Chế tạo vật liệu nano Bentonite bằng phương pháp bóc tách siêu âm ứng dụng xử lý Mn(II)

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

PHƯƠNG PHÁP BÓC TÁCH SIÊU ÂM ỨNG DỤNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ HOÁ HỌC

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Ý

-H

Ó

A

10 00

B

XỬ LÝ Mn(II) TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

TR ẦN

CHẾ TẠO VẬT LIỆU NANO BENTONITE BẰNG

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

TP

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

Đ ẠO

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

LƯU VIỆT HÙNG

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

.Q

U

Y

N

H

Ơ

N

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

THÁI NGUYÊN - 2018

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

Y

N

H

Ơ

N

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

N

G

CHẾ TẠO VẬT LIỆU NANO BENTONITE BẰNG

http://daykemquynhon.ucoz.com

H Ư

PHƯƠNG PHÁP BÓC TÁCH SIÊU ÂM ỨNG DỤNG

10 00

B

TR ẦN

XỬ LÝ Mn(II) TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC

Mã số: 8.44.01.18

LUẬN VĂN THẠC SĨ HOÁ HỌC

ÀN

TO

ÁN

-L

Ý

-H

Ó

A

Chuyên ngành: Hóa phân tích

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Đỗ Trà Hương

D

IỄ N

Đ

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

U

LƯU VIỆT HÙNG

THÁI NGUYÊN - 2018 1

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

LỜI CAM ĐOAN

Ơ

bóc tách siêu âm ứng dụng xử lý Mn(II) trong môi trường nước” là do bản thân tôi

N

Tôi xin cam đoan: Đề tài: “Chế tạo vật liệu nano Bentonite bằng phương pháp

H

thực hiện. Các số liệu, kết quả trong đề tài là trung thực. Nếu sai sự thật tôi xin chịu

U

Y

N

trách nhiệm.

10 00

B

Xác nhận

của giáo viên hướng dẫn

PGS.TS. Đỗ Trà Hương

PGS.TS. Nguyễn Thị Hiền Lan

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Ý

-H

Ó

A

của Trưởng khoa chuyên môn

Xác nhận

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

TR ẦN

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

LƯU VIỆT HÙNG

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

G

Đ ẠO

Tác giả luận văn

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

Thái nguyên, tháng 6 năm 2018

i Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

LỜI CẢM ƠN Trước tiên, em xin chân thành cảm ơn PGS.TS Đỗ Trà Hương, cô giáo trực

Ơ

thầy cô Phòng Đào tạo, các thầy cô trong Ban Giám hiệu trường Đại học Sư phạm -

N

tiếp hướng dẫn em làm luận văn này. Cảm ơn các thầy, cô giáo Khoa Hóa học, các

N

H

Đại học Thái Nguyên đã giảng dạy, tạo điều kiện thuận lợi và giúp đỡ em trong quá

Y

trình học tập, nghiên cứu, để hoàn thành luận văn khoa học.

Luận văn này được hỗ trợ to lớn từ nguồn kinh phí của Trung tâm Nghiên cứu

G

và Phát triển Công nghệ Tiên Tiến, địa chỉ văn phòng: Số 21, Ngõ 107 Đào Tấn,

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

Phường Ngọc Khánh, Quận Ba Đình, Thành phố Hà Nội thông qua sự cộng tác của

TR ẦN

cử nhân Nguyễn Thanh Hải và Phùng Thị Oanh. Tôi xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ to lớn này.

Em cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành tới TS. Đặng Văn Thành, Trường Đại học

10 00

B

Y - Dược đã cho phép em sử dụng cơ sở vật chất và trang thiết bị của phòng thí nghiệm Lý-Lý sinh y học và Dược trong quá trình thực hiện các công việc thực nghiệm.

A

Mặc dù đã có nhiều cố gắng, song do thời gian có hạn, khả năng nghiên cứu

-H

Ó

của bản thân còn hạn chế, nên kết quả nghiên cứu có thể còn nhiều thiếu sót. Em rất

Ý

mong nhận được sự góp ý, chỉ bảo của các thầy giáo, cô giáo, các bạn đồng nghiệp và

-L

những người đang quan tâm đến vấn đề đã trình bày trong luận văn, để luận văn được

ÁN

hoàn thiện hơn.

TO

Em xin trân trọng cảm ơn!

ÀN

Thái nguyên, tháng 6 năm 2018

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Đ ẠO

đỡ, tạo điều kiện thuận lợi để em hoàn thành luận văn.

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

TP

lý - Khoa Hóa học, Trường Đại học Sư phạm - Đại học Thái Nguyên và các bạn đã giúp

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

U

Em xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo và các cán bộ phòng thí nghiệm Hoá

D

IỄ N

Đ

Tác giả luận văn

LƯU VIỆT HÙNG

ii Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Chữ viết đầy đủ

Chữ viết tắt AFM

Hiển vi lực nguyên tử.

2.

BO

3.

BTNMT

4.

CEC

Khả năng trao đổi cation (Cation Exchange Capacity).

5.

EDX

Phổ tán sắc năng lượng.

6.

FT - IR

Phương pháp phổ hồng ngoại.

7.

HDBM

Hoạt động bề mặt.

8.

HDPyCl

hecxadecylpyridiniumchloride.

9.

HDTMA

Hecxadecyltrimethylammonium

10.

ICP – OES

11.

MMT

Montmorillonite.

12.

PTMA

Phenyltrimethylammonium.

13.

QCVN

14.

SEM

15.

TCVN

Trimethylammonium.

XRD

Nanobentonite.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

Tiêu chuẩn Việt Nam.

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Chụp ảnh hiển vi điện tử quét.

TMA

19.

H Y

.Q

U

-H

Ó

A

Quy chuẩn Việt Nam.

Hiển vi điện tử truyền qua.

UB

TP

Đ ẠO

G

N

H Ư

TR ẦN

10 00

B

Khối phổ plasma cảm ứng.

TEM

18.

N

Bộ tài nguyên môi trường.

Phương pháp nhiễu xạ Rơnghen.

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

17.

Ơ

Bentonite tự nhiên bình thuận.

-L

ÁN

16.

N

1.

Ý

http://daykemquynhon.ucoz.com

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Stt

iii Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

MỤC LỤC Trang Trang bìa phụ

Ơ

Lời cảm ơn .................................................................................................................... ii

N

Lời cam đoan ..................................................................................................................i

N

H

Danh mục các từ viết tắt ............................................................................................... iii

U

Y

Mục lục .........................................................................................................................iv

TP

Danh mục hình vẽ .........................................................................................................vi

G

1.1. Giới thiệu về khoáng sét tự nhiên ........................................................................... 3

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

1.1.1. Đặc điểm chung của khoáng sét ................................................................... 3 1.1.2. Đặc điểm của các nhóm khoáng sét chính. .................................................. 4

TR ẦN

1.1.3. Tính chất của khoáng sét tự nhiên ............................................................... 7 1.2. Giới thiệu về Bentonite ........................................................................................... 8

B

1.2.1. Thành phần hóa học ..................................................................................... 8

10 00

1.2.2. Tính chất của bentonite ................................................................................ 9 1.2.3. Nguồn tài nguyên bentonite ở Việt Nam ................................................... 10

Ó

A

1.3. Các phương pháp biến tính vật liệu khoáng sét .................................................... 11

-H

1.3.1. Phương pháp nhiệt hóa ............................................................................... 11

Ý

1.3.2. Biến tính bằng axit/kiềm ............................................................................ 11

-L

1.3.3. Hoạt hóa bentonite bằng các chất hoạt động bề mặt .................................. 12

ÁN

1.3.4. Biến tính bằng phương pháp phủ bọc ........................................................ 13

TO

1.3.5. Biến tính bằng phương pháp tạo cột chống ............................................... 14

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Chương 1. TỔNG QUAN ............................................................................................ 3

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

MỞ ĐẦU ....................................................................................................................... 1

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

Danh mục bảng biểu ...................................................................................................... v

ÀN

1.3.6. Zeolit hóa ................................................................................................... 16

D

IỄ N

Đ

1.4. Ứng dụng của khoáng sét và bentonite ................................................................. 17 1.5. Một số phương pháp chính để tổng hợp vật liệu nano ......................................... 17 1.5.1. Phương pháp thủy nhiệt (hydrothermal process) ....................................... 17 1.5.2. Phương pháp dung nhiệt (Solvothermal process) ...................................... 18 1.5.3. Phương pháp vi nhũ tương ......................................................................... 18 1.5.4. Phương pháp hóa siêu âm .......................................................................... 20

iv Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

1.6. Tình hình nghiên cứu chế tạo vật liệu nano bentonite .......................................... 22 1.7. Tình hình nghiên cứu sử dụng nano bentonite dùng làm chất hấp phụ ................ 22 1.8. Giới thiệu mangan................................................................................................. 24

H

Ơ

1.9.1. Phương pháp nhiễu xạ Rơnghen ................................................................ 24

N

1.9. Các phương pháp nghiên cứu vật liệu .................................................................. 24

N

1.9.2. Phương pháp hiển vi điện tử quét .............................................................. 25

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

1.9.4. Kính hiển vi lực nguyên tử......................................................................... 26

TP

1.9.5. Phương pháp phổ tán sắc năng lượng tia X ............................................... 27

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

Chương 2. THỰC NGHIỆM .................................................................................... 30

H Ư

2.1. Dụng cu, hóa chất ................................................................................................. 30

TR ẦN

2.1.1. Dụng cụ ...................................................................................................... 30 2.1.2. Hóa chất ..................................................................................................... 30

B

2.1.3. Qui trình phân tích Mn (II). ....................................................................... 31

10 00

2.2. Chế tạo vật liệu nano Bentonite. ........................................................................... 32 2.3. Khảo sát đặc điểm bề mặt, cấu trúc, thành phần hóa học của vật liệu UB và BO. ..... 32

Ó

A

2.4. Lập đường chuẩn xác định nồng độ Mn(II). ......................................................... 32

-H

2.5. Xác định điểm đẳng điện của UB. ........................................................................ 34

Ý

2.6. So sánh hiệu suất hấp phụ Mn(II) của BO và UB. ............................................... 34

-L

2.7. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng tới khả năng hấp phụ của ion Mn(II) của UB

ÁN

theo phương pháp hấp phụ tĩnh. .................................................................................. 34

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

2.7.1. Khảo sát ảnh hưởng của pH. .............................................................................. 34

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

1.9.7. Định lượng Mn(II) bằng phương pháp phổ hấp thụ phân tử UV-Vis ....... 29

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

1.9.6. Phương pháp phổ hồng ngoại .................................................................... 28

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

1.9.3. Phương pháp hiển vi điện tử truyền qua .................................................... 26

2.7.2. Khảo sát thời gian đạt cân bằng hấp phụ. .................................................. 34 2.7.3. Khảo sát ảnh hưởng của khối lượng vật liệu UB. ...................................... 35 2.7.4. Khảo sát ảnh hưởng của các cation Mg(II), Ca(II), Na+. ................................ 35 2.7.5. Khảo sát ảnh hưởng của các anion................................................................ 35 2.7.6. Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ . ............................................................. 35 2.7.7. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ đầu. ....................................................... 36

v Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

2.8. Cơ chế hấp phụ Mn(II) của vật liệu UB. .............................................................. 36 2.9. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng tới khả năng hấp phụ của ion Mn(II) của UB theo phương pháp hấp phụ động. ................................................................................. 36

H

Ơ

2.9.2. Giải hấp vật liệu sau khi hấp phụ Mn(II) ................................................... 37

N

2.9.1. Chuẩn bị cột hấp phụ. ................................................................................ 36

N

2.9.3. Tái sử dụng vật liệu .................................................................................... 38

Y

2.10. Xử lý thử mẫu nước mặt chứa Mn(II) ................................................................ 38

TP

2.10.2. Xử lý mẫu nước mặt chứa Mn(II) theo phương pháp động .................... 39

G

3.2. Xác định điểm đẳng điện của vật liệu UB. ........................................................... 46

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

3.4. Khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ ion Mn(II) theo phương pháp hấp phụ tĩnh. .......................................................................................... 47

TR ẦN

3.4.1. Ảnh hưởng của pH. .................................................................................... 47 3.4.2 Ảnh hưởng của thời gian. ............................................................................ 49

B

3.4.3. Ảnh hưởng của khối lượng vật liệu UB. .................................................... 50

10 00

3.4.5. Ảnh hưởng của anion ................................................................................. 52 3.4.6. Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ ............................................................... 54

Ó

A

3.4.7. Ảnh hưởng của nồng độ đầu ...................................................................... 55

-H

3.4.8. Khảo sát dung lượng hấp phụ ion Mn(II) theo mô hình hấp phụ đẳng

Ý

nhiệt Langmuir. .................................................................................................... 56

-L

3.4.9. Khảo sát dung lượng hấp phụ Mn(II) theo mô hình hấp phụ đẳng

ÁN

nhiệt Freundlich. .................................................................................................. 57

TO

3.4.10. Cơ chế hấp phụ......................................................................................... 59

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

3.1. Đặc điểm hình thái bề mặt, cấu trúc, thành phần vật liệu nano Bentonite. .......... 40

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

Chương 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................................ 40

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

U

2.10.1. Xử lý mẫu nước mặt chứa Mn(II) theo phương pháp tĩnh ....................... 39

D

IỄ N

Đ

ÀN

3.4.11. Động học quá trình hấp phụ Mn(II) của vật liệu UB ............................... 60 3.4.12. Nhiệt động lực học quá trình hấp phụ Mn(II) của vật liệu UB. ............... 63

3.5. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng tới khả năng hấp phụ của Mn(II) của UB theo phương pháp hấp phụ động. ................................................................................. 65 3.5.1. Thí nghiệm với dung dịch Mn(II) tự pha. .................................................. 65 3.5.2. Giải hấp vật liệu sau khi hấp phụ Mn(II). .................................................. 68 3.5.3. Tái sử dụng vật liệu .................................................................................... 70

vi Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

3.6. Xử lý thử mẫu nước mặt chứa Mn(II) .................................................................. 71 3.6.1. Xử lý nước mặt chứa Mn(II) theo phương pháp hấp phụ tĩnh......................... 71 3.6.2. Xử lý nước mặt chứa Mn(II) theo phương pháp hấp phụ động ....................... 72

Ơ

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CÓ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN VĂN ........... 76

N

KẾT LUẬN ................................................................................................................. 74

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Ý

-H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

Đ ẠO

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

U

Y

N

H

TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... 77

vii Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

DANH MỤC BẢNG BIỂU Trang Bảng 2.1: Số liệu xây dựng đường chuẩn Mn(II) ........................................................ 33

H

Ơ

Bảng 3.2: Sự phụ thuộc của hiệu suất hấp phụ Mn(II) vào VLHP .............................. 47

N

Bảng 3.1: Kết quả xác định điểm đẳng điện của vật liệu UB ..................................... 46

N

Bảng 3.3: Ảnh hưởng của pH đến hiệu suất hấp phụ ion Mn(II) ................................ 48

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

Bảng 3.5: Ảnh hưởng của khối lượng UB đến hiệu suất hấp phụ ion Mn(II) ............. 50

TP

Bảng 3.6: Ảnh hưởng của ion Mg(II), Ca(II), Na+ đến dung lượng và hiệu suất

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

của vật liệu UB .......................................................................................... 53

H Ư

Bảng 3.8: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến dung lượng và hiệu suất hấp phụ Mn

TR ẦN

(II) của UB ................................................................................................ 54 Bảng 3.9: Ảnh hưởng của nồng độ đầu của ion Mn(II) đến dung lượng và hiệu

B

suất hấp phụ của UB ................................................................................. 55

10 00

Bảng 3.10: Dung lượng hấp phụ cực đại qmax và hằng số Langmuir b........................ 56 Bảng 3.11 : Dung lượng hấp phụ Mn(II) cực đại (qmax) của vật liệu UB và một

Ó

A

số vật liệu hấp phụ khác ............................................................................ 57

-H

Bảng 3.12: Kết quả khảo sát sự phụ thuộc của lgq vào lgCcb trong quá trình hấp

Ý

phụ ion Mn(II) ........................................................................................... 58

-L

Bảng 3.13: Các hằng số của phương trình Freundlich ................................................ 59

ÁN

Bảng 3.14: Giá trị pH của dung dịch Mn(II) trước và sau khi hấp phụ ....................... 59

TO

Bảng 3.15: Số liệu khảo sát động học hấp phụ Mn(II) của vật liệu UB ...................... 60

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Bảng 3.7. Ảnh hưởng của ion Cl-, NO3-, HCO3-, tới hiệu suất hấp phụ Mn(II)

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

hấp phụ ...................................................................................................... 51

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

Bảng 3.4: Ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất hấp phụ ion Mn(II) của UB .......... 49

D

IỄ N

Đ

ÀN

Bảng 3.16. Một số tham số động học hấp phụ bậc 1 đối với Mn(II) ........................... 62 Bảng 3.17. Một số tham số động học hấp phụ bậc 2 đối với Mn(II) ........................... 62 Bảng 3.18: Giá trị năng lượng hoạt hóa quá trình hấp phụ Mn(II) của UB ............... 63 Bảng 3.19: Kết quả tính KD tại các nhiệt độ khác nhau .............................................. 64 Bảng 3.20: Các thông số nhiệt động đối với quá trình hấp phụ Mn(II) ...................... 64 Bảng 3.21: Kết quả thực nghiệm ................................................................................. 67

v Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Bảng 3.22: Các hằng số hấp phụ động ........................................................................ 68 Bảng 3.23: Kết quả giải hấp ion Mn(II) bằng HNO3 có nồng độ khác nhau .............. 69 Bảng 3.24: Khả năng hấp phụ ion Mn(II) của UB mới và UB tái sinh ....................... 70

H

Ơ

UB tái sinh lần 2 ........................................................................................ 71

N

Bảng 3.25: Hiệu suất hấp phụ ion Mn(II) ứng với UB mới, UB tái sinh lần 1 và

N

Bảng 3.26: Kết quả tách loại Mn(II) khỏi nước mặt .................................................... 72

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Ý

-H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

Đ ẠO

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

nước mặt chứa Mn(II)................................................................................ 73

