Đề tài Nghiên cứu điều chế chitozan khâu mạch để làm giàu ion kim loại Zn (II) ứng dụng trong quan trắc môi trường nước (Phần 1)

Nội dung text: Đề tài Nghiên cứu điều chế chitozan khâu mạch để làm giàu ion kim loại Zn (II) ứng dụng trong quan trắc môi trường nước (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỀ TÀI NCKH CẤP SINH VIÊN NGHIÊN CỨU ĐIỀU CHẾ CHITOZAN KHÂU MẠCH ĐỂ LÀM GIÀU ION KIM LOẠI ZN (II) ỨNG DỤNG TRONG QUAN TRẮC MÔI TRƯỜNGS K C 0 0 0 2 8 1 NƯỚC MÃ SỐ: SV 2009 - 100 S K C 0 0 2 8 1 3 THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, 2009
2. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM KHOA CÔNG NGHỆ HOÁ - THỰC PHẨM ĐỀ TÀI NCKH CẤP SINH VIÊN NGHIÊN CỨU ĐIỀU CHẾ CHITOZAN KHÂU MẠCH ĐỂ LÀM GIÀU ION KIM LOẠI Zn(II) ỨNG DỤNG TRONG QUAN TRẮC MÔI TRƯỜNG NƯỚC MÃ SỐ: SV2009-100 THUỘC NHÓM NGÀNH: CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Sức SVTH : Nguyễn Thị Thuý An Nguyễn Thị Minh Hoàng Phan Văn Tuyền : GVHD : LEÂ THỊ HOAØNGSVTH : NGUYEÃN XUAÂN THÒNH HOÏC KÌ : II NAÊM HOÏC : 07 -08 TP. Hồ Chí Minh 6/2010
3. NGHIÊN CỨU KHOA HỌC PGS.TS NGUYỄN VĂN SỨC LỜI CẢM ƠN Sau hơn bốn tháng miệt mài, nay nhóm chúng em đã hoàn thành đề tài nghiên cứu. Bên cạnh sự nỗ lực của cả nhóm, chúng em còn nhận được sự giúp đỡ tận tình của ban lãnh đạo khoa CNHH và TP, các Thầy Cô giáo bộ môn công nghệ môi trường đã tạo điều kiện thuận lợi cho nhóm chúng em thực hiện đề tài này. Nhóm nghiên cứu chúng em xin gởi lời cảm ơn chân thành đến: - Thầy Nguyễn Văn Sức, trưởng khoa CNHH-TH người đã định hướng cho chúng em chọn lựa đề tài và đã tận tình hướng dẫn cho chúng em trong suốt quá trình thực hiện. - Chúng em xin cảm ơn cô Hồ Thị Yêu Ly, giáo viên hướng dẫn trực tiếp, đã luôn nhiệt tình chỉ dẫn, cho nhóm em những ý kiến thật giá trị để nhóm em có thể hoàn thành đề tài một cách tốt nhất. - Cảm ơn cô Lê Thị Bạch Huệ cùng với các Giáo viên bộ môn công nghệ môi trường đã tạo điều kiện cho chúng em sử dụng phòng thí nghiệm và các thiết bị trong quá trình thực hiện đề tài. - Phòng quản lý khoa học - Hợp tác quốc tế và đào tạo sau đại học và phòng kế hoạch tài chính đã cho phép nhóm chúng em thực hiện đề tài. - Thư viện trường ĐHSPKT-TPHCM đã tạo điều kiện cho chúng em mượn tài liệu nghiên cứu. - Xin cảm ơn các nhóm bạn thuộc lớp MT 07115và các anh, chị đã giúp đỡ nhóm chúng tôi thực hiện đề tài. Trong suốt thời gian nghiên cứu không tránh khỏi những điều thiếu sót, rất mong sự góp ý của thầy, cô và các bạn để đề tài hoàn thành được tốt hơn. Tp.Hồ Chính Minh, tháng 6 năm 2010. Nhóm nghiên cứu. 1
4. NGHIÊN CỨU KHOA HỌC PGS.TS NGUYỄN VĂN SỨC NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN. TP.HCM, ngày tháng 6 năm 2010 2
5. NGHIÊN CỨU KHOA HỌC PGS.TS NGUYỄN VĂN SỨC NHẬN XÉT CỦA HỘI ĐỒNG PHẢN BIỆN. TP.HCM, ngày tháng 6 năm 2010 3
