Đồ án tốt nghiệp khóa 2010 - 2014 Trường ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu
MỞ ĐẦU
I. Tính cấp thiết của đề tài
Nước ta với ngành nghề truyền thống là chuyên canh cây lúa nước, sản lượng
xuất khẩu gạo hàng năm đứng thứ 2 trên thế giới. Như vậy, hàng năm lượng trấu và
tro trấu thải ra môi trường là rất lớn.Việc thải ra bừa bãi như vậy sẽ gây ra ô nhiễm
môi trường, mất cảnh quan thiên nhiên.Vậy, cần có phương án sử dụng hợp lí và
hiệu quả, tránh lãng phí và ô nhiễm môi trường.
Trong khi đó, nước ta đang trên đà phát triển, các ngành công nghiệp đang rất
cần một lượng lớn phụ gia xi măng hoặc phụ gia cho quá trình lưu hóa cao su, mà
thành phần chính là SiO
2
, có tính chất giống như SiO
2
, được thu hồi từ tro trấu để
làm tăng độ đàn hồi và độ bền. Mà giá thành nhập khẩu lại cao nên rất cần tìm
nguồn nguyên liệu trong nước.
Bên cạnh đó, nguồn nước đang ngày càng ô nhiễm, các mạch nước ngầm cũng
như nước mặt đều có các kim loại và các hợp chất hữu cơ vượt quá mức cho phép
rất nhiều lần. Để an toàn cho sức khỏe con người, dùng SiO
2
để chế tạo các thiết bị
lọc nước và hấp phụ các kim loại đang là vấn đề cấp bách và thiết thực.
Ngoài ra, Silic đioxit (SiO
2
) tổng hợp từ tro trấu có thể ứng dụng vào nhiều
lĩnh vực như: hút ẩm, thủy tinh, chất bán dẫn, làm nguyên liệu thay thế TEOS để
tổng hợp vật liệu xúc tác mao quản trung bình như MCM-41, MCM-48, SBA-15,
SBA-16. Theo [1] thì sử dụng nguồn SiO
2
thu hồi từ trấu trong quá trình tổng hợp
SiO
3
(được tạo ra từ tro trấu với
NaOH trong bể điều nhiệt 95
o
C). Đề tài cũng đã đưa ra được điều kiện tối ưu của sự
ảnh hưởng nồng độ NaOH và thời gian đun đến hiệu suất thu hồi SiO
2
là NaOH 5M,
thời gian đun là 4h [3]. Nhưng việc sử dụng HCl là một axit mạnh, dễ nguy hiểm
trong quá trình làm nên đề tài của tôi quyết định sử dụng khí CO
2
(trong khí thải
công nghiệp) thay thế HCl. Khí CO
2
khi được sục vào phản ứng thì nó được xem
như là một axit yếu, không gây nguy hiểm. Mặt khác, khí CO
2
trong khí thải công
nghiệp nó vừa rẻ, không độc hại, và đặc biệt là xử lí được một lượng lớn khí thải
giảm ô nhiễm môi trường. Vì thế, cần có những phương pháp và quy trình cụ thể để
đưa ra các điều kiện tối ưu để việc thu hồi đạt hiệu suất cao, hiệu quả kinh tế nhất.
Từ nhu cầu thực tế cần xử lí một lượng lớn tro trấu được thải ra môi trường,
giảm bớt đi một lượng khí thải công nghiệp và các kết quả tối ưu của đề tài “Khảo
sát sự ảnh hưởng của nồng độ NaOH và thời gian đến quá trình thu hồi SiO
2
từ tro
trấu” do đó chúng tôi quyết định chọn đề tài “Nghiên cứu hoàn thiện quy trình sản
xuất silicagel từ tro trấu” nhằm tìm ra điều kiện tối ưu cho quá trình thu hồi SiO
2
benzen, toluene, xylen,…Hấp phụ và xúc tác để phân huỷ phenol, cloram phenicol
trong môi trường nước.