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

Bảng 3.27: So sánh thời gian bảo vệ theo tính toán và theo thực nghiệm trên

vi Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

DANH MỤC HÌNH VẼ Trang khối bát diện gipxi [1] ............................................................................... 4

H

Ơ

Hình1.2: Cấu trúc tinh thể của kaolinit [13] ............................................................... 5

N

Hình 1.1: Mạng cấu trúc tinh thể của phiến khối tứ diện oxit silic và phiến

N

Hình 1.3: Cấu trúc tinh thể montmorilonit [13] .......................................................... 6

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

Hình 1.5: Ảnh chụp SEM oxit silic không phủ bọc (a) và phủ bọc (b)[13].............. 14 Hình 1.6: Lớp cơ sở của Montmorillonit được chèn bởi các chuỗi ankyl [28] ........ 15

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

Hình 2.1: Đồ thị đường chuẩn xác định nồng độ Mn(II) .......................................... 33

H Ư

Hình 3.1: Ảnh SEM hình thái học bề mặt của BO .................................................... 40

TR ẦN

Hình 3.2: Ảnh SEM hình thái học bề mặt của UB .................................................... 40 Hình 3.3a: Ảnh TEM của vật liệu UB ở chế độ phân giải thấp ............................... 41

B

Hình 3.3b: Ảnh TEM của vật liệu UB ở chế độ phân giải cao ................................. 41

10 00

Hình 3.4: Ảnh hiển vi lực nguyên tử AFM cuả UB .................................................. 42 Hình 3.5: Giản đồ XRD của BO (đen) và UB (màu đỏ) ........................................... 42

Ó

A

Hình 3.6: Phổ EDX của mẫu B0 ............................................................................... 43

-H

Hình 3.7: Phổ EDX của mẫu UB .............................................................................. 44

Ý

Hình 3.8: Phổ FT-IR của vật liệu UB ....................................................................... 45

-L

Hình 3.9: Đồ thị xác định điểm đẳng điện của vật liệu nano UB ............................. 46

ÁN

Hình 3.10: Biểu đồ biểu diễn hiệu suất hấp phụ Mn(II) của UB và BO ........... 47

TO

Hình 3.11: Ảnh hưởng của pH đến hiệu suất hấp phụ ion Mn(II) của UB ............... 48

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

G

Hình 1.8: Cơ chế hoạt động của phương pháp vi nhũ tương .................................... 20

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

Hình 1.7: Hệ nhũ tương nước trong dầu và dầu trong nước ..................................... 19

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

Hình 1.4: Cấu trúc tinh thể illit [13] ............................................................................ 6

D

IỄ N

Đ

ÀN

Hình 3.12: Ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất hấp phụ Mn(II) của UB............ 49 Hình 3.13: Ảnh hưởng của khối lượng vật liệu đến hiệu suất hấp phụ Mn(II) ........ 50 Hình 3.14: Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của ion Ca(II), Mg(II), Na+ đến hiệu suất hấp phụ Mn(II)................................................................................ 52 Hình 3.15. Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của ion Cl-, NO3-, HCO3- đến hiệu suất hấp phụ Mn(II) của VLHP ...................................................................... 53

vi Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Hình 3.16: Sự phụ thuộc của hiệu suất hấp phụ Mn (II) vào nhiệt độ ...................... 54 Hình 3.17: Đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir của UB đối với Mn(II)................ 56 Hình 3.18: Sự phụ thuộc của Ccb/q vào Ccb đối với Mn(II) ...................................... 56

H

Ơ

Hình 3.20: Đồ thị biểu diễn phương trình bậc 1 đối với Mn(II) ............................... 61

N

Hình 3.19: Sự phụ thuộc của lgq vào lgCcb đối với sự hấp phụ ion Mn(II).............. 58

N

Hình 3.21: Đồ thị biểu diễn phương trình bậc 2 đối với Mn(II) ............................... 61

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

Hình 3.23: Đường cong thoát với chiều cao cột UB; Z = 26,5 mm, C0 =

TP

25,02mg/L, pH = 7,0; F = 1,0616 m3/m2/h, thể tích UB = 3,0 mL ......... 65

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

Hình 3.25: Đường cong thoát với chiều cao cột UB; Z = 53 mm, C0 = 25,02

H Ư

mg/L, pH = 1,0; F = 1,0616 m3/m2/h, thể tích UB = 6,0 mL .................. 66

TR ẦN

Hình 3.26: Đồ thị biểu diễn t = f(Z) tại C/C0 = 0,001 và 0,05; C0 = 25.02 mg/L, pH=1,0, F=1,0616 m3/m2/h .................................................................... 67

B

Hình 3.27: Đồ thị biểu diễn kết quả giải hấp ion Mn(II) bằng axit HNO3 ............... 69

10 00

Hình 3.28: Đường cong thoát của Mn(II) ứng với UB mới và UB tái sinh .............. 71 Hình 3.29: Kết quả xử lý nước mặt chứa Mn(II), C0 = 12,95 mg/L, pH = 7,0; Z

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Ý

-H

Ó

A

= 0,0265m; khối lượng UB = 1g; thể tích UB = 3mL ............................ 73

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

mg/L, pH = 7; F = 1,0616 m3/m2/h, thể tích UB = 4,5 mL ..................... 66

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

Hình 3.24: Đường cong thoát với chiều cao cột UB; Z = 40 mm, C0 = 25,02

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

Hình 3.22. Sự phụ thuộc của lnKD vào 1/T ............................................................... 64

vii Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

MỞ ĐẦU Quá trình công nghiệp hóa của đất nước ngày càng phát triển nhanh, các

Ơ

nhuộm, công nghiệp hóa chất phát triển nhanh chóng, các nhà máy xí nghiệp mọc

N

nghành công nghiệp luyện kim, lọc hóa dầu, công nghiệp giấy, công nghiệp dệt

H

lên từng ngày. Cùng với sự ra đời và phát triển và tăng nhanh chóng số lượng các

Y

N

nhà máy của các nghành công nghiệp thì các nhà máy này cũng thải ra một lượng

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

khỏe người dân đang sinh sống và để lại hậu quả lâu dài cho mai sau như: nhà máy

G

than trong quá trình luyện thép của Tập đoàn Fomusa - Đài Loan.

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

Có nhiều phương pháp được áp dụng nhằm loại bỏ các ion kim loại nặng nước ô nhiễm như: phương pháp như hấp phụ, trao đổi ion, điện hóa, lọc màng, hóa hơi,

TR ẦN

oxy hóa, hấp thụ sinh học... Trong đó, phương pháp hấp phụ được áp dụng rộng rãi và cho kết quả rất khả thi. Vật liệu hấp phụ có thể có nguồn gốc tự nhiên hoặc tổng

10 00

B

hợp nhân tạo, trong đó hướng nghiên cứu các vật liệu hấp phụ nguồn gốc tự nhiên hiện được nhiều nhà khoa học quan tâm do có nhiều ưu điểm như: giá thành xử lý

A

thấp, hấp phụ được đồng thời nhiều kim loại trong dung dịch, có khả năng tái sử

-H

Ó

dụng vật liệu hấp phụ và thu hồi kim loại, quy trình xử lý đơn giản, không gây ô nhiễm môi trường thứ cấp.

-L

Ý

Bentonite là nhóm sét chung cấu trúc thành phần lớp smectite (nhóm vật liệu

ÁN

sét có đặc tính là khả năng trương nở nội tinh thể). Bentonite có rất nhiều ứng dụng

TO

trong công nghiệp, nông nghiệp và bảo vệ môi trường. Các sét bentonite có thể được phân loại theo thành phần khoáng vật nhóm smectit như bentonit Na,

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

nhiễm ở Khu công nghiệp Vũng Áng, Hà Tĩnh, nước ô nhiễm từ quá trình khí hóa

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

Vedan Đồng Nai, nhà máy Miwon Việt trì, Tungkuang Hưng Yên...Đặc biệt sự cố ô

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

.Q

U

lớn chất thải độc hại, gây ô nhiễm môi trường nặng nề, ảnh hưởng trực tiếp đến sức

D

IỄ N

Đ

ÀN

bentonite Ca, Ag, K… vì tùy thuộc vào tính chất đặc trưng mà khả năng ứng dụng của chúng cũng khác nhau. Gần đây có rất nhiều các nghiên cứu sử dụng bentonite làm chất hấp phụ kim loại năng hoặc chất xúc tác cho quá trình quang hoá nhằm khử một số chất hữu cơ, nitơ hay photpho... tham gia vào quá trình xử lý nước thải của nhà máy.

1 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Do đó, nghiên cứu chế tạo vật liệu theo hướng tận dụng các vật liệu có sẵn trong tự nhiên kết hợp với các kỹ thuật nhằm tăng khả năng sử lý được các chất thải, các ion kim loại nặng, các chất hữu cơ khó phân hủy trong nước thải không

Ơ

vệ môi trường. Chính vì vậy, chúng tôi lựa chọn đề tài nghiên cứu là “Chế tạo vật

N

những đem lại lợi ích kinh tế, xã hội mà còn có ý nghĩa quan trọng trong việc bảo

N

H

liệu nano Bentonite bằng phương pháp bóc tách siêu âm ứng dụng xử lý Mn(II)

- Khảo sát một số đặc trưng hóa lý của nano bentonite bằng phương pháp

G

nhiễu xạ Rơnghen (XRD), chụp ảnh hiển vi điện tử quét (SEM), hiển vi điện tử

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

truyền qua (TEM), hiển vi lực nguyên tử (AFM), phổ tán sắc năng lượng (EDX), phương

TR ẦN

pháp phổ hồng ngoại (FT - IR).

- Khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hấp phụ Mn(II) của vật liệu nano bentonite theo phương pháp hấp phụ tĩnh và hấp phụ động.

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Ý

-H

Ó

A

10 00

B

- Thử nghiệm vật liệu nano bentonite xử lý mẫu mặt chứa Mn(II).

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Đ ẠO

hóa bằng NaOH kết hợp với rung siêu âm 60 phút.

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

TP

- Chế tạo vật liệu nano bentonite từ bentonite tự nhiên Bình Thuận được hoạt

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U .Q

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Trong đề tài chúng tôi tập trung nghiên cứu các nội dung sau:

Y

trong môi trường nước”.

2 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Chương 1. TỔNG QUAN 1.1. Giới thiệu về khoáng sét tự nhiên Khoáng sét là các loại khoáng vật được hình thành trong tự nhiên từ các quá

Ơ

biến chất hoặc được hình thành từ sản phẩm phong hóa trôi dạt đến các khu vực

N

trình phong hóa tại chỗ các khoáng vật silicat và nhôm silicat của đá magma và đá

N

H

lắng đọng để tạo thành trầm tích. Khoáng sét cũng có thể được hình thành theo

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

thuỷ nhiệt hoá các đá silicat, thuỷ nhiệt hoá các đá bazan, hoặc tổng hợp nhân tạo.

TP

Thời kỳ chưa có các phương pháp phân tích hiện đại, khoáng sét được biết đến chủ

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

micromet. Dựa vào thành phần hoá học, các tính chất hoá lý và đặc biệt là cấu trúc

H Ư

tinh thể và cấu trúc lớp, hiện nay khoáng sét có hơn 100 loại khác nhau [7].

TR ẦN

1.1.1. Đặc điểm chung của khoáng sét

Các khoáng sét có đặc điểm chung là cấu tạo lớp và sự thay thế đồng hình: - Cấu tạo lớp của keo sét được hình thành do sự liên kết của phiến khối tứ

10 00

B

diện oxit silic và phiến khối bát diện gipxit. Trong đó, phiến oxit silic được tạo thành do sự gắn liền các khối tứ diện oxit silic với nhau, mỗi khối tứ diện ở chính

Ó

A

giữa là một nguyên tử silic, bốn đỉnh là bốn nguyên tử oxi. Phiến gipxit được tạo

-H

thành do sự gắn kết các khối bát diện với nhau, mỗi khối bát diện chính giữa có một

-L

vừa OH-.

Ý

nguyên tử Al, xung quanh có sáu nguyên tử oxi hoặc sáu nhóm OH-, hay vừa oxi

TO

ÁN

- Hiện tượng thay thế đồng hình ở một số khoáng sét: + Là hiện tượng một số nguyên tố trong mạng lưới tinh thể của chúng bị các

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

số oxit của kim loại kiềm và kiềm thổ, sắt, mangan, kẽm…, có kích thước hạt vài

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

yếu dựa trên thành phần hóa học. Nó là hỗn hợp bao gồm SiO2, Al2O3, H2O và một

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

nhiều con đường khác, ví dụ như sự hydrat hoá các khoáng nguyên sinh silicat, sự

D

IỄ N

Đ

ÀN

nguyên tố khác bên ngoài thay thế. Chính vì thế mà tính chất của khoáng sét bị thay đổi. Tuy nhiên, hình dạng của khoáng sét vẫn được giữ nguyên. + Điều kiện để hiện tượng thay thế đồng hình xảy ra là ion thay thế phải có bán kính nguyên tử tương đương với ion bị thay thế có trong cấu trúc của khoáng sét.

3 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

+ Quá trình thay thế giữa các ion có hóa trị khác nhau dẫn đến sự thay đổi về mặt điện tích. Thường thì sự thay thế đồng hình sẽ làm cho keo sét mang điện tích

1.1.2. Đặc điểm của các nhóm khoáng sét chính.

B

Trong tự nhiên, có rất nhiều loại khoáng sét. Tuy nhiên, có vai trò quan

10 00

trọng nhất là các khoáng sét nhóm kaolinit, montmorilonit, hydromica (illit), vermiculite, clorit.

Ó

A

- Nhóm kaolinit: gồm có keo kaolinit, halzulit, metahaluazit, dikkit và nakrit

-H

+ Nhóm khoáng sét kaolinit có cấu trúc tinh thể loại hình 1:1, là sự kết hợp giữa

-L

Ý

một lớp tứ diện oxit silic và một lớp bát diện gipxit.

ÁN

+ Nhóm khoáng kaolinit có chủ yếu trong các mỏ cao lanh và đất sét, có công thức hoá học là Al2Si2O5(OH)4. Tuy nhiên, haluazit lại có công thức là

TO

Al2Si2O5(OH)4.2H2O bởi có sự tồn tại của nước trong mạng lưới tinh thể. Haluazit

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

TR ẦN

và phiến khối bát diện gipxi [1]

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

H Ư

Hình 1.1: Mạng cấu trúc tinh thể của phiến khối tứ diện oxit silic

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

Đ ẠO

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

U

Y

N

H

Ơ

N

âm và có khả năng hấp phụ cation.

D

IỄ N

Đ

ÀN

khi bị hydrat hóa sẽ thành metahaluazit Al2Si2O5(OH)4.4H2O. + Khoảng cách giữa các lớp tinh thể không đổi bằng 7,2 A˚. + Rất ít xảy ra hiện tượng thay thế đồng hình trong mạng lưới tinh thể. + Lực liên kết giữa các lớp tinh thể trong kaolinit rất chặt nên không thể co dãn để mở rộng khe hút nước và không có khả năng trương. + Khả năng hấp phụ của kaolinit thường thấp. Khả năng trao đổi cation

4 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

+ Nhóm khoáng sét montmorilonit có cấu trúc tinh thể 2:1, gồm 2 lớp tứ diện oxit silic ở hai bên và 1 lớp bát diện gipxit ở giữa.

10 00

B

+ Montmorilonit có công thức hóa học là Al2Si4O10(OH)2.nH2O. Còn baydenlit là Al3Si3O9(OH)3.nH2O còn nontronit trong lớp bát diện của nó, ion Al3+ được thay

-H

Si: (Al, Fe) là 2:1.

Ó

A

thế hoàn toàn bởi ion Fe3+ và nó có công thức là (Al, Fe)2Si4O10(OH)2.nH2O, tỷ lệ

Ý

+ Khoảng cách giữa các lớp tinh thể là từ 9,6 đến 21,4 A˚, phụ thuộc vào lượng

-L

nước hút vào khe hở giữa các lớp tinh thể, khi hút nước vào thì montmorilonit sẽ

ÁN

trương phình ra.

TO

+ Ở nhóm montmorilonit, hiện tượng thay thế đồng hình diễn ra phổ biến: Al3+

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

TR ẦN

- Nhóm montmorilonit: gồm có montmorilonit; baydenlit; nontronit

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

Hình1.2: Cấu trúc tinh thể của kaolinit [13]

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

N

G

Đ ẠO

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

U

Y

N

H

Ơ

N

(Cation Exchange Capacity) CEC = 5-15 meq/100g.

D

IỄ N

Đ

ÀN

thay thế Si4+ trong cấu trúc tứ diện của oxit silic, Fe2+ hay Mg2+ sẽ thay thế Al3+ trong cấu trúc bát diện gipxit. + Lực liên kết giữa các lớp tinh thể của montmorilonit kém chặt nên có thể dãn nở khi hút thêm nước và cation. + Khả năng hấp phụ cation của nhóm này rất cao (CEC = 80-150 meq/100g).

5 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

của mica bị hydrat hóa.

TR ẦN

+ Hydromica có cấu trúc tinh thể loại hình 2:1 như montmorilonit. + Công thức hóa học của illit là KAl2(Al.Si3O10)(OH)2.

B

+ Lực liên kết giữa các lớp tinh thể khá bền vững vì vậy khoáng sét có độ

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Ý

-H

Ó

A

10 00

trương thấp và khả năng hấp phụ không cao, khoảng 20-40 meq/100g.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

- Nhóm hydromica (illit): bao gồm hydromica trắng và đen và các dạng khác

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

G

Hình 1.3: Cấu trúc tinh thể montmorilonit [13]

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

U

Y

N

H

Ơ

N

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Hình 1.4: Cấu trúc tinh thể illit [13]

6 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

- Trong tự nhiên cũng thường gặp vermiculite gần giống hydromica, nhưng lại có dung tích hấp phụ khá cao, CEC khoảng 60-150 meq/100g bởi điện tích cấu trúc của vermiculit lại nhỏ hơn rất nhiều. Đặc điểm này giúp cho vermiculit có khả

Ơ

lai xâm nhập vào khoảng trống giữa các lớp cấu trúc của chúng. Khả năng trương

N

năng co trương, cho phép một lượng lớn các phân tử nước cũng như các ion ngoại

H

nở cũng giúp cho vermiculit gia tăng được diện tích bề mặt trong và cung cấp thêm

Y

N

nhiều vị trí hoạt động mà có khả năng hút giữ các ion kim loại.

