quai_vat_9x
New Member
Download miễn phí Khóa luận Khảo sát sự ảnh hưởng của nồng độ NaOH và thời gian đến quá trình thu hồi SiO2 từ tro trấu
MỤC LỤC
LỜI CAM đOAN.i
LỜI CẢM ƠN . .ii
MỤC LỤC .1
DANH MỤC CÁC CỤM TỪVIẾT TẮT.4
A. MỞ đẦU.5
I. Lý do chọn đềtài:. 5
II. Mục tiêu nghiên cứu . 6
III. Nhiệm vụnghiên cứu. 6
IV. đối tượng nghiên cứu . 6
V. Phương pháp nghiên cứu . 6
VI. Lịch sửnghiên cứu . 7
1.1. Sơlược vềsilic đioxit. . 8
1.1.1. đặc điểm cấu tạo và tính chất c ủa silic đioxit:. 8
1.1.2. điều chếvà ứng dụng . 9
1.2. Quá trình tách SiO
2từtro trấu: . 10
1.3. Tốc độphản ứng hóa học. Ảnh hưởng của các y ếu tốkhác nhau đến tốc độcủa
các phản ứng hóa học. . 10
1.3.1. định nghĩa tốc độphản ứng hóa học . 10
1.3.2. Ảnh hưởng của các y ếu tố đến tốc độphản ứng hóa học . 11
1.4. Phương pháp nghiên cứu . 14
1.4.1. Phương pháp phân tích nhiệt TG-DSC. 14
1.4.2. Phương pháp nhiễu xạRơnghen . 15
2.1. Hóa chất, dụng cụvà máy móc . 17
2.1.1. Hóa chất . 17
2.1.2. công cụ . 17
2.1.3. Máy móc. 17
2.2. Thực nghiệm. 17
2.2.1. Cách pha chếhóa chất . 17
2.2.2. Phân tích thành phần tro trấu . 22
2.3. Quy trình thu hồi SiO2từtro trấu và khảo sát các yếu tố ảnh hưởng . 23
2.3.1. Quy trình thu hồi SiO2 . 23
3.1. đặc trưng tính chất của sản phẩm: . 26
3.1.1. Phân tích nhiệt vi sai:. 26
3.1.2. Phân tích thành phần tro trấu . 27
3.1.3. Phương pháp nhiễu xạtia X . 28
3.2. Kết quảvà thảo luận ảnh hưởng của nồng độNaOH dến quá trình tổng hợp
SiO2từtro trấu . 29
3.3. Kết quảvà thảo luận ảnh hưởng của thời gian đun đến quá trình thu hồi SiO2từ
tro trấu. 30
3.4. đưa ra các điều kiện tối ưu . 32
I. Kết luận chung . 33
II. Ý kiến đềxuất. 33
TÀI LIỆU THAM KHẢO . 34
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
tích thành phần của trấu, tro trấu,phân tích nhiệt, nhiễu xạ tia X.
Thống kê và xử lý kết quả thu ñược.
VI. Lịch sử nghiên cứu
Các nghiên cứu về thu hồi SiO2 từ tro trấu chỉ có ở Việt Nam. Tuy nhiên, các
nghiên cứu này mới ở mức ñộ thử nghiệm, chưa khảo sát kĩ và chưa có quy trình cụ
thể.
1. Các tác giả Phạm ðình Dũ, Võ Thị Thanh Châu, ðinh Quang Khiếu, Trần
Thái Hòa [1] ñã sử dụng nguồn trấu sẵn có làm nguồn thay thế TEOS rất ñắt tiền và
khó bảo quản ñể tổng hợp MCM - 41 và chức năng toả bề mặt của vật liệu này.
Diện tích bề mặt của MCM - 41 tổng hợp từ trấu không thua kém gì so với MCM -
41 tổng hợp từ TEOS. Khả năng hấp phụ của vật liệu này khá tốt, có thể sử dụng ñể
phân huỷ các chất hữu cơ ñộc hại trong môi trường nuớc như phenol, phenol ñỏ,
metylen xanh. Nhóm tác giả này ñã sử dụng hai phương pháp khác nhau ñể tổng
hợp SiO2 từ trấu. ðó là chiết xuất trực tiếp từ trấu và thu hồi từ tro trong môi trường
NaOH. Tuy nhiên, ñây cũng chỉ là những nghiên cứu bước ñầu về tổng hợp SiO2 từ
trấu, chưa ñưa ra quy trình cụ thể và chưa tìm ra ñiều kiện tối ưu.
