1 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KHOA HÓA NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP POLYANILIN VÀ ỨNG DỤNG HẤP PHỤ Cr2O72- TRONG NƢƠC KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CỬ NHÂN KHOA HỌC Sinh viên thực hiện: Huỳnh Thị Phương Thảo Lớp: 12_CHP Giáo viên hướng dẫn: Th.S Nguyễn Thị Hường Đà Nẵng – 2016 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc KHOA HÓA NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên : Huỳnh Thị Phương Thảo Lớp : 12_CHP Tên đề tài : “Nghiên cứu tổng hợp polyanilin ứng dụng hấp phụ Cr2O72- nước” Dụng cụ hóa chất 2.1 Thiết bị, dụng cụ - Máy quang phổ hấp thụ phân tử UV – VIS: Lambda - 25 - Máy khuấy từ - Phễu lọc, giấy lọc - Máy đo pH - Cân phân tích - Tủ sấy - Tủ hút - Các loại bình định mức: 50, 100, 250, 500, 1000 (ml) - Các loại pipet bầu: 5, 10 (ml) - Các loại pipet thẳng: 1, 2, 20 (ml) - Các loại cốc thủy tinh: 100, 250, 500 (ml) - Bình tam giác 250 ml 2.2 Hóa chất - Dung dịch chuẩn K2Cr2O7 1000ppm - H2SO4 đặc - NaOH rắn - Anilin (C6H5NH2) - Amonipesunfat ((NH4)2S2O8) - Nước cất (H2O) 3 Nội dung nghiên cứu - Điều chế polyanilin - Khảo sát ảnh hưởng khối lượng polyanilin đến hiệu suất xử lý Cr2O72- polyanilin Khảo sát ảnh hưởng thời gian khuấy đến hiệu suất xử lý Cr2O72- polyanilin Khảo sát ảnh hưởng tốc độ khuấy đến hiệu suất xử lý Cr2O72- polyanilin Khảo sát ảnh hưởng nồng độ Cr2O72- đến hiệu suất xử lý Cr2O72- polyanilin - Đánh giá sai số Giáo viên hƣớng dẫn: Th.S Nguyễn Thị Hường Ngày giao đề tài: 11/01/2016 Ngày hoàn thành đề tài: 25/04/2016 Chủ nhiệm khoa (Ký ghi rõ họ tên) TS Lê Tự Hải Giáo viên hƣớng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) Th.S Nguyễn Thị Hường Sinh viên hoàn thành nộp báo cáo cho Khoa ngày tháng năm 2016 Kết điểm đánh giá: , ngày tháng năm 2016 CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG (Ký ghi rõ họ tên) LỜI CẢM ƠN Được đồng ý khoa Hóa Học, trường Đại học Sư Phạm – Đại học Đà Nẵng phân công giáo viên hướng dẫn Th.S Nguyễn Thị Hường em thực đề tài: “Nghiên cứu tổng hợp polyanilin ứng dụng hấp phụ Cr2O72- nước” Để hoàn thành khóa luận tốt nghiệp này, em xin chân thành cảm ơn thầy giáo tận tình hướng dẫn, giảng dạy suốt trình học tập, nghiên cứu rèn luyện trường Đại học Sư phạm Đà Nẵng Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Nguyễn Thị Hường, người tận tình truyền đạt kiến thức trực tiếp hướng dẫn, bảo kinh nghiệm quý báu để em hoàn thành tốt khóa luận Qua em xin gởi lời cảm ơn đến thầy phụ trách phịng thí nghiệm tạo điều kiện thuận lợi suốt thời gian thực đề tài Mặc dù có nhiều cố gắng để thực đề tài cách hoàn chỉnh Song buổi đầu làm quen với công tác nghiên cứu khoa học, tiếp cận với máy móc hạn chế kiến thức kinh nghiệm nên khơng thể tránh khỏi thiếu sót định mà thân chưa thấy Em mong góp ý q thầy giáo bạn để khóa luận hồn chỉnh Em xin chân thành cảm ơn! Đà Nẵng, ngày tháng năm 2016 Sinh viên thực Huỳnh Thị Phương Thảo 1 MỞ ĐẦU Hiện nay, giới rung hồi chuông báo động thực trạng ô nhiễm mơi trường tồn cầu Nằm bối cảnh chung giới, tốc độ cơng nghiệp hóa thị hóa nhanh Việt Nam phải đối mặt với nguy nhiễm mơi trường nghiêm trọng, ô nhiễm kim loại nặng thải từ ngành công nghiệp mối đe dọa đến sức khỏe cộng đồng an toàn hệ sinh thái Là nước có kinh tế nơng