Xử Lý Phẩm Màu Bằng Kỹ Thuật Fenton Sử Dụng Vật Liệu Biến Tính Từ Than Trấu Bằng Muối Sắt Ii

TRƢỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP

KHOA QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN RỪNG & MÔI TRƢỜNG

----------------------------------

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

XỬ LÝ PHẨM MÀU BẰNG KỸ THUẬT FENTON XỬ DỤNG

VẬT LIỆU BIẾN TÍNH TỪ THAN TRẤU BẰNG MUỐI SẮT(II)

NGÀNH: KHOA HỌC MÔI TRƢỜNG

MÃ SỐ : 306

Giáo viên hướng dẫn : TS. Vũ Huy Định

: Th.S Đặng Thế Anh

Sinh viên thực hiện : Nguyễn Thị Phương Lan

Mã sinh viên : 1453060955

Lớp : K59B – KHMT

Khóa học : 2017 – 2018

Hà Nội, 2018

i

LỜI CẢM ƠN

Thực hiện kế hoạch đào tạo của trƣờng Đại học Lâm nghiệp để đánh giá

kết quả học tập của sinh viên sau 4 năm học và làm quen với việc nghiên cứu

khoa học. Đƣợc sự đồng ý của Khoa Quản lý TNR&MT, Bộ môn Hóa Học tôi

tiến hành thực hiện khóa luận tốt nghiệp: “Xử lý phẩm màu bằng kỹ thuật

Fenton sử dụng vật liệu biến tính từ than trấu bằng muối sắt(II)”. Sau một

thời gian miệt mài nghiên cứu tôi đã hoàn thành khóa luận này. Cho phép tôi

đƣợc bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc này đến TS. Vũ Huy Định; ThS. Đặng Thế Anh

đã chỉ bảo và tạo điều kiện để giúp đỡ tôi thực hiện khóa luận này.

Trong quá trình thực tập tại phòng thí nghiệm, Trƣờng Đại học Lâm

nghiệp tôi đã nhận đƣợc sự giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi của Ban giám

đốc trung tâm phân tích và ứng dụng công nghệ địa không gian, các thầy cô giáo

cùng toàn thể cán bộ công nhân viên của Trung tâm, tôi xin chân thành cảm ơn.

Cuối cùng tôi xin cảm ơn gia đình, ngƣời thân và toàn thể bạn bè cùng

nhóm khóa luận đã giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện khóa

luận này.

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Xuân Mai, ngày 10 tháng 5 năm 2018

Sinh viên

Nguyễn Thị Phƣơng Lan

ii

TÓM TẮT NỘI DUNG KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

1. Tên khóa luận tốt nghiệp: “Xử lý phẩm màu bằng kỹ thuật Fenton sử

dụng vật liệu biến tính từ than trấu bằng muối sắt(II)”

2. Giáo viên hƣớng dẫn: ThS. Đặng Thế Anh

TS. Vũ Huy Định

3. Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Phƣơng Lan

Chuyên ngành học: Khoa học môi trƣờng

4. Mục tiêu nghiên cứu.

Mục tiêu tổng quát: Chế tạo vật liệu có khả năng xúc tác cho quá trình oxy

hóa nâng cao xử lý các hợp chất hữu cơ khó phân hủy trong nƣớc thải.

Mục tiêu cụ thể:

- Biến tính than trấu thành vật liệu có khả năng xúc tác cho quá trình

Fenton

- Xác định hình thái, đặc điểm thành phần của than trấu sau biến tính biến

tính.

- Tìm ra điều kiện thích hợp áp dụng phƣơng pháp Fenton dị thể xử lý loại

bỏ phẩm màu RY 160 bằng xúc tác than trấu biến tính.

- Áp dụng kỹ thuật Fenton/than trấu biến tính cho đối tƣợng phẩm nhuộm

thông dụng khác

5. Đối tƣợng nghiên cứu

- Than trấu.

- Các phẩm màu: Màu đỏ cờ, màu đỏ sen, màu đỏ vang, màu xanh và màu

vàng đƣợc mua của công ty TNHH Thƣơng mại Tân Hồng Phát – số 92 Cửa

Bắc, Quán Thánh, Ba Đình, Hà Nội.

- Muối Mohr

6. Nội dung nghiên cứu

- Nghiên cứu biến tính than trấu thành vật liệu có khả năng xúc tác.

- Khảo sát các yếu tố ảnh hƣởng đến hiệu suất khi sử dụng than trấu biến

tính xử lý dung dịch phẩm màu.

iii

- Áp dụng kỹ thuật Fenton/than trấu biến tính để xử lý cho các mẫu nƣớc

phẩm màu.