2. Các tác giả Hồ Sỹ Thắng, Nguyễn Thị Ái Nhung, ðinh Quang Khiếu, Trần
Thái Hoà, Nguyễn Hữu Phú [8] cũng ñã sử dụng trấu ñể tổng hợp vật liệu xúc tác
mao quản trung bình SBA - 16 và Sn - SBA - 16 diện tích bề mặt > 800 (m2/g). Hệ
vật liệu này dùng ñể tổng hợp các chất hữu cơ thế clo trong clo benzene bằng
benzen, toluene, xylen,…Hấp phụ và xúc tác ñể phân huỷ phenol, cloram phenicol
trong môi trường nước.
8
B. NỘI DUNG
CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ THUYẾT
1.1. Sơ lược về silic ñioxit.
1.1.1. ðặc ñiểm cấu tạo và tính chất của silic ñioxit:
1.1.1.1. Cấu tạo:
Silic ñioxit không tồn tại dưới dạng phân tử riêng lẻ mà tồn tại dưới dạng tinh
thể, nghĩa là dưới dạng một phân tử khổng lồ.
Ở ñiều kiện thường nó có dạng tinh thể là thạch anh, triñimit và cristtobalit.
Mỗi dạng ña hình này lại có hai dạng: dạng α bền ở nhiệt ñộ thấp, dạng β bền ở
nhiệt ñộ cao.
Tất cả những dạng tinh thể này ñều bao gồm những nhóm tứ diện SiO4 nối với
nhau qua những nguyên tử O chung. Trong tứ diện SiO4, nguyên tử Si nằm ở trung
tâm của tứ diện liên kết hóa trị với bốn nguyên tử O nằm ở các ñỉnh 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 ñioxit là SiO2.
Ba dạng ña hình của silic ñioxit có cách sắp xếp khác nhau của nhóm tứ diện
SiO4 ở trong tinh thể: Trong thạch anh, những nhóm tứ diện ñược sắp xếp sao cho
các nguyên tử Si nằm trên ñường xoắn ốc. Tùy theo chiều của ñường xoắn ốc mà ta
có thạch anh quay trái hay quay phải. Trong triñimit, 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
ñioxit 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 ñá quý không có cấu trúc tinh thể.
Nó gồm những hạt cầu SiO2 liên kết với nhau tạo nên những lỗ trống chứa không
9
khí, nước hay hơi nước. Opan có các màu sắc khác nhau như vàng, nâu, ñỏ, lục và
ñen do có chứa các tạp chất.
Gần ñây người ta chế tạo ñược hai dạng tinh thể mới của silic ñioxit nặng hơn
thạch anh là coesit (ñược tạo nên ở áp suất 35000 atm và nhiệt ñộ 2500C) và
stishovit (ñược tạo nên ở áp suất 120.000 atm và nhiệt ñộ 13000C) [6].
Silic ñioxit ñã nóng chảy hay khi ñun nóng bất kì dạng nào khi ñể nguội
chậm ñến nhiệt ñộ hóa mềm, ta ñều thu ñược một vật liệu vô ñịnh hình giống như
thủy tinh. Khác với dạng tinh thể, chất giống thủy tinh có tính ñẳng hướng và không
nóng chảy ở nhiệt ñộ không ñổi mà hóa mềm ở nhiệt ñộ thấp hơn nhiều so với khi
nóng chảy ra. Bằng phương pháp Rơnghen người ta xác ñịnh ñược rằng trong trạng
thái thủy tinh, mỗi nguyên tử vẫn ñược bao quanh bởi những nguyên tử khác giống
như trong trạng thái tinh thể nhưng những nguyên tử ñó sắp xếp một cách hỗn loạn
hơn.