nghiệp, hoạt động công nghiệp đem lại 20% GDP nước, nhịp độ phát triển công nghiệp nhanh đạt 10% trung bình năm Sự phát triển mạnh hoạt động công nghiệp không tương xứng với phát triển sở hạ tầng, chưa có hệ thống xử lý chất thải công nghiệp nên nhiều ngành công nghiệp đổ trực tiếp nước thải chưa xử lý vào môi trường Đặc biệt nước thải ngành công nghiệp ngành khí, điện tử có hàm lượng kim loại nặng lớn, vượt tiêu chuẩn cho phép Các kim loại nặng thủy ngân (Hg), asen (As), chì (Pb), gây độc cho thể người động thực vật dù hàm lượng vết Khơng ngồi trừ, ngun tố crơm độc tồn dạng crơm hóa trị VI Đã có nhiều phương pháp áp dụng nhằm tách loại ion kim loại nặng khỏi môi trường nước, như: phương pháp hóa lý (phương pháp hấp phụ, phương pháp trao đổi ion, ), phương pháp sinh học, phương pháp hóa học, Trong đó, phương pháp hấp phụ áp dụng rộng rãi cho kết khả thi Xuất phát từ lý trên, thực đề tài: “Nghiên cứu tổng hợp polyanilin ứng dụng hấp phụ Cr2O72- nước” Kết thu đề tài nhằm tìm yếu tố ảnh hưởng đến q trình giảm độc Cr2O72- nước Từ đó, tìm điều kiện tối ưu cho trình hấp phụ Quy trình phân tích đơn giản, tốn chi phí nên áp dụng để xử lý nước thải ngành cơng nghiệp có chứa Cr2O72- CHƢƠNG : TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tài nguyên nƣớc giới Việt Nam 1.1.1 Tài nguyên nước giới Tài nguyên nước nguồn nước mà người sử dụng vào mục đích khác Nước dùng hoạt động nông nghiệp, công nghiệp, dân dụng, giải trí mơi trường Hầu hết hoạt động cần nước Nước bao phủ 71% diện tích Trái Đất có 97% nước mặn, cịn lại nước Nước giữ cho khí hậu tương đối ổn định pha loãng yếu tố gây nhiễm mơi trường, cịn thành phần cấu tạo yếu thể sinh vật, chiếm từ 50% - 97% trọng lượng thể, chẳng hạn người nước chiếm 70% trọng lượng thể sứa biển nước chiếm tới 97% Trong 3% lượng nước có Trái Đất có khoảng 3/4 lượng nước mà người không sử dụng nằm q sâu lịng đất, bị đóng băng, dạng khí dạng tuyết lục địa Chỉ có 0,5% nước diện sông, suối, ao, hồ mà người sử dụng Tuy nhiên ta trừ phần nước bị nhiễm cịn khoảng 0,003% nước mà người sử dụng tính trung bình người cung cấp 879000 lít ngước để sử dụng Hình 1.1 Tỷ lệ loại nước giới Trung bình ngày Trái Đất có khoảng triệu chất thải sinh hoạt đổ sông hồ biển cả, 70% lượng chất thải công nghiệp không qua xử lý bị trực tiếp đổ vào nguồn nước quốc gia phát triển Đây thống kế Viện Nước quốc tế (SIWI) công bố Tuần lễ Nước giới khai mạc Stockholm, thủ đô Thụy Điển ngày 5/9/2014 Thực tế khiến nguồn nước dùng sinh hoạt người bị ô nhiễm nghiêm trọng Một nửa số bệnh nhân nằm viện nước phát triển không tiếp cận điều kiện sinh phù hợp (vì thiếu nước) bệnh liên quan đến nước Thiếu vệ sinh thiếu nước nguyên nhân gây tử vong cho 1,6 triệu trẻ em năm Tổ chức Lương Nông LHQ (FAO) cảnh báo 15 năm tới có gần tỷ người phải sống khu vực khan nguồn nước 2/3 cư dân hành tinh bị thiếu nước [27] 1.1.2 Tài nguyên nước Việt Nam Việt Nam quốc gia nằm vành đai khí hậu nhiệt đới gió mùa nên có tài ngun nước dồi so với nước giới, lượng mưa trung bình khoảng 2000 mm/ năm, gấp 2,6 lần lượng mưa trung bình vùng lục địa giới Thêm vào đó, hàng năm lãnh thổ Việt Nam nhận thêm lưu lượng nước từ nam Trung Quốc Lào với số lượng khoảng 550.109 m3 Dòng chảy trung bình Việt Nam gấp ba lần dịng chảy trung bình giới Nguồn tài nguyên nước