Sử Dụng Vật Liệu Biến Tính Từ Vỏ Trấu Làm Xúc Tác Cho Quá Trình Oxy Hóa Nâng Cao Loại Bỏ Phẩm Màu

LỜI CẢM ƠN

Với những kiến thức đã đƣợc học trên ghế nhà trƣờng cùng với sự giúp đỡ

chỉ bảo tận tình của thầy, cô khoa Quản lý Tài nguyên rừng và Môi trƣờng,

Trƣờng Đại Học Lâm Nghiệp, em đã hoàn thành bài khóa luận tốt nghiệp của

mình với đề tài“Sử dụng vật liệu biến tính từ vỏ trấu làm xúc tác cho quá

trình oxy hóa nâng cao loại bỏ phẩm màu”.

Nhân dịp này, trƣớc hết em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo trong khoa

Quản lý Tài nguyên rừng và Môi trƣờng, thầy cô tại Trung tâm Phân tích môi

trƣờng, Trƣờng Đại Học Lâm Nghiệp, đã tạo điều kiện và giúp đỡ để em có thể

thực hiện tốt đề tài khóa luận của mình. Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc

đến thầy Vũ Huy Định và thầy Đặng Thế Anh, ngƣời đã định hƣớng, khuyến

khích, chỉ dẫn và giúp đỡ em xuyên suốt quá trình làm khóa luận tốt nghiệp.

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, tháng 05 năm 2018

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN

MỤC LỤC

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

DANH MỤC BẢNG

DANH MỤC HÌNH VẼ

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

CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU....................................................... 2

1.1....Nƣớc thải dệt nhuộm………………………………………………………2

1.2. Các loại thuốc nhuộm thƣờng dùng ở Việt Nam........................................... 5

1.3. Phƣơng pháp xử lý hợp chất azo trong nƣớc thải dệt nhuộm........................ 6

1.3.1. Các phƣơng pháp sinh học ..........................................................................6

1.3.2. Các phƣơng pháp điện hóa..........................................................................7

1.3.3. Các phƣơng pháp hóa học...........................................................................7

1.3.4. Ứng dụng quá trình Fenton xử lý màu thuốc nhuộm trong nƣớc thải dệt

nhuộm................................................................................................................. 13

1.4. Vỏ trấu.......................................................................................................... 15

1.4.1. Nguồn gốc phát sinh................................................................................. 15

1.4.2. Đặc tính của vỏ trấu ................................................................................ 15

1.4.3. Ảnh hƣởng của vỏ trấu tới môi trƣờng .................................................... 15

1.4.4. Ứng dụng của vỏ trấu............................................................................... 16

CHƢƠNG 2. MỤC TIÊU – ĐỐI TƢỢNG – NỘI DUNG – PHƢƠNG PHÁP

NGHIÊN CỨU.................................................................................................... 22

2.1. Mục tiêu của đề tài ....................................................................................... 22

2.1.1. Mục tiêu tổng quát.................................................................................... 22

2.1.2. Mục tiêu cụ thể......................................................................................... 22

2.2. Nội dung nghiên cứu.................................................................................... 22

2.3. Đối tƣợng – Phạm vi nghiên cứu ................................................................. 22

2.4. Phƣơng pháp nghiên cứu.............................................................................. 24

2.4.1. Biến tính vỏ trấu bằng phƣơng pháp gia nhiệt vật lý............................... 24

2.4.2. Xác định thành phần, tính chất vỏ trấu biến tính ..................................... 25

2.4.3. Phƣơng pháp phân tích nồng độ phẩm màu.............................................. 26

2.4.4. Phƣơng pháp tính hiệu suất xử lý màu...................................................... 28

CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN...................................................... 28

3.1. Đặc tính của vỏ trấu biến tính ...................................................................... 29

3.1.1.Hình thái bề mặt ........................................................................................ 29

3.1.2. Thành phần của vật liệu biến tính ............................................................ 30

3.2. Xây dựng đƣờng chuẩn theo dõi nồng độ phẩm màu ................................. 31

3.3. Khảo sát các điều kiện ảnh hƣởng đến quá trình xử lý phẩm màu .............. 32

3.3.1. Ảnh hƣởng của thời gian biến tính........................................................... 32

3.3.2. Ảnh hƣởng của nhiệt độ biến tính............................................................ 34

3.3.3. Ảnh hƣởng của hàm lƣợng muối sắt (III) đƣa vào biến tính vỏ trấu....... 35

3.4. Hiệu suất xử lý màu cho phẩm RY 160 ....................................................... 38

3.5. Nghiên cứu khả năng tái sử dụng của hệ xúc tác:........................................ 39

3.6. Đánh giá khả năng áp dụng quá trình Fenton/vỏ trấu biến tính xử lý độ màu

của một số phảm màu phổ biến:.......................................................................... 41