- Sinh viên Nguyễn Văn Đạt [3], trường ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu đã hoàn thành
đề tài: “Khảo sát sự ảnh hưởng của nồng độ NaOH và thời gian đến quá trình thu
hồi SiO
2
từ tro trấu”, đề tài đã sử dụng trấu để tạo ra SiO
2
, bằng cách sử dụng tro
trấu khuấy đều với NaOH 5M trong bể điều nhiệt ở nhiệt độ 95
o
C, và thời gian là 4h
để tạo ra Na
2
SiO
3
. Sau đó dùng HCl 3M để phản ứng với Na
2
SiO
3
tạo ra H
2
SiO
3
.
Sau khi lọc, sấy 24h ở 100
o
C, nung 2h ở 550
o
C thu được sản phẩm SiO
Nghiên cứu cách thực hiện phương pháp tách, chiết hóa học.
Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ NaOH và lượng sục khí CO
2
đến quá trình
thu hồi SiO
2
từ tro trấu.
Thực hiện kiểm tra các tính chất của SiO
2
: diện tích bề mặt riêng, cấu trúc vô
định hình, cấu trúc phân tử
V. Đối tượng nghiên cứu
1. Tro trấu
Trấu được lấy từ phường Long Hương, thành phố Bà Rịa
Trấu sau khi đốt thành tro thì ta sẽ đem đi giã mịn nhằm :
- Tăng diện tích tiếp xúc phản ứng
- Dễ hòa tan hơn trong dung dịch NaOH
2. Khí CO
2
Khí CO
2
sẽ được lấy từ bình khí nén CO
2
3. Khí N
2
Khí N
2
được lấy từ bình khí nén N
2
4. Dung dịch NaOH
bền ở nhiệt độ thấp, dạng
β
bền ở
nhiệt độ cao.
Tất cả những dạng tinh thể này đều bao gồm những nhóm tứ diện SiO
4
nối với
nhau qua những nguyên tử O chung. Trong tứ diện SiO
4
, nguyên tử Si nằm ở trung
tâm của tứ diện liên kết hóa trị với bốn nguyên tử O nằm ở các đỉnh của tứ diện.
Như vậy mỗi nguyên tử O liên kết với hai nguyên tử Si ở hai tứ diện khác nhau và
tính trung bình cứ trên mặt nguyên tử Si có hai nguyên tử O và công thức kinh
nghiệm của silic đioxit là SiO
2
.
Ba dạng đa hình của silic đioxit có cách sắp xếp khác nhau của nhóm tứ diện
SiO
4
ở trong tinh thể. Trong thạch anh, những nhóm tứ diện được sắp xếp sao cho
các nguyên tử Si nằm trên đường xoắn ốc. Tùy theo chiều của đường xoắn ốc mà ta
có thạch anh quay trái hay quay phải. Trong triđimit, các nguyên tử Si chiếm vị trí
của các nguyên tử S và Zn trong mạng lưới vuazit. Trong cristobalit, các nguyên tử
Si chiếm vị trí của các nguyên tử S và Zn trong mạng lưới sphelarit.
Ngoài ba dạng trên, trong tự nhiên còn có một số dạng khác nữa của silic
đioxit có cấu trúc vi tinh thể. Mã não là chất rắn, trong suốt, gồm có những vùng có
màu sắc khác nhau và rất cứng. Opan là một loại đá quý không có cấu trúc tinh thể.
Nó gồm những hạt cầu SiO
2
liên kết với nhau tạo nên những lỗ trống chứa không
o
C
Điểm sôi 2230
o
C
Độ hòa tan trong nước 0,012 g/ 100 ml
+) Tính chất hóa học
Silic đioxit rất trơ về mặt hóa học. Nó không tác dụng với oxi, clo, brom và
axit ngay cả khi đun nóng.