G

là các loại illit-montmorillonit; kaolinit-clorit, vermiculit-clorit… [1]

N H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

1.1.3. Tính chất của khoáng sét tự nhiên

- Thành phần hạt: Nhìn chung kích thước các hạt đất sét nằm trong giới hạn

TR ẦN

phân tán keo (<60 μm). Thành phần và kích thước hạt có tác dụng rất lớn đến khả năng hấp phụ trao đổi ion, tính dẻo, độ co khi sấy cũng như diễn biến tính chất của

B

khoáng đó theo nhiệt độ nung [13].

10 00

- Khả năng trương nở thể tích: Tính chất này của đất sét chủ yếu là do cấu trúc tinh thể của các đơn khoáng của nó quyết định. Các silicat 2 lớp (caolinit): sự

Ó

A

hấp phụ trao đổi cation trước hết và chủ yếu xảy ra ở các mặt cơ sở chứa SiO2 bên

-H

ngoài của các cạnh tinh thể, đặc biệt là khi có sự thay thế đồng hình của Si4+ bằng

Ý

Al3+ hay Fe3+. Các silicat 3 lớp (montmorilonit) có đại lượng hấp phụ trao đổi ion

-L

lớn do sự thay thế đồng hình xảy ra đồng thời cả trong lớp tứ diện và bát diện; khả

ÁN

năng trương nở thể tích lớn do có kiểu cấu trúc dạng vi vảy chồng khít lên nhau, tạo

TO

điều kiện cho các phân tử nước dễ bám chắc vào khoảng không gian giữa các gói

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

tinh thể của chúng xen kẽ các lớp bát diện của các khoáng vật khác nhau, phổ biến

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

- Ngoài ra phải kể đến một số khoáng sét cấu trúc hỗn hợp, trong mạng lưới

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

gồm 2 phiến tứ diện và 2 phiến bát diện (trong đó là 1 cầu bruxit).

.Q

U

- Clorit là nhóm khoáng sét có cấu trúc tinh thể 4 lớp loại hình 2:2 hay 2:1:1:

D

IỄ N

Đ

ÀN

làm trương nở thể tích cúa nó lên so với thể tích lúc đầu khan nước [13].

- Tính dẻo: Khi nhào trộn với nước, đất sét sẽ tạo hỗn hợp dẻo có khả năng

tạo hình. Tính dẻo là do đất sét có cấu tạo dạng lớp, có khả năng trao đổi ion và hấp thụ nước. Do có khả năng trao đổi ion nên khi gặp nước, đất sét sẽ bị hydrat hóa và hình thành những lớp nước bao quanh các hạt đất sét. Các lớp nước càng xa đất sét thì lực liên kết càng yếu, nhất là lớp nước tự do ngoài cùng. Màng nước này làm các lớp đất sét trượt tương đối lên nhau dưới tác dụng của ngoại lực làm đất sét có tính dẻo.

7

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

- Tính co ngót: Độ co là độ giảm kích thước và thể tích của đất sét khi sấy khô và nung. Độ co rút được tính bằng phần trăm so với kích thước ban đầu. Hiện tượng co ngót thường đi đôi với các hiện tượng nứt, tách, cong vênh.

Ơ

xảy ra nhiều quá trình hóa lý phức tạp. Khi nung nóng xảy ra các hiên tượng chính

N

- Sự biến đổi cấu trúc khi nung: Đất sét là hệ đa khoáng nên khi gia nhiệt sẽ

H

sau đây:

Y

N

+ Biến đổi thể tích kèm theo mất nước lý học.

+ Hiện tượng kết khối.

G

1.2. Giới thiệu về Bentonite

N H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

1.2.1. Thành phần hóa học

Bentonite là đá sét kết mềm được hình thành từ quá trình phong hóa tro núi lửa.

TR ẦN

Bentonite chứa chủ yếu các smectit và chúng chi phối các tính chất lí hóa học của bentonite. Smectit là nhóm khoáng sét 2:1 trương nở có điện tích lớp trong khoảng

B

0,2 đến 0,6 trên mỗi đơn vị công thức [21]. Bentonite là loại sét tự nhiên có thành

10 00

phần chính là khoáng montmorillonite và thêm một số khoáng khác như saponite, nontronite, beidellite. Ngoài ra người ta còn phát hiện thấy trong bentonite có

Ó

A

một số khoáng sét như kaolinite, clorite, mica và các khoáng phi sét như: calcite,

-H

pyrite, magnetite, biolit… các muối kiềm và các chất hữu cơ. Nhóm montmorilonit

Ý

có công thức chung [(Al.M)2Si4O10](OH)2.nH2O, với M là nguyên tố kim loại Ca,

-L

Mg, Fe, Na, K, … Phân tích thành phần hóa học của bentonite, ngoài nguyên tố chính

ÁN

như silic, nhôm, người ta còn phát hiện thấy sự có mặt của các nguyên tố như Fe, Ca,

TO

Mg, Na, K và hơn 30 nguyên tố hóa học khác ở dạng vi lượng như Ni, Ti, Mo, Zn, Co, …, các độc tố như As, Hg, Pb ít phát hiện thấy. Do có đặc điểm cấu tạo và điều

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Đ ẠO

+ Các cấu tử phản ứng với nhau để tạo ra pha mới.

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

tinh thể khoáng cũ (kể cả biến đổi thù hình).

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

.Q

U

+ Biến đổi thành phần khoáng bao gồm mất nước hoá học, biến đổi cấu trúc

D

IỄ N

Đ

ÀN

kiện địa chất tạo thành các mỏ khác nhau nên các mỏ quặng bentonite thường có hàm lượng montmorillonit khác nhau, theo các số liệu đã công bố cho thấy hàm lượng montmorillonit trong bentonite có thể dao động trong một khoảng rộng, ví dụ ở điểm mỏ bentonite kiềm Tuy Phong - Bình Thuận - Việt Nam hàm lượng montmorillonit trong bentonite chỉ khoảng 15-20%, trong khi đó mỏ bentonite kiềm Wyoming ở Mĩ có hàm lượng montmorillonit lên tới hơn 80% [13].

8 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

1.2.2. Tính chất của bentonite - Tính dẻo: Do có cấu trúc lớp, có độ xốp cao, có khả năng trương nở mạnh trong nước nên bentonite có tính nhớt và dẻo [13].

- Tính kết dính: Khi kết hợp với nước, bentonite có tính kết dính mạnh, ứng

Ơ

N

dụng nhiều trong đời sống hàng ngày [13].

N

H

- Tính hấp phụ: Vì bentonite có cấu trúc xốp, có diện tích bề mặt lớn, độ phân

Y

tán cao, nên dễ dàng hấp phụ các chất phân cực, chúng có thể kết hợp trực tiếp vào

TP

kết hiđro [13].

G

thể tích của bentonite ban đầu. Độ trương nở là mức độ tang thể tích khi bị làm ướt

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

nước. Độ trương nở của bentonite phụ thuộc vào bản chất cation trao đổi trên bề mặt lớp sét. Mức độ trương nở còn phụ thuộc vào bản chất khoáng sét, sự thay thế

TR ẦN

đồng hình của các ion trong các lớp và sự có mặt của các ion, các phân tử phân cực trong môi trường phân tán. Lượng nước được hấp phụ vào giữa các lớp sét phụ

B

thuộc vào khả năng hydrat hóa của các cation trao đổi [13].

10 00

- Tính co: Khi đem bentonite đi nung với nhiệt, nước trong bentonite sẽ bị

A

bay hơi, dẫn đến sự giảm thể tích.

Ó

- Tính trao đổi cation: Đặc trưng cơ bản của bentonite là khả năng trao đổi ion

-H

do trên bề mặt của các lớp sét có các trung tâm (O, OH) mang điện tích âm có khả

Ý

năng hấp phụ và trao đổi cation. Đồng thời, tính chất đó có được là do sự thay thế

-L

đồng hình của các cation. Ví dụ như khi Si4+ trong mạng tứ diện bị thay thế bởi Al3+

ÁN

hoặc Fe3+ hoặc Al3+ trong mạng bát diện bị thay thế bởi Mg2+, Fe3+, Cr3+, Zn2+ thì

TO

sự thay thế các ion điện tích cao này bằng các ion điện tích thấp hơn sẽ gây ra sự

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

bị hấp phụ vào khe trống giữa các lớp sẽ làm tăng chiều dày lớp cấu trúc, làm tăng

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

- Tính trương nở: Khi kết hợp với nước, các phân tử phân cực hoặc các cation

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

.Q

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

U

vị trí oxi đáy của tứ diện trong mạng lưới tinh thể bằng lực Vander Walls hoặc liên

ÀN

thiếu hụt điện tích dương trong cấu trúc tứ diện và bát diện tạo ra điện tích âm trên

D

IỄ N

Đ

bề mặt phiến sét. Đối với bentonite, sự thay thế đồng hình chủ yếu xảy ra trong lớp bát diện, ở giữa hai lớp tứ diện của phiến sét. Do đó liên kết của cation với bề mặt lớp sét là liên kết yếu và các cation đó có thể bị thay thế bởi các cation khác. Khả năng trao đổi mạnh hay yếu phụ thuộc vào lượng điện tích âm bề mặt và số lượng ion trao đổi. Nếu số lượng điện tích âm càng lớn, số lượng cation trao đổi càng lớn thì dung lượng trao đổi càng lớn [13].

9 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

- Tính trơ: Bentonite trơ và bền hóa học nên không độc, có thể ăn được.

Người ta dùng bentonite làm chất độn trong dược phẩm, thức ăn gia súc, mỹ phẩm, làm chất lọc sạch và tẩy màu cho bia, rượu vang và mật ong.

N

H

1.2.3. Nguồn tài nguyên bentonite ở Việt Nam

Ơ

bé, lại phức tạp nên khi hấp thụ một lượng nước nhất định, bentonite có tính lưu biến.

N

- Tính keo tụ lưu biến: Vì bentonite có tính nhớt, kết hợp với kích thước hạt

Y

Cũng như một số nước trên thế giới, tiềm năng khoáng sét bentonite ở

TP

loại bentonite kiềm và kiềm thổ. Các địa phương có khoáng bentonite với trữ

G

Đồng Nai... Trữ lượng và thành phần của khoáng sét bentonite Việt Nam đáp ứng

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

được cho sự triển khai các ứng dụng vào công nghiệp, nông nghiệp và góp phần

TR ẦN

bảo vệ môi trường sinh thái. Trữ lượng bentonite ở Việt Nam đã có với các cấp, cấp 1: 5.000.000 tấn, cấp 2: 42.000.000 tấn, tài nguyên dự báo: 350.760.000m3.

Một số mỏ Bentonite lớn tại Việt Nam như [13]:

10 00

B

- Mỏ Tam Bố - Di Linh - Lâm Đồng: trữ lượng là: 542.000 tấn, trong đó cấp 1 là: 389.000 tấn, cấp 2 là: 153.000 tấn, chất lượng bentonite khá tốt; điều kiện địa

A

chất thuỷ văn, địa chất công trình thuận lợi, đơn giản. Tại mỏ Tam Bố có 5 thân sét

-H

Ó

bentonite dạng thấu kính, chiều dài thay đổi từ 400-840 m, chiều dày 1-7 m, diện

Ý

tích phân bố 2,36 km2. Hàm lượng khoáng vật montmorillonit trong sét bentonite

-L

dao động từ 40-60 %. Hệ số độ keo (K) từ 0,29 - 0,42; dung tích trao đổi cation

ÁN

(CEC) từ 25,01- 48,5 meq/100g, cá biệt đến 170 meq/100g. Các cation có khả năng

TO

trao đổi chính là kiềm thổ (Ca2+, Mg2+).

ÀN

- Mỏ Tuy Phong - Bình Thuận: đã được phát hiện tại Nha Mé, Vĩnh Hảo (huyện

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

- Bình Thuận, Gia Huy - Bà Rịa Vũng Tàu, Kiên Bình - An Giang, Long Đất -

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

lượng rất lớn, điển hình là Di Linh - Lâm Đồng, Cổ Định - Thanh Hoá, Tuy Phong

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

U

Việt Nam rất lớn, phân bố khắp các vùng miền từ Bắc vào Nam với đủ hai chủng

D

IỄ N

Đ

Tuy Phong, tỉnh Bình Thuận). Đây là loại bentonite kiềm natri. Thung lũng Nha Mé với diện tích gần 10 km2 trong đó diện tích có bề dày thân quặng lớn hơn 1m chỉ khoảng 2 – 4 km2. Chiều dày lớp bentonite tối đa 11m, trung bình là 3 - 4m. Trữ lượng dự tính là 42.000.000 tấn. Nếu lấy tỉ lệ sét thu hồi từ quặng nguyên khai là 40% thì thu được 17.000.000 tấn quặng giàu (tinh quặng). Thung lũng Vĩnh Hảo có chiều dày lớp bentonite ở đây ước tính là 6m và trung bình là 2,6 m. Dự tính trên diện tích có triển 10

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

vọng của thung lũng Vĩnh Hảo có khoảng 33.000.000 tấn nguyên khai. Với hàm lượng thu hồi 30% thì thu được 10.000.000 tấn quặng giàu. Hàm lượng montmorillonit từ 1020%. Hệ số độ keo từ 0,2 - 0,22. Dung tích trao đổi cation 15,62 - 19,67 meq/100g.

H

Ơ

- Mỏ Cổ Định (Thanh Hoá): nằm trong khu bãi thải của chân Núi Nưa. Sét

N

Khả năng trao đổi ion có thể là các cation kiềm (Na+, K+).

N

bentonite là sản phẩm thải trong quá trình khai thác và làm giàu quặng cromit. Hàm

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

trong đó chủ yếu là cation Ca2+ 20,3 meq/100g sét và Mg2+ 31,1 meq/100g sét. Theo tạp chí địa chất loạt A, trong phạm vi Cheo Reo, Phú Túc và cao nguyên Vân Hòa

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

Từ các số liệu điều tra, nghiên cứu cho thấy nước ta có 2 loại bentonite chính, đó là bentonite kiềm thổ (chứa các ion Ca2+, Mg2+ và bentonite kiềm, nhưng

TR ẦN

hàm lượng montmorillonit không cao [13].

10 00

1.3.1. Phương pháp nhiệt hóa

B

1.3. Các phương pháp biến tính vật liệu khoáng sét Phương pháp này nhằm nâng cao hoạt tính bề mặt các vật liệu hấp phụ được

A

nghiên cứu tương đồi rộng rãi, tạo ra vật liệu có khả năng hấp phụ tốt và độ chọn

-H

Ó

lọc cao. Tuy nhiên, biến tính bằng nhiệt cũng cần lưu ý đến khoảng giá trị nhiệt độ để biến tính. Ở nhiệt độ cao sẽ làm mất nước trong cấu trúc, dẫn đến sự “đổ sập”

-L

Ý

của cấu trúc lớp, dẫn đến sự giảm khả năng hấp phụ của khoáng sét tự nhiên,

ÁN

thường thì nhiệt độ trên 500˚C sẽ dẫn tới hiện tượng này [13].

Hoạt hóa axit được biết đến là phương pháp xử lý các khoáng sét với các axit

ÀN

TO

1.3.2. Biến tính bằng axit/kiềm

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

G

có trữ lượng ít, hàm lượng thấp và chưa được điều tra, đánh giá đầy đủ.

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

đã phát hiện 26 tụ khoáng, điểm quặng bentonite. Các mỏ bentonite khác nói chung

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

lượng montmorillonit nguyên khai 43,9%. Dung tích trao đổi cation 52,9 meq/100g,

D

IỄ N

Đ

vô cơ ở nồng độ cao và thường ở nhiệt độ cao. Các cation trao đổi được thay thế bằng ion H+ và Al3+ và các cation khác thoát ra khỏi cấu trúc bát diện và tứ diện, chỉ để lại các nhóm SiO4. Quá trình này nhìn chung làm tăng diện tích bề mặt và độ axit của khoáng sét, đồng thời loại bỏ một số “chất bẩn” trong khoáng sét và hòa tan một phần các lớp silicat bên ngoài. Sự thay đổi diện tích bề mặt và cấu trúc lỗ hổng của khoáng sét do quá trình hoạt hóa axit phụ thuộc vào từng loại khoáng sét cụ thể, 11

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

sự có mặt của các khoáng sét hay “phi khoáng” khác. Thành phần hóa học, các ion có mặt trong các lớp khoáng sét, loại axit, nhiệt độ của quá trình hoạt hóa, thời gian hoạt hóa là những yếu tố quan trọng tác động đến hiệu quả của quá trình hoạt hóa

Ơ

các mức độ khác nhau về sự phân hủy cấu trúc và nó phụ thuộc riêng rẽ vào khả

N

axit. Sự hụt giảm lớp bát diện của montmorillonit được cho là nguyên nhân dẫn đến

H

năng kháng axit của khoáng. Trong phương pháp này các nhóm OH- trên bề mặt sẽ

Y

N

bị triệt tiêu làm cho bề mặt mất đi hoạt tính vốn có. Ngược lại, để tăng hoạt tính cho

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

năng hấp phụ các kim loại. Mặt khác, xử lý axit cũng có thể là con đường làm trơ

G

1.3.3. Hoạt hóa bentonite bằng các chất hoạt động bề mặt

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

Khác với phương pháp biến tính nhiệt hay biến tính khoáng sét sử dụng axit hoặc kiềm, phương pháp sử dụng các chất hoạt động bề mặt có khả năng tạo ra các bề

TR ẦN

mặt mở rộng và làm cho tổng diện tích hữu dụng của bề mặt khoáng sét tăng lên đáng kể. Thuật ngữ organoclay là để chỉ sản phẩm sinh ra khi hoạt hóa khoáng sét với một

B

chất hữu cơ đóng vai trò là chất hoạt động bề mặt.