Việt Nam tương đối phong phú phân bố không dao động phức tạp theo thời gian, mạch nước ngầm Từ lâu mạch nước ngầm khai thác phương pháp thô sơ sử dụng cho mục đích khác nhau, khơng kiểm sốt chặt chẽ nhà nước Theo đánh giá, tổng trữ lượng nước mạch thiên nhiên toàn lãnh thổ đạt 1513 m3/s Xấp xỉ 15% tổng trữ lượng nước mặn Giống số nước giới, Việt Nam đứng trước thách thức lớn nạn ô nhiễm môi trường nước, đặc biệt khu công nghiệp đô thị Hầu hết chất thải từ nhà máy thải chưa xử lí cách triệt để chí thải trực tiếp sơng ngịi, cống thải vào mơi trường Xung quanh khu vực nhiều nhà máy, đất nước bị nhiễm hóa chất độc hại nhà máy thải [22] Hình 1.2 Nguồn nước bị nhiễm 1.2 Giới thiệu crôm 1.2.1 Nguồn gốc, đặc điểm cấu tạo Hình 1.3 Giới thiệu ngun tố crơm Crơm nguyên tố thuộc chu kỳ 4, nhóm VIB, khối lượng nguyên tử 51,996 đvC, số thứ tự 24 bảng hệ thống tuần hồn ngun tố hóa học với cấu hình electron 1s22s22p63s23p63d54s1 Crơm có hóa trị từ đến Khối lượng trung bình crôm vỏ Trái Đất 122 ppm, đất có mặt crơm dao động từ 11 – 22 ppm, nước mặt crơm có khoảng ppb nước ngầm có khoảng 100 ppb Crơm tìm thấy trước tiên dạng quặng crơm sắt (FeO.Cr2O3) Nó sử dụng luyện kim, mạ điện chất nhuộm màu thuộc da Bảng 1.1 Hằng số vật lý quan trọng crôm Khối lượng Nhiệt độ riêng nóng chảy Nhiệt độ điện (so Độ âm (g/cm3) (oC) sôi (oC) với Hg=1) điện 7,2 1875 2430 1,6 Kim loại Cr Độ dẫn Trong nước tự nhiên crôm tồn dạng Cr(III) Cr(VI) - Cr(III) thường tồn dạng Cr(OH)2+, Cr(OH)2+, Cr(OH)4- - Cr(VI) thường tồn dạng CrO42- Cr2O72- Crôm nguyên tố vi lượng không cần thiết cho trồng lại nguyên tố cần thiết cho động vật giới hạn định, hàm lượng vượt giới hạn định gây độc hại Crơm tìm thấy trog RNA vài sinh vật với khối lượng nhỏ Sự vắng mặt crơm sinh vật dẫn tới suy giảm độ bền protein liên hợp Nhưng vượt giới hạn cho phép, crôm gây độc với động vật [34] 1.2.2 Tính chất hóa học crơm Crơm chất khử giống nhôm nên bề mặt bao phủ lớp màng oxit mỏng, lớp ôxit bền với oxi, đốt cháy không khí tạo thành Cr2O3: 4Cr(r) + 3O2 = Cr2O3 ∆H = -1141KJ/mol Tuy nhiên nhiệt độ cao crơm cịn phản ứng với halogen Thế điện cực tiêu chuẩn crôm là: E0Cr2+/Cr = - 0,91V Crôm khử H+ dung dịch HCl, H2SO4 loãng giải phóng H2 cho muối Cr(II): Cr + 2H+ = Cr2+ + H2 50 Dsau 0.0492 0.0773 0.1634 0.2445 0.3378 H (%) 80.25 84.03 77.10 73.35 70.89 90,00 Hiệu suất (%) 80,00 70,00 60,00 50,00 40,00 30,00 20 40 60 80 Nồng độ (ppm) 100 120 Hình 3.11 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng nồng độ Cr2O72- đến hiệu suất xử lý Cr2O72Từ bảng 3.8 hình 3.11, biểu diễn hiệu suất xử lý Cr2O72- theo nồng độ Cr2O72- thấy rằng, nồng độ Cr2O72- tăng từ 20 ppm đến 40 ppm hiệu suất xử lý Cr2O72- tăng cao, đến 60 ppm hiệu suất giảm Qua kết khảo sát ta chọn nồng độ Cr2O72- 40 ppm làm điều kiện tối ưu cho trình xử lý Cr2O72- Cùng lượng chất hấp phụ với nồng độ thấp, ion kim loại chuyển động tự do, có khả hấp phụ tốt, hiệu suất tăng Ở nồng độ cao, có va chạm, cản trở chuyển động lẫn nhau, hạn chế khả hấp phụ làm cho hiệu suất giảm 3.2.6 Sự phụ thuộc tải trọng hấp thụ vào nồng độ cân Cr2O72Từ kết khảo sát ảnh hưởng nồng độ Cr2O72- ta biết phụ thuộc tải trọng hấp phụ polyanilin vào hàm lượng Cr2O72- Bảng 3.9 Kết phụ thuộc tải trọng hấp phụ vào nồng độ cân Cr2O72STT Ci (ppm) 20 40 60 80 100 51 