I HC BÀ R CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
KHOA HÓA HỌC & CNTP Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
o0o
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
H tên sinh viên: Nguyễn Thị Thu Hiền MSSV: 1052010073
01/12/1992 : Bình Định
Ngành: Công nghệ kỹ thuật hóa học
 TÀI: Biến tính than hoạt tính bằng phương pháp phủ các oxit kim loại
chuyển tiếp MeOx
II. NHIM V VÀ NI DUNG:
 Bin tính than hot tính nhc sn phm có tính cht t ng dng trong
các lnh vc hp ph mt s hp ch
 Tin hành ph Fe
2
O
3
và CuO lên than ho thu c cht hp ph - xúc tác.
 Kho sát kh  p ph ca cht hp ph - xúc tác u ch i vi
mt s ch
III. NGÀY GIAO NHIM V  ÁN:
IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIM V:
V. H TÊN CÁN B NG DN: PGS. TS. Nguyễn Văn Thông
KS. Dương Khắc Hồng

Bà Ra 
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN SINH VIÊN THỰC HIỆN
(Ký và ghi rõ h tên) (Ký và ghi rõ h tên)


LỜI CẢM ƠN

Vi lòng kính trng và bi   c, tôi xin chân thành c 
PGS.TS. Nguyễn Văn Thông và KS. Dương Khắc Hồng i trc ti tài
và tng dn tôi trong sut thi gian làm  tài tt nghip. Th ra
ng gii quyp tài li c bn báo cáo này.
tôi y Cô trong Khoa Hoá Hc Và
Công Ngh Thc Phi Hc Bà Ra   cho tôi kin
thc trong nhc tp t hôm nay tôi có th hoàn thành bn
 tài tt nghip cng thi, tôi xin chân thành cn và
anh Nguyn Chí Thun trong phòng thí nghim cng cùng tôi óng góp
ý ki tôi  tài.
Trong quá trình nghiên c     tài này, chc chn không tránh
c nhng sai sót và khuym, rt mong s góp ý ca th tôi nm vng
n thc v  tài ca mình.
Mt ln na tôi xin chân thành c

Sinh viên Nguyễn Thị Thu Hiền iii

MỤC LỤC

TRANG
DANH MỤC BẢNG vi
DANH MỤC HÌNH viii


2.2. Phương pháp trắc quang 25
c 25
a min quang ph 25
 c pháp trc quang 26
ng chu nh n các cht 27
2.3. Xây dựng đường chuẩn xác định nồng độ của các chất 28
2.3.1. Xây dng chunh n ca mt s cht cn thit 28
2.3.2. Metylen xanh 29
2.3.3. Phenol 31
2.3.4. NiCl2.6H
2
O (Nickel chloride herahydrate M=237,59g/mol) 33
2.3.5. CoCl
2
.6H
2
O (Cobalt chloride herahydrate M=237,93g/mol) 35
2.3.6. FeCl
3
.6H
2
O 36
2.3.7. CuCl
2
.6H
2
O 37
2.4. Khảo sát phương pháp tẩm trên than hoạt tính 38
2.4.1. Tm dung dch FeCl

2
O
3
và CuO lên than hot tính ti kh
p ph ca than hot tính sau khi ph: 51

v

3.1.2. ng ca nhi và thn kh p ph ca than
hot tính sau khi tm 53
3.2. Đặc tính của chất hấp phụ - xúc tác điều chế 58
c tính vt lý ca cht hp ph - u ch 58
3.2.2. Xây dng nhit hp ph 65
3.2.3. ng ca pH lên kh p ph ca cht hp ph - xúc tác : 74
3.2.4. ng ca thi gian hp ph n kh p ph ca cht hp ph -
xúc tác 76
3.2.5. ng ca t l rn  lng lên kh p ph ca than 78
CHƯƠNG IV. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 81
Kết luận 81 4.1.
4.1.1. Quá trình to thành cht hp ph - xúc tác 81
4.1.2. Kh p ph ca cht hp ph - xúc tác vi mt s ch81
Kiến nghị 83 4.2.
TÀI LIỆU THAM KHẢO 84
PHỤ LỤC 86 vi