1.1.1.2. Tính chất:
Silic ñioxit rất trơ về mặt hóa học. Nó không tác dụng với oxi, clo, brom và
axit ngay cả khi ñun nóng.
Ở ñiều kiện thường, nó chỉ tác dụng với F2 và HF :
SiO2 + 2F2 → SiF4 + O2
SiO2 + 4HF → SiF4 + 2H2O
Ngoài ra, nó còn tan trong kiềm và cacbonat kim loại kiềm nóng chảy:
SiO2 + 2NaOH → Na2SiO3 + H2O
SiO2 + Na2CO3 → Na2SiO3 + CO2
1.1.2. ðiều chế và ứng dụng
1.1.2.1. ðiều chế
Trong phòng thí nghiệm, SiO2 vô ñịnh hình ở dạng bột trắng có thể ñiều chế
bằng cách nung nóng kết tủa của axit silixic.
10
1.1.2.2. Ứng dụng
Trong xây dựng: dùng làm chất phụ gia xi măng, gạch chịu lửa và ngói, ...
Trong ñời sống: dùng làm chất hút ẩm, chế tạo thiết bị lọc nước, ñồ dùng bằng
thủy tinh, chất bán dẫn,...
Ngày nay, Silic ñioxit còn ñược dùng làm nguyên liệu ñể sản xuất vật liệu xúc
tác mao quản trung bình như: MCM-41, MCM-48, SBA-15, SBA-16...
1.2. Quá trình tách SiO2 từ tro trấu:
Mặc dù oxit silic chiếm một lượng khá lớn trong vỏ trấu nhưng chúng tui chưa
tìm ñược 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 ñó như một
dạng “alkoxit tự nhiên”. Khi ñược chiết trong dung dịch kiềm nó bị thuỷ phân và
tạo thành muối natri silicat. Khi axit hóa dung dịch thu ñược bằng HCl thì xảy ra
phản ứng:
Na2SiO3 + 2HCl = 2NaCl + H2SiO3
H2SiO3 trong dung dịch tự trùng hợp theo phản ứng sau:
nH2SiO3 = (SiO2)n + nH2O
Trong dung dịch, các mầm hạt (SiO2)n lớn dần lên và phát triển thành các hạt
sol liên kết với nhau tạo thành gel. Gel thu ñược ñem rửa sạch ñể loại bỏ các chất
bẩn, sau ñó sấy và nung ta sẽ thu ñược SiO2. Rõ ràng hiệu suất chiết SiO2 từ tro trấu
phụ thuộc chủ yếu vào giai ñoạn các “alkoxit oxit silic” này thuỷ phân trong môi
trường kiềm.
1.3. Tốc ñộ phản ứng hóa học. Ảnh hưởng của các yếu tố khác nhau ñến tốc ñộ
của các phản ứng hóa học.
1.3.1. ðịnh nghĩa tốc ñộ phản ứng hóa học
Tốc ñộ phản ứng hóa học ñược ño bằng ñộ biến thiên nồng ñộ các chất phản
ứng (hay sản phẩm phản ứng) trong một ñơn vị thời gian.
11
v =
t
C
∆
∆± (1.1)
Trong ñó:
v : Tốc ñộ phản ứng, ñơn vị: mol/l.s
C∆ : Biến thiên nồng ñộ trong khoảng thời gian t∆ , ñơn vị: mol/l
t∆ : Biến thiên thời gian, ñơn vị: s
Tốc ñộ phản ứng tính theo công thức trên là tốc ñộ trung bình, tốc ñộ trung
bình này sẽ tiến tới tốc ñộ tức thời khi t∆ tiến tới 0 và ñược tính theo công thức:
dC
v
dt
= ± (1.2)
Trong tất cả các hệ thức trên nồng ñộ ñược biểu diễn bằng mol/lít.
1.3.2. Ảnh hưởng của các yếu tố ñến tốc ñộ phản ứng hóa học
1.3.2.1. Ảnh hưởng của nồng ñộ
Thoạt ñầu, xuất phát từ quan ñiểm cho rằng muốn cho phản ứng hóa học xảy
ra thì các phân ...