intTypePromotion=1
ADSENSE

Nghiên cứu chế tạo vật liệu chitosan biến tính và ứng dụng để xử lý thuốc nhuộm azo anionic trong nước

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

11
lượt xem
1
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết Nghiên cứu chế tạo vật liệu chitosan biến tính và ứng dụng để xử lý thuốc nhuộm azo anionic trong nước trình bày phương pháp chế tạo vật liệu hấp phụ từ chitosan (CS) và Bentonit Cổ Định (BT) cùng với việc đánh giá khả năng xử lý thuốc nhuộm B10B của vật liệu đã chế tạo.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Nghiên cứu chế tạo vật liệu chitosan biến tính và ứng dụng để xử lý thuốc nhuộm azo anionic trong nước

  1. Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2021. ISBN: 978-604-82-5957-0 NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VẬT LIỆU CHITOSAN BIẾN TÍNH VÀ ỨNG DỤNG ĐỂ XỬ LÝ THUỐC NHUỘM AZO ANIONIC TRONG NƯỚC Kiều Thị Mai Hương1, Nguyễn Hoài Nam1, Lê Minh Thành1 Trường Đại học Thủy lợi, email: huongktm67@wru.vn 1. GIỚI THIỆU CHUNG Chế tạo vật liệu: Cân 2 gam bột chitosan cho vào cốc 250 mL rồi hòa tan bằng 100 mL Các ngành công nghiệp như dệt nhuộm, dung dịch axit axetic 2%. Thêm vào đó một mỹ phẩm, nhựa .v.v. sử dụng các chất màu để lượng bentonite đã định và khuấy hỗn hợp nhuộm sản phẩm và xả ra một lượng lớn trong 2 giờ ở nhiệt độ phòng. Sau đó thêm từ nước thải mang màu gây ô nhiễm môi từ dung dịch glutaraldehyde 25% với tỉ lệ trường. Nhiều phương pháp đã áp dụng để glutaraldehyde/chitosan khoảng 5 mL/g vào loại bỏ các chất màu hòa tan trong nước, hấp hỗn hợp CS/BT và tiếp tục khuấy hỗn hợp ở phụ được quan tâm nhiều do hiệu quả xử lý 60°C trong thời gian 23 giờ để phản ứng tạo cao và chi phí thấp. Vật liệu hấp phụ chế tạo liên kết ngang xảy ra. Sau khi phản ứng hoàn từ các phế phẩm công nghiệp hoặc nguyên liệu thành, rửa hỗn hợp bằng nước cất để loại bỏ có sẵn tự nhiên chính là những ưu điểm nổi trội glutaraldehyde dư. Cuối cùng, lọc vật liệu và của công nghệ này. Bài báo này sẽ trình bày làm khô ở 60°C trong thời gian 24 giờ [1]. phương pháp chế tạo vật liệu hấp phụ từ Đánh giá khả năng xử lý thuốc nhuộm chitosan (CS) và Bentonit Cổ Định (BT) cùng AB10B hòa tan trong nước của vật liệu như với việc đánh giá khả năng xử lý thuốc nhuộm sau: Chuẩn bị một dãy các bình tam giác 250 B10B của vật liệu đã chế tạo. mL mỗi bình có 200 mL dung dịch AB10B với nồng độ từ 50-150 mg/L, thêm vào đó 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU một lượng vật liệu từ 0,6-1,5 gam. Sau đó đặt các bình vào máy lắc và lắc với tốc độ 200 Bột CS được mua từ Công ty TNHH MTV vòng/phút trong khoảng thời gian xác định. Chitosan Kiên Giang. Bột BT được mua từ Dung dịch sau lắc được lọc qua giấy lọc và Công ty cổ phần Bentonite An Phát Thanh nồng độ AB10B được xác định bằng cách đo Hóa. Thuốc nhuộm amido black 10B quang phổ bằng máy UV-VIS DR3900 tại (AB10B) xuất xứ Canada. Dung dịch HCl và bước sóng 618 nm. NaOH 0,5M sử dụng để điều chỉnh pH dung Dung lượng hấp phụ AB10B tại các thời dịch thuốc nhuộm. điểm của vật liệu tính theo phương trình sau: Đặc trưng