Báo cáo Đồ án Nghiên cứu khả năng hấp phụ Mn2+ trên Bentonit Cổ Định – Thanh Hóa

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 Lớp : MT1D12 1 Chƣơng 1: Tổng quan Chƣơng 2: Đối tƣợng và Phƣơng pháp nghiên cứu Chƣơng 3: Kết quả và thảo luận NỘI DUNG 2 Chƣơng 1: Tổng Quan 1.2 Sự hấp phụ của các ion kim loại nặng từ môi trƣờng nƣớc của bentonite 1.1. Tổng quan về 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, % SiO2 47,47 Al2O3 4,92 Fe2O3 22,79 CaO 0,18 MgO 8,94 K2O 0,23 Na2O 0,01 MnO 0,16 Cr2O4 0,13 SO3 0,07 Độ ẩm 12,60 Mất khi nung 9,20 4  Phƣơng pháp trắc quang phân tích mangan Nguyên tắc: oxi hóa Mn2+ thành MnO4 - theo phản ứng sau: 2Mn2+ + 5/2S2O8 + 8H2O = 2MnO4 - + 5SO4 2- + 16H+ 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 9 5 0.207 Bảng 2.1. Quan hệ giữa mật độ quang D và nồng độ Mn2+. 5  Xây dựng đường chuẩn Mn y = 0.0415x - 0.0008 R² = 0.9995 -0.05 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0 1 2 3 4 5 6 D Nồng độ Mn (II) (mg/l) Hình 2.1: Đường chuẩn Mn 6 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 Thời gian khuấy ( h ) 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 Mn2+ Nồng độ cân bằng (g/.l) 1.92 1.824 1.713 1.628 1.567 1.568 1.568 Hấp dung A ( mg/g) 2.66 5.86 9.56 12.4 14.43 14.44 14.44 7 Hình 3.1 Đồ thị thể hiện sự phụ thuộc của hấp phụ vào thời gian - Khi thời gian hấp phụ thay đổi từ 0,5 đến 4h , lượng Mn2+ trong dung dịch bị hấp phụ biến đổi tỉ lệ thuận theo thời gian thời gian 3h là thời gian tối ưu cho sự hấp phụ Mn2+ cuả bentonite. 8 3.2.Ảnh hƣởng của lƣợng bentonit dùng để hấp phụ Bảng 3.2. Kết quả sự phụ thuộc hấp phụ vào lượng bentonite Khối lượng bentonit (g) 0.25 0.5 1 2 3 Nồng độ cân bằng Mn2+ (g/l) 0.97 0.92 0.706 0.408 0.106 Hấp dung ( mg/g) 6 8 14.7 14.8 14.9 9 Hình 3.2. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của hấp phụ vào lượng bentonit. 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 3.3. Ảnh hƣởng của nồng độ chất bị hấp phụ Bảng 3.3. Sự phụ thuộc của hấp dung A vào nồng độ của dung dịch Mn2+ C0 ( g/l ) 2 1.5 1 0.5 0.25 0.1 C ( g/l ) 0.976 0.981 0.592 0.2219 0.0147 0.004 A ( mg/g) 25.6 25.5 20.4 13.905 9.2 4.8 11 Hình 3.3. Mối quan hệ giữa hấp phụ và nồng độ dung dịch Mn2+ 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. 12 3.4. Ảnh hƣởng của pH Bảng 3.4. Kết quả sự phụ thuộc hấp phụ vào pH pH 2 3 4 5 6 Nồng độ cân bằng hấp phụ (g/l) 1.09 0.984 0.812 0.876 0.992 Hấp dung (mg/l) 20.5 25.8 34.4 31.2 25.4 13 Hình 3.4. Mối quan hệ giữa hấp phụ và pH. 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 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. Vl(ml) 10 20 30 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 A (mg/g ) 8.86 10.5 12 13.9 15.4 16.8 18.6 18.3 18.7 15 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 Hấp dung của Mn2+ đạt giá trị cực đại khi tỷ lệ V/m = 70 là 18,6mg/g. 16 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