VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM<br />
HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ<br />
------o0o------<br />
<br />
Nguyễn Thị Thanh Hải<br />
NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VẬT LIỆU HẤP PHỤ MỚI<br />
TRÊN CƠ SỞ BIẾN TÍNH THAN HOẠT TÍNH VÀ<br />
ỨNG DỤNG XỬ LÝ THỦY NGÂN TRONG<br />
MÔI TRƯỜNG NƯỚC, KHÔNG KHÍ<br />
Chuyên ngành : Kỹ thuật môi trường<br />
Mã số<br />
<br />
: 62 52 03 20<br />
<br />
TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG<br />
(Bản dự thảo)<br />
<br />
Hà Nội - 2016<br />
<br />
Công trình được hoàn thành tại Viện Công nghệ môi trường,<br />
Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam<br />
<br />
Người hướng dẫn khoa học:<br />
<br />
1. PGS.TS. Nguyễn Thị Huệ - Viện Công nghệ môi trường<br />
<br />
2. PGS.TS. Đỗ Quang Trung - Trường ĐH Khoa học Tự nhiên<br />
<br />
Phản biện 1<br />
Phản biện 2<br />
Phản biện 3<br />
Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án tiến sĩ cấp<br />
Viện tại phòng họp Học viện Khoa học và Công nghệ<br />
18 Hoàng Quốc Việt – Cầu Giấy– Hà Nội.<br />
Vào hồi<br />
giờ<br />
phút<br />
ngày<br />
tháng năm<br />
<br />
Có thể tìm hiểu luận án tại:<br />
-<br />
<br />
Thư viện Quốc Gia Việt Nam<br />
<br />
Thư viện Viện Học viện Khoa học và Công nghệ.<br />
<br />
GIỚI THIỆU LUẬN ÁN<br />
1. Tầm quan trọng của vấn đề nghiên cứu<br />
Thủy ngân là kim loại có độc tính cao ảnh hưởng đến sức khỏe<br />
con người. Các hoạt động khai thác và chế biến vàng thủ công, đốt<br />
nhiên liệu hóa thạch, sản xuất xút - clo,… thải ra lượng lớn thủy<br />
ngân vào môi trường đất, nước, không khí. Một số công nghệ xử lý<br />
thủy ngân như trao đổi ion, hấp phụ, kết tủa, màng lọc,… nhưng chi<br />
phí đầu tư rất đắt, khó phù hợp với điều kiện thực tế ở Việt Nam.<br />
Nghiên cứu vật liệu hấp phụ rẻ tiền, dễ kiếm, có dung lượng<br />
hấp phụ cao để loại bỏ thủy ngân như biến tính than hoạt tính với<br />
halogenua, lưu huỳnh. Tuy nhiên, các nghiên cứu này chưa đưa ra<br />
các điều kiện tối ưu cho quá trình biến tính vật liệu. Ở Việt Nam, sử<br />
dụng vật liệu than hoạt tính biến tính để xử lý thủy ngân còn hạn chế.<br />
Vì vậy, luận án được thực hiện với đề tài “Nghiên cứu chế tạo vật<br />
liệu hấp phụ mới trên cơ sở biến tính than hoạt tính và ứng dụng<br />
xử lý thủy ngân trong môi trường nước, không khí”.<br />
2. Mục tiêu của luận án<br />
Chế tạo vật liệu than hoạt tính biến tính với các dung dịch<br />
halogenua có dung lượng hấp phụ thủy ngân cao trong môi trường<br />
nước, không khí.<br />
3. Những đóng góp mới của luận án<br />
Chế tạo được vật liệu than hoạt tính (nguồn gốc Việt Nam) có<br />
dung lượng hấp phụ cao nhằm xử lý thủy ngân trong môi trường<br />
nước và không khí.<br />
4. Bố cục của luận án<br />
