Khóa luận tốt nghiệp: Nghiên cứu tổng hợp vật liệu nano MnFe2O4 để xử lí phẩm màu hữu cơ trong nước

LỜI CẢM ƠN<br /> Khóa luận tốt nghiệp đƣợc hoàn thành tại Trƣờng Đại Học Lâm nghiệp<br /> Việt Nam. Trong quá trình làm khóa luận tốt nghiệp em đã nhận đƣợc rất nhiều<br /> sự giúp đỡ để hoàn tất khóa luận tốt nghiệp.<br /> Trƣớc tiên em xin gửi lời cảm ơn chân thành ThS. Lê Khánh Toàn và ThS.<br /> Đặng Thế Anh, những ngƣời thầy đã tận tình hƣớng dẫn, truyền đạt kiến thức,<br /> kinh nghiệm cho em trong suốt quá trình thực hiện khóa luận tốt nghiệp này.<br /> Xin gửi lời cảm ơn đến quý thầy cô Khoa Quản lí tài nguyên rừng và môi<br /> trƣờng, Trƣờng Đại Học Lâm Nghiệp Việt Nam, những ngƣời đã truyền đạt<br /> kiến thức quý báu cho em suốt trong thời gian học tập vừa qua.<br /> Em cũng xin cảm ơn các thầy cô ở Trung tâm Phân tích và Ứng dụng<br /> công nghệ địa không gian đã tạo điều kiện tốt cho quá trình thực tập của em.<br /> Sau cùng xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè và các bạn sinh viên lớp<br /> K59B-Khoa học môi trƣờng, đã luôn động viên, giúp đỡ em trong quá trình làm<br /> khóa luận tốt nghiệp.<br /> Một lần nữa, xin chân thành cảm ơn!<br /> Hà Nội, ngày … tháng 05 năm 2018<br /> Sinh viên<br /> <br /> Quách Văn Tuấn<br /> <br /> MỤC LỤC<br /> MỞ ĐẦU ............................................................................................................... 1<br /> CHƢƠNG 1 – TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU .............................. 2<br /> 1.1. Tổng quan về ngành dệt nhuộm. ................................................................. 2<br /> 1.1.1. Sơ đồ công nghệ ngành dệt nhuộm. ............................................................ 3<br /> 1.1.2 Các loại thuốc nhuộm thƣờng dùng ............................................................. 6<br /> 1.1.3. Nhu cầu về nƣớc và nƣớc thải trong quá trình dệt nhuộm.......................... 7<br /> 1.2. Ảnh hƣởng của nƣớc thải dệt nhuộm đến môi trƣờng. .................................. 7<br /> 1.2.1. Các chất ô nhiễm chính. .............................................................................. 7<br /> 1.2.2.Ảnh hƣởng của các chất thải đến môi trƣờng. ............................................. 9<br /> 1.3. Tổng quan về vật liệu nano. ......................................................................... 10<br /> 1.3.1. Khái niệm về vật liệu nano........................................................................ 10<br /> 1.3.2. Các phƣơng pháp chế tạo vật liệu nano .................................................... 11<br /> 1.3.3.Phân loại vật liệu nano ............................................................................... 12<br /> 1.3.4. Ứng dụng vật liệu nano và kỹ thuật Fenton dị thể xử lý màu thuốc nhuộm<br /> trong nƣớc thải dệt nhuộm .................................................................................. 16<br /> CHƢƠNG 2 – MỤC TIÊU, ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP<br /> NGHIÊN CỨU .................................................................................................... 20<br /> 2.1. Mục tiêu nghiên cứu..................................................................................... 20<br /> 2.2. Đối tƣợng nghiên cứu................................................................................... 20<br /> 2.3. Nội dung nghiên cứu. ................................................................................... 20<br /> 2.4. Hóa chất, thiết bị và dụng cụ........................................................................ 20<br /> 2.4.1. Hóa chất..................................................................................................... 20<br /> 2.4.2. Thiết bị và dụng cụ thí nghiệm. ................................................................ 23<br /> 2.5. Các phƣơng pháp phân tích. ......................................................................... 24<br /> 2.5.1. Phƣơng pháp xác định nồng độ RY 160 trong mẫu. ................................. 24<br /> 2.5.2. Phƣơng pháp phổ tán xạ năng lƣợng tia X (EDX).................................... 25<br /> 2.5.3. Phƣơng pháp sử dụng kính hiển vi điện tử quét (SEM). .......................... 25<br /> 2.6. Các phƣơng pháp xử lí số liệu. .................................................................... 26<br /> <br /> CHƢƠNG 3 – KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................... 