Cf (ppm) 3.63 7.58 14.11 21.38 27.69 q (mg/g) 5.4567 10.8067 15.2968 19.5410 23.4367 Cf/q 0.6652 0.7014 0.9224 1.0942 1.2668 Trong đó: - Ci: nồng độ Cr2O72- dung dịch trước hấp phụ (ppm) - Cf: nồng độ Cr2O72- dung dịch sau hấp phụ (ppm) - q: tải trọng hấp phụ (mg/g) {q = khối lượng chất bị hấp phụ (mg)/ khối lượng vật liệu hấp phụ (g) với: khối lượng chất bị hấp phụ (mg) = (Ci – Cf)* thể tích dung dịch đem hấp phụ (ml) * 10-3} Kết thực nghiệm cho thấy nồng độ ban đầu dung dịch Cr2O72tăng tải trọng hấp phụ vật liệu tăng dần Từ kết ta vẽ đồ thị biểu diễn phụ thuộc tải trọng hấp phụ vào nồng độ cân Cr2O72- 25,0000 y = 8,3829ln(x) - 5,9072 R² = 0,9888 q (mg/g) 20,0000 15,0000 10,0000 5,0000 0,0000 10 15 20 25 30 35 Cf (ppm) Hình 3.12 Sự phụ thuộc tải trọng hấp phụ vào nồng độ cân Cf Cr2O72trong dung dịch Dựa vào số liệu thực nghiệm thu được, vẽ đồ thị biểu diễn phụ thuộc Cf/q vào Cf theo lý thuyết hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir cho vật liệu hấp 52 phụ mô tả hình 3.13 1,4 1,2 y = 0,0253x + 0,4953 R² = 0,9891 Cf/q 0,8 0,6 0,4 0,2 0 10 15 Cf (ppm) 20 25 30 Hình 3.13 Sự phụ thuộc Cf/q vào Cf Sự phụ thuộc Cf/q vào Cf mô tả theo phương trình: y = 0.0253x + 0.4953 (*) Tức phương trình mơ tả dạng phương trình (*) (trong y Cf/q x Cf) Từ phương trình đường thẳng (*) ta tính K qm Với: 1/qmax = 0.0253, suy qmax = 39.53 mg/g K = 0.0511  Nhận xét: Các kết khảo sát cho thấy mơ hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir vật liệu hấp phụ mô tả tốt số liệu thực nghiệm, điều thể qua số hồi quy R2 (R2 = 0.9891) Tải trọng hấp phụ cực đại qmax tính theo mơ hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir vật liệu hấp phụ Cr2O72- 39.53 mg/g 53 3.2.7 Đề xuất quy trình xử lý nước thải chứa Cr2O72- Sơ đồ quy trình xử lý Hình 4.1 Sơ đồ xử lý nước thải chứa Cr2O72- Thuyết minh quy trình Nước thải từ cơng đoạn có chứa crơm chảy bể gom, trước sau bể gom ta đặt song chắn rác thô sông chắn rác tinh nhằm loại cặn có kích thước lớn lớn 5mm Sau tách rác, nước thải chảy bể điều hòa Bể điều hịa có tác dụng điều hịa lưu lượng chất lượng nước thải, bể có lắp đặt hệ thống phân phối khí nhằm trộn nước thải, tránh q trình phân hủy kị khí, đồng thời xử lý phần chất dễ phân hủy sinh học Từ bể điều hòa nước thải bơm sang hệ thống hấp phụ nối tiếp gồm bể khuấy bể lắng Trong bể khuấy ta cho chất hấp phụ vào, q trình xử lý hóa lý, 54 polyanilin thêm vào bể nhằm hấp phụ Cr2O72- đồng thời gắn guống quay giúp chất hấp phụ tiếp xúc với dễ dàng với Cr2O72- Sau trình hấp phụ diễn ra, nước thải dẫn qua bể lắng để tách chất hấp phụ khỏi nước thải Chất hấp phụ dẫn bể thu hồi để đưa xử lý tiếp Nước thải bề mặt bơm qua bể xử lý sinh học kị khí UASB Bể UASB ứng dụng q trình lên men kị khí sử dụng hiệu trường hợp lượng chất bẩn hữu lớn (BOD, COD >= 2000mg/l) Trong điều kiện kị khí, vi sinh vật kị khí phân hủy chất hữu thành metan CO2 chất hữu đơn giản khác theo phương trình phản ứng sau: CHC + VSVkỵ khí -> CH4 + CO2 + chất hựu đơn giản + khí khác … Bể UASB xử lý hữu cơ, giúp làm giảm lượng BOD, COD, hiệu suất từ 60 – 80% Sau xử lý kỵ khí, nước thải tiếp tục dẫn qua bể Aeroten để xử lý hiếu khí Bể Aeroten ứng dụng q trình sinh học hiếu khí bùn hoạt tính lơ lửng Trong điều kiện hiếu khí, hệ thống dẫn khí sục liên tục, vi sinh vật