Luận án gồm 141 trang với 13 bảng biểu, 55 hình, 106 tài liệu<br />
tham khảo. Luận án được cấu tạo gồm: mở đầu 4 trang, tổng quan tài<br />
liệu 41 trang, thực nghiệm và phương pháp nghiên cứu 16 trang, kết<br />
quả nghiên cứu và thảo luận 56 trang, kết luận 2 trang.<br />
NỘI DUNG CỦA LUẬN ÁN<br />
Chương 1: Tổng quan tài liệu<br />
Chương 2 : Thực nghiệm và Phương pháp nghiên cứu<br />
Chương 3 : Kết quả nghiên cứu và thảo luận<br />
3.1. Nghiên cứu chế tạo vật liệu than hoạt tính biến tính<br />
Kết quả xác định điểm điện tích không pHpzc của AC trước<br />
khi biến tính thể hiện trong hình 3.1 cho thấy giá trị pHpzc của than<br />
hoạt tính là 7,97.<br />
1<br />
<br />
Điện tích trên bề mặt<br />
(C/m2)<br />
<br />
AC<br />
<br />
6<br />
4<br />
2<br />
0<br />
<br />
-2<br />
-4<br />
-6<br />
<br />
0<br />
<br />
2<br />
<br />
4<br />
<br />
6<br />
<br />
pH<br />
<br />
8<br />
<br />
10<br />
<br />
12<br />
<br />
14<br />
<br />
Hình 3.1. Kết quả xác định điểm điện tích không của AC<br />
<br />
3.1.1. Chế tạo vật liệu than hoạt tính biến tính với dung dịch CuCl2<br />
Ảnh hưởng của nồng độ dung dịch CuCl2<br />
Bảng 3.1. Ảnh hưởng của nồng độ dung dịch CuCl2 đến khả<br />
năng hấp phụ ion Hg(II) của CAC<br />
Nồng độ<br />
dung dịch<br />
CuCl2 (M)<br />
<br />
Nồng độ Hg<br />
(II) ban đầu<br />
(mg/L)<br />
<br />
mvật<br />
<br />
0,1<br />
<br />
50<br />
<br />
0,3<br />
<br />
50<br />
<br />
0<br />
<br />
0,2<br />
0,5<br />
<br />
(g)<br />
<br />
Thời<br />
gian<br />
phản ứng<br />
<br />
Nồng độ<br />
Hg (II) sau<br />
(mg/L)<br />
<br />
Q<br />
(mg/g)<br />
<br />
0,5<br />
<br />
1<br />
<br />
0,92<br />
<br />
4,909<br />
<br />
1<br />
<br />
0,65<br />
<br />
4,936<br />
<br />
liệu<br />
<br />
50<br />
<br />
0,5<br />
<br />
50<br />
<br />
0,5<br />
<br />
50<br />
<br />
0,5<br />
0,5<br />
<br />
1<br />
<br />
1<br />
1<br />
<br />
7,8<br />
<br />
0,72<br />
0,71<br />
<br />
4,220<br />
<br />
4,928<br />
4,930<br />
<br />
Bảng 3.1 cho thấy AC biến tính với CuCl2 cho dung lượng hấp<br />
phụ ion Hg(II) cao hơn so với AC ban đầu. Khi nồng độ CuCl2 thay<br />
đổi từ 0,1 - 0,5M, dung lượng hấp phụ ion Hg(II) của AC biến tính<br />
thay đổi không đáng kể. Dựa vào kết quả thu được, luận án sẽ sử<br />
dụng nồng độ dung dịch CuCl2 là 0,3M cho các nghiên cứu tiếp theo.<br />
Ảnh hưởng của pH dung dịch CuCl2<br />
Kết quả nghiên cứu thể hiện trên bảng 3.2. cho thấy khả năng<br />
hấp phụ ion Hg (II) của AC biến tính trong các dung dịch CuCl2 ở<br />
các giá trị pH khác nhau thay đổi không đáng kể. Như vậy, pH của<br />
dung dịch CuCl2 không ảnh hưởng đến khả năng mang CuCl2 trên<br />
than hoạt tính.<br />
Bảng 3.2. Ảnh hưởng của pH dung dịch CuCl2 đến khả năng<br />
hấp phụ ion Hg(II) của vật liệu CAC<br />
Giá trị<br />
pH<br />
2<br />
4<br />
<br />
Nồng độ Hg<br />
