NGHIEN CUU CHE TAO THAN HOAT TINH TU PHU PHAM NONG NGHIEP VA UNG DUNG

Views:
 
Category: Education
     
 

Presentation Description

NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO THAN HOẠT TÍNH TỪ PHỤ PHẨM NÔNG NGHIỆP VÀ ỨNG DỤNG LÀM CHẤT HẤP PHỤ

Comments

Presentation Transcript

slide 1:

TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN KHOA HÓA ------- ------ NGHIÊN NGHIÊN CỨU CỨU CHẾ CHẾ TẠO TẠO THAN THAN HOẠT HOẠT TÍNH TÍNH TỪ TỪ PHỤ PHỤ PHẨM PHẨM NÔNG NÔNG NGHIỆP NGHIỆP VÀ VÀ ỨNG ỨNG DỤNG DỤNG LÀM LÀM CHẤT CHẤT HẤP HẤP PHỤ PHỤ ĐỀ TÀI Giáo viên hướng dẫn : TS. Nguyễn Thị Diệu Cẩm Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thanh Hà Lớp: Sư phạm hóa K37 Trần Văn Huy CNKT HH K37A Thân Cường Vương CNKT HH K37A Thái Thị Ngọc Xuyến CNKT HH K37A Nguyễn Thị Hoài Khiêm CNKT HH K37A

slide 2:

Mở đầu - Tổng quan lí thuyết Thực nghiệm Kết quả và thảo luận

slide 3:

MỞ ĐẦU – TỔNG QUAN LÍ THUYẾT

slide 4:

MỤC MỤC TIÊU TIÊU

slide 5:

ĐỊNH H ĐỊNH HƯỚNG ƯỚNG NGHIÊN NGHIÊN C CỨU ỨU THAN HOẠT TÍNH TỪ PHẾ PHẨM NÔNG XỬ LÝ CHẤT THẢI ĐI KÈM TẠO SẢN PHẨM PHẨM NÔNG NGHIỆP GIÁ THÀNH THẤP ỨNG DỤNG ĐẠI TRÀ Việc sử dụng than hoạt tính để hấp phụ các chất hữu cơ trong nước cấp sinh hoạt vùng nông thôn và nước nuôi tôm thương phẩm.

slide 6:

TỔNG QUAN TỔNG QUAN Thành phần hóa học: Cacbon: 80 ÷ 99.5 Than hoạt tính: Cacbon: 80 ÷ 99.5 Hydro: 0.3 ÷ 1.3 Oxy: 0.5 ÷ 1.5 Nitơ: 0.1 ÷ 0.7 Lưu huỳnh: 0.1 ÷ 0.7

slide 7:

Cấu Cấu trúc trúc mao mao quản quản: : Micro pore có kích thước bé hơn 2 nm thể tích mao quản 015-07 cm 3 /g cm /g Meso pore có kích thước từ 2-50 nm thể tích mao quản 01-02 cm 3 /g Macro pore có kích thước từ 50 nm trở lên thể tích mao quản 02- 04 cm 3 /g

slide 8:

Tổng Tổng quan quan về về trấu trấu: : Α-xenlulozơ 35-40 Lignin 25-30 Hemi – xenlulozơ 20-30 Nitơ và chất vô cơ khác 10 Bảng 1.2: Thành phần hợp chất hữu cơ trong trấu Bảng 1.4: Các thành phần oxit có trong tro trấu Thành phần oxit Tỉ lệ theo khối lượng SiO 2 80-90 Al 2 O 3 1-2.5 K 2 O 0.2 CaO 1-2 Na 2 O 0.2-0.5

slide 9:

Than hoạt tính Nguyên liệu ban đầu Than hoạt tính

slide 10:

Quy trình điều chế than hoạt tính từ trấu bằng tác nhân hoạt hóa Na 2 CO 3 : Thực Thực nghiệm nghiệm

slide 11:

Hệ nung yếm khí chế tạo than hoạt tính từ vỏ trấu

slide 12:

Khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng than hoạt tính từ nguyên liệu trấu • Ảnh hưởng của nhiệt độ hoạt hóa • Ảnh hưởng của tỉ lệ chất hoạt hóa • Ảnh hưởng của thời gian hoạt hóa • Ảnh hưởng của thời gian hoạt hóa • Ảnh hưởng hàm lượng chất hoạt hóa • Ảnh hưởng của thời gian nhiệt phân • Ảnh hưởng của nhiệt độ nhiệt phân

slide 13:

Các phương pháp đặc trưng Phương pháp đẳng nhiệt hấp phụ giải hấp phụ Phương pháp nhiễu xạ tia X XRD Phương pháp hiển vi điện tử quét SEM Phương pháp phổ hồng ngoại IR Phương pháp phân tích nhiệt TG- DTA TG- DTA Phổ quang điện tử tia X XPS Thông số đặc trưng Xác định chỉ số iot Độ ẩm

slide 14:

Kqtl Ảnh hưởng của nhiệt độ tẩm vỏ trấu bằng Na 2 CO 3 Thông số Vật liệu AC3 AC8 Độẩm 375 312 Độẩm 375 312 Chỉ số iot mg/g 18831 31543 Diện tích S I m 2 /g 16010 27891 Hình 3.1. Ảnh hưởng nhiệt độ hoạt hóa đến khả năng hấp phụ của than hoạt tính Bảng 3.2. Các thông số đặc trưng của than hoạt tính với nhiệt độ tẩm khác nhau

slide 15:

Ảnh hưởng tỉ lệ chất hoạt hóa đến khả năng hấp phụ than hoạt tính Ảnh hưởng thời gian ngâm hoạt hóa Hình 3.2. Ảnh hưởng tỉ lệ chất hoạt hóa đến khả năng hấp phụ than hoạt tính Hình 3.3. Ảnh hưởng thời gian ngâm hoạt hóa đến khả năng hấp phụ than hoạt tính

slide 16:

Ảnh hưởng của hàm lượng chất hoạt hóa Thông số Vật liệu AC AC821 -5 AC821 -10 AC821 -20 AC821 -30 Độ ẩm 322 139 312 192 318 Chỉ số Chỉ số iot mg/g 18767 20760 31543 32677 36125 Diện tích S I m 2 /g 1595 17813 27891 28951 32172 Hình 3.4. Ảnh hưởng của hàm lượng chất hoạt hóa khả năng hấp phụ của than hoạt tính Bảng 3.6. Các thông số đặc trưng của than hoạt tính với nồng độ chất hoạt hóa khác nhau

slide 17:

Ảnh hưởng của thời gian nhiệt phân Thông số Vật liệu AC821 -16 AC821 -19 AC821 -12 AC821 -15 Độẩm 530 440 310 470 Chỉ số Chỉ số iot mg/g 23370 24142 31543 32677 Diện tích S I m 2 /g 20252 20974 27891 28951 Hình 3.5. Ảnh hưởng của thời gian nhiệt phân đến khả năng hấp phụ của than hoạt tính Bảng 3.8. Các thông số đặc trưng của than hoạt tính thời gian nhiệt phân khác nhau

slide 18:

Ảnh hưởng của nhiệt độ nhiệt phân Thông số Vật liệu AC821 -125 AC821 -126 AC821 -127 AC821 -128 Độẩm 473 312 489 344 Chỉ số Hình 3.6. Ảnh hưởng của nhiệt độ nhiệt phân đến khả năng hấp phụ của than hoạt tính Chỉ số iot mg/g 28962 31543 42984 48288 Diện tích S I m 2 /g 25479 27891 38580 4354 Bảng 3.10. Các thông số đặc trưng của than hoạt tính với nhiệt độ nhiệt phân khác nhau

slide 19:

HÌNH ẢNH SẢN PHẨM THAN HOẠT TÍNH ĐIỀU CHẾ ĐƯỢC

slide 20:

Đường đẳng nhiệt hấp phụ - khử hấp phụ N 2 đối với vật liệu AC hình a và AC821-128 hình b a b Đường phân bố mao quản của vật liệu AC hình a và AC821-128 hình b a b

slide 21:

Phổ Phổ IR IR của của vật vật liệu liệu AC AC và và AC AC8 821 21- -1 12 28 8

slide 22:

1.00E+04 2.00E+04 3.00E+04 C o u n t s / s C1s Scan 5 Scans 1 m 6.9 s 400µm CAE 50.0 0.10 eV C - C o r C - H c a r b id e c a r b o n a te 1.00E+04 2.00E+04 3.00E+04 4.00E+04 C o u n ts / s O1s Scan 5 Scans 1 m 10.4 s 400µm CAE 50.0 0.10 eV S iO 2 M e ta l C O 3 Phổ XPS của vật liệu AC hình a b và AC821-128 hình c d a a b b 0.00E+00 280 285 290 295 Binding Energy eV 0.00E+00 530 535 540 545 Binding Energy eV 0.00E+00 1.00E+04 2.00E+04 3.00E+04 280 285 290 295 C o u n ts / s Binding Energy eV C1s Scan 5 Scans 1 m 6.9 s 400µm CAE 50.0 0.10 eV C - C o r C - H c a r b id e c a r b o n a te 0.00E+00 1.00E+04 2.00E+04 3.00E+04 530 535 540 545 C o u n ts / s Binding Energy eV O1s Scan 5 Scans 1 m 10.4 s 400µm CAE 50.0 0.10 eV M e ta l o x id e S iO 2 M e ta l C O 3 N a K L 2 E le m e n t c c d d

slide 23:

Furnace temperature /° C 0 100 200 300 400 500 600 700 TG/ -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 60 70 dTG/ /min -15 -12 -9 -6 -3 Mass variation: -4.05 M ass variation: -76.14 Peak :86.43 ° C Peak :304.26 ° C Figure: 27/02/2017 M ass mg: 14.95 Crucible:PT 100 µl Atmosphere: Air Experiment:Cam M 1 Procedure: Zone 2 Labsys T G Giản đồ DTG-TGA của mẫu trấu không hoạt hóa Furnace temperature /° C 0 100 200 300 400 500 600 700 TG/ -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 60 70 dTG/ /min -15 -12 -9 -6 -3 M ass variation: -4.37 M ass variation: -79.07 Peak :88.47 ° C Peak :300.43 ° C Figure: 27/02/2017 Mass mg: 16.32 Crucible:PT 100 µl Atmosphere: Air Experiment:Cam M2 Procedure: Zone 2 Labsys T G Giản đồ DTG-TGA của mẫu trấu hoạt hóa

slide 24:

Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc ΔpH i và pH i của vật liệu AC821-128 Ảnh hưởng pH hấp phụ xanh metylen của AC821-128 Ảnh hưởng thời gian đến khả năng hấp phụ xanh metylen của vật liệu AC821-128

slide 25:

0.5 0.6 0.7 y 0.03166x + 0.0997 R² 0.9976 Đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir của vật liệu AC821-128 3.15 3.20 3.25 3.30 y 0.2627x + 2.5438 R² 0.9525 Đường đẳng nhiệt hấp phụ Freundlich của vật liệu AC821-128 4 6 8 10 12 14 16 18 20 0.2 0.3 0.4 0.5 Ce/qe Ce 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 2.6 2.8 3.0 2.95 3.00 3.05 3.10 3.15 ln qe ln Ce

slide 26:

KẾT LUẬN Chế tạo thành công than hoạt tính theo quy trình sản xuất một giai đoạn bằng tác nhân hoạt hóa Na 2 CO 3 . Điều kiện tối ưu để điều chế than hoạt tính từ trấu với chất hoạt hóa Na 2 CO 3 : Tiến hành hoạt hóa ở 80 o C với tỉ lệ Na 2 CO 3 mL/trấu g là 2:1 thời gian ngâm 1 giờ nồng độ tác nhân hoạt hóa Na 2 CO 3 10 thời gian và nhiệt độ nhiệt phân lần lượt là 2 giờ và 800 o C. 2 3 giờ và 800 o C. Than có khả năng hấp phụ cao đặc biệt đối với các hợp chất hữu cơ và quá trình hấp phụ trên than phù hợp với mô hình hấp phụ Langmuir. Than hoạt tính điều chế từ phụ phẩm nông nghiệp trấu mở ra triển vọng giải quyết vấn nạn ô nhiễm ở nông thôn ứng dụng than hoạt tính được chế tạo từ nguồn nguyên liệu sẵn có giá rẻ ở địa phương trong lĩnh vực xử lý nước.