Tác dụng với kim loại ( Al, Mg ):
Khoa Hóa Học và CNTP 7 Ngành công nghệ kỹ thuật hóa học
Đồ án tốt nghiệp khóa 2010 - 2014 Trường ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu
SiO
2
+ 2 Mg = 2 MgO + Si + 89 Kcal
Ở điều kiện thường, nó chỉ tác dụng với F
2
và HF :
SiO
2
+ 2F
2
→
SiF
4
+ O
2
SiO
2
3
+ CO
2
1.1.2. Điều chế và ứng dụng
a. Điều chế
Hiện nay, Mỹ và Đức là hai nước sản xuất nhiều silicagel nhất và xuất khẩu đi
khắp thế giới. Ở châu Á có Nhật Bản và Hàn Quốc là hai nước sản xuất nhiều, bên
cạnh đó có Trung Quốc, Ấn Độ.
Đối với mỗi loại silica khác nhau thì phương pháp điều chế cũng khác nhau,
nhưng hiện nay silica điều chế theo phương pháp ướt thường đi từ nguyên liệu ban
đầu là muối natri silicat và các axit vô cơ như: axit sunfuric, axit clohydric ,
thường người ta sử dụng axit sunfuric. Muối natri silicat và axit sunfuric (H
2
SO
4
)
được cho vào bình phản ứng theo tỉ lệ số mol đã được kiểm soát, nếu để điều chế
silicagel thì môi trường phản ứng phải là axit pH <6, điều chế silica kết tủa thì môi
trường phản ứng là trung tính hoặc hơi kiềm pH = 7. Phương trình phản ứng xảy ra
như sau:
Na
2
O.3SiO
2
+ H
2
SO
4
= 3SiO
2
phụ dầu 140- 230ml/100g, diện tích bề mặt 100-220 m
2
/g [6].
Trong phòng thí nghiệm, SiO
2
vô định hình ở dạng bột trắng có thể điều chế
bằng cách nung nóng kết tủa của axit silixic.
b. Ứng dụng
SAS là tên gọi tắt của silic điôxit tổng hợp vô định hình được hội đo lường
chất lượng của Mỹ (ASTM) đưa ra năm 1985. SAS được sử dụng trong rất nhiều
lĩnh vực. Một trong những ứng dụng quan trọng nhất và cổ điển nhất của SAS là
làm chất tăng cường lực cho các loại cao su: cao su tự nhiên, cao su butadiene -
styrene và cao su lưu hoá. Khi dùng SAS làm chất độn cho cao su để làm lốp ôtô thì
có tác dụng tăng quãng đường chạy lốp lên gấp hai lần. Silica kết tủa được dùng
nhiều để làm chất độn trong cao su sản xuất đế giầy, vì nó có tác dụng làm cho đế
giầy xốp, mềm, nhẹ và bền hơn. Ứng dụng này sử dụng khoảng 40% tổng lượng sản
phẩm silica kết tủa.
Với lượng khoảng 0,1 - 2% SAS đóng vai trò là phụ gia hoá dẻo cho một số
dung dịch hoặc hệ thống nhựa nhiệt dẻo và chất rắn. SAS làm tăng độ cứng, tăng độ
bền cho các vật liệu nhựa dẻo.
Với lượng từ 3 - 33%, SAS đóng vai trò như một chất mang.Vì SAS có
tính chất hút nước (khoảng 70% khối lượng), làm cho chất lỏng trở nên khô
và có thể trộn với chất khác ở bất kỳ tỉ lệ nào. Do đó nó thường được dùng
làm chất mang của một số phụ gia trong thức ăn gia súc, thuốc bảo vệ thực
vật. Các chất phụ gia đó là: choline, vitamin E, acetate Trong dược phẩm,
Khoa Hóa Học và CNTP 9 Ngành công nghệ kỹ thuật hóa học
Đồ án tốt nghiệp khóa 2010 - 2014 Trường ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu
SAS được dùng làm cho các chất chiết ra từ thực vật từ dạng lỏng thành dạng
bột, sau đó đem đóng viên.