(II) ban đầu<br />
(mg/L)<br />
50<br />
50<br />
<br />
mvật<br />
liệu (g)<br />
0,5<br />
0,5<br />
<br />
Thời gian<br />
phản ứng<br />
1<br />
1<br />
<br />
Nồng độ Hg<br />
(II) sau<br />
(mg/L)<br />
0,78<br />
0,73<br />
<br />
Q<br />
(mg/g)<br />
4,922<br />
4,927<br />
2<br />
<br />
6<br />
8<br />
<br />
50<br />
50<br />
<br />
0,5<br />
0,5<br />
<br />
1<br />
1<br />
<br />
0,65<br />
0,72<br />
<br />
4,936<br />
4,928<br />
<br />
Ảnh hưởng của thời gian ngâm tẩm<br />
Nghiên cứu được thực hiện với nồng độ CuCl2 là 0,3 M ở<br />
nhiệt độ phòng và thời gian ngâm tẩm từ 1-9 giờ.<br />
Bảng 3.3. Ảnh hưởng của thời gian ngâm tẩm đến khả năng<br />
hấp phụ ion Hg(II) của vật liệu CAC<br />
Thời gian<br />
(giờ)<br />
1<br />
3<br />
5<br />
7<br />
9<br />
<br />
Nồng độ<br />
Hg (II) ban<br />
đầu (mg/L)<br />
50<br />
50<br />
50<br />
50<br />
50<br />
<br />
mvật<br />
liệu (g)<br />
0,5<br />
0,5<br />
0,5<br />
0,5<br />
0,5<br />
<br />
Thời gian<br />
phản ứng<br />
1<br />
1<br />
1<br />
1<br />
1<br />
<br />
Nồng độ<br />
Hg (II) sau<br />
(mg/L)<br />
0,78<br />
0,69<br />
0,66<br />
0,65<br />
0,80<br />
<br />
Q<br />
(mg/g)<br />
4,922<br />
4,931<br />
4,934<br />
4,936<br />
4,920<br />
<br />
Bảng 3.3 cho thấy thời gian ngâm tẩm tối thiểu phải đạt là 3<br />
giờ. Khi tăng thời gian ngâm tẩm AC trong dung dịch CuCl2, lượng<br />
CuCl2 mang lên AC tăng dẫn đến khả năng hấp phụ thủy ngân của AC<br />
biến tính tăng. Khi thời gian ngâm tẩm kéo dài đến 9 giờ, khả năng<br />
hấp phụ thủy ngân của AC biến tính lại giảm. Như vậy, thời gian<br />
ngâm tẩm AC trong dung dịch CuCl2 được lựa chọn cho các nghiên<br />
cứu tiếp theo là 7 giờ.<br />
<br />
3.1.2. Chế tạo vật liệu than hoạt tính biến tính bằng brom nguyên tố<br />
Vật liệu<br />
<br />
BAC-1<br />
BAC-3<br />
BAC-5<br />
BAC-7<br />
BAC-9<br />
BAC-12<br />
<br />
Bảng 3.4. Hiệu suất mang brôm trên than hoạt tính<br />
m0, (g)<br />
<br />
1,000<br />
3,000<br />
5,000<br />
7,000<br />
9,000<br />
12,000<br />
<br />
mBr-(g)<br />
0,015<br />
0,086<br />
0,325<br />
0,543<br />
1,237<br />
2,328<br />
<br />
mBr (g)<br />
<br />
< 0,001<br />
< 0,001<br />
< 0,001<br />
< 0,001<br />
< 0,001<br />
1,158<br />
<br />
mBr-AC<br />
(g)<br />
0,985<br />
2,614<br />
4,675<br />
6,245<br />
8,560<br />
9,672<br />
<br />
Hiệu suất mang<br />
Br trên AC (%)<br />
98,500<br />
97,133<br />
93,500<br />
89,214<br />
84,044<br />
70,950<br />
<br />
Tiến hành ngâm tẩm AC với lượng brôm tăng dần từ 1,0 -12%<br />
khối lượng so với AC (100 gam). Các vật liệu tương ứng được ký<br />
hiệu lần lượt là BAC-1, BAC-3, BAC-5, BAC-7, BAC-9 và BAC-12.<br />
Ảnh hưởng của lượng brôm đến khả năng cố định brom trên AC<br />
<br />
3<br />
<br />
Thêm vào BST
Báo xấu
Download
Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ
