Nghiên Cứu Các Điều Kiện Biến Tính Than Hoạt Tính Từ Cây Chuối

i

LỜI CÁM ƠN

Trong suốt quá trình thực hiện khóa luận tốt nghiệp, em đã học hỏi và tích

lũy đƣợc nhiều kinh nghiệm quý báu về mặt kiến thức cũng nhƣ những kinh

nghiệm sống. Đề hoàn thành đề tài nghiên cứu này, ngoài sự nỗ lực của bản

thân, em còn nhận đƣợc nhiều sự hỗ trợ và giúp đỡ rất tận tình của thầy cô, gia

đình và bạn bè. Em xin chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc đến:

Thầy Bùi Văn Năng (Giám đốc trung tâm) đã đồng ý làm giáo viên hƣớng

dẫn Khóa luận Tốt nghiệp, định hƣớng cho em chọn đề tài và thầy đã tạo mọi

điều kiện thuận lợi cho em phát huy tính tự giác trong nghiên cứu, theo sát em

trong quá trình thực hiện đề tài.

Cảm ơn Trung tâm phân tích môi trƣờng đã giúp đỡ em trong quá trình

làm thí nghiệm.

Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn!.

Hà Nội, tháng 5 năm 2018

Chu Thị Hồng Nhung

ii

MỤC LỤC

LỜI CÁM ƠN ..............................................................................................i

MỤC LỤC ..................................................................................................ii

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ............................................................v

DANH MỤC BẢNG ..................................................................................vi

DANH MỤC HÌNH ẢNH .........................................................................vii

TÓM TẮT KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP.........................................................viii

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

Chƣơng 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ...............................2

1.1. Giới thiệu về cây chuối ........................................................................2

1.1.1.Tên khoa học ......................................................................................2

1.1.2. Phân loại các loài chuối ở Việt Nam .................................................2

1.1.3. Đặc điểm hình thái của chuối ............................................................5

1.1.4. Điều kiện gieo trồng chuối ................................................................8

1.1.5. Tình hình trồng chuối ở trên thế giới và Việt Nam .......................... 10

1.1.6. Ý nghĩa thực tiễn của cây chuối ...................................................... 11

1.2. Một số hƣớng nghiên cứu từ sản phẩm nông nghiệp ........................... 12

1.2.1. Hấp phụ ion kim loại nặng............................................................... 12

1.2.2. Hấp phụ Xanhmetylen và chất hữu cơ.............................................. 13

1.3. Giới thiệu than hoạt tính điều chế vật liệu từ sinh khối thực vật.......... 14

1.3.1. Định nghĩa than hoạt tính ................................................................ 15

1.3.2. Đặc trƣng về tính chất vật lý, hóa học của than hoạt tính ................. 16

1.3.3. Khả năng hấp phụ của than hoạt tính .............................................. 17

1.3.4. Nguyên liệu chế tạo than hoạt tính.................................................. 18

1.3.5. Phƣơng pháp sản xuất than hoạt tính............................................... 18

1.4. Giới thiệu về phƣơng pháp hấp phụ .................................................... 20

1.4.1. Các khái niệm.................................................................................. 20

1.4.2. Các mô hình cơ bản của quá trình hấp phụ ....................................... 22

iii

Chƣơng 2 MỤC TIÊU, ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG

PHÁPNGHIÊN CỨU ............................................................................... 25

2.1. Mục tiêu nghiên cứu........................................................................... 25

2.2. Đối tƣợng nghiên cứu......................................................................... 25

2.3. Nội dung nghiên cứu .......................................................................... 25

2.4. Phƣơng pháp nghiên cứu .................................................................... 26

2.4.1. Phƣơng pháp kế thừa số liệu ............................................................ 26

2.4.2. Phƣơng pháp lấy mẫu nghiên cứu .................................................... 26

2.4.3. Phƣơng pháp tổng hợp than hoạt tính từ vỏ thân cây Chuối.............. 27

2.4.4. Phƣơng pháp Scanning Electron Microscope (SEM) ........................ 28

2.4.5. Phƣơng pháp quang phổ hồng ngoại (IR)................................................. 29

2.4.6. Phƣơng pháp bố trí thí nghiệm đánh giá khả năng hấp phụ của hoạt

tính từ cây Chuối....................................................................................... 30

2.4.7. Phƣơng pháp phân tích trong phòng thí nghiệm ............................... 30

2.5. Phƣơng pháp xử lý số liệu .................................................................. 33

Chƣơng 3 THỰC NGHIỆM....................................................................... 34

3.1. Hóa chất, dụng cụ và thiết bị thí nghiệm............................................. 34

3.1.1. Hóa chất .......................................................................................... 34

3.1.2. Dụng cụ và thiết bị thí nghiệm......................................................... 34

3.2. Thực nghiệm ...................................................................................... 35

3.2.1. Tổng hợp than hoạt tính từ cây Chuối .............................................. 35

3.2.2. Xác định khả năng hấp phụ Xanh Metylen trong dung dịch bằng than

hoạt tính.................................................................................................... 38

