zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Khoa Học Tự Nhiên

» Môi trường

Khảo sát khả năng hấp phụ xanh metylen trên vật liệu nano SiO2 điều chế từ tro trấu

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:3

Báo xấu

9
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết Khảo sát khả năng hấp phụ xanh metylen trên vật liệu nano SiO2 điều chế từ tro trấu đánh giá tính chất hấp phụ của vật liệu SiO2 điều chế từ tro trấu thông qua khả năng loại bỏ xanh metylen (MB) trong dung dịch nước.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Khảo sát khả năng hấp phụ xanh metylen trên vật liệu nano SiO2 điều chế từ tro trấu

Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2016. ISBN: 978-604-82-1980-2 KHẢO SÁT KHẢ NĂNG HẤP PHỤ XANH METYLEN TRÊN VẬT LIỆU NANO SiO2 ĐIỀU CHẾ TỪ TRO TRẤU Đặng Thị Thanh Lê1, Nguyễn Văn Hưng2 1 Trường Đại học Thủy lợi, email: thanhledang@yahoo.com 2 Trường Đại học Đồng Tháp 1. GIỚI THIỆU CHUNG 2.2. Đánh giá khả năng hấp phụ xanh Gần đây, vật liệu SiO2 dạng siêu mịn được metylen (MB) trong nước của nano SiO2 quan tâm nghiên cứu cho các ứng dụng như Cho một lượng xác định bột SiO2 vào dùng làm chất hấp phụ khí, hấp phụ ion kim 100ml dung dịch MB có nồng độ và pH thích loại nặng, chất mang vô cơ... Có nhiều hợp. Khuấy trộn ở nhiệt độ phòng đến khi đạt phương pháp để chế tạo vật liệu SiO2 như được cân bằng hấp phụ - giải hấp phụ hoàn sol-gel, kết tủa hóa học, phương pháp vi nhũ toàn. Hiệu suất hấp phụ của bột SiO2 được tương và thủy nhiệt [4]. Tuy nhiên, đa phần xác định bằng cách so sánh nồng độ của MB các nghiên cứu thường sử dụng nguồn chất trước và sau khi bị hấp phụ. Nồng độ của MB đầu của silic ở dạng tinh khiết và chỉ dừng lại được xác định bằng cách đo độ hấp thụ ở quy mô thí nghiệm nên hạn chế khả năng quang (Abs) ở cực đại hấp thụ λmax ~ 664nm ứng dụng thực tế của SiO2. Do vậy, xu hướng trên máy UV2450 - Shimadzu, Nhật Bản. tìm ra nguồn nguyên liệu sẵn có, rẻ tiền và Dung lượng hấp phụ MB trên bột SiO2 giàu silic để chế tạo loại vật liệu này đang được xác định bằng biểu thức: được quan tâm. Việt Nam là nước nông qt = V(Co-Ct)/m (1) nghiệp có sản lượng lúa lớn, lượng vỏ trấu Trong đó, qt là dung lượng hấp phụ tại thời thải ra hàng năm rất nhiều. Vỏ trấu sau khi điểm t (mg/g); V là thể tích dung dịch chất bị cháy, các thành phần hữu cơ bị phân hủy và hấp phụ (l); Co là nồng độ ban đầu của chất bị thu được tro trấu. Tro trấu là một trong hấp phụ (mg/l); Ct là nồng độ tại thời điểm t những nguyên liệu giàu SiO2 nhất, trên 90% của chất bị hấp phụ (mg/l) và m là lượng chất về khối lượng nên nó là nguồn nguyên liệu lý hấp phụ (g). tưởng để tổng hợp vật liệu SiO2 [6]. Trong bài báo này, chúng tôi đánh giá tính 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU chất hấp phụ của vật liệu SiO2 điều chế từ tro 3.1. Xác định thời gian cân bằng hấp phụ - trấu thông qua khả năng loại bỏ xanh metylen giải hấp (MB) trong dung dịch nước. Để xác định thời gian đạt cân bằng hấp 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU phụ-giải hấp phụ MB trên bột SiO2, chúng tôi 2.1. Vật liệu thí nghiệm thay đổi thời gian hấp phụ từ 0 đến 90 phút Nano SiO2 được điều chế từ tro trấu bằng và giữ cố định lượng SiO2 là 0,3g, nồng độ phương pháp sol-gel. Sản phẩm nano SiO2 MB là 100mg/l (pH ~7). thu được ở dạng bột, màu trắng, rất mịn, tồn Các thông số cho quá trình hấp phụ MB tại chủ yếu ở dạng pha tinh thể thuộc hệ đơn trên vật liệu SiO2 được trình bày ở bảng 1. tà, còn lẫn một ít pha SiO2 vô định hình. Diện Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc giữa dung tích bề mặt riêng của nano SiO2 ~240 lượng hấp phụ và thời gian hấp phụ được đưa m2/gam; kích thước hạt ~22 nm [1]. ra ở hình 1. 486