10 00

Các chất hoạt động bề mặt thường được sử

dụng là HDPyCl, HDTMA

hay PTMA. Các chất hoạt động bề mặt này có thể hấp phụ và liên kết với bề mặt

Ó

A

ngoài của khoáng sét, đồng thời chúng cũng có khả năng xâm nhập vào khoảng

-H

không giữa các lớp cấu trúc của khoáng sét.

Ý

Các thí nghiệm của An và Dultz [18] khi nghiên cứu sử dụng organobentonite

-L

để xử lý cromat và asenat đã chứng minh rằng: một lượng lớn các anion vô cơ này

ÁN

có thể bị hấp phụ vào bề mặt trong của khoáng sét (interlayer) cùng với các chất

TO

hoạt động bề mặt. Dung tích trao đổi cation của khoáng sét được cải thiện rõ rệt khi

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

khả năng hấp phụ trao đổi của diatomit giảm đáng kể [13].

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

hóa – giảm khả năng hấp phụ của vật liệu. Khi xử lý diatomit với axit người ta thấy

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

.Q

U

bề mặt diatomit phương pháp xử lý với kiềm lại đem lại sự cải thiện đáng kể về khả

ÀN

chúng được hoạt hóa với các chất hoạt động bề mặt. Kết quả thí nghiệm của

D

IỄ N

Đ

Guzman và cộng sự [33] cho thấy organo-montmorillonit có hiệu quả rất lớn để hấp phụ Pb và Hg. Thông thường, các khoáng sét 2:1 có khả năng trương nở hay được sử dụng để chế tạo các organoclay do chúng thường có dung tích trao đổi cation lớn và có hiệu quả xử lý tốt hơn so với các khoáng sét 1:1. Tuy nhiên, trong nghiên cứu của Nguyễn Ngọc Minh và cộng sự [7] lại cho thấy hiệu quả hấp phụ của khoáng sét 1:1 12

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

(kaolinit) lại được cải thiện hơn nhiều so với các khoáng 2:1 (bentonite và vermiculit) khi chúng cùng được hoạt hóa với HDPyCl. Trong khi dung tích hấp phụ của kaolinit đối với kim loại tăng xấp xỉ 200% khi được hoạt hóa với HDPyCl.

Ơ

vermiculit giảm đi. Điều này có thể là do các cation hữu cơ có ái lực hấp phụ mạnh

N

Trong khi đó, sự có mặt của HDPyCl làm cho khả năng hấp phụ của bentonite và

H

hơn trên bề mặt của các khoáng sét 2:1. Các vị trí mang điện tích âm trên bề mặt

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Nghiên cứu của Vlasova và cộng sự [32] về khả năng kết hợp kiềm hóa sử

G

mặt NaOH và TMA cụ thể như sau: Dung dịch NaOH phá hủy những bentonite

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

kích thước lớn và chuyển hóa Ca-bentonite thành Na-bentonite; Khi bổ sung TMA,

H Ư

TMA thay thế các ion Na hydrat hóa trong khoảng trống giữa các lớp cơ sở của

TR ẦN

bentonite. Trong tự nhiên, một số chất hữu cơ (axit mùn) cũng có khả năng làm tăng hoạt tính bề mặt. Đối với tro bay, một số nghiên cứu đã cho thấy sự tương hỗ hấp

B

phụ giữa chất hữu cơ và các kim loại nặng trên bề mặt. Nghiên cứu về ảnh hưởng

10 00

của axit humic đến sự cố định các kim loại nặng của Wang và cộng sự [41] đã chứng minh rằng sự có mặt của axit humic cung cấp thêm các vị trí hấp phụ đối với

Ó

A

kim loại, và dung tích hấp phụ của tro bay đối với Pb tăng gấp đôi (từ 18 mg/g lên

-H

37 mg/g) khi có mặt humic.

Ý

Các phân tử chất hoạt động bề mặt hình thành một lớp kép trên bề mặt mở

-L

rộng của zeolit, trong đó lớp bên trong được giữ bởi lực hút tĩnh điện giữa bề mặt

ÁN

mang điện tích âm của zeolit với các nhóm ngoài cùng của chất bề mặt, còn lớp

TO

ngoài gắn với lớp trong bởi lực ái nước giữa các nhóm ở phần đuôi của chất bề mặt

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

quả khả quan về cải thiện khả năng hấp phụ của bentonite. Những thay đổi khi có

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

dụng NaOH và hoạt hóa bề mặt với TMA (trimethylammonium) đã cho những kết

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U .Q

được các vị trí hấp phụ trên bề mặt của khoáng sét trở nên ít hơn.

Y

N

khoáng sét bị chiếm hữu bởi các cation hữu cơ. Kết quả là lượng kim loại tiếp cận

ÀN

của hai lớp [40]. Tuy nhiên, nhiều nghiên cứu cho rằng bề mặt mở rộng của organo-

D

IỄ N

Đ

zeolit có vai trò nhiều hơn đối với hấp phụ anion [17].

1.3.4. Biến tính bằng phương pháp phủ bọc Trong tự nhiên có thể tồn tại sự phủ bọc của một số oxit ví dụ như Fe hay Mn lên các tinh thể khoáng sét. Ở đây các tinh thể khoáng sét đóng vai trò là hạt nhân và làm giá thể cho các oxit bao phủ dần nhờ quá trình hấp phụ và kết tủa bề mặt. Nhờ kích thước nhỏ bé của mình các hạt nhân khoáng sét được bao phủ bởi các 13

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

oxit sẽ hình thành một “lớp vỏ mới” có diện tích bề mặt rất lớn. Không những vậy, lớp phủ oxit trên bề mặt này có thể làm thay đổi tính chất hấp phụ của các hạt nhân bên trong. Ứng dụng phương pháp phủ bọc được nghiên cứu rộng rãi [25], trong đó các

Ơ

oxit Mn, hay oxit Ti… và các sản phẩm này được sử dụng chủ yếu cho xử lý nước

N

hạt nhân có thể là các vi tinh thể và lớp vỏ bọc có hoạt tính cao ví dụ như: oxit Fe,

H

và cải tạo đất. Trong đất dưới điều kiện yếm khí (có thể do ngập nước) Fe và Mn có

Y

N

thể chuyển từ dạng oxit sang dạng hòa tan và mất tác dụng làm giá thể hấp phụ các

B

1.3.5. Biến tính bằng phương pháp tạo cột chống

10 00

Phương pháp chèn (Intercalation) là phương pháp thêm một “thể ngoại lai” vào không gian giữa các lớp khoáng sét mà không làm biến đổi cấu trúc lớp [39].

A

Sản phẩm nhận được từ phương pháp này được gọi là intercalated-clay. Các phân

-H

Ó

tích nhiễu xạ tia X (XRD) cho thấy có sự tăng lên của khoảng trống giữa các lớp cấu trúc liền kề.

-L

Ý

Trong các khoáng sét được tạo cột chống độ dày của các lớp silicat là khoảng 1

ÁN

nm và được giữ bởi các oxit ceramic (cột chống) với kích thước nano hoặc nhỏ hơn.

TO

Quá trình tạo cột chống làm tăng khoảng cách của các lớp khoáng sét bằng cách cố định các “hạt oxit” trong cấu trúc. Các “hạt oxit” này đóng vai trò là các cột chống

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Hình 1.5: Ảnh chụp SEM oxit silic không phủ bọc (a) và phủ bọc (b)[13]

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

TR ẦN

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

Đ ẠO

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

loại trong đất cần được xem xét và tính toán kỹ lưỡng.

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

.Q

U

kim loại nặng. Do đó việc sử dụng một số “lớp vỏ” kém bền vững để cố định các kim

D

IỄ N

Đ

ÀN

ngăn cản sự sự tái gắn kết giữa các lớp silicat. Các nhóm bề mặt được tạo bởi các oxit có khả năng phân tán mạnh có vai trò quyết định đối với đặc tính hấp phụ của khoáng sét biến tính theo phương pháp này.

Khoáng sét được tạo cột chống bằng các oxit kim loại có những đặc tính vô cùng quan trọng như: khả năng bền nhiệt, diện tích bề mặt lớn và có khả năng xúc tác. Các khoáng sét dạng này thường được chuẩn bị bằng cách trao đổi vào khoảng không gian giữa các lớp silicate của các khoáng sét có khả năng trương nở các ion 14

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

alkylammonium, các ion phức đa nhân bao phủ các phối tử hữu cơ (phối tử hydroxo, chloro), các phức ion kim loại với các phối tử hữu cơ... Các thể ngoại lai được cấy chèn vào khoảng không giữa các lớp silicat tạo nên các cột đỡ, chống

Ơ

các thể ngoại lai vô cơ có thể bị chuyển hóa thành các cột oxit kim loại tạo nên cấu

N

lại sự thu hẹp của khoảng không này. Dưới tác động của quá trình gia công nhiệt,

H

trúc xốp bền vững và có diện tích bề mặt rất lớn.

N

Nghiên cứu quá trình tạo cột của Ohtsuka và cộng sự [29] chỉ ra rằng các thể

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

khoáng sét có cấu trúc xốp với các lỗ siêu nhỏ với khoảng cách giữa các lớp silicat

TP

lần lượt là 7,12 và 14 Å. Trong dung dịch zirconium oxychlorit ở nhiệt độ phòng,

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

zirconium tetramer trong dung dịch, các thể zirconium trùng hợp cao được tạo ra có

H Ư

thể cung cấp các hợp chất có khả năng làm tăng khoảng cách giữa các lớp silicate

TR ẦN

lên đến 12 hay 14Å. Hai thể trùng hợp ngoại lai tạo nên khoảng trống 12 và 14 Å giữa các lớp silicat được thành tạo bởi các chùm không gian ba chiều của các tetramer trùng hợp.

10 00

B

Sự tạo cột trong các khoáng sét có thể được phân biệt với sự “xen kẽ” thông thường bởi sự hình thành các cấu trúc lỗ nhờ các thể chèn tồn tại song song, tách

A

biệt. Trong thực tế, các khoáng sét cùng với các thể ngoại lai tạo cột chống trải qua

Ó

quá trình canxi hóa ở nhiệt độ tương đối cao (773K) để hình thành các

-H

polyoxocation, và sau đó hình thành nên các hạt oxit kim loại làm cột chống giữa

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Ý

các lớp khoáng sét mỏng, và nhờ đó hình thành nên một cấu trúc xốp bền vững [19].

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

khoảng không gian giữa các lớp silicat. Nhờ sự trùng hợp thủy phân của các thể

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

chủ yếu là zirconium tetramer, [Zr4(OH)8(H2O)16]8+có khả năng làm tăng 7Å

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

zirconium tồn tại trong dung dịch zirconium oxychlorit có thể tạo nên ba loại

Hình 1.6: Lớp cơ sở của Montmorillonit được chèn bởi các chuỗi ankyl [28]

15 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Ở Việt Nam, tác giả Nguyễn Lê Mỹ Linh [6] đã khảo sát chi tiết và có hệ thống quá trình tổng hợp vật liệu bentonite hữu cơ (CTAB-bentonite), bentonite vô cơ (Fe-bentonite, Al-bentonite) và bentonite lai hợp hữu cơ - vô cơ (Fe-CTAB-

Ơ

trưng vật liệu cho thấy, tùy điều kiện tổng hợp, các cation oligome Fe,

N

bentonite, Al-CTAB-bentonite) bằng phương pháp trao đổi ion. Các kết quả đặc

N

H

Al((Fe3+)x, (Al3+)y, Fe13m+, Al13n+, … với x, y, m, n là các hệ số đã chèn vào khoáng

Y

nontronit làm tăng khoảng cách không gian d001. Vật liệu bentonite vô cơ thu được

TP

cơ, các cation hữu cơ và vô cơ đều chèn vào khoảng giữa các lớp NONT nên giá trị

G

Tác giả Bùi Văn Thắng [12] đã điều chế thành công vật liệu bentonite

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

biến tính lantan (BalLa) và biến tính Fe (BalFe) cũng như tiến hành khảo sát các

TR ẦN

yếu tố ảnh hưởng đến quá trình biến tính. Kết quả phân tích XRD cho thấy, khoảng cách lớp của vật liệu BAlLa có khoảng cách cơ bản là 18 - 19Å, đối với BAlFe có khoảng cách cơ bản là 17 - 18,3Å lớn hơn nhiều so với bentonite ban

10 00

B

đầu (12,58 - 12,61Å).

1.3.6. Zeolit hóa

A

Zeolit hóa là phản ứng nhiệt dịch trong đó diễn ra sự hòa tan và tái tinh thể hóa

-H

Ó

của Si để hình thành các zeolit có cấu trúc không gian đa chiều. Với tiềm năng sử

Ý

dụng trong lĩnh vực công nghiệp và môi trường, nghiên cứu tổng hợp nhân tạo

-L

zeolit trong phòng thí nghiệm đã được thực hiện rất rộng rãi. Không những tạo ra

ÁN

các sản phẩm zeolit, các nhà nghiên cứu đã từng bước cải thiện và nâng cao một số

TO

đặc tính tốt của zeolit, ví dụ như: độ tinh khiết hóa học cao, độ rỗng lớn, có các

ÀN

kênh dẫn đặc biệt, hay các đặc tính chuyên biệt phục vụ cho các mục đích cụ thể

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

đáng kể so với bentonite ban đầu do CTAB che chắn các vi mao quản.

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

d001 tăng, tuy nhiên diện tích bề mặt, thể tích mao quản của vật liệu này nhỏ hơn

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

U

có cấu trúc mao quản và bề mặt riêng lớn. Với vật liệu bentonite lai hợp hữu cơ - vô

D

IỄ N

Đ

khác nhau. Những thành phần giàu silic thường được sử dụng để tổng hợp zeolit bao gồm: 1) các gel aluminosilicat hoạt tính hay hydrogel; 2) các khoáng sét đặc biệt là nhóm kaolin; 3) các vật liệu tự nhiên có nguồn gốc núi lửa. Vài năm trở lại đây, các nguồn phế thải giàu silic đang được nghiên cứu và thử nghiệm để tổng hợp zeolit nhân tạo, phổ biến nhất là từ trấu hoặc tro bay. Các zeolit cũng có thể được hình thành nhờ quá trình biến đổi thủy nhiệt từ diatomit [16].

16

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

1.4. Ứng dụng của khoáng sét và bentonite Bentonite được ứng dụng vào rất nhiều các lĩnh vực khác nhau, sau đây là một số ứng dụng chính:

Ơ

thác dầu, bentonite được dùng để chế tạo ra các dung dịch khoan với chất lượng cao

N

- Làm chất hấp phụ trong nhiều ngành: công nghiệp lọc dầu, thăm dò và khai

N

H

và chi phí thấp; công nghiệp hóa than; công nghiệp sản xuất rượu bia.

.Q TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

vật liệu tổng hợp; công nghiệp sản xuất giấy.

- Trong công nghiệp tinh chế nước để làm kết tủa các vẩn đục, hấp phụ các

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

- Trong lĩnh vực xử lý chất thải, chất thải phóng xạ [36]. Bentonite được bổ sung những vòng ion Al3+, Fe3+, Mg2+, Ca2+, … để tăng hoạt tính, được dùng để xử

TR ẦN

lý kiềm, axit, nước thải [10], [20]. Đây là một lĩnh vực sử dụng truyền thống lâu nay, trong đó bentonite chủ yếu làm chất kết ngưng xúc tiến quá trình đông quanh

10 00

B

bùn thải. Nó là chất lọc có hiệu quả đối với nước thải có nhiều chất không tan, chất lơ lửng và chất trôi nổi. Các loại nước thải sau đây có thể bằng bentonite cho hiệu

A

quả tốt: các chất dầu hòa tan và dầu dạng nhũ tương; các chất phân tán dạng phức

-H

Ó

chất hữu cơ (nước thải do giặt giũ, đãi quặng); nước thải công nghiệp từ công

Ý

nghiệp chế biến thực phẩm, chăn nuôi gia súc, gia cầm. Đối với chất thải có ô

-L

nhiễm hóa chất, sử dụng bentonite có hiệu quả tốt trong trường hợp nước bị nhiễm

ÁN

do khuếch tán acrylate [38].

TO

1.5. Một số phương pháp chính để tổng hợp vật liệu nano

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

G

cứng của nước với giá thành tương đối rẻ [23].

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

ion gây độc và các vi khuẩn, chất hữu cơ có hại trong nước, có khả năng khử tính

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

- Dùng làm chất độn, chất màu trong một số ngành công nghiệp: sản xuất các

D

IỄ N

Đ

ÀN

1.5.1. Phương pháp thủy nhiệt (hydrothermal process) - Phương pháp thủy nhiệt được định nghĩa là phương pháp nuôi tinh thể dưới

điều kiện nhiệt độ và áp suất nước cao từ các chất được hòa tan ở điều kiện và áp suất thường (dưới 100OC và dưới 1 atm) [46].

- Phương pháp này ra đời từ năm 1939, do nhà hóa học người Đức Robert Bunsen đưa ra. Ban đầu phương pháp này sử dụng để chế tạo các hạt đơn tinh thể,

17 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

các khoáng chất chứa trong một bình chịu được áp suất và nhiệt độ cao, một gradient nhiệt độ ở hai đầu đối diện của bình được duy trì trong suốt quá trình, ở đầu nóng hơn sẽ hòa tan các khoáng chất và ở đầu lạnh hơn các mầm đơn tinh thể

H

Ơ

- Cho tới nay, phương pháp này đã phát triển hơn rất nhiều so với phương

N

bắt đầu được hình thành và phát triển [46].

N

pháp truyền thống, dung môi không còn hạn chế ở dung môi nước mà có thể sử

Đ ẠO

Ưu điểm của phương pháp này là đơn giản, không cần sử dụng các thiết bị

G

quá phức tạp. Tuy nhiên, phương pháp này khá mất thời gian và cần phải sử dụng

N H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

thêm các chất hoạt động bề mặt.

1.5.2. Phương pháp dung nhiệt (Solvothermal process)

TR ẦN

Phương pháp dung nhiệt là là kỹ thuật tổng hợp vật liệu bằng cách kết tinh

10 00

phổ biến để tổng hợp nano.