DANH MỤC BẢNG
TRANG

41
Bng 2.11. Ch s a dung dch CoCl
2
.6H
2
c hp ph bi than
ho Fe
2
O
3
42
Bng 2.12. Ch s a dung dch NiCl
2
.6H
2
O c hp ph bi than
ho Fe
2
O
3
43
Bng 2.13. N dung dch Cu
2+
lt tm lên tng mu 44
Bng 2.14. N Cu
2+
còn tha trong dung dch sau khi tm ln 3. 45
Bng 2.15. Dung dch metylen xanh c hp ph bng than ho Fe
2
O

vii

Bng 2.19. Dung dch NiCl
2
.6H
2
O c hp ph bng than ho Fe
2
O
3
và
CuO 47
Bng 2.20. Ch s a dung dch NiCl
2
.6H
2
O c hp ph bi than
ho Fe
2
O
3
và CuO 47
Bng 2.21. Kho sát tc  hp ph metylen xanh ca Mu 5 và 6 48
Bng 3.1. Kh p ph ca 0,2gam than hoc ph oxit Fe
2
O
3
i vi
các mu 51
Bng 3.2. Kh p ph ca 0,2g than hoc ph oxit Fe

Bng 3.13. ng ca pH lên kh p ph ca cht hp ph - xúc tác 74
Bng 3.14. ng ca thi gian hp ph n kh p ph ca cht cht hp
ph - xúc tác 77
Bng 3.15. ng ca t l rn  lng lên kh p ph ca than 78

viii

DANH MỤC HÌNH
TRANG
Hình 1.1. Cu trúc minh ha ca than hot tính 12
ng hp ph theo Brunauer 15
ng hp ph ng nhit Freundlich 16
ng hp ph ng nhit Langmuir 18
Hình 1.5. D th ng nhit hp ph BET 19
 khm oxit kim loi lên than hot tính 23
 h thng nung than 24
ng chunh n metylen xanh. 30
Hình 2.4. Các mu chun ca phenol 32
ng chunh n phenol 33
ng chunh n NiCl
2
.6H
2
O 34
ng chunh n CoCl
2
.6H

42
Hình 2.13. Dung dch NiCl
2
.6H
2
O c hp ph bng than ho Fe
2
O
3
43
Hình 2.14. Dung dch Cu
2+
còn tha sau ln tm 3 45
Hình 2.15. Kho sát t hp ph metylen xanh ca Mi giây th 610
48
Hình 3.1. Kh p ph metylen xanh ca cht hp ph - xúc tác 55
Hình 3.2. Kh p ph phenol ca cht cht hp ph - xúc tác 56

ix

Hình 3.3. Kt qu a mu than hou (Mu 0) 58
Hình 3.4. Kt qu  300
o
C trong 2,5h (Mu A) 59
Hình 3.5. Kt qu  350
o
C mu trong 2,5h (Mu B) 60
Hình 3.6. Kt qu u  400
o
C trong 2h30ph (Mu C) 61


Hình 3.28. ng ca t l rn-l hp ph i ca cht hp ph -
xúc tác 79
Hình 3.29. ng ca t l rn-l hp ph tuyi ca cht hp ph -
xúc tác 79
 án tt nghii hc  Khóa 2010  2014 
Ngành Công ngh k thut Hóa hc 1 Khoa Hóa hc và Công ngh thc phm
LỜI MỞ ĐẦU
     a Ngân hàng th gii ti Vit Nam, v  m
trong bng xp hng ch s hiu qu hong, Ving  v trí
   c xp hng. Còn theo kt qu nghiên cu khác va qua ti
Di th gii Davos, Vit Nam nm trong s 10 quc gia có chng
khôn khí thp và ng nhiu nhn sc khe.[15]
Nhng dòng sông  các thành ph l   i hay thành ph H Chí
Minh b ô nhim nng n. Nh c hi, làm hy hoi
ngun thy sn và  ng trc tip t  ng sng, sc kho ca cng
ng.[15]
Ti thành ph ô nhim nguc vt v nan
gii. Nguyên nhân khin nhiu khu vc sông này tr t ch
c thi t  ch bin hi sn và t các công ty dt nhum xung quanh x
trc tip t Trên thc t c h thng x c
tht chun thì không ph  kh  c lén lút x ra
ng.
Vì vy vic tìm kim vt liu hp ph ng hp ph ln, tính chn
lc cao, kh  tt và có giá thành thu
s quan tâm nghiên cu ca các nhà khoa hc. Than hot tính là vt liu hp ph
c các nhu cu trên và hic áp dng rng rãi.
Có rt nhi than hot tính,  có th nói chung rng than
hot tính là mt dng ca c x  mang li mt cu trúc rt xp, do
n tích b mt rt ln và kh p ph t