hiếu khí có bùn hoạt tính sử dụng chất hữu làm thức ăn, để sinh trưởng, phát triển tạo thành sinh khối mới, xử lý lượng BOD, COD nước thải Sau tạo thành sinh khối mới, nước thải chảy qua bể lắng để tách bùn nước Trong bể lắng, bùn thải lắng xuống đáy bể chảy tới bể nén bùn Nước thải sau trính sinh học làm hữu tiếp tục chảy bể khử trùng Hóa chất chlorine thêm vào để khử trùng, tiêu diệt vi khuẩn, vi trùng có nước thải đảm bảo vệ sinh môi trường, nước sau xử lý đạt yêu cầu QCVN 08:2008/BTNMT [17] 3.3 Kết đánh giá sai số thống kê phƣơng pháp Tiến hành q trình phân tích hai mẫu chuẩn, mẫu lần với nồng độ Cr2O72- 20 ppm 40 ppm Đo mật độ quang trước sau q trình hấp phụ kết thúc Tính độ xác phương pháp thơng qua giá trị với chuẩn Student, độ tin cậy 95% ( = 0.95, k = 4, t = 2.78) theo mục 1.7 Kết thể bảng 3.11 55 Bảng 3.10 Mật độ quang thu sau lần đo mẫu trước, sau xử lý hiệu suất tương ứng Lần phân tích Cr(VI) 20 ppm Cr(VI) 40 ppm Dtrước 0,2492 0,2491 0,249 0,2485 0,2492 Dsau 0,0468 0,0471 0,0468 0,0468 0,0467 H (%) 81,22 81,09 81,20 81,17 81,26 Dtrước 0,4794 0,4793 0,479 0,4791 0,4793 Dsau 0,0782 0,0781 0,0781 0,078 0,0783 H (%) 83,69 83,71 83,70 83,72 83,66 Bảng 3.11 Kết đánh giá sai số thống kê phép đo Các đại lượng đặc trưng Cr2O72- 20 ppm Cr2O72- 40 ppm Giá trị hiệu suất trung bình (%) 81.19 83.69 Phương sai S2 0,0123 0,0010 Độ lệch chuẩn S 0,1111 0,0321 Hệ số biến động Cv 0,1368 0,0384 Biên giới tin cậy Sai số tương đối ∆% 0,1381 0,0399 0,1704 0,0477  Nhận xét: Phương sai độ lệch chuẩn đo mức độ lặp lại số liệu mẫu quanh số trung bình Phương sai độ lệch chuẩn nhỏ độ lặp lại phương pháp tốt Từ bảng 3.11 ta thấy, phân tích hai mẫu chuẩn với nồng độ 20 ppm 40 ppm, phương sai độ lệch chuẩn mẫu chuẩn có nồng độ 40 ppm nhỏ nên độ lặp lại tốt 56 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Qua trình thực đề tài khóa luận: “Nghiên cứu tổng hợp polyanilin ứng dụng hấp phụ Cr2O72- nước”, thu số kết sau:  Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến khối lượng điều chế polyanilin - Khảo sát ảnh hưởng thời gian khuấy đến khối lượng điều chế polyanilin - Khảo sát ảnh hưởng khối lượng amonipesunfat đến khối lượng điều chế polyanilin - Khảo sát ảnh hưởng nồng độ H2SO4 đến khối lượng điều chế polyanilin  Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến trình xử lý Cr2O72- polyanilin - Khảo sát ảnh hưởng khối lượng polyanilin đến hiệu suất xử lý Cr2O72- Khảo sát ảnh hưởng thời gian khuấy đến hiệu suất xử lý Cr2O72- Khảo sát ảnh hưởng tốc độ khuấy đến hiệu suất xử lý Cr2O72- Khảo sát ảnh hưởng nồng độ Cr2O72- đến hiệu suất xử lý Cr2O72Từ kết nghiên cứu thu số kết luận sau:  Điều kiện tối ưu để đạt khối lượng điều chế polyanilin lớn (0.885g) thời gian khuấy giờ, khối lượng amonipesunfat g, nồng độ H2SO4 0.5 M  Hiệu suất hấp phụ Cr2O72- phụ thuộc vào nhiều yếu tố Tuy nhiên phần khảo sát yếu tố nhận thấy rằng: Hiệu suất hấp phụ đạt cao (84.45%) điều kiện tối ưu khối lượng polyanilin 0.06 g, thời gian khuấy 16 phút, tốc độ khuấy 400 vòng/phút, nồng độ Cr2O72- 40 ppm Kiến nghị Do nhiều hạn chế thời gian, điều kiện công nghệ khả nắm bắt sinh viên nên đề tài cịn nhiều thiếu sót Vậy nên tơi xin đưa số đề xuất cho nghiên cứu tiếp theo: 57 - Tiếp tục nghiên cứu khả tái sinh vật liệu hấp phụ - Nghiên cứu khả hấp