B

trong dung môi ở nhiệt độ và áp suất hơi cao. Đây cũng là một phương pháp khá

Giống như phương pháp thủy nhiệt, phương pháp này có ưu điểm là đơn

A

giản, không cần các thiết bị quá phức tạp và sản phẩm tạo thành có hình dạng khá

-H

Ó

đồng đều. Nhược điểm của nó là cần tới nhiệt độ và áp suất cao sẽ gây tốn nhiều

Ý

năng lượng, đồng thời phương pháp này cũng khá mất thời gian.

-L

1.5.3. Phương pháp vi nhũ tương

ÁN

Vi nhũ tương (micro emulsion) cũng là một phương pháp được dùng khá phổ

TO

biến để tạo hạt nanô. Với nhũ tương “nước - trong - dầu”, các giọt dung dịch nước

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

nano mét …[46].

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

đích sử dụng để chế tạo các hạt có kích thước nhỏ như kích thước cỡ micro mét,

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

dụng các dung môi hữu cơ, sử dụng thêm các chất hoạt động bề mặt v.v… với mục

D

IỄ N

Đ

ÀN

bị bẫy bởi các phân tử của các chất hoạt động bề mặt (HĐBM) trong dầu (các mixen) (hình 1.7) [46]. Đây là một dung dịch ở trạng thái cân bằng nhiệt động trong suốt, đẳng hướng. Những giọt nước không những đóng vai trò là các vi lò phản ứng để hình thành các hạt nano mà còn đóng vai trò ức chế sự hình tập hợp các hạt nano còn dư.

Kết quả là ta thu được các hạt nano tinh khiết và hoàn toàn đơn phân tán. Như vậy,

18 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

do sự giới hạn về không gian của các phân tử các chất HĐBM, sự hình thành, phát triển các hạt nano bị hạn chế và tạo nên các hạt nano rất đồng nhất. Kích thước hạt có thể từ 4-12 nm với độ sai khác khoảng 0,2 - 0,3 nm. Ví dụ, dodecyl sulfate sắt,

Ơ

thước có thể được điều khiển bằng nồng độ chất hoạt hóa bề mặt (CHHBM) là AOT

N

Fe(DS)2,được dùng trong phương pháp vi nhũ tương để tạo hạt nano từ tính với kích

A

được thế giới ứng dụng từ lâu do khả năng điều khiển kích thước hạt dễ dàng của

Ó

nó. Cơ chế cụ thể của phản ứng xảy ra trong hệ vi nhũ tương như sau (hình1.8):

-H

Phản ứng hóa học tạo các chất mong muốn sẽ xảy ra khi ta hòa trộn các hệ vi

-L

Ý

nhũ tương này lại với nhau. Có 2 cách để các phân tử chất phản ứng gặp nhau:

ÁN

Cách thứ nhất: Các phân tử chất phản ứng thấm qua lớp màng chất hoạt hóa

TO

bề mặt ra ngoài và gặp nhau. Nhưng thực tế thì tỷ lệ sản phẩm tạo thành theo cách

D

IỄ N

Đ

ÀN

này là rất nhỏ, không đáng kể.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

10 00

Phương pháp vi nhũ tương cũng là một phương pháp chế tạo hạt nano đã

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

B

Hình 1.7: Hệ nhũ tương nước trong dầu và dầu trong nước

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

TR ẦN

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

Đ ẠO

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

U

Y

N

H

và nhiệt độ.

Cách thứ hai: Khi các hạt vi nhũ tương của các chất phản ứng gặp nhau, nếu

có đủ lực tác động thì 2 hạt nhỏ (A, B) có thể tạo thành một hạt lớn hơn (C). Các chất phản ứng trong 2 hạt nhỏ sẽ hòa trộn, phản ứng xảy ra trong lòng hạt lớn và sản phẩm mong muốn được tạo thành (ở đây là các hạt magnetite Fe3O4). Các hạt magnetite Fe3O4 sau khi tạo thành sẽ bị chất hoạt hóa bề mặt bao phủ và ngăn cản không cho phát triển thêm về kích thước.

19 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Phương pháp này có ưu điểm tạo ra các hạt nano đồng đều và có độ tinh khiết khá cao nhưng khi sử dụng phương pháp này ta cần phải sử dụng thêm các chất hoạt

-H

Ó

Phương pháp hóa siêu âm là một kỹ thuật tiện ích và thân thiện với môi

Ý

trường. Phương pháp sóng siêu âm là phương pháp sử dụng sóng siêu âm (tần số từ

-L

20kHz đến 10MHz) để hỗ trợ cho phản ứng hóa học. Phương pháp này đã được

ÁN

ứng dụng nhiều để tổng hợp các nano oxit kim loại, kim loại cũng như các vật liệu Ảnh hưởng hóa học của sóng siêu âm được được chia thành ba hướng:

ÀN

TO

gốm [46]. Chiếu xạ siêu âm có thể làm tăng tốc độ phản ứng lên gấp nhiều lần.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

A

1.5.4. Phương pháp hóa siêu âm

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

Hình 1.8: Cơ chế hoạt động của phương pháp vi nhũ tương

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

10 00

B

TR ẦN

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

Đ ẠO

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

U

Y

N

H

Ơ

N

động bề mặt.

D

IỄ N

Đ

âm hóa học đồng pha sử dụng trong dung dịch lỏng (homogeneous sonochemistry of liquids), âm hóa học dị pha sử dụng trong hệ lỏng-lỏng hay lỏng-rắn (heterogeneous sonochemistry of liquid-liquid or liquid-solid systems) và âm học xúc tác (sonocatalysis). Do cavitation (sự tạo và vỡ bọt) chỉ diễn ra trong môi trường dung dịch nên phản ứng hóa học của hệ rắn hay rắn - khí không sử dụng chiếu xạ siêu âm được.

20 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Sóng siêu âm có chiều dài sóng khoảng 10cm - 10-3cm, với chiều dài sóng này thì không tạo đủ năng lượng để tương tác trực tiếp lên liên kết hóa học (không thể làm đứt liên kết hóa học).

Ơ

một năng lượng lớn, do nó gây nên một hiện tượng vật lý đó là cavitation, quá trình

N

Tuy nhiên, sự chiếu xạ siêu âm trong môi trường lỏng lại sản sinh ra

H

này phụ thuộc vào môi trường phản ứng (môi trường đồng thể lỏng rất khác so với

Y

N

cavitation ở bề mặt tiếp xúc rắn - lỏng).

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

lượng của sóng siêu âm sẽ ảnh hưởng lên phản ứng hóa học thông qua hiệu ứng “lỗ

G

bọt trong nửa chu kì (giãn) và nổ ở nửa chu kì còn lại (nén). Các vi bọt này tồn tại

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

trong vài phần nghìn giây, nhiệt độ ở tâm bọt khoảng 5000K và áp suất có thể lên đến vai nghìn at. Bề mặt của vật liêu tiếp xúc với các vi bọt khí ở vùng siêu tới hạn

TR ẦN

(vùng khí - lỏng) nên phản ứng xảy ra rất mãnh liệt. Phương pháp này khá tiện lợi, thân thiện với môi trường, các nguyên liệu sử dụng không cần qua xử lí nhiệt hay

10 00

B

cần thêm các chất hoạt động bề mặt.

Từ việc phân tích đặc điểm, cũng như một số ưu, khuyết điểm của các

A

phương pháp trên, có thể nhận thấy quá trình chế tạo các vật liệu trong các nghiên

-H

Ó

cứu trên đều liên quan đến các điều kiện nhiệt độ, áp suất cao gây nên các vấn đề kinh tế hay sử dụng thêm các chất hoạt động bề mặt cũng như việc có thể tạo ra

-L

Ý

được các sản phẩm có đặc điểm liên quan đến ứng dụng cần sử dụng [5].

ÁN

Do đó, việc tìm ra một phương pháp có thể chế tạo nhanh vật liệu nano

TO

bentonite với hiệu suất cao, sử dụng các trang thiết bị tự chế tạo và các dung dịch trung hòa, phù hợp với điều kiện kinh tế trong nước hiện nay, có thể khống chế

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

truyền trong chất lỏng theo những chu kì nén và xả tạo nên các lỗ trống hay các vi

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

trống” (cavitation). Lỗ trống hình thành do sự lan truyền của sóng siêu âm. Sóng lan

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

.Q

U

Tương tự khi tổng hợp bentonite bằng phương pháp hóa siêu âm. Năng

D

IỄ N

Đ

ÀN

được hình thái tạo thành theo ý muốn, để từ đó có thể hướng tới sản xuất khối lượng lớn là phương pháp mà đề tài hướng đến. Trong đề tài này, chúng tôi sẽ trình bày phương pháp chế tạo bentonite kích thước nano trong môi trường kiềm có sự hỗ trợ của sóng siêu âm. Ưu điểm của phương pháp là đơn giản, ít tốn thời gian và có thể tạo ra lượng lớn bentonite cấu trúc nano từ nguyên liệu rẻ tiền so với các phương pháp khác tốn nhiều thời gian hơn và sử dụng nguyên liệu đắt tiền hơn.

21 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

1.6. Tình hình nghiên cứu chế tạo vật liệu nano bentonite Trong mấy năm gần đây, một số tác giả trên thế giới đã nghiên cứu chế tạo vật liệu nano bentonite như:

Ơ

bằng một phương pháp hóa siêu âm với sự thay đổi cường độ siêu âm, thời gian siêu

N

Tác giả Zahra Darvishi và cộng sự [47] đã chế tạo vật liệu nano bentonite

N

H

âm. Khi nghiên cứu đặc trưng cấu trúc, hình thái đặc điểm bề mặt bằng phương

Y

pháp nhiễu xạ tia X (XRD), phân tích nhiệt (TGA), phổ hồng ngoại (FT-IR), kính

Tác giả Abdou và cộng sự [31] đã chế tạo vật liệu nano bentonite đi từ

G

bentonite tự nhiên bằng phương pháp nghiền hành tinh. Vật liệu chế tạo được phân

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

tích cấu trúc, đặc điểm bề mặt bởi phương pháp huỳnh quang tia X (XRF), nhiễu xạ

TR ẦN

tia X (XRD), phân tích nhiệt (TGA) và kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM). Kết quả cho thấy đã chế tạo được các hạt nano bentonite có kích thước từ 4 - 9 nm.

Tác giả Moradi và cộng sự [35] đã kích hoạt có hiệu quả bột bentonite nhão để

10 00

B

sản xuất bột nano bentonite. Ảnh hưởng của các yếu tố như hàm lượng kiềm và độ ẩm, thời gian hoạt hóa và nhiệt độ nung đã được nghiên cứu. Kết quả chỉ ra điều

A

kiện tối ưu là kiềm 5,0 % về khối lượng, độ ẩm 45%, nhiệt độ nung là 150oC.

-H

Ó

Tuy nhiên trong nước chúng tôi nhận thấy chưa có công trình nào công bố

Ý

chế tạo vật liệu nano bentonite và nghiên cứu khả năng ứng dụng của chúng.

-L

1.7. Tình hình nghiên cứu sử dụng nano bentonite dùng làm chất hấp phụ

ÁN

Trong những năm gần đây, công nghệ nano đã thực sự phát triển mạnh, việc

TO

tổng hợp các vật liệu nano ngày càng được quan tâm hơn bởi các nhà khoa học. Vật

ÀN

liệu nano được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực của đời sống như: hoá học, y

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Đ ẠO

đến thay đổi cấu trúc vật liệu nano bentonite.

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

TP

nano bentonite chế tạo được cho thấy việc thay đổi cường độ, thời gian siêu âm dẫn

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

U

hiển vi điện tử quét (SEM) và kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) của vật liệu

D

IỄ N

Đ

học, sinh học, quân sự và nhiều ngành công nghiệp. Với kích thước nano, các vật liệu nano có tính chất hóa lý khác xa so với tính chất thông thường của chúng ở dạng khối và được nâng cao nhiều cùng với những tính chất đặc biệt mà các chất thông thường không có. Vì vậy, trong thực tế trên thế giới đã có các tác giả nghiên cứu sử dụng vật liệu nano bentonite hoặc phối trộn bentonite với các nano oxit kim loại thành composite làm vật liệu hấp phụ. Cụ thể như: 22

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Tác giả Taha và cộng sự [15] đã dùng vật liệu nano bentonite làm chất hấp phụ để loại bỏ Ni(II) trong môi trường nước. Kết quả cho thấy các điều kiện tối ưu để loại bỏ Ni(II) với nồng độ ban đầu là 100 mg/L là khối lượng vật liêu 0,5g và

Ơ

bởi phương pháp chụp ảnh hiển vi điện tử quét (SEM) và phổ hồng ngoại (FTIR).

N

pH= 6. Đặc điểm hình thái, nhóm chức bề mặt của nano bentonite được nghiên cứu

H

Kết quả đã xác định được lượng lượng hấp phụ cực đại Ni(II) của nano bentonite là

Y

N

39,06 mg/g (30°C) và quá trình hấp phụ là quá trình tự xảy ra.

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

có nguồn gốc tự nhiên tạo thành vật liệu composite để loại bỏ thuốc thuốc kháng

G

xúc tác, còn lại 9% là do hấp phụ trên vật liệu nano bentonite-ZnO. Các sản phẩm

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

quá trình quang xúc tác của kháng sinh CP là fluorur, quinolin và anilin.

H Ư

Tác giả Hashem [26] đã sử dụng vật liệu nano Fe3O4/bentonite để loại bỏ

TR ẦN

metylen xanh khỏi môi trường nước. Ảnh hưởng của thời gian tiếp xúc, khối lượng của chất hấp phụ, pH của dung dịch đến khả năng hấp phụ của vật liệu nano Fe3O4

B

/bentonite đã được nghiên cứu. Kết quả cho thấy khả năng hấp phụ metylen xanh

10 00

tăng lên theo thời gian tiếp xúc và pH ban đầu của dung dịch. Tuy nhiên, khả năng hấp phụ metylen xanh giảm khi tăng khối lượng chất hấp phụ. Quá trình hấp phụ

-H

đại là 1600 mg/g.

Ý

Năm 2018, tác giả Moradi và cộng sự [35] đã kích hoạt có hiệu quả bột

-L

bentonite nhão để sản xuất bột nano bentonite loại bỏ tốt thuốc nhuộm cation

ÁN

(metylen xanh) trong môi trường nước. Quá trình hấp phụ thuốc nhuộm cation cũng

Đ

ÀN

TO

tuân theo mô hình động học biểu kiến bậc 2 của Lagergren.

IỄ N D

Ó

A

metylen xanh tuân theo phương trình động học bậc hai với dung lượng hấp phụ cực

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

bentonite-ZnO. Kết quả cho thấy đã loại bỏ được 88% kháng sinh CP qua quang

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

sinh Ciproxin (CP) dựa vào khả năng hấp phụ và quang xúc tác của vật liệu nano

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

.Q

U

Năm 2014, tác giả Delia và cộng sự [24] đã kết hợp nano ZnO với bentonite

Năm 2015, tác giả Ahammed Shabeer và cộng sự [37] đã sử dụng nano-

bentonite, nano halloysit và nano montmorillonit của khoáng hữu cơ làm chất hấp phụ loại bỏ một số thuốc trừ sâu khỏi môi trường nước. Kết quả đã chỉ ra rằng việc hấp phụ các thuốc trừ sâu trên các vật liệu nano khác nhau phụ thuộc vào loại khoáng sét, sự có mặt và vắng mặt của chất kết tụ cũng như các đặc tính của thuốc trừ sâu.

Năm 2017, tác giả Fang và cộng sự [27] đã hấp phụ ion florua bằng vật liệu nano bentonite. Ảnh hưởng của thời gian hấp phụ, nhiệt độ và pH dung dịch để loại 23

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

bỏ florua cũng được nghiên cứu. Kính hiển vi điện tử quét (SEM), Phương pháp phổ tán xạ năng lượng tia X (EDAX) và phổ hồng ngoại (FTIR) được sử dụng nghiên cứu thành phần, nhóm chức bề mặt, cấu trúc của vật liệu. Kết quả cho thấy

Ơ

lượng vật liệu nano bentonite là 10g /L, thời gian hấp phụ 15 phút, ở 40°C và pH=5.

N

sau khi hấp phụ nồng độ florua đã giảm từ 100 mg/L xuống 45,64 mg /L, khi khối

N

H

Nói chung sử dụng một phương pháp nhanh, chi phí thấp, hiệu quả, đơn giả

Y

về vận hành thao tác, thân thiện với môi trường để chế tạo trực tiếp nano bentonite

Mangan là kim loại màu trắng bạc, cứng, khó nóng chảy. Trong tự nhiên

G

mangan là nguyên tố tương đối phổ biến, đứng thứ 3 trong các kim loại chuyển tiếp.

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

Gần 95% mangan được dùng để chế tạo thép do đó mangan thường tồn tại trong nước cùng với sắt nhưng với hàm lượng thấp hơn. Mangan tồn tại trong nước ở

TR ẦN

trạng thái muối clorua, nitrat, sunfat và có hàm lượng trung bình khoảng 0,58 mg/L. Nước chứa mangan thường tạo thành lớp cặn màu đen, đóng bám vào thành và đáy

B

bồn chứa. Mangan có độc tính thấp, không gây ung thư, ở nồng độ 0,15 mg/L có thể

10 00

tạo ra vị khó chịu, làm hoen ố quần áo. Quá trình sinh hoạt sử dụng nguồn nước nhiễm mangan hoặc tiếp xúc với bụi mangan lâu dài sẽ làm suy nhược đến hệ thần

Ó

A

kinh, tuyến giáp. Những người dễ nhiễm độc mangan là trẻ em, người già, phụ nữ

-H

có thai và những người mắc bệnh về gan, mật [9].