tính chất của vật liệu đã được q o C  C   V đánh giá thông qua phương pháp chụp ảnh m hiển vi điện tử quét (SEM) sử dụng thiết bị Trong đó: q là dung lượng hấp phụ của vật Hitachi S-4800. Nhiễu xạ tia X (XRD) được liệu (mg/g); Co và C lần lượt là nồng độ ban xác định bằng thiết bị nhiễu xạ Miniflex600 đầu và nồng độ của AB10B ở thời điểm cân hãng Rigaku. Quang phổ hồng ngoại biến đổi bằng (mg/L); V là thể tích dung dịch (L); m Fourier (FTIR) được đo bằng máy quang phổ là khối lượng vật liệu composite liên kết FTIR 4600 hãng Jasco. ngang (kí hiệu CCS/BT) (g). 299
  2. Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2021. ISBN: 978-604-82-5957-0 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Kết quả cho thấy bentonite tự nhiên đã bị thay đổi so với ban đầu, ở đây các tinh thể 3.1. Đánh giá đặc trưng tính chất của bentonite không còn rời rạc mà đã có sự dính vật liệu kết với các hạt chitosan. Đồng thời, bề mặt 3.1.1. Kết quả phân tích nhiễu xạ tia X vật liệu CCS / BT đã không còn các khe giữa các khối tinh thể, điều đó chứng tỏ chitosan Kết quả đo nhiễu xạ tia X (XRD) của vật đã đan xen vào các khe hở của bentonite và liệu bentonite tự nhiên và vật liệu composite liên kết các khối tinh thể bentonite với nhau CCS/BT tỉ lệ 2:2 được thể hiện ở Hình 1. tạo thành bề mặt lồi lõm. 3.1.3. Kết quả quang phổ hồng ngoại Kết quả phân tích quang phổ hồng ngoại (FTIR) của ba mẫu vật liệu: (a) CCS/BT 2:2 trước khi hấp phụ thuốc nhuộm, (b) CCS/BT 2:2 được trình bày trong Hình 3. Hình 1. Giản đồ nhiễu xạ tia X của composite CCS/BT 2:2 Các mẫu bentonite tự nhiên và vật liệu CCS/BT đã được phân tích nhiễu xạ tia X. Kết quả của BT tự nhiên thấy xuất hiện các đỉnh nhiễu xạ 2-θ ở các góc 20,14°, 26,9° và 29,6°, tương ứng với khoảng cách d001 là 4,4Å, 3,3Å và 3,0Å. Các đỉnh nhiễu xạ 2- theta của CCS/BT biến tính đã bị dịch chuyển đến góc 20,10°, thấp hơn so với BT Hình 3. Phổ FTIR của CCS/BT 2:2 trước (a) tự nhiên. Chứng tỏ chitosan đã đan xen vào và sau hấp phụ (b) không gian giữa các lớp bentonite, làm thay Phổ FTIR của CCS/BT (hình 3a) cho thấy đổi cấu trúc tinh thể của bentonite trong dải phổ rộng có đỉnh ở 3435 cm-1 là do dao CCS/BT biến tính. Kết quả phân tích tương động kéo giãn của các nhóm -OH, dải phổ có đồng với kết quả ảnh chụp XRD tương ứng đỉnh ở 1641 cm-1 là do dao động biến dạng với loại bentonite Cổ Định [2]. của các liên kết trong nhóm -NH2. Đỉnh phổ 3.1.2. Kết quả chụp ảnh hiển vi điện tử quét 1557 cm-1 đặc trưng cho dao động hóa trị của nhóm azometin -N=CH-, đó là kết quả của Hình thái học bề mặt của bentonite tự nhiên phản ứng giữa nhóm amin và nhóm cacbonyl và vật liệu biến tính CCS/BT quan sát bằng có trong glutaraldehyde [3]. Đỉnh phổ tại kính hiển vi điện tử quét (SEM). Kết quả chụp 466 cm-1 (Hình 3a) và 472 cm-1 (Hình 3b) là ảnh SEM được thể hiện trên Hình 2. do dao động của các liên kết Al-OH, đây là thành phần đặc trưng trong bentonite Cổ (a) (b) Định, chứa nhiều khoáng kaolinite, quartz. 3.2. Nghiên cứu xử lý thuốc nhuộm AB10B 3.2.1. Ảnh hưởng của tỉ lệ chitosan/bentonite Kết quả của khảo sát dung lượng hấp phụ Hình 2. Ảnh SEM của vật liệu (a) bentonite của thuốc nhuộm theo thời gian được thể tự nhiên, (b) composite CCS/BT 2:2 hiện như Hình 4. 300