7. Phƣơng pháp nghiên cứu.

- Phƣơng pháp biến tính than trấu bằng các muối sắt và gia nhiệt.

- Phƣơng pháp xác định đặc trƣng bề mặt vật liệu (SEM), thành phần hóa

học (EDX).

- Phƣơng pháp lập đƣờng chuẩn tƣơng quan giữa độ hấp thụ quang và nồng

độ phẩm màu.

- Phƣơng pháp UV-vis xác định nồng độ phẩm màu.

- Phƣơng pháp khảo sát các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình Fenton/than

trấu biến tính.

8. Những kết quả đạt đƣợc

Các kết quả chính của khóa luận thu đƣợc nhƣ sau:

- Quy trình biến tính than trấu thành vật liệu có hoạt tính xúc tác cao, ứng

dụng cho quá trình Fenton dị thể phân hủy phẩm màu hữu cơ Reactive Yellow

160..

- Xác định đƣợc đặc trƣng vật liệu nhƣ kích thƣớc, tính chất bề mặt của

than trấu sau khi biến tính đƣợc xác định bằng phƣơng pháp SEM, xác định

đƣợc thành phần hóa học bằng phƣơng pháp EDX. Kết quả cho thấy bề mặt than

trấu sau biến tính sần sùi, không trơn nhẵn, nhiều lỗ xốp, diện tích bề mặt lớn,

tạo điều kiện cho quá trình hấp phụ-oxi hóa. Thành phần hóa học của vật liệu

sau biến tính có nhiều silic ở dạng SiO2, cũng tăng khả năng hấp phụ của vật

liệu; đặc biệt sự xuất hiện của nguyên tố sắt (0,65%), đã khẳng định sự tham gia

của muối Mohr vào cấu trúc than trấu

- Tìm đƣợc điều kiện thích hợp để tiến hành kỹ thuật Fenton, sử dụng than

trấu biến tính cho các mẫu phẩm màu. Điều kiện thích hợp: lƣợng than trấu biến

tính 1g/L; thể tích H2O2 30% 0,2ml ( nồng độ 0,435mM); pH=2, ở nhiệt độ phòng.

- Áp dụng xử lý tƣơng tự của phẩm màu RY 160 cho các phẩm màu phổ

biến khác: DR 239, DR 224, AR 23 và DB 199 cho hiệu quả xử lý cao..

iv

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................ i

TÓM TẮT NỘI DUNG KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP .......................................ii

MỤC LỤC............................................................................................................ iv

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ..................................................................... vi

DANH MỤC BẢNG........................................................................................... vii

DANH MỤC HÌNH ...........................................................................................viii

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

CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU................................ 3

1.1.Tổng quan về nƣớc thải dệt nhuộm................................................................. 3

1.1.1. Nguồn phát sinh nƣớc thải dệt nhuộm........................................................ 3

1.1.2. Đặc tính của nƣớc thải dệt nhuộm .............................................................. 3

1.1.3. Khả năng gây ô nhiễm môi trƣờng của nƣớc thải ngành dệt nhuộm.......... 4

1.2.Các phƣơng pháp xử lý thuốc nhuộm trong nƣớc thải dệt nhuộm. ................ 8

1.2.1. Xử lý nƣớc thải bằng phƣơng pháp cơ học................................................. 8

1.2.2. Phƣơng pháp hóa lý..................................................................................... 9

1.2.3. Phƣơng pháp sinh học ............................................................................... 11

1.2.4. Phƣơng pháp hóa học................................................................................ 11

1.3.Tổng quan về vật liệu biến tính than trấu ..................................................... 13

1.3.1. Đặc điểm cấu tạo và thành phần ............................................................... 13

1.3.2. Ứng dụng than trấu.................................................................................... 14

CHƢƠNG 2: MỤC TIÊU - ĐỐI TƢỢNG - NỘI DUNG PHƢƠNG PHÁP

NGHIÊN CỨU.................................................................................................... 15

2.1.Mục tiêu nghiên cứu...................................................................................... 15

2.2.Đối tƣợng nghiên cứu.................................................................................... 15

2.3.Nội dung nghiên cứu..................................................................................... 17

2.4.Hóa chất, thiết bị, dụng cụ ............................................................................ 17

2.4.1. Hóa chất .................................................................................................... 17

2.4.2. Thiết bị và dụng cụ thí nghiệm ................................................................. 18