Công nghiệp sơn phủ tiêu thụ một lượng lớn SAS. Khi thêm phụ gia SAS vào
Mặc dù oxit silic chiếm một lượng khá lớn trong vỏ trấu nhưng chúng tôi chưa
tìm được tài liệu nào công bố về dạng tồn tại của oxit silic trong vỏ trấu. Theo sự
hiểu biết của chúng tôi, rất có thể oxit silic tồn tại một dạng cơ kim nào đó như một
dạng “alkoxit tự nhiên”. Khi được chiết trong dung dịch kiềm nó bị thuỷ phân và
tạo thành muối natri silicat.
Khi sục một lượng khí CO
2
vào thì xảy ra phản ứng:
Na
2
SiO
3
+ CO
2
+ H
2
O = Na
2
CO
3
+ H
2
SiO
3
H
2
SiO
3
trong dung dịch tự trùng hợp theo phản ứng sau:
nH
∆
∆
±
(1.1)
Trong đó:
v : Tốc độ phản ứng, đơn vị: mol/l.s
C
∆
: Biến thiên nồng độ trong khoảng thời gian
t
∆
, đơn vị: mol/l
t
∆
: Biến thiên thời gian, đơn vị: s
Khoa Hóa Học và CNTP 11 Ngành công nghệ kỹ thuật hóa
học
Đồ án tốt nghiệp khóa 2010 - 2014 Trường ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu
Tốc độ phản ứng tính theo công thức trên là tốc độ trung bình, tốc độ trung
bình này sẽ tiến tới tốc độ tức thời khi
t
∆
tiến tới 0 và được tính theo công thức:
dC
v
dt
= ±
(1.2)
1.3.2. Ảnh hưởng của các yếu tố đến tốc độ phản ứng hóa học
phương trình tốc độ phản ứng. Ví dụ, trong phản ứng tổng quát ở trên, bậc phản ứng
sẽ là (a + b). Như vậy, nếu định luật tác dụng khối lượng được tuân thủ nghiêm ngặt
thì bậc của một phản ứng đã cho nào đó luôn luôn bằng tổng các hệ số phân tử của
các chất tham gia phản ứng trong phương trình phản ứng.
Phản ứng: H
2
+ I
2
= 2HI
Tốc độ của phản ứng trên được biểu diễn bằng phương trình:
v = k[H
2
][I
2
] (1.4)
Vậy bậc phản ứng là 1 + 1 = 2.
Tuy nhiên, có rất nhiều phản ứng không tuân theo định luật tác dụng khối
lượng, bậc của chúng không bằng tổng các hệ số phân tử trong phương trình phản
ứng. Bậc phản ứng của chúng có thể là một số nguyên, một phân số hay có khi là
không xác định.
Phản ứng:
S
2
O
8
2-
+ 2I
-
→
Phương trình tốc độ phản ứng được biểu diễn bằng :
v = k[A]
p
[B]
q
[C]
r
… (1.7)
Trong đó p, q, r,…được gọi là bậc phản ứng riêng đối với các chất A, B, C…
tương ứng, còn bậc phản ứng chung của phản ứng thì bằng tổng các bậc phản ứng
riêng của tất cả các chất.
n = p + q + r +… (1.8)
Khoa Hóa Học và CNTP 13 Ngành công nghệ kỹ thuật hóa
học
Đồ án tốt nghiệp khóa 2010 - 2014 Trường ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu
Để xác định bậc của phản ứng riêng đối với một chất nào đó, người ta nghiên
cứu sự phụ thuộc của tốc độ phản ứng vào nồng độ chất đó khi nồng độ của các chất
còn lại là dư và rất lớn, để cho trong quá trình phản ứng nồng độ của nó thay đổi
không đáng kể, và do đó không ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng. Trong điều kiện đó
tốc độ phản ứng chỉ phụ thuộc vào nồng độ của chất được chọn.
Sự kiện đó cho thấy rằng phản ứng hóa học không phải xảy ra bằng cách va
chạm đồng thời của tất cả các phân tử của các chất tham gia phản ứng. Sự va chạm
đồng thời của tất cả các phân tử của các chất tham gia phản ứng chỉ xảy ra trong các
phân tử đơn giản, trong đó chỉ có 1, 2 hoặc 3 phân tử tham gia và chỉ xảy ra sự thay
đổi (bứt đứt và tạo thành) một số liên kết.