Ý

Tiêu chuẩn Việt Nam về nước thải công nghiệp: TCVN 40:2011/BTNMT

-L

quy định nồng độ của ion Mn(II) trong nước thải sinh hoạt như sau: các nguồn tiếp

ÁN

nhận là các nguồn nước được dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt không quá 0,5

TO

mg/L; các nguồn tiếp nhận là các nguồn nước không được dùng cho mục đích cấp

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Đ ẠO

1.8. Giới thiệu mangan

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

chưa có nhóm nào nghiên cứu và công bố tại Việt Nam.

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

.Q

U

từ bentonite tự nhiên và nghiên cứu khả năng ứng dụng của nano bentonite vẫn

D

IỄ N

Đ

ÀN

nước sinh hoạt không quá 1,0 mg/L. 1.9. Các phương pháp nghiên cứu vật liệu 1.9.1. Phương pháp nhiễu xạ Rơnghen Phương pháp nhiễu xạ Rơnghen (X-Ray Diffraction) là một phương pháp hiệu quả dùng để xác định các đặc trưng của vật liệu và được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khoa học và công nghệ. Phương pháp này dùng để phân tích pha (kiểu và lượng pha có mặt trong mẫu), ô mạng cơ sở, cấu trúc tinh thể, kích thước hạt. Tinh 24

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

thể bao gồm một cấu trúc trật tự theo ba chiều với tính tuần hoàn đặc trưng dọc theo trục tinh thể học. Khoảng cách giữa các nguyên tử hay ion trong tinh thể chỉ vài Å, xấp xỉ bước sóng của tia X. Khi chiếu một chùm tia X vào mạng tinh thể sẽ có hiện tượng nhiễu xạ [8].

: là góc giữa chùm tia X và mặt phẳng phản xạ

Y

Phương trình 1.1 được gọi là phương trình Bragg. Phương trình này mô tả

N

http://daykemquynhon.ucoz.com

G

điều kiện nhiễu xạ và được xem là phương trình cơ bản trong nghiên cứu cấu trúc

H Ư

bằng tia X.

TR ẦN

Trong nghiên cứu này, sự thay đổi về cấu trúc được khảo sát trên máy nhiễu xạ tia X D2 tại Khoa Khoa học và Kĩ thuật Vật liệu, Đại học Giao thông Quốc gia

B

Đài Loan.

10 00

1.9.2. Phương pháp hiển vi điện tử quét Phương pháp hiển vi điện tử quét (Scanning Electron Microscopy – SEM)

Ó

A

được sử dụng để xác định hình dạng và cấu trúc bề mặt vật liệu. Ưu điểm của

-H

phương pháp SEM là có thể thu được những bức ảnh ba chiều chất lượng cao và

-L

Ý

không đòi hỏi phức tạp trong khâu chuẩn bị mẫu. Phương pháp SEM đặc biệt hữu

ÁN

dụng, bởi vì nó cho độ phóng đại có thể thay đổi từ 10 đến 105 lần với ảnh rõ nét,

TO

hiển thị 3 chiều phù hợp cho việc phân tích hình dạng và cấu trúc bề mặt [8].

Các bước ghi ảnh SEM như sau: một chùm electron được quét trên bề mặt

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Đ ẠO

n : là bậc phản xạ ( n = 1, 2, 3, …)

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

TP

λ: là bước sóng của tia X

.Q

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định



U

Trong đó: d: là khoảng cách giữa hai mặt phẳng tinh thể song song

N

H

(1.1)

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

2d.sin  = n.λ

Ơ

N

Sự nhiễu xạ thoả mãn phương trình sau:

D

IỄ N

Đ

ÀN

mẫu các electron này đập vào bề mặt mẫu và tạo ra một tập hợp các hạt thứ cấp đi tới detector, tại đây nó sẽ chuyển thành tín hiệu điện, các tín hiệu này sau khi được khuếch đại đi tới ống tia catot và được quét lên ảnh. Cho chùm tia quét trên mẫu và quét một cách đồng bộ, một tia điện tử trên màn hình của đèn hình, thu và khuếch đại một loạt tín hiệu nào đó từ mẫu phát ra để làm thay đổi cường độ sáng của tia điện tử quét trên màn hình, thu được ảnh. Độ sáng tối trên ảnh cho biết độ lồi lõm

25 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

của mẫu. Cần chú ý rằng, ở hiển vi điện tử quét dùng các thấu kính chỉ để tập trung điện tử thành điểm nhỏ trên mẫu, không dùng thấu kính để khuếch đại. Với ảnh phóng đại bằng phương pháp quét không có yêu cầu mẫu phải lát mỏng và phẳng

Ơ

Trong nghiên cứu này mẫu được khảo sát sử dụng kính hiển vi điện tử quét

N

nên hiển vi điện tử quét cho phép quan sát mặt mấp mô một cách khá rõ nét.

N

H

JEOL JSM - 6500F hoạt động tại điện thế tại 15 kV tại Khoa Khoa học và Kĩ thuật

.Q

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

1.9.3. Phương pháp hiển vi điện tử truyền qua

TP

Hiển vi điện tử truyền qua (Transmission Electron Microscopy) là phương

N

độ phóng đại lớn (có thể lên tới vài triệu lần).

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

G

lượng cao chiếu xuyên qua mẫu vật rắn mỏng và sử dụng thấu kính từ để tạo ảnh với

TR ẦN

Phương pháp hiển vi điện tử truyền qua có độ phân giải cao. Do đó, phương pháp này cho biết nhiều chi tiết nano của mẫu nghiên cứu: hình dạng, kích thước hạt, biên giới hạt… Nhờ cách tạo ảnh nhiễu xạ, vi nhiễu xạ và nano nhiễu xạ, kính

10 00

B

hiển vi điện tử truyền qua còn cho biết nhiều thông tin chính xác về cách sắp xếp các nguyên tử trong mẫu, theo dõi được cách sắp xếp đó trong chi tiết từng hạt, từng

A

diện tích cỡ µm và nhỏ hơn.

-H

Ó

Trong đề tài, hình thái học của các mẫu được khảo sát sử dụng kính hiển vi

Ý

điện tử truyền qua TECNAI G2 20 vận hành với hiệu điện thế 200 kV tại Trường

-L

Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội.

TO

ÁN

1.9.4. Kính hiển vi lực nguyên tử Kính hiển vi lực nguyên tử (Atomic Force Microscope) là một thiết bị quan

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

phương pháp nghiên cứu vi cấu trúc vật rắn chỉ sử dụng chùm điện tử có năng

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

pháp hiển vi điện tử mô phỏng phương pháp hiển vi quang học truyền qua. Đây là

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

Vật liệu, Đại học giao thông Quốc gia Đài Loan.

ÀN

sát cấu trúc vi mô bề mặt của vật rắn dựa trên nguyên tắc xác định lực tương tác

D

IỄ N

Đ

nguyên tử giữa một đầu mũi dò nhọn với bề mặt của mẫu, có thể quan sát ở độ phân giải nanomet, được sáng chế bởi Gerd Binning, Calvin Quate và Christoph Gerber vào năm 1986. AFM thuộc nhóm kính hiển vi quét đầu dò hoạt động trên nguyên tắc quét đầu dò trên bề mặt. Bộ phận chính của AFM là một mũi nhọn được gắn trên một thanh rung (cantilever). Mũi nhọn thường được làm bằng Si hoặc SiN và kích thước của đầu mũi nhọn là một vài nguyên tử. Khi mũi nhọn quét gần bề mặt 26

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

mẫu vật, sẽ xuất hiện lực Van der Waals giữa các nguyên tử tại bề mặt mẫu vật và nguyên tử tại đầu mũi nhọn (lực nguyên tử) làm rung thanh cantilever. Lực này phụ thuộc vào khoảng cách giữa đầu mũi dò và bề mặt của mẫu. Dao động của thanh

Ơ

rung, dao động của thanh rung làm thay đổi góc lệch của tia laser và được detector

N

rung do lực tương tác được ghi lại nhờ một tia laser chiếu qua bề mặt của thanh

N

H

ghi lại. Việc ghi lại lực tương tác trong quá trình thanh rung quét trên bề mặt sẽ cho

Y

hình ảnh cấu trúc bề mặt của mẫu vật. Trên thực tế, tùy vào chế độ và loại đầu dò

TP

Van der Waals cho hình ảnh hình thái học bề mặt, lực điện từ có thể cho cấu trúc

G

Trong các nghiên cứu của chúng tôi, ảnh AFM của mẫu nano bentonite bóc

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

tách được phân tán trên trên bề mặt đế Si được thu nhận bởi hệ Digital Instruments

TR ẦN

Nanoscope III sử dụng đầu dò nano Si, hoạt động trong chế độ tapping với tần số cộng hưởng 130 kHz tại Khoa Khoa học và Kĩ thuật Vật liệu, Đại học giao thông Quốc gia Đài Loan

10 00

B

1.9.5. Phương pháp phổ tán sắc năng lượng tia X Phổ tán xạ sắc năng lượng tia X (Energy Dispersive X-ray Spectroscopy )

Ó

A

thường được gọi là EDS hay EDX là một kỹ thuật phân tích dùng để phân tích

-H

nguyên tố của mẫu rắn. Nguyên tắc dựa trên sự tương tác của nguồn tia X kích thích

Ý

vào mẫu cần phân tích. Mỗi nguyên tố hoá học có một cấu trúc nguyên tử xác định

-L

tạo ra các phổ tia X đặc trưng riêng biệt cho nguyên tố đó. Để kích thích bức xạ đặc

ÁN

trưng tia X từ mẫu, một dòng năng lượng cao của các hạt tích điện như điện tử hay

TO

photon, hay chùm tia X được chiếu vào mẫu cần phân tích. Các nguyên tử trong

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

thể ghi lại nhiều thông tin khác nhau trên bề mặt mẫu [8].

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

điện từ (kính hiển vi lực từ), hay lực Casmir, lực liên kết hóa học và dẫn đến việc có

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

U

mà có thể tạo ra các lực khác nhau và hình ảnh cấu trúc khác nhau. Ví dụ như lực

D

IỄ N

Đ

ÀN

mẫu này ở các trạng thái cơ bản (chưa bị kích thích), các điện tử ở các mức năng lượng riêng biệt xoay quanh hạt nhân. Khi dòng tia tới kích thích các điện tử ở lớp bên trong, đánh bật nó ra khỏi vỏ điện tử tạo thành lỗ trống điện tử, một điện tử từ lớp bên ngoài có năng lượng cao hơn nhảy vào điền vào lỗ trống đó. Sự khác nhau năng lượng giữa lớp vỏ năng lượng cao và lớp vỏ năng lượng thấp hơn tạo ra tia X. Cường độ của tia X phát ra từ mẫu có thể được đo bằng phổ kế tán xạ năng lượng.

27 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Từ chỗ năng lượng tia X là đặc trưng cho hiệu số năng lượng của hai lớp vỏ điện tử và đặc trưng cho cấu tạo của nguyên tố phát xạ ra tia X đó, nên cường độ của tia X này có thể dùng để đặc trưng định tính cũng như định lượng các nguyên tố có trong

Ơ H

(1.4)

N

me q e4 3 f=v= 3 2 ( )(Z-1) 2 =(2.48*1015Hz)(Z-1) 2 8h eo 4

N

mẫu. Tần số (f) của tia X được xác định qua định luật Mosley như sau [5]:

Y

Trong đó: me là khối lượng của electron;

TP

h là hằng số Planck.

G

1.9.6. Phương pháp phổ hồng ngoại

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

Phổ hồng ngoại (Fourrier Transformation InfraRed) dùng để xác định cấu trúc phân tử của chất cần nghiên cứu, dựa vào các tần số đặc trưng trên phổ của các nhóm

TR ẦN

chức trong phân tử. Phổ hồng ngoại chính là phổ dao động - quay vì khi hấp thụ bức xạ hồng ngoại thì cả chuyển động dao động và chuyển động quay của các nhóm chức

B

đều bị kích thích. Phổ dao động - quay của phân tử được phát sinh ra do sự chuyển

10 00

dịch giữa các mức năng lượng dao động và quay (liên quan đến sự quay của phân tử xung quanh trục liên kết). Dạng năng lượng được sinh ra khi chuyển dịch giữa các

Ó

A

mức này ở dạng lượng tử hóa, nghĩa là chỉ có thể biến thiên một cách gián đoạn. Hiệu ΔE = hν

(1.2)

Ý

-H

số năng lượng (phát ra hay hấp thụ) được tính theo công thức Bohr [8]:

-L

Trong đó, ΔE là biến thiên năng lượng, h là hằng số Planck, ν là tần số dao

ÁN

động (số dao động trong một đơn vị thời gian).

TO

Phổ hồng ngoại thường được ghi với trục tung biểu diễn độ hấp thụ A trục

ÀN

hoành biểu diễn số sóng với trị số giảm dần (4000 - 400cm-1). Hầu hết các nhóm

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ảnh SEM tại Khoa Khoa học và Kĩ thuật Vật liệu, Đại học giao thông Quốc gia Đài Loan.

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

Trong đề tài này, thành phần của mẫu được khảo sát đồng thời với quan sát

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U .Q

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

qe là điện tích của electron;

D

IỄ N

Đ

nguyên tử trong hợp chất hữu cơ hấp thụ ở vùng 4000 - 650cm-1. Vùng phổ từ 4000 - 1500cm-1 được gọi là vùng nhóm chức vì chứa hầu hết các vân hấp thu của các nhóm chức như OH, NH, C=O, C=N, C=C... Vùng phổ nhóm chức tập trung vào bốn vùng mà ở mỗi vùng, tần số đặc trưng của nhóm có giá trị thay đổi phụ thuộc vào cấu tạo của phân tử: vùng 3650-2400cm-1 chứa các vân dao động hóa trị của XH (X: O, N, C, S, P); vùng 2400 - 1900cm-1 gồm các vân do dao động hóa trị của

28 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

các nhóm mang liên kết ba hoặc hai liên kết đôi kề nhau; vùng 1900 - 1500cm-1 chứa các vân dao động hóa trị của các nhóm mang liên kết đôi và do dao động biến dạng của nhóm -NH2. Vùng phổ 1500 - 700cm-1 mặc dù có chứa các vân hấp thụ

Ơ

do dao động biến dạng của các liên kết C-H, C-C... nhưng thường được dùng để

N

đặc trưng cho dao động hóa trị của các liên kết đơn như C-C, C-N, C-O. và các vân

N

H

nhận dạng toàn phân tử hơn là để xác định các nhóm chức, vì ngoài vân hấp thụ

Y

trên còn có nhiều vân hấp thụ xuất hiện do tương tác mạnh giữa các dao động.

1.9.7. Định lượng Mn(II) bằng phương pháp phổ hấp thụ phân tử UV-Vis

G

Dùng amoni pesunfat và chất xúc tác là ion Ag+ trong môi trường axit để oxi

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

hóa Mn(II) đến MnO 4 . Hàm lượng MnO 4 được xác định bằng phương pháp phổ hấp thụ phân tử trên máy UV-Vis 1700 (Shimadzu - Nhật Bản) tại khoa Hóa học Trường

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Ý

-H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

Đại học Sư phạm - Đại học Thái Nguyên ở bước sóng λ = 525nm, cuvet 1cm.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Đ ẠO

học Sư phạm Hà Nội.

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

KBr theo tỷ trên máy IRPrestige-21 tại Bộ môn Hóa Lý, Khoa Hoá học, Trường Đại

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

.Q

U

Trong nghiên cứu này phổ hồng ngoại được chụp theo kĩ thuật ép viên với

29 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Chương 2. THỰC NGHIỆM 2.1. Dụng cu, hóa chất

N

2.1.1. Dụng cụ

Ơ

 Cân điện tử 4 số Mettler Toledo – Thụy Sỹ.

N

H

 Máy đo pH Lutron pH 201 (Đài Loan).

TR ẦN

2.1.2. Hóa chất

H Ư

 Bình định mức, pipet, cốc thủy tinh...

N

G

 Máy quang phổ hấp thụ phân tử UV 1700 (Shimadzu - Nhật Bản)

Bentonite Bình Thuận, NaOH, MnCl2.4H2O, AgNO3 , H2SO4, (NH4)2S2O8 tinh

B

thể, nước cất hai lần. Tất cả hóa chất đều có độ tinh khiết PA.

10 00

Cách pha chế dung dịch Mn(II) - Cân chính xác 3.60 g MnCl2.4H2O hòa tan vào 1000 ml nước cất 2 lần. ta

Ó

A

được dung dịch Mn(II) 1000 ppm

-H

- Pha loãng dung dịch từ 1000 ppm về 100 ppm, sau đó lại pha loãng tiếp về

-L

Ý

10 ppm, từ 10 ppm ta pha loãng tiếp về các giá trị thấp hơn để tạo đường chuẩn.

ÁN

- Tương tự khi pha loãng tới các nồng độ cần thiết ( đảm bảo không pha loãng

TO

quá 10 lần )

IỄ N

Đ

ÀN

Các dung dịch thuốc thử dùng cho phân tích:

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

 Bể rửa siêu âm Ultrasons H-D, Selecta Tây Ban Nha

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

 Máy ly tâm Thettech Rotofix 32A, Đức.

http://daykemquynhon.ucoz.com

D

TP

 Máy khuấy từ gia nhiệt PC-420D, Mexico.

.Q

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

 Máy lọc hút chân không Advancetee, AS -25, Nhật Bản.

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

 Tủ sấy DZ-2A II (Trung Quốc).

- Dung dịch H2SO4 1:1 về thể tích.

- Dung dịch (NH4)2S2O8 bão hòa: cho 1 lượng dư tinh thể (NH4)2S2O8 vào

nước cất. chú ý bảo quản trong bình tối màu, luôn có 1 lượng dư tinh thể (NH4)2S2O8 trong dung dịch.

Dung dịch AgNO3 10%: Từ dung dịch gốc pha ra dung dịch AgNO3 10% .

Bảo quản bình tối màu, tránh ánh sáng.

30 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Bentonite tự nhiên Bình Thuận: Bentonite được lấy trực tiếp từ mỏ Tuy Phong Bình Thuận thông qua Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển Công nghệ Tiên

Ơ

Đình, Thành phố Hà Nội. Sau khi lấy về khoáng sét Bentonite được nghiền nhỏ, sử

H

dụng trực tiếp không qua quá trình làm giàu.