6. NGHIÊN CỨU KHOA HỌC PGS.TS NGUYỄN VĂN SỨC MỤC LỤC PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ 5 CHƢƠNG I: ĐẶT VẤN ĐỀ 5 1.1. SỰ CẦN THIẾT CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 5 1.2. MỤC TIÊU, ĐỐI TƢỢNG, PHẠM VI VÀ NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI 6 1.3. SỰ CẦN THIẾT CỦA ĐỀ TÀI 7 1.4. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 8 CHƢƠNG II: TỔNG QUAN 10 2.1. TỔNG QUAN VỀ CHITOZAN 10 2.2. TỔNG QUAN VỀ KẼM VÀ HỢP CHẤT CỦA KẼM 15 2.3. CÁC VI ĐỊNH VỀ NỒNG ĐỘ GIỚI HẠN CỦA Zn(II) 21 CHƢƠNG III. TỔNG QUAN VỀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 22 3.1. SỰ HẤP PHỤ 22 3.2. THUYẾT HOÁ HỌC LANGMUIR. 23 3.3. PHƢƠNG TRÌNH ĐẲNG NHIỆT FREUNDLICH 24 CHƢƠNG IV : THỰC NGHIỆM 26 4.1. HOÁ CHẤT VÀ DỤNG CỤ CẦN THIẾT 26 4.2. TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM 27 CHƢƠNG V: KẾT QUẢ 32 5.1. ĐẶC ĐIỂM CỦA CHITOZAN KHÂU MẠCH 32 5.2. ĐỘ BỀN CỦA CHITOZAN KHÂU MẠCH DẠNG HẠT TRONG MÔI TRƢỜNG AXIT VÀ BAZƠ 34 5.3. DỰNG ĐƢỜNG CHUẨN ĐỊNH LƢỢNG Zn(II) 35 5.4. HẤP PHỤ TRONG ĐIỀU KIỆN TĨNH 36 PHẦN II: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 47 I. KẾT LUẬN 47 II. THIẾU XÓT VÀ HẠN CHẾ 48 III. KIẾN NGHỊ 48 TÀI LIỆU THAM KHẢO 50 4
7. NGHIÊN CỨU KHOA HỌC PGS.TS NGUYỄN VĂN SỨC PHẦN I CHƢƠNG I : ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1. SỰ CẦN THIẾT CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU: Ô nhiễm nƣớc trên thế giới hiện nay đang là vấn đề khó khăn hiện nay, bởi những tác hại to lớn của chúng đến chất lƣợng môi trƣờng và sức khoẻ trên toàn thế giới. Hiện nay tình trạng ô nhiễm nƣớc sinh hoạt của ngƣời dân đang ở mức báo động, mà nếu giải quyết không kịp thời thì chỉ trong vài năm nữa sẽ có hàng triệu ngƣời trên thế giới lâm vào tình trạng thiếu nƣớc. Hàng năm thế giới tiêu tốn rất nhiều tiền cho các nghiên cứu, các chƣơng trình dự án nƣớc sạch và những công việc đạt đƣợc vẫn còn hạn chế. Hàng năm, hàng tháng, thậm chí hàng ngày con ngƣời luôn lo sợ tình trạng thiếu nƣớc. Một trong số những vấn đề hiện nay là ô nhiễm kẽm trong nƣớc. Bởi vì những tác hại của nó mà chúng ta không lƣờng trƣớc đó là kẽm oxit ít độc nhƣng rất nguy hiểm. Nó cung cấp kẽm -một nguyên tố vi lƣợng rất cần thiết cho con ngƣời, động vật, thực vật, cơ thể ngƣời trƣởng thành có khoảng 2g kẽm và mỗi ngày cần phải hấp thụ 10 đến 20 mg. Nếu ăn phải hoặc hít vào một lƣợng lớn kẽm oxit sẽ bị sốt, buồn nôn khó thở trong nhiều giờ liền. Những triệu chứng này sẽ dần biến mất và không để lại di chứng. Con ngƣời luôn chữa trị những cái trƣớc mắt mà không nghĩ đến cái lâu dài, chính vì thế nghiên cứu về kẽm là đều cần thiết. Mặt khác những vật liệu tƣởng chừng đã thải bỏ, thì chúng lại làm vật liệu để sử dụng vào các mục đích khác nhau. Đặc biệt hơn, các loại vật liệu tự nhiên, thân thiện với môi trƣờng luôn đặt lên hàng đầu nhằm không gây tổn hại đến môi trƣờng, đảm bảo cho sự phát triển bền vững mà vẫn đem lại hiệu quả cao cho mục đích sử dụng. 5