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2016. ISBN: 978-604-82-1980-2 Bảng 1. Các thông số hấp phụ xanh metylen (MB) trên bột SiO2 Thời gian hấp Lượng Thể tích Nồng độ C0 Nồng độ Ct Dung lượng phụ (phút) SiO2 (g) dung dịch (l) của MB (mg/l) của MB (mg/l) hấp phụ qt (mg/g) 0 0,3 0,1 100 100 0 10 0,3 0,1 100 52,92 15,69 15 0,3 0,1 100 44,49 18,50 30 0,3 0,1 100 41,97 19,34 45 0,3 0,1 100 39,45 20,18 60 0,3 0,1 100 38,29 20,57 75 0,3 0,1 100 37,92 20,69 90 0,3 0,1 100 37,20 20,93 Dung lượng hấp phụ, mg/g 25 20 Kết quả cho thấy, qe tăng khi giảm lượng 15 SiO2 và qe đạt giá trị cực đại (28,48mg/g) khi 10 lượng SiO2 là 0,1g. Với hàm lượng tương đối 5 0 nhỏ, SiO2 có dung lượng hấp phụ cao, chứng 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 tỏ đây là loại vật liệu có ái lực hấp phụ mạnh Thời gian hấp phụ, phút với MB. Hình 1. Sự phụ thuộc giữa dung lượng Với lượng SiO2 là 0,1g, qe đạt giá trị lớn hấp phụ và thời gian hấp phụ nhất nhưng hiệu suất hấp phụ chỉ đạt 71,20%. Kết quả cho thấy, quá trình hấp phụ xảy ra Do đó, chúng tôi chọn lượng SiO2 là 0,3g (có nhanh chóng trong khoảng 30 phút đầu tiên, H > 90%) cho các khảo sát tiếp theo. sau đó tốc độ hấp phụ chậm lại và gần như 3.3. Ảnh hưởng của pH dung dịch MB đạt cân bằng tại thời điểm 45 phút. Tuy Cho 0,3g bột SiO2 vào 100ml dung dịch nhiên, để đảm bảo cân bằng được thiết lập MB 40mg/l, điều chỉnh pH của dung dịch hoàn toàn, thời gian hấp phụ 60 phút được MB từ 1,5 đến 9,5. Khuấy trộn trong 60 phút giữ cố định ở các thí nghiệm tiếp theo. để đạt cân bằng hấp phụ-giải hấp phụ. Kết 3.2. Ảnh hưởng của lượng chất hấp phụ quả thu được ở bảng 3. Bột SiO2 với lượng thay đổi từ 0,1 đến Bảng 3. Ảnh hưởng của pH dung dịch MB 0,5g được cho vào cốc chứa 100ml dung dịch đến dung lượng hấp phụ (qe) và hiệu suất MB nồng độ 40mg/l (pH~7). Khuấy trộn hấp phụ (H%) trong 60 phút để đạt cân bằng hấp phụ-giải pH dung hấp phụ. Các thông số của quá trình hấp phụ 1,5 3,5 5,5 7,5 9,5 dịch MB tại thời điểm cân bằng được đưa ra ở bảng 2. Co (mg/l) 40 40 40 40 40 Bảng 2. Ảnh hưởng của lượng SiO2 đến dung lượng hấp phụ và hiệu suất hấp phụ Ce (mg/l) 19,68 15,78 7,44 2,64 0,68 qe (mg/g) 6,77 8,07 10,85 12,45 13,12 Lượng SiO2 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 H (%) 50,80 60,55 81,40 93,40 98,30 (g/ml) C0 (mg/l) 40 40 40 40 40 Từ bảng 3 cho thấy: khi tăng giá trị pH của Ce (mg/l) 11,52 9,68 3,07 1,61 0,75 dung dịch MB, dung lượng hấp phụ và hiệu suất hấp phụ tăng; khi giảm pH, dung lượng qe (mg/g) 28,48 15,16 12,31 9,60 7,85 và hiệu suất hấp phụ giảm. Kết quả này H (%) 71,20 75,80 92,33 95,98 98,13 tương tự với các kết quả đã công bố ở [2,5]. 487