3.6.1. Xây dựng đƣờng chuẩn:............................................................................ 40

3.6.2. Hiệu suất xử lý độ màu ............................................................................ 45

KẾT LUẬN – TỒN TẠI – KIẾN NGHỊ ............................................................ 47

1. KẾT LUẬN..................................................................................................... 47

2. TỒN TẠI......................................................................................................... 47

3. KIẾN NGHỊ .................................................................................................... 48

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC 1

PHỤ LỤC 2

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

RY 160 Reactive Yellow 160

Phẩm màu vàng

DB 199 Direct Blue 199

Phẩm màu xanh da trời

DR 239 Direct-Red-239

Phẩm màu đỏ cờ

DR 224 Direct-Red-224

Phẩm màu đỏ sen

H Hiệu suất xử lý

UV-VIS Ultraviolet-visible spectroscopy

Phổ tử ngoại khả kiến

SEM Scanning electron microscope

Kính hiển vi điện tử quét

EDX Engery dispersive X-ray spectroscopy

Phổ tán xạ năng lƣợng tia X

COD Chemical oxigen demand

Nhu cầu oxi hóa học

DANH MỤC BẢNG

ảng 1.1. Đặc tính nƣớc thải của một số cơ sở dệt nhuộm ở Hà Nội...................3

ảng 1.2. Quy chuẩn kĩ thuật quốc gia QCVN 13-MT:2015/BTNMT về nƣớc

thải công nghiệp dệt nhuộm..................................................................................3

ảng 1.3. Điện thế oxi hóa của một số tác nhân oxi hóa mạnh trong môi trƣờng

lỏng........................................................................................................................9

Bảng 1.4. Thành phần các nguyên tố hóa học của vỏ trấu................................. 16

Bảng 2.1. Tên gọi và công thức cấu tạo của các phẩm màu nhuộm đƣợc sử dụng

............................................................................................................................ 23

Bảng 3.1. Thành phần các nguyên tố trong vỏ trấu sau khi biến tính................ 30

Bảng 3.2. Hiệu suất xử lý của hệ xúc tác ........................................................... 40

DANH MỤC HÌNH VẼ

H nh 1. 1 Các quá trình hình thành gốc hydroxyl............................................... 10

Hình 3.1. Ảnh SEM của vỏ trấu sau khi biến tính .............................................. 29

Hình 3.2. Phổ EDX của vỏ trấu sau khi biến tính............................................... 30

H nh 3.3. Tƣơng quan giữa độ hấp thụ quang và nồng độ phẩm màu RY 160 .. 31

Hình 3.4. Ảnh hƣởng của thời gian biến tính tới hiệu quả xử lý khi biến tính mẫu

xúc tác trong 1 giờ............................................................................................... 32

Hình 3.5. Ảnh hƣởng của thời gian biến tính tới hiệu quả xử lý khi biến tính mẫu

xúc tác trong 2 giờ............................................................................................... 33

Hình 3.6. Ảnh hƣởng của thời gian biến tính tới hiệu quả xử lý khi biến tính mẫu

xúc tác trong 3 giờ............................................................................................... 34

Hình 3.7. Ảnh hƣởng của nhiệt độ nung vỏ trấu................................................. 35

Hình 3.8. Ảnh hƣởng của hàm lƣợng muối tới hiệu quả xử lý khi biến tính mẫu

với hàm lƣợng muối Fe2(SO4)3 trong mẫu là 0.5g Fe2(SO4)3 ............................. 36

Hình 3.9. Ảnh hƣởng của hàm lƣợng muối tới hiệu quả xử lý khi biến tính mẫu

với hàm lƣợng muối Fe2(SO4)3 trong mẫu là 1.0g Fe2(SO4)3 ............................. 37

Hình 3.10. Ảnh hƣởng của hàm lƣợng muối tới hiệu quả xử lý khi biến tính mẫu

với hàm lƣợng muối Fe2(SO4)3 trong mẫu là 1.5g Fe2(SO4)3 ............................. 38

Hình 3.11. Hiệu suất xử lý độ màu của phẩm màu vàng (RY 160) theo thời gian

............................................................................................................................. 39

H nh 3.12. Tƣơng quan giữa độ hấp thụ quang và nồng độ phẩm Direct-Red-23

(DR 239).............................................................................................................. 42

H nh 3.13. Tƣơng quan giữa độ hấp thụ quang và nồng độ phẩm Direct Blue 199

(DB 199).............................................................................................................. 43

H nh 3.14. Tƣơng quan giữa độ hấp thụ quang và nồng độ phẩm Direct-Red-224

(DR 224).............................................................................................................. 44

H nh 3.15. Tƣơng quan giữa độ hấp thụ quang và nồng độ phẩm Acid Red 23 45

Hình 3.16. Hiệu suất xử lý độ màu của Acid Red, DB 199, DR 224, DR 239... 46