8. NGHIÊN CỨU KHOA HỌC PGS.TS NGUYỄN VĂN SỨC Dựa trên các yếu tố trên nhóm chúng tôi quyết định thực hiên đề tài “Nghiên cứu điều chế Chitozan khâu mạch để làm giàu ion kim loại (Zn) ứng dụng trong quan trắc môi trƣờng nƣớc”. Với mong muốn có thể nghiên cứu ra vật liệu thân thiện với môi trƣờng và quan trắc đƣợc môi trƣờng nƣớc ở việt Nam. 1.2. MỤC TIÊU, ĐỐI TƢỢNG, PHẠM VI VÀ NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI: 1.2.1. Mục tiêu của đề tài: Nhằm phát huy tính tích cực trong học tập. Tập bƣớc đầu làm quen với nghiên cứu khoa học. Đánh giá đƣợc khả năng hấp phụ ion (Zn2+) của chitozan khâu mạch. Góp phần cung cấp thêm kiến thức và cơ sở để thực hiện thành công các đồ án môn học. 1.2.2. Đối tƣợng nghiên cứu: - Chitozan khâu mạch với các cỡ hạt khác nhau . - Dung dịch kẽm (Zn+2). 1.2.2. Phạm vi nghiên cứu: - Tổng quan về Zn+2, các ảnh hƣởng Zn+2, phƣơng pháp xử lý dựa trên các nguồn tài liệu khác nhau. - Tổng quan về quá trình hấp phụ - Các thí nghiệm hấp phụ qua cột thực hiện bởi dung dịch Zn+2 pha trong phòng thí nghiệm và kết quả áp dụng thử trên mẫu nƣớc thải khu vực TPHCM. 1.2.3. Nhiệm vụ nghiên cứu: Tìm hiểu để xây dựng cơ sở lý luận Nhiệm vụ 1: Tìm và đọc những tài liệu liên quan đến đề tài nghiên cứu. Các nguồn tài liệu từ tạp chí, sách báo. Nguồn thông tin từ mạng internet. Các đề tài nghiên cứu khoa học có lien quan. 6
9. NGHIÊN CỨU KHOA HỌC PGS.TS NGUYỄN VĂN SỨC Nhiệm vụ 2: Tổng hợp và trình bày một cách cô đọng, tƣơng đối đầy đủ về thực trạng ô nhiễm môi trƣờng, ô nhiễm nguồn nƣớc và các phƣơng pháp xử lý nƣớc hiện nay. Thực trạng ô nhiễm nguồn nƣớc bị nhiễm kẽm hiện nay và các phƣơng pháp xử lý. Thực nghiệm. Nhiệm vụ 3: Tiến hành thí nghiệm. Xây dựng đƣờng chuẩn kẽm(Zn). Khảo sát sự hấp phụ của Chitozan khâu mạch. o Xác định pH tối ƣu. o Xác định thời gian tiếp xúc tối ƣu. o Xác định cỡ hạt tối ƣu. o Xác định liều lƣợng tối ƣu. o Phƣơng pháp cột( gián đoạn theo mẻ). Nhiệm vụ 4: Tổng kết các kết quả thực hiện và viết bài báo cáo đề tài. 1.3. SỰ CẦN THIẾT CỦA ĐỀ TÀI: Kim loại nặng có một vai trò rất quan trọng đối với loài ngƣời, đặc biệt đối với các ngành công nghiệp. Tuy nhiên chất thải có chứa những kim loại nặng thì nó lại rất độc đối với con ngƣời, động vật nếu nó thâm nhập vào cơ thể . Nếu tích luỹ ở ngoài nồng độ cho phép sẽ rất nguy hiểm. Hiện nay có rất nhiều đề tài nghiên cứu để tìm mọi cách loại bỏ chúng, và nhóm chúng tôi nghiên cứu sự hấp phụ của chitosan với giá thành rẻ và thân thiện với môi trƣờng. Trong tình hình hiện nay, có quá nhiều vấn đề toàn cầu nên việc mở rông những vật liệu hấp phụ có tính thân thiệt với môi trƣờng là điều cần thiết.Và mục đích cuối cùng đó là tiết kiệm chi phí quản lý, xử lý chất thải. 7