TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP ViỆT TRÌ

KHOA: CÔNG NGHỆ MÔI TRƢỜNG

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

ĐỀ TÀI:

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG HẤP PHỤ Mn 2+ TRÊN BENTONIT CỔ ĐỊNH – THANH HÓA

Giảng viên hướng dẫn : TS. Thân Văn Liên Sinh viên thực hiện : Hoàng Thành Đạt

: MT1D12

Lớp

1

NỘI DUNG

Chƣơng 1: Tổng quan

Chƣơng 2: Đối tƣợng và Phƣơng pháp nghiên cứu

Chƣơng 3: Kết quả và thảo luận

2

Chƣơng 1: Tổng Quan

1.1. Tổng quan về bentonite

1.2 Sự hấp phụ của các ion kim loại nặng từ môi trƣờng nƣớc của bentonite

1.3 Ứng dụng của bentonite

3

Chƣơng 2 : Đối tƣợng và Phƣơng pháp nghiên cứu

 Đối tƣợng nghiên cứu

Bảng 2.1: Thành phần hóa học bentonite Cổ Định – Thanh Hóa

Thành phần hóa học

Hàm lƣợng, %

47,47

SiO2

4,92

Al2O3

22,79

Fe2O3

CaO

0,18

MgO

8,94

0,23

K2O

0,01

Na2O

MnO

0,16

0,13

Cr2O4

0,07

SO3

Độ ẩm

12,60

9,20

Mất khi nung

4

- theo phản ứng sau:

 Phƣơng pháp trắc quang phân tích mangan

2- + 16H+

Nguyên tắc: oxi hóa Mn2+ thành MnO4

- + 5SO4

2Mn2+ + 5/2S2O8 + 8H2O = 2MnO4

 Xây dựng đường chuẩn Mn

Phản ứng sảy ra trong môi trường axit H2SO4, HNO3 có xúc tác AgNO3.

STT

Mn (mg/l)

D

0

0

0

1

0.05

0.001

2

0.10

0.004

3

0.25

0.01

4

0,5

0.017

5

1

0.04

6

2

0.086

7

3

0.123

8

4

0.164

5

9

5

0.207

Bảng 2.1. Quan hệ giữa mật độ quang D và nồng độ Mn2+.

D

0.25

0.2

y = 0.0415x - 0.0008 R² = 0.9995

0.15

0.1

0.05

0

0

1

2

3

4

5

6

Nồng độ Mn (II) (mg/l)

-0.05

6

Hình 2.1: Đường chuẩn Mn

CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3.1. Xác định thời gian đạt cân bằng hấp phụ

Bảng 3.1: Mối quan hệ giữa mật độ quang và thời gian đạt cân bằng hấp phụ

1.92

1.824

1.713

1.628

1.567

1.568

1.568

Thời gian khuấy ( h ) 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4

Mn2+

Nồng độ cân bằng (g/.l)

mg/g)

7

Hấp dung A ( 2.66 5.86 9.56 12.4 14.43 14.44 14.44

- Khi thời gian hấp phụ thay đổi từ 0,5 đến 4h , lượng Mn2+ trong dung dịch bị hấp

Hình 3.1 Đồ thị thể hiện sự phụ thuộc của hấp phụ vào thời gian

thời gian 3h là thời gian tối ưu cho sự hấp phụ Mn2+ cuả bentonite.

8

phụ biến đổi tỉ lệ thuận theo thời gian

3.2.Ảnh hƣởng của lƣợng bentonit dùng để hấp phụ

Khối lượng

0.25

0.5

1

2

3

bentonit (g)

Nồng độ cân

Bảng 3.2. Kết quả sự phụ thuộc hấp phụ vào lượng bentonite

bằng Mn2+

(g/l)

Hấp dung

6

8

14.7

14.8

14.9

( mg/g)

9

0.97 0.92 0.706 0.408 0.106

Khi tăng lượng bentonit từ 0,25g/50ml đến 3g/50ml thì hấp dung và hiệu suất hấp phụ đều tăng. lượng bentonit tốt nhất dùng để hấp phụ 50ml Mn2+ 1g/l là 1g.

10

Hình 3.2. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của hấp phụ vào lượng bentonit.

3.3. Ảnh hƣởng của nồng độ chất bị hấp phụ

C0 ( g/l )

2

1.5

1

0.5

0.25

0.1

Bảng 3.3. Sự phụ thuộc của hấp dung A vào nồng độ của dung dịch Mn2+

C ( g/l ) 0.976 0.981 0.592 0.2219 0.0147 0.004

11

A ( mg/g) 25.6 25.5 20.4 13.905 9.2 4.8

Hình 3.3. Mối quan hệ giữa hấp phụ và nồng độ dung dịch Mn2+

12

Từ đồ thị ta thấy khi nồng độ của dung dịch Mn2+ 1,5g/l thì hấp dung đạt giá trị cực đại 25,95 mg/g.

3.4. Ảnh hƣởng của pH

Bảng 3.4. Kết quả sự phụ thuộc hấp phụ vào pH

pH

3

4

5

6

2

Nồng độ cân bằng hấp phụ (g/l) 0.984 0.812 0.876 0.992 1.09

13

Hấp dung (mg/l) 20.5 25.8 34.4 31.2 25.4

Khi tăng pH từ 2 đến 4 thì hấp dung tăng nhưng nếu tiếp tục tăng pH từ 4 đến 6 thì giá trị hấp dung giảm. Hấp dung cực đại tại pH = 4 là 35,4 mg/g.

14

Hình 3.4. Mối quan hệ giữa hấp phụ và pH.

3.5. Ảnh hƣởng của tỷ lệ thể tích dung dịch hấp phụ và lƣợng bentonit : V/m

Bảng 3.5. Sự thay đổi hấp phụ A đối với Mn với các tỉ lệ V/m khác nhau.

10

20

30

Vl(ml)

40

50

60

70

80

90

Ccb(g/l) 0.114 0.475 0.632 0.65 0.715 0.719 0.756 0.771 0.825

8.86 10.5 12 13.9 15.4 16.8 18.6 18.3 18.7

15

A (mg/g )

Hình 3.5. Sự phụ thuộc của dung lượng hấp phụ mg/g trên bentonit vào tỷ lệ V/m

- Hấp dung của dung dịch tỷ lệ thuận với tỷ lệ V/m

16

Hấp dung của Mn2+ đạt giá trị cực đại khi tỷ lệ V/m = 70 là 18,6mg/g.

KẾT LUẬN

- Bentonit Cổ Định – Thanh Hóa có khả năng hấp phụ mạnh với Mn2+ có

thể sử dụng để tách Mn2+ ra khỏi nước thải công nghiệp.

- Điều kiện tối ưu cho quá trình hấp phụ đối với ion Mn2+ của bentonit

như sau:

 pH=4

 Thời gian khuấy trộn: 3 giờ.  Tỷ lệ V l/mr tối ưu để có hấp phụ cực đại là 18.6 mg/g.  Hấp phụ cực đại Mn2+: 25,95 mg/g.

17

18