Đối với các phản ứng phức tạp (có nhiều phân tử tham gia, phá vỡ và tạo
thành nhiều liên kết) người ta cho rằng chúng phải xảy ra nhiều giai đoạn cơ sở,
trong những giai đoạn này chỉ xảy ra va chạm của 1, 2 hoặc 3 phân tử.
Về mặt xác suất dễ dàng thấy rằng sự va chạm của 2 phân tử có xác suất đáng
kể, sự va chạm đồng thời của 3 phân tử có xác suất bé hơn nhiều và xác suất của sự
. Nếu thời gian ngắn, có
nghĩa là phản ứng xảy ra nhanh, tốc độ sục khí phải nhanh, nhưng lượng khí dư
nhiều. Nếu thời gian dài, có nghĩa là phản ứng xảy ra chậm, tốc độ sục khí phải
Khoa Hóa Học và CNTP 14 Ngành công nghệ kỹ thuật hóa
học
Đồ án tốt nghiệp khóa 2010 - 2014 Trường ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu
chậm, nhưng dẫn đến thời gian tạo sản phẩm quá lâu. Như vậy ta cần phải chọn ra
tốc độ sục khí CO
2
hợp lí để thuận lợi về mặt thời gian vừa quản lí được lượng dư
CO
2
là nhỏ nhất.
1.4. Thành phần tro trấu
Trong vỏ trấu, bên cạnh thành phần chính là xenlulô và lignin thì nó chứa một
hàm lượng đáng kể các oxit kim loại. Bảng 1.2 dưới đây trình bày thành phần hoá
học của vỏ trấu gạo dùng trong khóa luận này. Có thể thấy rằng thành phần của các
oxit chỉ chiếm khoảng 9,92%, trong khi đó một lượng lớn chất hữu cơ chiếm đến
90,08 %. Trong thành phần các oxit kim loại thì SiO
2
chiếm 99,17% về khối lượng.
Như vậy, theo kết quả phân tích nguyên tố thì hàm lượng SiO
2
trong vỏ trấu
gạo đang nghiên cứu tương đối thấp, chỉ chiếm 9,838%. Trong khi đó, hàm lượng
SiO
2
ở các nơi khác, cụ thể như ở Ai Cập, hàm lượng SiO
2
trong vỏ trấu đến 20% .
2
Al
2
O
3
K
2
O CCK
85,2 2,1 1,5 1,2
Khoa Hóa Học và CNTP 15 Ngành công nghệ kỹ thuật hóa
học
Đồ án tốt nghiệp khóa 2010 - 2014 Trường ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu
Từ bảng 1.3 ta thấy rằng, trấu sau khi bị đốt kĩ thành tro thì thành phần của
chất hữu cơ bị cháy chiếm 88 %, SiO
2
và các chất khác chiếm 12 % còn lại, đặc biệt
là trong tro, SiO
2
chiếm đến 85,2 %, tức là lớn hơn rất nhiều so với trong vỏ trấu, do
vậy tôi mới quyết định chọn phương pháp thu hồi SiO
2
từ tro trấu [3].
1.5. Phương pháp nghiên cứu
1.5.1. Phương pháp chụp ảnh hiển vi điện tử quét SEM (đo cấu trúc phân tử)
SEM là phương pháp phân tích bằng kính hiển vi điện tử quét, trong đó sử
dụng chùm tia điện tử để tạo ảnh của mẫu nghiên cứu. Ảnh được hiển thị trên màn
hình với độ phóng đại có thể thay đổi theo yêu cầu. Chùm tia điện tử được tạo ra từ
catot qua hai thấu kính sẽ được hội tụ lên mẫu nghiên cứu. Khi chùm tia điện tử đập
vào mẫu, trên bề mặt mẫu phát ra chùm điện tử thứ cấp. Điện tử phát xạ được thu
nhận bằng detector, tín hiệu điện được khuếch đại và hiển thị cho ta ảnh của mẫu
X sẽ thành các tâm phát ra các tia phản xạ [1, 4, 10, 11].
