3.1 Vật liệu mùn cƣa gỗ lim............................................................................. 45

3.3.2 Vật liệu mùn cƣa gỗ keo ............................................................................ 46

3.3.3 Vật liệu bìa carton ...................................................................................... 48

CHƢƠNG IV: KIẾN LUẬN TỒN TẠI KHUYẾN NGHỊ .............................. 49

4.1 Kết luận ......................................................................................................... 49

4.2 Tồn t i............................................................................................................ 50

4.3 Khuyến nghị .................................................................................................. 50

Đề xuất sử dụng vật liệu biến tính từ phụ phẩm có nguồn gốc từ gỗ ................. 50

TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................... 51

PHỤ LỤC............................................................................................................ 52

iii

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1: Bảng dụng cụ thiết bị......................................................................... 18

Bảng 3.1: Sự hấp phụ Pb(II) của vật liệu biến tính từ gỗ lim/bazơ theo thời gian

............................................................................................................................. 29

Bảng 3.2: Giá trị pH hấp phụ .............................................................................. 30

Bảng 3.3: Khả năng hấp phụ Cu(II) bằng vật liệu mùn cƣa gỗ lim.................... 31

Bảng 3.4: Khả năng hấp phụ Cu(II) bằng vật liệu mùn cƣa gỗ keo ................... 32

Bảng 3.5: Khả năng hấp phụ Fe(III) bằng vật liệu mùn cƣa gỗ lim ................... 33

Bảng 3.6: Khả năng hấp phụ Fe(III) bằng vật liệu mùn cƣa gỗ keo................... 34

Bảng 3.7: Khả năng hấp phụ Fe(III) bằng vật liệu bìa carton............................. 35

Bảng 3.8: Khả năng hấp phụ Zn(II) bằng vật liệu mùn cƣa gỗ lim .................... 36

Bảng 3.10: Khả năng hấp phụ Zn(II) bằng vật liệu mùn cƣa gỗ keo.................. 37

Bảng 3.11: Khả năng hấp phụ Zn(II) bằng vật liệu bìa carton ........................... 38

Bảng 3.12: Khả năng hấp phụ Mn(II) của vật liệu biến tính từ.......................... 39

mùn cƣa gỗ lim.................................................................................................... 39

Bảng 3.13: Khả năng hấp phụ Mn(II) của vật liệu biến tính từ mùn cƣa gỗ keo

............................................................................................................................. 40

Bảng 3.14: Khả năng hấp phụ Mn(II) của vật liệu biến tính từ bìa carton ......... 41

Bảng 3.15: Khả năng hấp phụ Pb(II) của vật liệu biến tính từ mùn cƣa gỗ lim 42

Bảng 3.16: Khả năng hấp phụ Pb(II) của vật liệu biến tính từ mùn cƣa gỗ keo 43

Bảng 3.17: Khả năng hấp phụ Pb(II) của vật liệu biến tính từ bìa carbon ......... 44

iv

DANH MỤC BIỂU ĐỒ VÀ SƠ ĐỒ

Sơ đồ 2.1: Các bƣ c tiến hành biến tính vật liệu ................................................ 21

Biểu đồ 3.1: Khả năng hấp phụ Cu(II) bằng mùn cƣa gỗ lim biến tính ............. 31

Biểu đồ 3.2: Khả năng hấp phụ Cu(II) bằng mùn cƣa gỗ keo biến tính ............. 32

Biểu đồ 3.3: Khả năng hấp phụ Fe(III) bằng mùn cƣa gỗ lim biến tính............. 33

Biểu đồ 3.4: Khả năng hấp phụ Fe(III) bằng mùn cƣa gỗ keo biến tính ............ 34

Biểu đồ 3.5: Khả năng hấp phụ Fe(III) bằng bìa carton biến tính ...................... 35

Biểu đồ 3.9: Khả năng hấp phụ Zn(II) bằng mùn cƣa gỗ lim biến tính.............. 36

Biểu đồ 3.7: Khả năng hấp phụ Zn(II) bằng mùn cƣa gỗ keo biến tính ............. 37

Biểu đồ 3.8: Khả năng hấp phụ Zn(II) bằng bìa carton biến tính ....................... 38

Biểu đồ 3.9: Khả năng hấp phụ Mn(II) bằng mùn cƣa gỗ lim biến tính............. 40

Biểu đồ 3.10: Khả năng hấp phụ Mn(II) bằng mùn cƣa gỗ keo biến tính .......... 41

Biểu đồ 3.11: Khả năng hấp phụ Mn(II) bằng bìa carton biến tính .................... 42

Biểu đồ 3.12: Khả năng hấp phụ Pb(II) bằng mùn cƣa gỗ lim biến tính............ 43

Biểu đồ 3.13: Khả năng hấp phụ Pb(II) bằng mùn cƣa gỗ keo biến tính .......... 44

Biểu đồ: 3.14 khả năng hấp phụ Pb(II) bằng bìa carton biến tính ...................... 45

Biểu đồ 3.15: Khả năng hấp phụ các kim lo i của mùn cƣa gỗ lim biến tính bằng

kiềm..................................................................................................................... 45

Biểu đồ 3.16: Khả năng hấp phụ các kim lo i của mùn cƣa gỗ lim ................... 46

biến tính bằng axit............................................................................................... 46

Biểu đồ 3.17: Khả năng hấp phụ các kim lo i của mùn cƣa gỗ keo ngâm kiềm 47

Biểu đồ 3.18: Khả năng hấp phụ các kim lo i của mùn cƣa gỗ keo ngâm axit.. 47

Biểu đồ 3.19: Khả năng hấp phụ các kim lo i của bìa carton ngâm nƣ c.......... 48

Biểu đồ 3.20: Khả năng hấp phụ các kim lo i của bìa carton ngâm axit............ 48