.6H
2

c than hot tính có tính cht phù hp. Bn   c chia làm 4

ng quan
c nghim
t qu và tho lun
t lun và kin ngh  án tt nghii hc  Khóa 2010  2014 
Ngành Công ngh k thut Hóa hc 3 Khoa Hóa hc và Công ngh thc phm
CHƯƠNG I
TỔNG QUAN

1.1. Tổng quan về than hoạt tính
1.1.1. Gii thiu chung
Than hot tính có thành phn ch yu là cacbon, chim t n 95% khi
ng. Phn còn li là các nguyên t nh, oxi, có sn
trong nguyên liu hoc mi liên kt vi cacbon trong quá trình hot hóa.
Thành phn ca than hong là: 88% C; 0.5% H; 0.5% N; 1% S và
6-ng oxi có th i t n 20% tùy thuc vào nguyên liu và
u ch than hot tính.[5]
Than hot tính có din tích b mt khong 800 - 1500 m
2
/g ch yu là do các
l nh i 2nm to ra, th tích mao qun t 0.2 - 0.6 cm
3
/g.[5]

-  hing hp ph trên than g.
- -tan- vào ng chc
trên thy ngân và nhn thy phn ln khí trong ng b than hút mt.
- c dung d--y than g có th ty
màu nhiu dung dch.
- -y than g ty màu tt các dung dng
    -li-      ty màu trong công nghip
ng.
- Sang u th k -si mi thành công trong vic ch to
than tc ch to bng cách trn than máu vi potdineeg ra
và sy.
- -u kh  da hp th N2, H2,NH3
và HCN  khong nhi t 0-70°C thy c hp th t
N2, H2.
-  c ta t nhp k u mt s than hot
tính dùng cho mt n c và phc v nhu cu phát tri
 án tt nghii hc  Khóa 2010  2014 
Ngành Công ngh k thut Hóa hc 5 Khoa Hóa hc và Công ngh thc phm
1.1.3. Phân loi [14]
a) Phân loi theo Misec
Có nhi phân loi than hoin nht theo Misec là
phân loi theo hình dáng bên ngoài ca nó. Theo cách này than hoc phân
thành hai nhóm:
* Than bt:
Nhóm này gm than t khuch tán trong dung dch
nh nên quá trình hp ph xy ra trong dung dch rt ch  thit
lp cân bng hp ph c nghin thành bt mn.
* Than ht:
Than ht ch yc dùng trong hp ph y còn có tên gi là
ng lc bi lc

mng kính t 2 - 8mm, chiu dài khong 1.5 lng kính.
- Than xúc tác: t d xp ln, có th dùng làm
cht xúc tác trong tng hp nhiu ch
- Than khí: Than có kh p ph chn lc khí  dùng than
 tách các hi hn hp ca chúng. Than có ng
dng rng rãi trong công ngh dâu m  làm sch các ch  
 làm sc sn xui dng mnh hay hnh
hình vi kc tùy thuc vào m dng.
c) Phân lo-bi-nin
-bi-a vào cu trúc x phân loi than hot tính. Chia than hot
tính thành dng thu hi và d u trúc. Theo
ông chia than thành ba dng p lý:
* Than hot tính hp ph khí:
Dùng cho hp ph t d ng than này thuc cht
hp ph có cu trúc xp nh lou trúc ca d
th tích hp ph trong l xp nh làm d dàng cho s hp ph ng nhit

