Xem trước tài liệu

Đang tải tài liệu...

Thông tin chi tiết tài liệu

Định dạng: PDF
Số trang: 152 trang
Dung lượng: 2 MB

Giới thiệu nội dung

NGHIÊN CỨU BIẾN TÍNH THAN HOẠT TÍNH LÀM VẬT LIỆU XỬ LÍ MỘT SỐ CHẤT ĐỘC TỒN TẠI DƯỚI DẠNG ION TRONG NƯỚC

Tác giả: Phạm Thị Hải Thịnh

Lĩnh vực: Kĩ thuật môi trường

Nội dung tài liệu:

Luận án tập trung nghiên cứu biến tính than hoạt tính để tạo ra vật liệu có khả năng xử lý các chất độc tồn tại dưới dạng ion trong nước. Nghiên cứu này xuất phát từ thực trạng ô nhiễm nguồn nước ngầm ở Việt Nam do amoni, asen và kim loại nặng gây ra, đặc biệt là ở các khu vực đô thị và nông thôn. Các phương pháp xử lý truyền thống còn nhiều hạn chế, do đó, việc phát triển vật liệu hấp phụ mới, hiệu quả và kinh tế là cần thiết. Than hoạt tính, với ưu điểm sẵn có, giá thành hợp lý và khả năng ứng dụng cao, đã được lựa chọn để biến tính bề mặt thông qua các phương pháp oxi hóa. Các vật liệu than hoạt tính biến tính này được đánh giá khả năng hấp phụ và trao đổi ion đối với các chất ô nhiễm, đồng thời nghiên cứu khả năng tái sinh và ứng dụng trong xử lý các ion độc hại như amoni, asen, Cr(VI).

Mục lục chi tiết:

  • MỤC LỤC
  • DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
  • DANH MỤC BẢNG
  • DANH MỤC HÌNH
  • MỞ ĐẦU
  • CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
    • 1.1. Hiện trạng ô nhiễm amoni, asen, kim loại nặng trong nước ngầm và các nghiên cứu, ứng dụng trong nước về xử lí amoni, asen
      • 1.1.1. Hiện trạng ô nhiễm amoni, asen và kim loại nặng trong nước ngầm
      • 1.1.2. Các nghiên cứu, ứng dụng trong nước về xử lí amoni, asen trong nước ngầm
    • 1.2. Tổng quan về than hoạt tính
      • 1.2.1. Khái niệm chung về than hoạt tính và tiềm năng ứng dụng trong môi trường
      • 1.2.2. Đặc tính của than hoạt tính
        • 1.2.2.1. Cấu trúc xốp của bề mặt than hoạt tính
        • 1.2.2.2. Cấu trúc hóa học của bề mặt than hoạt tính
      • 1.2.3. Biến đổi bề mặt than hoạt tính
      • 1.2.4. Các nghiên cứu trong và ngoài nước về biến tính than hoạt tính bằng các tác nhân oxi hóa
    • 1.3. Tổng quan về hấp phụ và trao đổi ion
      • 1.3.1. Tổng quan về hấp phụ
        • 1.3.1.1. Phân loại đường đẳng nhiệt hấp phụ
        • 1.3.1.2. Kĩ thuật hấp phụ động
      • 1.3.2. Tổng quan về trao đổi ion
        • 1.3.2.1. Cơ sở lí thuyết của quá trình trao đổi ion
        • 1.3.2.2. Nguyên tắc cơ bản của phản ứng trao đổi ion
  • CHƯƠNG 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
    • 2.1. Đối tượng nghiên cứu
    • 2.2. Hóa chất, dụng cụ và thiết bị thí nghiệm
    • 2.3. Phương pháp thực nghiệm
      • 2.3.1. Phương pháp oxi hóa than hoạt tính
        • 2.3.1.1. Oxi hóa than hoạt tính bằng HNO3 và trung hòa bề mặt bằng NaOH
        • 2.3.1.2. Oxi hóa than bằng KMnO4
        • 2.3.1.3. Oxi hóa than bằng K2Cr2O7
      • 2.3.2. Nghiên cứu khả năng hấp phụ của than biến tính trong điều kiện tĩnh
      • 2.3.3. Nghiên cứu khả năng trao đổi ion hấp phụ của than oxi hóa trên mô hình động
      • 2.3.4. Nghiên cứu khả năng tái sinh của than sau hấp phụ
      • 2.3.5. Phương pháp gắn Mn2+ và Fe3+ trên than biến tính
    • 2.4. Các phương pháp xác định đặc trưng bề mặt của vật liệu
    • 2.5. Phương pháp phân tích
    • 2.6. Phương pháp tính toán
  • CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
    • 3.1. Kết quả oxi hóa than hoạt tính bằng các tác nhân oxi hóa khác nhau
      • 3.1.1. Các vật liệu thu được sau oxi hóa và xử lí bề mặt
      • 3.1.2. Đặc trưng bề mặt vật liệu trước và sau oxi hóa
        • 3.1.2.1. Kết quả hình thái học và thành phần các nguyên tố của than hoạt tính và than oxi hóa
        • 3.1.2.2. Kết quả xác định phổ hồng ngoại (FTIR)
        • 3.1.2.3. Kết quả xác định diện tích bề mặt riêng
        • 3.1.2.4. Kết quả chuẩn độ Boehm và xác định giá trị pHpzc
        • 3.1.2.5. Định lượng dung lượng khử của than khi oxi hóa bằng KMnO4 và K2Cr2O7
    • 3.2. Khả năng trao đổi ion của than oxi hóa bằng HNO3, KMnO4, K2Cr2O7 với NH4+
      • 3.2.1. Khả năng trao đổi của than oxi hóa bằng HNO3 với NH4+
        • 3.2.1.1. Ảnh hưởng của điều kiện biến tính than đến khả năng trao đổi với NH4+
        • 3.2.1.2. Khả năng trao đổi ion của than OAC14 và OAC10-4NaVới NH4+
    • 3.3.2. Khả năng trao đổi ion của than oxi hóa bằng KMnO4 với NH4+
    • 3.3.3. Khả năng trao đổi ion của than oxi hóa bằng K2Cr2O7 với NH4+
    • 3.3. Khả năng trao đổi ion của than oxi hóa bằng HNO3 và xử lí bề mặt bằng NaOH đối với các cation hóa trị 2 và 3 trên mô hình tĩnh
      • 3.3.1. Ảnh hưởng của thời gian tiếp xúc
      • 3.3.2. Ảnh hưởng của pH đến quá trình hấp phụ/trao đổi
      • 3.3.3. Ảnh hưởng của nồng độ ion đầu vào đến khả năng hấp phụ/trao đổi
    • 3.4. Khả năng trao đổi của than biến tính với NH4+ trên mô hình động
      • 3.4.1. Ảnh hưởng của nồng độ amoni đầu vào
      • 3.4.2. Ảnh hưởng của lưu lượng dòng vào
      • 3.4.3. Ảnh hưởng của chiều cao cột than
      • 3.4.4. Động học trao đổi theo các mô hình hấp phụ động
    • 3.5. Khả năng tái sinh của than hoạt tính sau khi trao đổi với NH4+
      • 3.5.1. Tái sinh trên mô hình tĩnh
      • 3.5.2. Tái sinh trên mô hình động
    • 3.6. Gắn kim loại lên than oxi hóa và ứng dụng xử lí As trong nước
      • 3.6.1. Đặc trưng của than oxi hóa sau khi gắn Mn và Fe
      • 3.6.2. Kết quả hấp phụ As của vật liệu than oxi hóa gắn Mn và Fe
        • 3.6.2.1. Ảnh hưởng của pH đến khả năng hấp phụ As(III) và As(V)
        • 3.6.2.2. Ảnh hưởng của nồng độ As đầu vào và hàm lượng Mn, Fe mang lên than oxi hóa đến khả năng hấp phụ As(III)
        • 3.6.2.3. Ảnh hưởng của nồng độ As đầu vào và hàm lượng Fe, Mn gắn trên than đến khả năng hấp phụ As(V)
    • 3.7. Ứng dụng trong xử lí nước chứa Cr(VI), amoni
      • 3.7.1. Khả năng xử lí Cr(VI) của than hoạt tính trên mô hình động
      • 3.7.2. Ứng dụng xử lí amoni trong nước cấp
  • KẾT LUẬN
  • NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN
  • DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ
  • TÀI LIỆU THAM KHẢO