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2016. ISBN: 978-604-82-1980-2 Như vậy, môi trường pH dung dịch MB thích nghiên cứu này thuộc dạng hấp phụ vật lý do hợp để hấp phụ trên vật liệu SiO2 nằm trong có giá trị nF > 1. vùng pH lớn hơn 7. 4. KẾT LUẬN 3.4. Ảnh hưởng của nồng độ MB Đã đánh giá được một số yếu tố ảnh hưởng Cho lần lượt 0,3g bột SiO2 vào 100 ml đến quá trình hấp phụ xanh metylen trong dung dịch MB (pH ~ 7) ở các nồng độ khác dung dịch nước trên bột nano SiO2 điều chế nhau: 20; 40; 60; 80 và 100 mg/l. Khuấy trộn từ tro trấu. Kết quả cho thấy, quá trình hấp trong 60 phút để đạt cân bằng hấp phụ-giải phụ phù hợp theo cả hai mô hình hấp phụ hấp phụ. Kết quả thu được ở bảng 4. đẳng nhiệt Langmuir và Freundlich với các Bảng 4. Ảnh hưởng của nồng độ MB hằng số hấp phụ cân bằng tương ứng là 0,604 ban đầu (C0) đến dung lượng hấp phụ (qe) và 8,515. Vật liệu SiO2 có ái lực hấp phụ vật và hiệu suất hấp phụ (H%) lý mạnh đối với xanh metylen (qmax = 20,41 mg/g và hiệu suất hấp phụ lớn hơn 90% ở C0 (mg/l) 20 40 60 80 100 nồng độ đầu của xanh metylen là 40 mg/l). Ce (mg/l) 0,43 3,03 17,30 25,82 33,38 qe (mg/g) 6,52 12,32 18,53 18,06 20,22 5. TÀI LIỆU THAM KHẢO H (%) 95,85 90,42 75,83 65,72 60,62 [1] Nguyễn Văn Hưng, Nguyễn Ngọc Bích, Nguyễn Hữu Nghị, Trần Hữu Bằng, Đặng Kết quả cho thấy, khi tăng nồng độ MB, Thị Thanh Lê (2015). Điều chế vật liệu dung lượng hấp phụ qe tăng, khi tăng nồng độ nano SiO2 cấu trúc xốp từ tro trấu để hấp MB hiệu suất hấp phụ MB trên SiO2 giảm, thụ xanh metylen trong nước. Tạp chí Hóa đặc biệt giảm mạnh khi nồng độ MB ban đầu học, T.53(4), 491-496. > 60mg/l. Do đó, chúng tôi nhận thấy nồng [2] M. N. Ahmed and R. N. Ram (2012). độ MB thích hợp để khảo sát là 40mg/l. Removal of basic dye from waste-water 3.2.5. Đẳng nhiệt hấp phụ using silica as adsorbent, Environmental Pollution, 77, 79-86. Các thông số tính toán theo hai mô hình [3] G. H. Bogush, M. A. Tracy and C. F. đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir và Freundlich Zukoski IV (1988). Preparation of được trình bày trong bảng 5. monodisperse silica particles: control of Bảng 5. Các thông số hấp phụ MB trên nano size and mass fraction, Journal of Non- Crystalline Soild, 104, 95-106. SiO2 theo hai mô hình đẳng nhiệt [4] J. F. Chen, H. M. Ding, J. X. Wang, L. Mô hình Langmuir Mô hình Freundlich Shao. (2003). Preparation and characterization of porous hollow silica KL qmax KF nanoparticles for drug delivery application, R2 n R2 (L/mg) (mg/g) (mg/g) Biomaterials, 25(3), 723-727. 0,604 20,41 0,9934 3,96 8,515 0,9779 [5] A.A. Jalil and et al. (2012). Amino modified mesostructured silica Từ bảng 5 cho thấy, mô hình Langmuir và nanoparticles for efficient adsorption of mô hình Freundlich đều có hệ số tương quan methylene blue, Journal of Colloid and R khá cao thể hiện tính phù hợp bản chất vật Interface Science, 386, 307-314. [6] Z. Luo, X. Cai, R. Y. Hong, L.S. Wang, W. liệu hấp phụ theo cả hai mô hình này. Giá trị G. Feng. (2012). Preparation of silica RL thể hiện sự ưa thích hấp phụ có giá trị nanoparticles using silicon tetrachloride for 0,04 cho thấy sự hấp phụ MB xảy ra thuận reinforcement of PU, Chemical Engineering lợi. Giá trị nF trong phương trình Freundlich Journal, 187, 357-366. được sử dụng để xác định sự hấp phụ [5]. Quá trình hấp phụ MB trên bột SiO2 trong 488

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.