 án tt nghii hc  Khóa 2010  2014 
Ngành Công ngh k thut Hóa hc 7 Khoa Hóa hc và Công ngh thc phm
* Than hot tính thu hi:
Dùng hp ph p nhm thu h
li chu trình sn xut. Dng than này thuc cht hp ph có cu trúc hn tp. Dung
tích hp ph l  cht b hp ph thp, nhu
kin kh hp ph bt.
* Than ty màu:
Than t ty màu và lc sch dung dch, cht lng. Than ch yu
thuc cht hp ph có cu trúc loi II. Than cha t l ln l  ln
 hp ph các phân t màu và các tp cht khác có mt trong pha lng. Khi cn
hp ph các cht có phân t nh khi dung dch thì dùng tan có cu trúc loi I.
S phân loi than hong d dàng trong sn

m quan trng và thú v nht ca than hot tính là b mt có th bin
tính thích h tm hp ph và làm cho than tr nên thích h
trong các ng dc bit. S bin tính b mt than hot tính có th c thc
hin bng s to thành các dng nhóm chc b mt khác nhau. Các nhóm chc này
bao gm các nhóm chc oxy - cacbon c to thành khi oxy hóa b mt than vi
các khí hoc các dung dch oxy hóa. Nhóm chc b mt cacbon - hydro to thành
bng quá trình x lý than hot tính vi khí hydro  nhi cao. Nhóm chc cacbon
- nh bng quá trình x lý than hot tính vi nh nguyên t, CS
2
, H
2
S,
SO
2
. Cacbon -      lý than hot tính vi amoniac. Cacbon -
c to thành bng quá trình x lý than hot tính vi halogen trong pha
khí hoc dung dch. Vì các nhóm chc liên kc gi  cnh và góc
ca li vì thành phn các cnh và góc này ch yu là b mt hp
phi ta hi vng khi bin tính than hot tính s ng hp ph
p ph ca các than ho bin tính b mt
c thc hin bng quá trình kh khí và bng vic mang kim loi lên b
mt.
 án tt nghii hc  Khóa 2010  2014 
Ngành Công ngh k thut Hóa hc 9 Khoa Hóa hc và Công ngh thc phm
1.2.1. Bin tính than hot tính bng N
2

Than hot tính ch nhóm chn
ng pha khí vi dimethylamin  150°C trong 1h, hoc vi NH
3

than. Ví d, s c nh Clo hoc Brom có th to ra s phân ci
là liên k vi liên kt ph bin trên than là liên kt vi nhóm
oxi b mt. Liên kt C-Cl hoc C-Br có th i vi các nhóm chc khác to ra
loi hp cht b mt mi.
 m mt ca than
ng, than gáo dc bin tính vi halogen. T khi cn tính
ng clo c   axit b mt ca than còn li
 án tt nghii hc  Khóa 2010  2014 
Ngành Công ngh k thut Hóa hc 10 Khoa Hóa hc và Công ngh thc phm
nhiu hoi ta thy rng s c nh clo dn nhiu dng cu
trúc l xp và s phân b c mao qun, hoc s i v trí hoc m
tâm hong.
1.2.3. Bin tính b mt than bng s nh hóa
Các hp cht cacbon- nh trên b m c nghiên cu rng rãi trên
than g, than hot tính, mui than. Các hp chc to thành trong sut hoc
sau quá trình tng hp ca cacbon hot tính, chúng thông
c to thành b có mnh nguyên t hoc
các ch
2
, và SO
2
. Nhng hp chnh trên b mt
này không hp thc trong khong rng v thành phn ph thuc vào bn cht than,
u kin thc nghi ln ca b mt than. Nhng hp chng
cha m    nh, có th lên ti 40-50%. Nhng hp ch 
hunh trên b mt này không th chit vi các dung môi hoc b phân hy mt cách
hoàn toàn bng x lý nhi b loi b
hc x lý trong khong 500-700°C vi H
2
.