Y

N

2.1.3. Qui trình phân tích Mn (II).

- Xác định lại nồng độ Mn(II) đã pha được theo phương pháp hấp thụ phân tử

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

thái MnO4- có màu tím để xác định độ hấp phụ quang.

G

UV- Vis. Vì Mn(II) trong nước không màu nên ta cần phải chuyển Mn(II) về trạng

- Sử dụng 1.2 mL dung dịch H2SO4 1:1; 1,5mL dung dịch (NH4)2S2O8 bão

TR ẦN

hòa và 1mL dung dịch AgNO3 10% làm thuốc thử + 5 mL dung dịch Mn(II) định mức bình 25mL.

10 00

B

2Mn2+ + 5S2O8 2- + 8H2O → 2MnO4- + 10SO4- + 16H+ Với AgNO3 10% làm xúc tác.đun nóng nhẹ

A

Hàm lượng MnO-4 được xác định bằng phương pháp trắc quang với máy UV-

-H

Ó

Vis 1700 ở bước sóng λ = 526nm, cuvet 1cm.

-L

sau hấp phụ

Ý

- Với dung dịch sau hấp phụ ta làm tương tự để xác định hàm lượng Mn(II)

ÁN

* Với nước tự nhiên Suối cát – xã Hà Thượng, huyện Đại từ - Thái

IỄ N

Đ

ÀN

TO

Nguyên.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Đ ẠO

dung dịch 1000 ppm

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

- Tiến hành pha dung dịch Mn(II) theo các nồng độ mong muốn từ dung dịch

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

.Q

U

* Với dung dịch Mn(II) pha chế để nghiên cứu

D

N

Tiến, địa chỉ văn phòng: Số 21, Ngõ 107 Đào Tấn, Phường Ngọc Khánh, Quận Ba

- Tiến hành lấy nước mặt tại suối Hà Thượng, xã Hà Thượng, huyện Đại Từ,

tỉnh Thái Nguyên. Dung dịch sau lấy được bảo quản và cố định bằng axit HNO3 - Cho Vật liệu UB tiến hành hấp phụ tĩnh nước suối với các điều kiên tối ưu đã xác định được.

-Xác định nồng độ Mn(II) bằng phương pháp trắc quang UV- Vis và phương pháp ICP- OES tương tự như trên trước và sau quá trình hấp phụ.

31 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

- Thí nghiệm được tiến hành nhiều lần để đánh giá độ chính xác. Kết quả cho thấy rằng nồng độ Mn(II) được xác định bằng 2 phương pháp thì kết quả không sai biệt nhiều.

N

- Khi nghiên cứu hấp phụ mô hình động do số mẫu nhiều và cần đo ngay, nên

H

Ơ

em chỉ sử dụng phương pháp trắc quang UV- Vis.

N

2.2. Chế tạo vật liệu nano Bentonite.

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

cho vào cốc, trộn với dung dịch NaOH theo tỉ lệ Bentonit: NaOH là 50g: NaOH

TP

(500ml, 10 %), khuấy đều hỗn hợp bằng máy khuấy từ trong thời gian 15 phút, tốc độ

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

nước cất hai lần đến môi trường trung tính, sau đó sấy khô vật liệu ở 80oC trong 48

H Ư

giờ. Vật liệu sau khi sấy khô (kí hiệu là UB) được bảo quản trong bình hút ẩm.

TR ẦN

2.3. Khảo sát đặc điểm bề mặt, cấu trúc, thành phần hóa học của vật liệu UB và BO.

B

Đặc điểm hình thái học bề mặt của vật liệu UB và BO được xác định sử dụng

10 00

phương pháp hiển vi điện tử quét (SEM), hiển vi điện tử truyền qua (TEM), hiển vi lực nguyên tử (AFM). Cấu trúc vật liệu được phân tích phương giản đồ nhiễu xạ tia X

Ó

A

(XRD). Thành phần vật liệu được phân tích bằng phương pháp phổ tán xạ năng lượng

-H

(EDX). Các nhóm chức bề mặt, các liên kết trong vật liêu được nghiên cứu bằng

Ý

phương pháp phổ hồng ngoại (FT-IR).

-L

2.4. Lập đường chuẩn xác định nồng độ Mn(II).

ÁN

Từ dung dịch gốc của Mn(II) có nồng độ 1000 mg/L, pha thành các nồng độ:

TO

1,0; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0; 7,0; 8,0; 9,0; 10,0 mg/L. Cho thêm vào mỗi cốc đựng

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

(tần số 40kHz, công suất 400W). Tiếp theo lấy hỗn hợp ra lọc và rửa nhiều lần bằng

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

khuấy 400 vòng/phút. Sau đó đặt cốc vào trong bể sửa siêu âm trong với gian 60 phút

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

Khoáng sét bentonite tự nhiên Bình Thuận (ký hiệu là BO) được nghiền nhỏ

D

IỄ N

Đ

ÀN

Mn(II) 1,2 mL dung dịch H2SO4 1:1; 1,5ml dung dịch (NH4)2S2O8 bão hòa và 1ml dung dịch AgNO3 10%. Đun sôi nhanh hỗn hợp trên bếp điện 3÷4 phút, lấy xuống và làm nguội nhanh thu được dung dịch có màu tím. Định mức trong bình định mức 25 mL sau đó đo độ hấp thụ quang Abs của dãy dung dịch trên ở bước sóng 525nm.

Kết quả xây dựng đường chuẩn xác định nồng độ Mn(II) được trình bày trong bảng 2.2 và hình 2.2.

32 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Tên mẫu

Nồng độ (mg/L)

Mẫu trắng

0,0

0,000

Mẫu 1

1,0

0,066

Mẫu 2

2,0

0,107

Mẫu 3

3,0

0,151

Mẫu 4

4,0

0,197

Mẫu 5

5,0

0,239

Mẫu 6

6,0

Mẫu 7

7,0

Đ ẠO

Mẫu 8

8,0

Mẫu 9

9,0

N Ơ H N Y

0,452

10 00 A Ó -H Ý -L ÁN TO

D

IỄ N

Đ

ÀN

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

0,408

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

0,365

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

10,0

.Q

TP

H Ư

N

G

0,324

B

Mẫu 10

Abs

0,284

TR ẦN

http://daykemquynhon.ucoz.com

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Bảng 2.1: Số liệu xây dựng đường chuẩn Mn(II)

Hình 2.1: Đồ thị đường chuẩn xác định nồng độ Mn(II)

33 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

2.5. Xác định điểm đẳng điện của UB. Chuẩn bị các dung dịch NaCl 0,1M có pH ban đầu (pHi) đã được điều chỉnh tăng dần từ 2 đến 11. Lấy 11 bình nón có dung tích 100mL cho vào mỗi bình mỗi loại

H

Ơ

dần đã chuẩn bị sẵn ở trên. Để yên trong vòng 48h, sau đó đem lọc lấy dung dịch và

N

0,05g vật liệu UB. Sau đó cho lần lượt vào các bình nón 50mL dung dịch có pHi tăng

N

xác định lại pH (pHf) của các dung dịch trên. Sự chênh lệch giữa pH ban đầu (pHi) và

G

Cân lần lượt 0,05g mỗi loại vật liệu BO và UB cho vào 2 bình tam giác chứa

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

50ml dung dịch Mn(II) có nồng độ là 45,66mg/L (đã được xác định chính xác nồng

H Ư

độ) lắc trong vòng 150 phút, pH=7, nhiệt độ phòng (~ 25 o C) với tốc độ lắc 200

TR ẦN

vòng/phút. Sau đó xác định lại nồng độ Mn(II) trong các dung dịch sau khi hấp phụ.

2.7. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng tới khả năng hấp phụ của ion Mn(II) của UB

B

theo phương pháp hấp phụ tĩnh.

10 00

2.7.1. Khảo sát ảnh hưởng của pH.

Pha dung dịch ion Mn(II) với nồng độ đầu là 52,11 mg/L. Chia đều ra 6 cốc có

Ó

A

dung tích 100mL. Dùng dung dịch NaOH 0,1M và HNO3 0,1M để điều chỉnh pH của

-H

các dung dịch đến các giá trị pH là: 4,08; 4,93; 6,02; 7,02; 8,02; 9,03.

-L

Ý

Lấy các bình eclen có dung tích 100mL, mỗi bình chứa khoảng 0,05g UB và 50mL dung dịch ion Mn(II) với nồng độ đầu tương ứng với từng mẫu giá trị pH (đã

ÁN

được xác định chính xác nồng độ). Tiến hành lắc trên máy lắc với thời gian 150 phút,

TO

ở nhiệt độ phòng (~ 25oC) với tốc độ lắc 200 vòng/phút. Sau đó xác định lại nồng độ

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

2.6. So sánh hiệu suất hấp phụ Mn(II) của BO và UB.

Đ ẠO

đẳng điện cần xác định.

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

pHi điểm giao nhau của đường cong với tọa độ mà tại đó giá trị pH = 0 cho ta điểm

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

pH cân bằng (pHf) là pH = pHi - pHf. Vẽ đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của pH vào

D

IỄ N

Đ

ÀN

của Mn(II)) trong dung dịch sau khi hấp phụ ứng với các giá trị pH khác nhau.

2.7.2. Khảo sát thời gian đạt cân bằng hấp phụ.

Chuẩn bị các eclen có dung tích 100mL, cho vào mỗi eclen khoảng 0,05g UB và 50 mL dung dịch Mn(II) có các nồng độ đầu 48,58 mg/L (đã được xác định chính xác nồng độ), có pH= 7,0. Lắc đều trong thời gian 5, 10, 20, 30, 60, 90, 120, 150, 180 phút, ở nhiệt độ phòng (~ 25oC) với tốc độ lắc 200 vòng/phút. Sau đó xác định lại

34 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

nồng độ của Mn(II)) trong dung dịch sau khi hấp phụ ứng với các khoảng thời gian khảo sát khác nhau.

2.7.3. Khảo sát ảnh hưởng của khối lượng vật liệu UB.

H

Ơ

0,02g; 0,03g; 0,04g; 0,05g; 0,06g; 0,07g; 0,08g; 0,09g; 0,1g vật liệu UB. Cho tiếp vào

N

Cân UB vào mỗi eclen có dung tích 100mL với khối lượng lần lươt là: 0,01g;

N

mỗi eclen 50 mL dung dịch Mn(II) có nồng độ là 49,33 mg/L (đã được xác định

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

(~ 25oC) với tốc độ lắc 200 vòng/phút. Sau đó xác định lại nồng độ của Mn(II)) trong

G

2.7.4. Khảo sát ảnh hưởng của các cation Mg(II), Ca(II), Na+.

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

Chuẩn bị các eclen có dung tích 100mL, cho vào mỗi eclen khoảng 0,05g UB

H Ư

và 50mL dung dịch hỗn hợp Mn(II) có nồng độ đầu 50,64mg/L mg/L (đã được xác

TR ẦN

định chính xác nồng độ) và các ion Mg(II), Ca(II), Na+ có nồng độ lần lượt là: 0 mg/L; 10 mg/L; 25 mg/L; 50 mg/L có giá trị pH bằng 7,0; thời gian lắc 150 phút, ở

B

nhiệt độ phòng (~ 25oC) với tốc độ lắc 200 vòng/phút. Xác định nồng độ của Mn(II)

10 00

trong dung dịch sau khi hấp phụ ứng với các nồng độ Mg(II), Ca(II), Na+ khảo sát khác nhau.

Ó

A

2.7.5. Khảo sát ảnh hưởng của các anion.

-H

Chuẩn bị các eclen có dung tích 100mL, cho vào mỗi elec 0,05 g UB và 50 mL

-L

Ý

dung dịch Mn(II) có nồng độ 48,59mg/L (đã xác định chính xác nồng độ) và các ion Cl- ,

ÁN

NO3- , HCO3- có nồng độ lần lượt là: 0 mg/L; 10 mg/L; 25 mg/L; 50 mg/L, có giá trị pH

bằng 7,0; thời gian lắc 150 phút, ở nhiệt độ phòng (~ 25oC) với tốc độ lắc 200

TO

vòng/phút. Xác định nồng độ của Mn(II) trong dung dịch sau khi hấp phụ ứng với các

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Đ ẠO

khác nhau.

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

TP

dung dịch sau khi hấp phụ ứng với các giá trị khối lượng vật liệu UB

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

chính xác nồng độ) có pH=7,0; thời gian lắc 150 phút, ở nhiệt độ phòng

D

IỄ N

Đ

ÀN

nồng độ Cl- , NO3- , HCO3- khảo sát khác nhau.

2.7.6. Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ .

Chuẩn bị các eclen có dung tích 100mL, cho vào mỗi eclen khoảng 0,05g UB và 50 mL dung dịch Mn(II) có nồng độ 45,78 mg/L (đã được xác định chính xác nồng độ) và có giá trị pH khoảng 7,0; thời gian lắc 150 phút, ở các nhiệt độ: nhiệt độ 20,

35 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

30, 40oC với tốc độ lắc 200 vòng/phút. Xác định nồng độ của Mn(II) trong dung dịch sau khi hấp phụ ứng với các nhiệt độ khảo sát khác nhau.

2.7.7. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ đầu.

H

Ơ

và 50 mL dung dịch Mn(II) có nồng độ khác nhau: 14,25 mg/L; 25,13mg/L; 44,52

N

Chuẩn bị các eclen có dung tích 100mL, cho vào mỗi eclen khoảng 0,05g UB

N

mg/L; 71,12 mg/L; 92,54 mg/L; 149,86 mg/L; 194,99 mg/L; 233,54 mg/L; 306,86

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

lắc 150 phút, ở nhiệt độ phòng (~ 25oC) với tốc độ lắc 200 vòng/phút. Xác định

G

2.8. Cơ chế hấp phụ Mn(II) của vật liệu UB.

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

Chuẩn bị các eclen có dung tích 100mL, cho vào mỗi eclen khoảng 0,05g UB

H Ư

và 50mL dung dịch hỗn hợp Mn(II) nồng độ 24,71mg/L; 45,66mg/L; 93,47mg/L (đã

TR ẦN

được xác định chính xác nồng độ), có giá trị pH = 7; thời gian lắc 150 phút, ở nhiệt độ phòng (~ 25oC) với tốc độ lắc 200 vòng/phút. Sau khi phản ứng, tiến hành đo pH

B

của dung dịch sau khi đã hấp phụ.

10 00

2.9. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng tới khả năng hấp phụ của ion Mn(II) của UB theo phương pháp hấp phụ động.

Ó

A

2.9.1. Chuẩn bị cột hấp phụ.

-H

Dụng cụ thí nghiệm là cột bằng thủy tinh cao 35cm, kích thước đường kính

Ý

trong 1,2 cm, van điều chỉnh lưu lượng và bình chứa dung tích lớn. Khối lượng UB

-L

đem đi hấp phụ lần lượt là 1,0g, 1,5g và 2g, tương ứng với các chiều cao được trình

ÁN

bày trong bảng 2.2. Dung dịch Mn(II) nồng độ 25 mg/L pha từ dung dịch gốc, điều

TO

chỉnh pH = 7,0. Thiết lập hệ liên tục, lưu lượng 2mL/phút cho đến khi nồng độ

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Đ ẠO

khác nhau.

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

TP

nồng độ của Mn(II) trong dung dịch sau khi hấp phụ ứng với các nồng độ khảo sát

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

mg/L; (đã được xác định chính xác nồng độ) và có giá trị pH khoảng 7,0; thời gian

D

IỄ N

Đ

ÀN

Mn(II) trong nước đầu ra bằng 0,5mg/L theo yêu cầu QCVN 08-MT:2015/BTNMT (C = 0,001Co) và bằng 5% nước thải đầu vào (C/Co=0,05), đó là điểm uốn. Thời điểm giá trị C = 0,001Co và C = 0,05Co được áp dụng để tính toán các thông số của mô hình cột hấp phụ.

Thể tích tầng chất rắn V được tính bằng tích chiều cao của lớp vật liệu đo được với tiết diện cột hoặc bằng tỷ số giữa khối lượng và khối lượng riêng của UB. Mỗi thể

36 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

tích nước chảy qua cột có thể tích bằng thể tích lượng vật liệu UB là kết thúc một giai đoạn xử lý và được đem đi đo nồng độ Mn(II) . Thời gian tiếp xúc tầng rỗng được tính bằng cách lấy thể tích tầng chất rắn V chia cho lưu lượng Q.

Cột 2

Cột 3

Khối lượng UB, m(g)

1,00

1,50

2,00

Chiều cao cột, Z (mm)

26,50

40,00

Đường kính trong của cột, D (mm)

12,00

12,00

Thể tích của UB (mL)

3,00

Lưu lượng, Q (mL/phút)

2,00

Thời gian tiếp xúc tầng rỗng, tr (phút)

1,50

Ơ

Cột 1

N

Y 6,00

2,00

2,00

2,25

3,00

Dựng đồ thị đường cong thoát từ các giá trị nồng độ Mn(II) sau khi xử lý ứng

B

với thời gian bảo vệ t của mỗi cột. Ứng với các thời điểm C = 0,05mg/L và

10 00

C = 2,5mg/L, dựng đồ thị t-Z thể hiện mối quan hệ tuyến tính giữa sự thay đổi chiều cao tầng vật liệu Z và sự thay đổi thời gian bảo vệ t. Hệ số góc và tung độ gốc của

-H

chết của cột.

Ó

A

đường thẳng t-Z là tham số để xác định hệ số bảo vệ, dung lượng hấp phụ, thời gian

Ý

Sau khi tính toán mô hình dựa trên số liệu thí nghiệm từ mẫu pha, tiến hành

-L

khảo sát trên mẫu nước lấy từ mẫu nước mặt tại suối Cát - xã Hà Thượng - huyện

ÁN

Đại Từ - Tỉnh Thái Nguyên để kiểm tra mức độ phù hợp và khả năng áp dụng của mô

TO

hình so với lý thuyết.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

4,50

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U .Q TP

12,00 MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

G N

H Ư

53,00

TR ẦN

http://daykemquynhon.ucoz.com

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

H

Thông số thiết kế

Đ ẠO

N

Bảng 2.2: Các thông số của cột hấp phụ

D

IỄ N

Đ

ÀN

2.9.2. Giải hấp vật liệu sau khi hấp phụ Mn(II) Chúng tôi tiến hành giải hấp các ion trên các cột đã hấp phụ ở tốc độ dòng

2,0 mL/phút bằng dung dịch HNO3 có nồng độ 1M. Liên tục lấy dung dịch giải hấp theo từng Bed-volume cho đến hết Bed-volume thứ 15. Xác định nồng độ trước và sau khi hấp phụ của Mn(II) trong dung dịch tương ứng với các điều kiện tối ưu như đã làm khi xây dựng đường chuẩn.