Khoa Hóa Học và CNTP 17 Ngành công nghệ kỹ thuật hóa
học
Hình 1.1. Sơ đồ a tới và a phản xạ trên nh thể
d
θ
Đồ án tốt nghiệp khóa 2010 - 2014 Trường ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu
Bước sóng của chùm tia Rơnghen, góc phản xạ và khoảng cách giữa hai mặt
phẳng song song liên hệ với nhau qua phương trìnhVuff-Bragg:
2d
hkl
.sinθ = nλ (1.13)
Trong đó:
λ : Bước sóng của chùm tia Rơnghen, đơn vị: m
d : Khoảng cách giữa hai mặt phẳng song song, đơn vị: m
θ : Góc phản xạ, đơn vị: radian
n : Là số nguyên được gọi là bậc nhiễu xạ.
Phương trình Vulf- Bragg là phương trình cơ bản để nghiên cứu cấu trúc tinh
thể. Căn cứ vào cực đại nhiễu xạ trên giản đồ (giá trị 2θ), có thể suy ra d theo công
Khoa Hóa Học và CNTP 18 Ngành công nghệ kỹ thuật hóa
học
Đồ án tốt nghiệp khóa 2010 - 2014 Trường ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu
thức (1.13). So sánh giá trị d vừa tìm được với giá trị d chuẩn sẽ xác định được
thành phần cấu trúc mạng tinh thể của chất cần nghiên cứu.
Phương pháp này được sử dụng rộng rãi để nghiên cứu cấu trúc tinh thể của
vật liệu. Từ hệ thức Vulf- Bragg có thể nhận thấy rằng, góc phản xạ tỉ lệ nghịch với
d
không gian
hay khoảng cách giữa hai nút mạng, nên đối với vật liệu vi tinh thể khoảng
cách giữa hai lớp nhỏ hơn 20
tại nhiệt độ N
2
lỏng là 77
0
K. Từ phương trình
BET:
Trong đó:
V
a
: số mol khí bị hấp phụ ở áp suất P
a
(mol/g).
C: hằng số BET
V
m
: thể tích cần thiết để hình thành đơn lớp hấp phụ trên bề mặt, mol/g.
P: áp suất khí ( mmHg).
P
o
: áp suất hơi bão hòa của chất bị hấp phụ tại nhiệt độ đã cho (mmHg).
Có thể xây dựng đồ thị biểu diễn mối quan hệ P/V(P
o
-P) và P/P
o
, đó là một
đường thẳng trong khoảng P/P
o
= 0,05 – 0,3. Dựa vào hệ số góc và điểm cắt trục
Khoa Hóa Học và CNTP 19 Ngành công nghệ kỹ thuật hóa
học
a
: = 6,023.10
23
mol
-1
, số Avogadro
Trên cơ sở xác định lượng N
2
mà vật liệu có thể hấp phụ vào cũng như nhả ra
khi thay đổi áp suất mà người ta xác định được cấu trúc xốp và diện tích bề mặt
riêng của vật liệu.
Trong nghiên cứu này, các mẫu được xác định diện tích bề mặt riêng và cấu
trúc xốp ở điều kiện: nhiệt độ 77
o
K trên thiết bị của hãng Micromeritic ASAP 2010
[9].
1.6. Kết quả của luận văn trước
- Kết quả ảnh hưởng của nồng độ NaOH đến quá trình tổng hợp SiO
2
từ tro
trấu
Bảng 1.4. Ảnh hưởng của nồng độ NaOH đến hiệu suất thu hồi SiO
2
Khối
lượng tro
(g)
Nồng độ
NaOH
(mol/l)
Khối lượng
2
* Nhận xét:
Từ hình 1.2 ta thấy, khi nồng độ NaOH tăng thì hiệu suất tăng, khi nồng độ
NaOH là 0,5M thì ta không thu được SiO
2
, hiệu suất bằng 0, khi tăng nồng độ
NaOH từ 1,0M đến 5,0M thì hiệu suất tăng lên đáng kể (từ 52,55% tăng lên
95,83%). Khi tiếp tục tăng nồng độ của NaOH lên từ 5,0M đến 6,0M thì hiệu suất
đạt cực đại và thay đổi không đáng kể. Như vậy, với dung dịch NaOH 5,0M ta đã
có thể thu được SiO
2
với hiệu suất tối ưu.