  3. Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2021. ISBN: 978-604-82-5957-0 trên bề mặt của vật liệu, làm tăng khả năng hấp phụ thuốc nhuộm của vật liệu. 3.2.3. Ảnh hưởng của khối lượng vật liệu Ảnh hưởng của khối lượng vật liệu composite CCS/BT đến hiệu suất hấp phụ thuốc được trình bày trong Hình 6. Kết quả cho thấy, hầu hết các thí nghiệm đều cho hiệu suất hấp phụ cao (trên 95%). Điều Hình 4. Dung lượng hấp phụ thuốc nhuộm này chứng tỏ, vật liệu CCS/BT đã chế tạo có của các mẫu CCS/BT với tỉ lệ khác nhau khả năng xử lý tốt thuốc nhuộm AB10B. Đạt Kết quả đánh giá ảnh hưởng của tỉ lệ khối được hiệu suất cao như vậy là do số lượng các lượng CS:BT đến quá trình hấp phụ cho thấy, tâm hấp phụ của vật liệu tương đối nhiều nên cả ba loại vật liệu composite CCS/BT (TL khả năng hấp phụ thuốc nhuộm rất tốt. Vì vậy, 2:1, TL 2:2, TL 2:3) đều hấp phụ tốt thuốc với khối lượng vật liệu sử dụng không lớn đã nhuộm AB10B, chứng tỏ rằng sự kết hợp có thể xử lý loại bỏ thuốc nhuộm đạt hiệu suất giữa chitosan và bentonite đã tạo ra vật liệu rất cao, mặc dù nồng độ thuốc nhuộm trong composite có khả năng loại bỏ thuốc nhuộm nước không hề thấp. Hiệu quả loại bỏ thuốc AB10B. Khi lượng CS nhiều hơn BT thì hiệu nhuộm AB10B cao nhất tại 0,8 gam vật liệu. quả hấp phụ tốt hơn, tuy nhiên dung lượng hấp phụ cũng lớn hơn không nhiều. 3.2.2. Ảnh hưởng của kích thước hạt CCS/BT Các vật liệu KT 1, KT 2, KT 3 tương ứng với các kích thước hạt (d  0,5mm), (0,5  d  1,0mm), (1,0  d  2,0mm) đã được sử dụng Hình 6. Hiệu suất xử lý thuốc nhuộm để đánh giá ảnh hưởng của kích thước hạt đến với khối lượng vật liệu khác nhau khả năng hấp phụ thuốc nhuộm AB10B. Kết quả thí nghiệm được trình bày trong Hình 5. 4. KẾT LUẬN Đã chế tạo thành công vật liệu composite CCS/BT từ chitosan và bentonite Cổ Định có khả năng xử lý tốt thuốc nhuộm AB10B với hiệu suất đạt gần 100% trong một số trường hợp cụ thể. Kết quả xử lý cho thấy hiệu suất hấp phụ, dung lượng hấp phụ phụ thuộc nhiều vào kích thước hạt và ít phụ thuộc vào Hình 5. Hiệu suất hấp phụ của vật liệu có hàm lượng CS trong vật liệu. kích thước hạt khác nhau 5. TÀI LIỆU THAM KHẢO Kết quả tại cho thấy hiệu suất xử lý đạt gần 100% đối với tất cả các kích thước hạt sử [1] Qian Liu, Bingchao Yang, Lujie Zhang, Ruihua Huang, “Adsorption of an anionic azo dụng. Điều này chứng tỏ rằng kích thước hạt dye by cross-linked chitosan/bentonite”, có ảnh hưởng tương đối lớn đến hiệu suất xử International Journal of Biological lý thuốc nhuộm. Với kích thước hạt nhỏ diện Macromolecules, vol. 72, pp. 1129-1135, 2015. tích bề mặt vật liệu sẽ lớn hơn, đồng thời [2] Nguyễn Lê Mỹ Linh, “Nghiên cứu biến tính giúp cho vật liệu cũng được phân bố đều bentonite Cổ Định và ứng dụng trong xúc trong dung dịch thuốc nhuộm. Như vậy thuốc tác - hấp phụ”, Luận án Tiến sĩ. Trường Đại nhuộm AB10B có thể khuếch tán nhanh hơn học Sư phạm - Đại học Huế, 2016. 301
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2