phụ kim loại khác polyanilin - Ứng dụng polyanilin để hấp phụ kim loại nặng mẫu nước thải thực tế 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Bùi Thị Hoa, Nghiên cứu ảnh hưởng chất hoạt động bề mặt CMC đến q trình tổng hợp điện hóa PANi, Đại học sư phạm Hà Nội [2] Bùi Xuân Vững, Xử lý số liệu hóa phân tích, Đại học Sư phạm – Đại học Đà Nẵng, 2014 [3] Dương Quang Huấn, Nguyễn Thị Thu Hương, Hoàng Thị Thu Trang, Lê Thị Hiền Dịu, Đỗ Thị Minh Thủy, Trần Quang Đông, Lê Xn Quế, Tạp chí Hóa học, T48 (5A), Tr82-86, 2010 [4] Dương Quang Huấn, Trần Huy Tiến, Lê Xuân Quế, Tạp chí Hóa học, T.47 (4A), Tr.96-100, 2009 [5] Đặng Ngọc Định, Luận văn thạc sĩ khoa học: Xác định lượng vết Cr(VI) Cr(III) kỹ thuật chiết pha rắn phương pháp phổ hấp phụ nguyên tử (AAS), ĐHKHTN – ĐHQG Hà Nội, 2006 [6] Đặng Đình Bạch, Lê Xuân Quế, cộng sự, Tổng hợp nghiên cứu nanocomposit polipyrol/TiO2 phương pháp hóa học, TC Khoa học ĐHDP Hà Nội [7] Đặng Đình Bạch, Phạm Việt Hùng, Nguyễn Thị Hải Vân, Tổng hợp nghiên cứu nanocomposit polipyrol/TiO2 phương pháp hóa học, TC Khoa học ĐHDP Hà Nội [8] G Schwarrenbach, H Flaschka, Người dịch: Đào Hữu Vinh, Lâm Ngọc Thụ, Chuẩn độ phức chất, NXB KHKT, 1978 [9] Hoàng Thị Lan Hương, Luận án phó tiến sĩ khoa học: Nghiên cứu điều kiện phân chia hỗn hợp nguyên tố đất nhóm Ytri phương pháp sắc ký trao đổi ion, ĐH Sư phạm Hà Nội, 1994 [10] Hứa Thị Ngọc Thoan, Dương Quang Huấn, Lê Xn Quế, Tạp chí Hóa học, T.44, (2), Tr.185-189, 2006 [11] Hữu Huy Luận, Tổng hợp nghiên cứu polume dẫn, copolyme dẫn từ pirol, thiophen, Đại học sư phạm Hà Nội, 2004 59 [12] Lâm Minh Triết, Diệp Ngọc Sương, Các phương pháp phân tích kim loại nặng nước nước thải, NXB KHKT, 2000 [13] Lê Huy Bắc, Hóa học hữu cơ, ứng dụng số phương pháp phổ để nghiên cứu cấu trúc phân tử, NXBGD, 1984 [14] Lê Văn Cát, Hấp phụ trao đổi ion kỹ thuật xử lý nước nước thải, NXB Thống Kê, Hà Nội, 2002 [15] Nguyễn Bá Can, Phịng bệnh hóa chất, NXB Y học, 1962 [16] Nguyễn Thị Hải Vân, Ảnh hưởng TiO2 đến q trình tổng hợp điện hóa PANi, 2006 [17] Nguyễn Thị Hường, Xử lý nước thải, Đại học Sư phạm – Đại học Đà Nẵng [18] Nguyễn Xuân Trung, Phạm Hồng Quân, Vũ Thị Trang, Nghiên cứu khả hấp phụ Cr(III) Cr(VI) vật liệu chitosan biến tính, Tạp chí phân tích hóa lý sinh học, 2007 [19] Nina Block, Hoàng Minh Châu (dịch), Phân tích định tính cation, [20] Phạm Luận, Phương pháp phân tích phổ nguyên tử, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội, 2003 [21] Phạm Thị Hà, Phân tích cơng cụ, Đại học Sư phạm – Đại học Đà Nẵng, 2008 [22] Phan Nguyên Hồng, Hỏi đáp môi trường sinh thái, NXB GD, 2001 [23] Trần Tứ Hiếu, Từ Vọng Nghi, Nguyễn Văn Ri, Nguyễn Xuân Trung, Hóa học phân tích phần II: Các phương pháp phân tích cơng cụ, ĐH KHTN – ĐH Quốc gia Hà Nội, 2003 Tiếng Anh [24] Angeline M.Stoyanova, Determination of Cr(VI) by a catalytic Spectrometic Method in the presence of p – Aminobenzoic acid, Turk J Biochem, 2004 [25] B Narayana and Tome Cherian, Rapid spectrometic Determination of trace amouts of Chromium using Variamine Blue as a chromogenic Reagent, J Baz Chem Soc, 2005 [26] Foster Dee Snell and Leslie S.Ettre, Encyclopedia of nditrustrial hemical analysis, Vol 9, 1970 [27] Gleick, P H., Water Resources Encyclopedic Dictionary of climate and 60 weather S.H Scheneide, Publisher Oxford University Press, New York, 1996 [28] H.D Revansiddappa and T.N.Kiran Kidmar, Rapit spectrophotometic determinnation of chromium with trifluoperaztne Hydrochloride, Anal 47, 311, 2002 [29] J.Posta, H.Bemdt, S.Kluo, G.Schaldach, Anal Chem, vol 65, p.2590, 1993 [30] Joana Shaofen Wang and Kong Hwa Chiu, Simulttaneous Extraction of Cr(III) and Cr(VI) with Dithiocarbamate ReagenyFollowed by HPLC seperation for chromium speciation , Analytical Sciences, 2004 [31] Lin.L., Lawren.N.S., Sompong.T., Wang.J., Lin.J,Calalytic adsortive stripping determination of trace Chromium(VI) at the Bismut-film electrode, Talanta, 2004 [32] M.V.Balasama Krishna, K.Chandrasekoran, Speciantion of Cr(III) and Cr(VI) in water using immobilized moss and determination by ICP-MS, Talanta, 2005 [33] Marcuccar R, Whitenman J., P and suder B.J, Interaction of heavy metal with chitin and chitosan, J.Appl.Polymer.Sci, 1982 [34] Pourreza N., Rastegadeh S., Catalytic Spectrophotometric determination of Bromide based on the diphenylcacbazide – Chromium (VI) – Iodate reaction, Journal of Analytical Chemistry, 2001 [35] Sun Fu – Sheng, The reaction of phenylarsenazo with chromium (III), Talanta, 1993 [36] Tiglea, Paulo, Liching, Jaim, Demination of traces chromium in foods by solvent extration-flame absorption spectrometry, Anal.Lett, 2000 [37] Wu Y, Hu B, Peng T, Jiang Z., In – situ separation of chromium Cr(III) and chromium (VI) and sequential ETV – ICP – AES determination using acetylacetone and PTFE as chemical modifiers, Frisenius J Anal Chem, 2001 [38] Xiaonan Dong, Yuzuru NakaGuchi and Keizo Hromiraki, Determination of chromium, copper, iron, manganese and lead in human hair by graphite Furnace atomic Absoption Spectromatry, Analytical Sciences, 1998 [39] Y.M Scindia, A.K Pankey, A.V.R Reddy, S.B Manoharn, Chemically selective membrance optode for Cr(VI) deterrmination ion aqueous smaple, Mumban Indian, Analytica Chhimica Acta, 2004 61 MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƢƠNG : TỔNG QUAN TÀI LIỆU .2 1.1 Tài nguyên nƣớc giới Việt Nam 1.1.1 Tài nguyên nước giới 1.1.2 Tài nguyên nước Việt Nam 1.2 Giới thiệu crôm 1.2.1 Nguồn gốc, đặc điểm cấu tạo 1.2.2 Tính chất hóa học crôm 1.2.3 Các hợp chất quan trọng crôm 1.2.3.1 Hợp chất Cr(II) 1.2.3.2 Hợp chất Cr(III) .6 1.2.3.3 Hợp chất Cr(VI) 1.2.4 Độc tính crơm 1.3 Phƣơng pháp hấp phụ .10 1.3.1 Cơ sở lý thuyết .10 1.3.1.1 Hấp phụ vật lí 10 1.3.1.2 Hấp phụ hóa học .10 1.3.2 Hấp phụ môi trường nước .10 1.3.3 Động học hấp phụ 11 1.3.4 Cân hấp phụ - Các phương trình đẳng nhiệt hấp phụ 11 1.4 Các phƣơng pháp xác định crôm 16 1.4.1 Phương pháp phân tích trọng lượng 16 1.4.2 Phương pháp phân tích thể tích 16 1.4.3 Phương pháp trắc quang 17 1.4.4 Phương pháp phổ phát xạ nguyên tử cảm ứng cao tần plasma (ICP-AES) 18 1.4.5 Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử 19 1.4.6 Các phương pháp điện hóa 21 62 1.4.7 Kĩ thuật phân tích sắc kí lỏng hiệu cao (HPLC) 21 1.5 Giới thiệu vật liệu hấp phụ 22 1.5.1 Polyme dẫn điện 22 1.5.1.1 Lịch sử polyme dẫn điện 22 1.5.1.2 Phân loại polyme dẫn điện .24 1.5.1.3 Ứng dụng polyme dẫn điện 24 1.5.2 Polyanilin (PANi) .25 1.5.2.1 Giới thiệu chung 25 1.5.2.2 Cấu trúc polyanilin 25 1.5.2.3 Phương pháp tổng hợp polyanilin 26 1.6 Giới