3.2.3. Xác định khả năng hấp phụ phẩm màu Ractived Yellow (Reactive

yellow 160) trong dung dịch bằng than hoạt tính ....................................... 40

3.2.4. Xác định khả năng hỗn hợp hấp phụ Xanh Metylen với phẩm màu

Ractived Yellow trong dung dịch bằng than hoạt tính ............................... 41

Chƣơng 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ........................................................ 42

4.1. Kết quả tổng hợp than hoạt tính từ cây Chuối ..................................... 42

iv

4.1.1. Sản phẩm tổng hợp từ phƣơng pháp 1: Than hóa và biến tính thành

than hoạt tính ............................................................................................ 42

4.1.2. Sản phẩm tổng hợp từ phƣơng pháp 2: Tổng hợp than hoạt tính từ tác

nhân hoạt hóa ZnCl3 3M............................................................................ 45

4.2. Kết quả khảo sát khả năng hấp phụ Xanh Metylen trong dung dịch bằng

các mẫu vật hấp phụ từ cây Chuối ............................................................. 50

4.3. Kết quả phân tích khả năng hấp phụ Ractived Yellow trong dung dịch

bằng các mẫu than hoạt tính. ..................................................................... 54

4.4. Kết quả phân tích khả năng hấp phụ hỗn hợp Xanh Metylen với phẩm

màu Ractived Yellow................................................................................. 58

4.5. Đề xuất hƣớng ứng dụng .................................................................... 59

Chƣơng 5 KẾT LUẬN – TỒN TẠI – KHUYẾN NGHỊ ............................. 60

5.1. Kết luận.............................................................................................. 60

5.2. Tồn tại................................................................................................ 61

5.3. Khuyến nghị....................................................................................... 61

TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................... 62

PHỤ LỤC ................................................................................................. 64

v

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

IR: Infrared

SEM: Scanning Electron Microscope

vi

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.3: Đặc điểm ngoại hình của hai loại chuối M. Acuminita và M. Balbisiana

…………………………………………………………………………………...4

Bảng 3.1 : Danh mục các hóa chất cần thiết cho nghiên cứu ............................. 34

Bảng 4.1. Khối lƣợng mẫu trƣớc và sau khi than hóa ........................................ 42

Bảng 4.2. Khối lƣợng mẫu trƣớc và sau khi than hóa ........................................ 46

Bảng 4.3 : Kết quả xây dựng đƣờng chuẩn để định lƣợng đo độ hấp thụ quang

của Xanh Metylen ở các mức nồng độ khác nhau .............................................. 50

Bảng 4.4: Nồng độ của Xanh Methylen sau khi xử lý bằng than hoạt tính....... 51

Bảng 4.5: Kết quả xây dựng đƣờng chuẩn để định lƣợng đo độ hấp thụ quang

của phẩm màu Ractived Yellow ở các mức nồng độ khác nhau ........................ 55

Bảng 4.6: Nồng độ của phẩm màu Ractived Yellow sau khi xử lý bằng than hoạt

tính....................................................................................................................... 55

Bảng 4.7: Khả năng hấp phụ hỗn hợp Xanh Metylen với phẩm màu Ractived

Yellow sau khi xử lý bằng than hoạt tính ........................................................... 58

vii

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1: Cây Chuối.............................................................................................. 2

Hình 3.1: Bố trí thí nghiệm quá trình hoạt hóa ................................................... 37

Hình 4.1: Vật liệu trƣớc và sau khi than hóa ...................................................... 42

Hình 4.2: Ảnh SEM của mẫu M1........................................................................ 43

Hình 4.3: Phổ FTIR của mẫu M1........................................................................ 44

Hình 4.4: Vật liệu trƣớc và sau khi than hóa ...................................................... 45

Hình 4.5: Ảnh SEM của mẫu M2........................................................................ 47

Hình 4.6: Phổ FTIR của mẫu M2........................................................................ 49

Hình 4.7 : Đƣờng chuẩn của dung dịch Xanh Metylen ...................................... 50

Hình 4.8: Biểu đồ kết quả phân tích khả năng hấp phụ ...................................... 52

Hình 4.9 : Biểu đồ thể hiện hiệu suất hấp phụ màu Xanh Metylen của các mẫu ở

các nồng độ khác nhau. ....................................................................................... 52

Hình 4.10: Biểu đồ dung lƣợng hấp phụ Xanh Metylen của mẫu M2 và than

thị trƣờng ............................................................................................................ 54

Hình 4.11: Đƣờng chuẩn dung dịch phẩm màu Ractived Yellow...................... 55

Hình 4.12: Dung lƣợng hấp phụ của mẫu M1, M2............................................. 56

Hình 4.13: Biểu đồ thể hiện hiệu suất xử lý của mẫu M1, M2 với các nồng độ .... 57

khác nhau. ............................................................................................................ 57

Hình 4.14: Biểu đồ dung lƣợng hấp phụ hỗn hợp Xanh Metylen với phẩm màu

Ractived Yellow.................................................................................................. 58