Bên cạnh đó, trong quá trình điều chế, do phải tách SiO
2
dưới dạng dung dịch
keo nên nồng nộ NaOH ban đầu có ảnh hưởng rất lớn đến khả năng lọc, dung dịch
Khoa Hóa Học và CNTP 21 Ngành công nghệ kỹ thuật hóa
học
Đồ án tốt nghiệp khóa 2010 - 2014 Trường ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu
NaOH có nồng độ càng nhỏ thì quá trình tách xảy ra dễ dàng hơn, và nếu nồng độ
dung dịch quá lớn thì có thể làm ảnh hưởng đến vật liệu chứa cũng như có thể gây
nguy hiểm trong quá trình tiến hành thu hồi.
Mặt khác khi sử dụng với nồng độ NaOH 5,5M hoặc 6M để hòa tan tro trấu
thì lượng dư NaOH sẽ lớn hơn, khi đem phản ứng với HCl sẽ tạo ra nhiều muối
NaCl, làm cho quá trình lọc dung dịch keo trở nên phức tạp, khó khăn hơn.
Do đó chúng tôi thấy rằng dung dịch NaOH có nồng độ 5,0M là tối ưu để có
thể thu hồi SiO
2
từ tro trấu đạt hiệu suất cao nhất.
- Kết quả và thảo luận ảnh hưởng của thời gian đun đến quá trình thu hồi SiO
Đồ án tốt nghiệp khóa 2010 - 2014 Trường ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu
Sự ảnh hưởng của thời gian đun đến quá trình thu hồi SiO
2
từ tro trấu có thể
được biểu diễn trên hình 1.3
Hình 1.3. Sự ảnh hưởng của thời gian đến quá trình
thu hồi SiO
2
từ tro trấu
Nhận xét:
Từ hình 1.3 ta thấy khi thời gian tăng thì hiệu suất tăng, khi tăng thời gian từ
2,0h lên 4,0h, hiệu suất tăng lên đáng kể (từ 62,75% tăng lên 83,83%). Nhưng khi
tiếp tục tăng từ 4,0h lên 5,0h thì hiệu suất thay đổi không đáng kể.
Bên cạnh đó nếu ta sử dụng thời gian đun là 4,5h hoặc 5h thì sẽ tốn thời gian
cho quá trình thu hồi SiO
2
mà hiệu suất cũng không thay đổi so với sử dụng thời
gian đun là 4h.
Như vậy với thời gian đun là 4,0h ta đã có thể thu được SiO
2
với hiệu suất cao.
Vậy thời gian tối ưu để có thể thu hồi SiO
2
từ tro trấu là 4,0h.
Tóm lại:
Sự ảnh hưởng của nồng độ NaOH và thời gian đun đến hiệu suất thu hồi SiO
2
từ tro trấu đã được trình bày khá rõ trên hình 1.2 và 1.3.
Khoa Hóa Học và CNTP 23 Ngành công nghệ kỹ thuật hóa
học
Lò sấy
Cân phân tích Trung Quốc
Lò nung của công ty cổ phần điện tử chuyên dụng Hanel (Haneljpeco).
2.2. Thực nghiệm
2.2.1. Cách pha chế hóa chất
a. Pha chế dung dịch chuẩn NaOH:
- Dung dịch NaOH 6,0M
Pha chế 250 ml dung dịch NaOH 6,0M từ NaOH rắn thì lượng NaOH cần
dùng là:
Ta có:
n = C
M
.V =
M
m
(2.1)
Khoa Hóa Học và CNTP 25 Ngành công nghệ kỹ thuật hóa
học
Copyright: Tài liệu đại học ©