27<br /> 3.1. Xác định đặc tính của vật liệu ...................................................................... 27<br /> 3.1.1. Hình thái bề mặt ........................................................................................ 27<br /> 3.1.2. Thành phần của vật liệu ............................................................................ 29<br /> 3.2. Xác định bƣớc sóng hấp thụ đặc trƣng của dung dịch phẩm nhuộm ........... 30<br /> 3.3. Xây dựng đƣờng chuẩn nồng độ của dung dịch phẩm nhuộm. ................... 32<br /> 3.4. Khảo sát các thông số ảnh hƣởng đến quá trình xử lí phẩm màu ................ 35<br /> 3.4.1. Ảnh hƣởng của PH. ................................................................................... 35<br /> 3.4.2. Ảnh hƣởng của hàm lƣợng xúc tác. .......................................................... 37<br /> 3.4.3. Ảnh hƣởng của hidropeoxit....................................................................... 38<br /> 3.4.4. Ảnh hƣởng của thời gian ........................................................................... 40<br /> 3.4.5 Ảnh hƣởng của nhiệt độ ............................................................................. 41<br /> 3.4.6. Ảnh hƣởng của nồng độ phẩm nhuộm. ..................................................... 42<br /> 3.5. Ứng dụng xử lí các phẩm nhuộm DR 23, MB FBL, SR F2G và SR FR. .... 43<br /> 3.6. Khả năng thu hồi và tái sử dụng vật liệu nano MnFe2O4............................. 44<br /> CHƢƠNG IV – KẾT LUẬN – TỒN TẠI – KIẾN NGHỊ .................................. 46<br /> 4.1. Kết luận. ....................................................................................................... 46<br /> 4.2. Tồn tại. ......................................................................................................... 46<br /> 4.3. Kiến nghị. ..................................................................................................... 46<br /> TÀI LIỆU THAM KHẢO<br /> <br /> TÓM TẮT NỘI DUNG KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP<br /> 1. Tên khóa luận tốt nghiệp :<br /> ‘‘Nghiên cứu tổng hợp vật liệu nano MnFe2O4 để xử lí phẩm màu hữu cơ<br /> trong nƣớc ’’.<br /> 2. Giáo viên hƣớng dẫn : ThS. Lê Khánh Toàn<br /> Ths. Đặng Thế Anh<br /> 3. Sinh viên thực hiện : Quách Văn Tuấn – K59B – KHMT<br /> 4. Mục tiêu nghiên cứu :<br /> 1. Mục tiêu tổng quát:<br /> - Tổng hợp vật liệu nano MnFe2O4 làm vật liệu xúc tác cho quá trình oxi hóa<br /> nâng cao xử lí phẩm màu hữu cơ trong nƣớc.<br /> 2. Mục tiêu cụ thể:<br /> - Chế tạo vật liệu nano MnFe2O4.<br /> - Nghiên cứu đặc điểm hình thái, thành phần của vật liệu.<br /> - Ứng dụng vật liệu nano MnFe2O4 thành xúc tác cho phản ứng Fenton dị thể oxi<br /> hóa phân hủy phẩm màu hữu cơ.<br /> 5. Đối tƣợng nghiên cứu :<br /> - Dung dịch chứa phẩm nhuộm Reactive Yellow 160 (RY 160), Direct Red 23,<br /> Moderdirect Blue FBL, Solanis red F2G, Solanis rose FR.<br /> - Vật liệu nano MnFe2O4.<br /> 6. Nội dung nghiên cứu :<br /> -Tổng hợp vật liệu nano MnFe2O4.<br /> - Khảo sát thành phần và cấu trúc của vật liệu bằng phƣơng pháp phổ SEM và<br /> EDX.<br /> - Khảo sát hoạt tính xúc tác của vật liệu cho quá trình oxi hóa nâng cao.<br /> - Ứng dụng vật liệu nano MnFe2O4 làm xúc tác cho phản ứng Fenton dị thể xử<br /> lý RY 160, DR 23, MB FBL, SR F2G, SR F2R.<br /> - Khảo sát các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình phản ứng: pH, lƣợng xúc tác,<br /> hàm lƣợng H2O2, thời gian phản ứng, nhiệt độ, nồng độ phẩm nhuộm.<br /> <br /> - Khảo sát khả năng thu hồi và tái sử dụng của vật liệu.<br /> 7.Phƣơng pháp nghiên cứu :<br /> - Phƣơng pháp đồng kết tủa.<br /> - Phƣơng pháp xác định nồng độ RY 160 và DR 23, MB FBL, SR F2G, SR F2R<br /> trong mẫu.<br /> - Phƣơng pháp phổ tán xạ năng lƣợng tia X (EDX).<br /> - Phƣơng pháp sử dụng kính hiển vi điện tử quét (SEM).<br /> 8. Những kết quả đạt đƣợc :<br /> - Tổng hợp thành công vật liệu nano MnFe2O4 bằng Phƣơng pháp đồng kết tủa<br /> để xử lí phẩm màu hữu cơ có trong nƣớc.<br /> - Xác định đƣợc đặc trƣng vật liệu nano MnFe2O4 : hình thái bề mặt và thành<br /> phần hóa học.<br /> - Điều kiện phù hợp để tiến hành kỹ thuật Fenton dị thể: lƣợng vật liệu nano<br /> MnFe2O4 xúc tác 0.2 g/L; nồng độ H2O2 4,9 mM; pH 2; đối với mẫu phẩm màu<br /> Reactive Yellow 160 có nồng độ 0,05 g/L.<br /> - Khả năng ứng dụng vật liệu để xử lí các phẩm nhuộm DR 23, MB FBL, SR<br /> F2G và SR FR.<br /> - Xác định đƣợc dung lƣợng xử lí của vật liệu nano MnFe2O4 đối với phẩm<br /> nhuộm RY 160 là 1336.76 (mg/g).<br /> <br />