hp ph Clo-Xianua là thun ngh  ng hp ca than ho   
thành không thun nghch sau khi tm mc dù kh  p ph  i.
ng thái hp ph ca than hot tính c và sau
khi tm vi Cu(II), CrO
4
-
, và Ag(I) cho clorofor, cynogen chlorua, phosgen và
c ty c kh p ph hóa hc và
kh p ph vt lý, kh p ph hóa hc gi
phosgen, cynogen clorua và hygro xyanua. Tt c c c tu gi li
 ba chc mang lên sau khi qua sy chân không  150°C. S hp
ph c mà hn hc vi ln so vi than hot
ng.
Vu kin phòng thí nghim tng, tôi chn pn tính
than hot tính bt sau:
- c hin.
- Than hoc tm kim loi và các oxit c dng
các ht nh c s dng rng rãi trong mt vài phn ng pha khí
c trong công nghi bo v i chng lc.[5]
 án tt nghii hc  Khóa 2010  2014 
Ngành Công ngh k thut Hóa hc 12 Khoa Hóa hc và Công ngh thc phm
- Sn phm ca quá trình tm các oxit kim loi lên than hot tính gi là cht
hp ph - xúc tác. Cht hp ph - xúc tác có th hoàn nguyên  nhi 400-
500
o
C, thp u so vi nhi hoàn nguyên ca than hou.
u này giúp chúng ta d c thu hi nhng sn phm lng
d t hp ph - xúc tác hp ph c.
-   c hi  n, d dàng phân tích, so sánh kt qu ti
phòng thí nghim.

Ngành Công ngh k thut Hóa hc 13 Khoa Hóa hc và Công ngh thc phm
hot tính tùy thuc vào kt cc, m khe hng, din tích tip xúc
ca than, tính cht ca các loi tp cht cn loi b và c công ngh ca các nhà sn
xut.[5]
1.4. Hấp phụ
1.4.1. Khái nim và phân loi hp ph
a) Khái nim
Hing hp ph là hi cht tan trên b mt phân chia
gia hai pha. Hp ph có th din ra  b mt biên gii gia hai pha rn và lng, rn
ng và lng.[2]
Trong s hp ph i ta phân bit:
- Vt hp ph: là vt có b mt thc hin s hp ph.
- Cht b hp ph: là cht b thu hút lên b mt vt hp ph.
ng cht b hp ph i  hoc a:
- là s mol cht b hp ph trên 1 cm
2
b mt vt hp ph.
- a là mol cht b hp ph trên 1 gam vt hp ph ng hp ph tuyi)
Hp ph là mt quá trình t din bin nên th ng áp hp th 

< 
vy (

  

) < 0. Mà 

< 0 do s hp ph làm gi t do ca h,
h tr nên trt t p ph là hiu ng nhit khi mt mol chc
chuyn t trng thái khí vào trng thái hp ph âm ( 




 [10,tr. 14]

K
hp
- hng s t hp ph hóa hc.
K
o
- h s t hình hc.
E
a
- nng hot hóa.
Z - s va chm ca phân t b hp ph trên m b mt trong
m thi gian (Z t l vi áp sut)
*  mao qun:
Không phi là s hp ph c bi  a cht b hp
ph trong các mao qun ca vt hp ph din ra tip sau s hp ph.
Mt quá trình hp ph có bn cht vt lý hoc hóa hc tùy thuc vào bn cht
vt b hp ph, vt hp ph và dung môi. S phân bit hp ph vt lý hay hóa hc
ch i, không có mt biên gii rõ rt gia hai loi hp ph này.

Trích đoạn Đặc tính của quá trình hấpphụ Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hấpphụ của vật liệu hấpphụ Hệ thống lò nung: NiCl2.6H2O (Nickel chloride herahydrate M=237,59g/mol) Tẩm dung dịch FeCl3.6H2O lên than hoạt tính

---