thiệu phƣơng pháp UV-VIS .27 1.61 Giới thiệu phương pháp trắc quang phân tử UV-VIS 27 1.6.2 Các điều kiện tối ưu phép đo quang .28 1.6.2.1 Tính đơn sắc xạ điện từ 28 1.6.2.2 Bước sóng tối ưu - bước sóng cực đại λmax 28 1.6.2.3 Khoảng tuyến tính định luật Lambert- Beer 28 1.6.2.4 Các yếu tố khác .29 1.6.3 Một số phương pháp phân tích định lượng 29 1.6.3.1 Phương pháp đường chuẩn 29 1.6.3.2 Phương pháp thêm chuẩn 30 1.7 Đánh giá sai số thống kê 30 CHƢƠNG 2: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 32 2.1 Thiết bị, dụng cụ hóa chất 32 2.1.1 Thiết bị dụng cụ 32 2.1.2 Hóa chất .32 2.2 Chuẩn bị dung dịch 33 2.2.1 Pha dung dịch K2Cr2O7 40 ppm 33 2.2.2 Pha dung dịch khác .33 2.2.2.1 Pha dung dịch NaOH 0.1 M 33 2.2.2.2 Pha dung dịch H2SO4 33 63 2.3 Nội dung nghiên cứu 34 2.3.1 Nghiên cứu điều chế polyanilin 34 2.3.1.1 Khảo sát ảnh hưởng thời gian khuấy đến khối lượng điều chế polyanilin 34 2.3.1.2 Khảo sát ảnh hưởng khối lượng amonipesunfat đến khối lượng điều chế polyanilin 34 2.3.1.3 Khảo sát ảnh hưởng nồng độ H2SO4 đến khối lượng điều chế polyanilin 35 2.3.1.4 Tiến hành điều chế polyanilin với điều kiện tối ưu khảo sát 35 2.3.2 Nghiên cứu khả hấp phụ Cr2O72- polyanilin 35 2.3.2.1 Xây dựng đường chuẩn Cr2O72- 36 2.3.2.2 Khảo sát ảnh hưởng khối lượng polyanilin đến hiệu suất xử lý Cr2O72 36 2.3.2.3 Khảo sát ảnh hưởng thời gian khuấy đến hiệu suất xử lý Cr2O72- .36 2.3.2.4 Khảo sát ảnh hưởng tốc độ khuấy đến hiệu suất xử lý Cr2O72- .36 2.3.2.5 Khảo sát ảnh hưởng nồng độ Cr2O72- đến hiệu suất xử lý Cr2O72- 37 2.3.2.6 Tính toán 37 2.3.3 Đánh giá sai số thống kê phương pháp 37 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 39 3.1 Kết điều chế polyanilin .39 3.1.1 Kết khảo sát ảnh hưởng thời gian khuấy đến khối lượng điều chế polyanilin .39 3.1.2 Kết khảo sát ảnh hưởng khối lượng amonipesunfat đến khối lượng điều chế polyanilin 40 3.1.3 Kết khảo sát ảnh hưởng nồng độ H2SO4 đến khối lượng điều chế polyanilin .41 3.1.4 Sản phẩm polyanilin thu sau trình điều chế với điều kiện tối ưu chọn 42 3.2 Kết nghiên cứu khả hấp phụ Cr2O72- polyanilin 44 3.2.1 Kết xây dựng đường chuẩn Cr2O72- 44 3.2.2 Kết khảo sát ảnh hưởng khối lượng polyanilin đến hiệu suất xử lý Cr2O72- 45 64 3.2.3 Khảo sát ảnh hưởng thời gian khuấy đến hiệu suất xử lý Cr2O72- .47 3.2.4 Khảo sát ảnh hưởng tốc độ khuấy đến hiệu suất xử lý Cr2O72- 48 3.2.5 Khảo sát ảnh hưởng nồng độ Cr2O72- đến hiệu suất xử lý Cr2O72- 49 3.2.6 Sự phụ thuộc tải trọng hấp thụ vào nồng độ cân Cr2O72- 50 3.2.7 Đề xuất quy trình xử lý nước thải chứa Cr2O72- .53 3.3 Kết đánh giá sai số thống kê phƣơng pháp .54 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 56 TÀI LIỆU THAM KHẢO 58 ... 2.3.2 Nghiên cứu khả hấp phụ Cr2O72- polyanilin Dung dịch Cr2O72- Polyanilin Khuấy Hỗn hợp Lọc Dung dịch Đo UV - VIS Hình 2.2 Sơ đồ polyanilin hấp phụ Cr2O72- 36 Polyanilin sử dụng để hấp phụ Cr2O72- ... mặt chất hấp phụ Ở hấp vật lý, nhiệt hấp phụ khơng lớn 1.3.1.2 Hấp phụ hóa học Hấp phụ hóa học xảy phân tử chất hấp phụ tạo thành hợp chất hóa học với phân tử chất bị hấp phụ Lực hấp phụ hóa học... vật lí hấp phụ hóa học 1.3.2 Hấp phụ môi trường nước Trong nước, tương tác chất hấp phụ chất bị hấp phụ phức tạp nhiều hệ có ba thành phần gây tương tác: nước, chất hấp phụ chất bị hấp phụ Do