37 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Bed-volume (đơn vị thể tích cơ sở): là thể tích dung dịch được dội qua cột có giá trị đúng bằng thể tích UB nhồi trong cột.

2.9.3. Tái sử dụng vật liệu

H

Ơ

khô. Tiến hành sự hấp phụ đối với dung dịch Mn(II) như UB mới với tốc độ dòng 2,0

N

Vật liêu UB sau khi giải hấp được rửa sạch axit tới môi trường trung tính, để

N

mL/phút. So sánh khả năng hấp phụ của UB tái sinh này với UB mới trong cùng điều

.Q

Trong đó:

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

C0: Nồng độ đầu của ion kim loại (mg/L)

TR ẦN

n: Số BV trong mỗi lần thí nghiệm.

H Ư

Ct: Nồng độ của ion kim loại khi ra khỏi cột hấp phụ tại thời điểm t (mg/L) 2.10. Xử lý thử mẫu nước mặt chứa Mn(II)

B

Mẫu nước mặt chứa Mn(II) được lấy tại suối sau nhà ông Đỗ Văn Định, thôn 6

10 00

- xã Hà Thượng - huyện Đại Từ - Tỉnh Thái Nguyên - Thời gian lấy mẫu nước:

Ó

A

- Lần 1 lấy 8h ngày 16 tháng 3 năm 2018.

-H

- Lần 2 lấy 8h ngày 07 tháng 4 năm 2018.

Ý

- Lần 3 lấy 8h ngày 12 tháng 4 năm 2018.

-L

Nước thải được lấy và bảo quản theo đúng TCVN 6663-1:2011,TCVN 6663-

ÁN

3:2003,TCVN 6663-6:2008, dụng cụ lấy mẫu: chai polietylen sạch. Mẫu nước thải

TO

được cố định bằng dung dịch HNO3 đặc. Nồng độ Mn(II), pH của các mẫu nước mặt

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

(2.1)

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

1 n C0 -Ct .100 0 0  n i=1 C0

TP

H=

Đ ẠO

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

- Hiệu suất hấp phụ được tính theo công thức:

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

kiện về nồng độ đầu.

D

IỄ N

Đ

ÀN

được trình bày trong bảng 2.3.

Bảng 2.3: Nồng độ Mn(II), pH của một số mẫu nước mặt Ngày lấy mẫu

Nồng độ Mn(II)

pH

16/3/2018

14,26 mg/L

6,73

07/4/2018

14,89 mg/L

6,62

12/4/2018

12,95 mg/L

6,71

38 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

2.10.1. Xử lý mẫu nước mặt chứa Mn(II) theo phương pháp tĩnh Lấy 1 bình tam giác dung tích 100 mL, có chứa 0,1g UB, cho vào bình 25 mL nước mặt chứa Mn(II). Thực hiện sự hấp phụ ở nhiệt độ phòng (~ 25oC); thời gian lắc

N

là 150 phút, pH= 7. Sau đó xác định nồng độ của ion Mn(II) và các ion khác trước và

H

Ơ

sau hấp phụ bằng phương pháp phổ phát xạ plasma cảm ứng (ICP - OES).

N

2.10.2. Xử lý mẫu nước mặt chứa Mn(II) theo phương pháp động

.Q

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Ý

-H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

Đ ẠO

TP

Xác định nồng độ Mn(II) sau khi ra khỏi cột hấp phụ.

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

với tốc độ dòng 2,0 mL/phút. Khối lượng vật liệu UB là 1,0g, chiều cao cột 35 cm.

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

Cho nước thải chứa Mn(II) đã được điều chỉnh pH = 7,0 chảy qua cột hấp phụ

39 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Chương 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. Đặc điểm hình thái bề mặt, cấu trúc, thành phần vật liệu nano Bentonite.

Kết quả khảo sát đặc điểm hình thái bề mặt của vật liêu bentonite Bình Thuận

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Ý

-H

Ó

A

Hình 3.1: Ảnh SEM hình thái học bề mặt của BO

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

10 00

B

TR ẦN

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

Đ ẠO

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

U

Y

N

H

Ơ

N

(BO) và nano bentonite (UB) chế tạo được chỉ ra trên hình 3.1 và hình 3.2.

Hình 3.2: Ảnh SEM hình thái học bề mặt của UB

40 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Hình 3.1 và 3.2 cho thấy hình thái học bề mặt của UB thay đổi rõ rệt sau hoạt hóa với dung dịch kiềm dưới sự tác động của sóng siêu âm. Cụ thể, bentonite là các mảnh dầy, dạng lớp xếp lên nhau, ở giữa các khối là các lỗ có kích thước rất lớn. Sau

H

Ơ

khoảng vài chục nanomet từ quan sát ảnh SEM tại các lớp cuộn tròn ở mép của tấm

N

khi được hoạt hóa, các lớp được tách ra thành các mảnh, dạng tấm mỏng, chiều dày

N

được bóc tách. Đặc điểm trên tương tự như đặc trưng của các lớp graphene sheet, ở

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

phân giải cao). Kết quả cho thấy phần rìa của các mảnh có xu hướng giống hình thái

TP

của vật liệu graphene dạng lớp mỏng. Tính toán trên tiết diện mặt cắt của lớp cuộn ở

ÁN

-L

Ý

-H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

tiến hơn về công nghệ chế tạo để nhận được sự đồng đều.

Hình 3.3b: Ảnh TEM của vật liệu UB

TO

Hình 3.3a: Ảnh TEM của vật liệu UB

ở chế độ phân giải cao

D

IỄ N

Đ

ÀN

ở chế độ phân giải thấp

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

khoảng 50- 60 nanomet. Tuy nhiên, các mảnh nhỏ dầy cũng xuất hiện đòi hỏi cần cải

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

ảnh SEM và ảnh hiển vi lực nguyên tử (hình 3,4) cho thấy các mảnh UB có chiều dày

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

đó có thể quan sát rõ hơn qua ảnh hiển vi điện từ truyền qua TEM (hình 3.3b ở độ

41 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Ý

-H

Ó

A

10 00

B

ở hình 3.5.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Để đánh giá thêm, phép đo nhiễu xạ tia X được thực hiện. Kết quả được chỉ ra

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

TR ẦN

Hình 3.4: Ảnh hiển vi lực nguyên tử AFM cuả UB

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

Đ ẠO

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

U

Y

N

H

Ơ

N

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Hình 3.5: Giản đồ XRD của BO (đen) và UB (màu đỏ)

42 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Hình 3.5 nhận thấy rằng bentonite (B0) có đỉnh nhiễu xạ đặc trưng sắc nét, hẹp, cường độ cao tại góc 2 ~ 26,70 đặc trưng cho thạch anh và các đỉnh nhỏ hơn tại cường độ nhỏ hơn rất nhiều so với đỉnh đặc trưng của hạt quartz chỉ ra hàm lượng

H

Ơ

montmorillonit tương đối thấp trong khoáng sét ban đầu, phù hợp với thực tế là

N

2 ~ 19,8 và 35,10 đặc trưng cho cấu trúc montmorillonite của bentonite [6,7], với

N

Bentonit Bình Thuận thuộc dạng bentonit kiềm với thành phần montmorillonit không

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

thạch anh (quartz) giảm rõ rệt. Có thể cho rằng sóng siêu âm đã đồng thời vừa bóc tách vừa loại bỏ các thành phần tạp trên của khoáng bentonite ban đầu. Để kiểm tra

D

IỄ N

N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Ý

-H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

thể hiện trên hình 3.6 và 3.7.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

G

phần hoá học của mẫu bentonit Bình Thuận trước (B0) và sau khi bóc tách (UB) được

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

giả thuyết trên, phép đo phổ tán xạ năng lượng EDX được thực hiện để khảo sát thành

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

giàu. Tuy nhiên, sau khi hoạt hóa (UB) cường độ các đỉnh tại 2 ~ 26,70 đại diện cho

Hình 3.6: Phổ EDX của mẫu B0 Kết quả phổ tán xạ năng lượng EDX của mẫu UB cho thấy thành phần SiO2 giảm đi đáng kể so với mẫu B0 (hình 3.7) do thành phần hoá học của Al2O3 tăng lên

43 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

từ 3,10% ở B0 lên 10,68% đối với UB. Điều này cho thấy hàm lượng montmorillonit

-H

Ó

kết hóa học trong vật liệu. Vì vậy chúng tôi tiến hành đo phổ FT-IR của vật liệu UB với thang đo từ 500 - 4000 cm-1 tại nhiệt độ phòng. Kết quả trên hình 3.8 cho thấy

-L

Ý

xuất hiện đám phổ ở vùng 3500 -3700 cm-1 đặc trưng cho dao động hoá trị của nhóm

ÁN

OH liên kết với các cation Al3+, Mg2+, Fe3+ trong bát diện, dao động cực đại nằm ở

TO

tần số 3695 cm-1 và 3622 cm-1. Đám phổ nằm ở vùng 3200 - 3500 cm-1 và 1639 cm-1

ÀN

đặc trưng cho dao động hoá trị và dao động biến dạng của nhóm OH trong phân tử

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

A

Phân tích phổ FT-IR là phương pháp tốt để nghiên cứu các nhóm chức và liên

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

10 00

Hình 3.7: Phổ EDX của mẫu UB

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

B

TR ẦN

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

Đ ẠO

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

U

Y

N

H

Ơ

N

đã tăng lên ở vật liệu UB.

D

IỄ N

Đ

nước tự do (cực đại ở 3439 cm-1). Vân phổ ở 1029,99 cm-1 đặc trưng cho dao động hoá trị của liên kết Si - O trong tứ diện,còn dao động biến dạng của liên kết này xuất hiện ở vân phổ có tần số 466.77 cm-1, vân phổ ở 790,81 cm-1 đặc trưng cho dao động liên kết Si - O, vân phổ ở tần số ở 532 cm-1 đặc trưng cho sự thay thế của Al3+ bằng Mg2+ trong bát diện. Các vân phổ ở 1481 cm-1, 914 cm-1 thường được qui gán cho các dao động liên kết của nhóm CO3 trong bentonite.

44 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

IỄ N

D ÀN

Đ

http://daykemquynhon.ucoz.com

A

Ó

-H B

10 00

TR ẦN

G

N

H Ư

Đ ẠO

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

-L Ý

TP

Y

U

.Q

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

ÁN

TO

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

H

N

N

Ơ

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Hình 3.8: Phổ FT-IR của vật liệu UB

45 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Các kết quả từ ảnh SEM, TEM, AFM, giản đồ XRD, phổ EDX, phổ FT-IR của vật liệu UB cho phép chúng tôi kết luận đã chế tạo thành công vật liệu nano bentonite dạng tấm mỏng, chiều dày khoảng 50-60 nanomet đi từ bentonite tự nhiên Bình Thuận,

N

hoạt hóa bằng NaOH kết hợp với rung siêu âm 60 phút.

H

Ơ

3.2. Xác định điểm đẳng điện của vật liệu UB.

2,29

-0,24

3,05

5,04

-1,99

3,99

6,78

5,02

7,51

6,01

7,74

6,93

7,92

7,98

N

TP

1,19

8,18

1,78

9,62

1,36

11,31

0,6

-H Ý -L ÁN TO

D

IỄ N

Đ

ÀN

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Đ ẠO G N H Ư

7,82

Ó

A

11,91

-0,99 -0,05

10 00

10,98

-1,73

8,03

B

9,96

-2,49

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

9,01

-2,79

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

2,05

Y

∆pH=pHi-pHf

U

pHf

.Q

pHi

TR ẦN

http://daykemquynhon.ucoz.com

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Bảng 3.1: Kết quả xác định điểm đẳng điện của vật liệu UB

Hình 3.9: Đồ thị xác định điểm đẳng điện của vật liệu nano UB

46 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Nhận xét: Từ kết quả ở hình 3.9 cho ta thấy điểm giao nhau giữa đường cong với tọa độ tại đó mà ∆pH=0 là 8,0. Vậy điểm đẳng điện (pI) của vật liệu nano UB là 8. Điều này cho thấy khi pH < pI thì bề mặt vật liệu UB tích điện dương, khi pH > pI

N

thì bề mặt vật liệu UB tích điện âm.

H

Ơ

3.3. So sánh hiệu suất hấp phụ Mn(II) của BO và UB.

N

Kết quả được trình bày ở bảng 3.2 và hình 3.10.

BO

45,74

32,39

43,77 29,19

N -H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

-L

Ý

Hình 3.10: Biểu đồ biểu diễn hiệu suất hấp phụ Mn(II) của UB và BO Nhận xét: Từ bảng 3.2 và hình 3.10 cho thấy được hiệu suất hấp phụ ion

TO

ÁN

Mn(II) của UB cao hơn BO. Vì vậy UB được lựa chọn để hấp phụ Mn(II) trong các nghiên cứu tiếp theo.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

25,72

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

45,74

H(%)

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

UB

.Q

Ccb (mg/L)

TP

C0(mg/L)

Đ ẠO

Vật liệu

G

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

U

Y

Bảng 3.2: Sự phụ thuộc của hiệu suất hấp phụ Mn(II) vào VLHP

D

IỄ N

Đ

ÀN

3.4. Khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ ion Mn(II) theo phương pháp hấp phụ tĩnh.

3.4.1. Ảnh hưởng của pH. Nói chung, pH có ảnh hưởng đáng kể đến ion hấp phụ trên bề mặt của pha rắn, đặc biệt là pha rắn với điện tích bề mặt thay đổi, như oxit nhôm và oxit sắt. Mn(II) hấp phụ trên oxit Fe/Al và khoáng đất sét chủ yếu thông qua trao đổi phối tử với nhóm

47 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

chức bề mặt của nhóm Al-OH/OH2, Fe-OH/OH2, La-OH/OH2 tạo thành phức chất cầu [35]. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của pH được thể hiện ở bảng 3.3 và hình 3.11.

q(mg/g)

H%

4,082

48,58

36,22

12,36

25,44

4,930

51,99

28,69

23,30

44,81

6,023

52,41

27,70

24,72

47,15

7,022

52,98

27,13

25,85

8,020

53,27

28,13

25,14

9,030

52,41

27,41

25,00

N

Ccb (mg/L)

Ơ

Co(mg/L)

47,20 47,70

ÁN

TO

Nhận xét: Từ kết quả thu được ở bảng 3.3 và hình 3.11 cho ta thấy: Trong khoảng pH từ

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

N -L

Ý

-H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

Hình 3.11: Ảnh hưởng của pH đến hiệu suất hấp phụ ion Mn(II) của UB

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

TP

.Q

48,79

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

N

H

pH

G

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Bảng 3.3: Ảnh hưởng của pH đến hiệu suất hấp phụ ion Mn(II)

D

IỄ N

Đ

ÀN

4 ÷ 7 thì hiệu suất hấp phụ của ion Mn(II) tăng dần đạt giá trị cao nhất tại pH -7. Sự ảnh hưởng của pH đến quá trình hấp phụ Mn(II) của UB được giải thích như sau: Trong môi trường pH thấp, nồng độ ion H+ cao nên có sự hấp phụ cạnh tranh của ion H+ và Mn(II) với vật liệu UB nên làm giảm sự hấp phụ cation kim loại Mn(II) của UB. Khi ở pH tăng, nồng độ ion H+ giảm, nên hiệu suất hấp phụ cation Mn(II) tăng, bởi vậy quá trình hấp phụ Mn(II) ở đây có thể xảy ra phản ứng trao đổi ion H+ -

48 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Mn2+). Tuy nhiên, ở pH cao hơn (pH = 9), dung lượng hấp phụ của vật liệu UB đối với ion Mn(II) lại giảm. Điều này có thể do ở pH cao có sự hình thành phức hiđroxo của ion Mn(II) đã làm hạn chế sự hấp phụ của UB. Vì vậy chúng tôi chọn pH tối ưu

N

là 7 cho các nghiên cứu tiếp theo.

H

Ơ

3.4.2 Ảnh hưởng của thời gian.

N

Hiệu quả sử dụng chất hấp phụ phụ thuộc vào tốc độ hấp phụ của chất tan từ

TP

gian tiếp xúc tối ưu. Kết quả được trình bày ở bảng 3.4 và hình 3.12.

.Q

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

khoảng thời gian khác nhau. Từ đó xác định được thời gian tiếp xúc giới hạn và thời

48,58

35,88

60

48,58

90

48,58

120

48,58

150

48,58

180 210

H% 26,15

35,55

13,03

26,82

34,74

13,84

28,49

33,12

15,46

31,83

31,98

16,60

34,17

48,58

31,66

16,92

34,84

48,58

31,72

16,86

34,70

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Ý

-H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

N

12,70

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

30

q (mg/g)

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Ccb (mg/L)

G

Co(mg/L)

http://daykemquynhon.ucoz.com

Thời gian (phút)

Đ ẠO

Bảng 3.4: Ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất hấp phụ ion Mn(II) của UB

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

pha lỏng vào pha rắn được đánh giá qua hiệu suất hấp phụ khi tiến hành trong những

Hình 3.12: Ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất hấp phụ Mn(II) của UB

49 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Nhận xét: Từ kết quả ở bảng 3.4 và hình 3.12 cho ta thấy: Trong khoảng thời gian khảo sát từ 30 ÷ 150 phút, hiệu suất hấp phụ của UB đều tăng theo thời gian, đó là do cân bằng

H

Ơ

đáng kể (quá trình hấp phụ đã đạt cân bằng). Do đó chúng tôi chọn thời gian 150 phút

N

hấp phụ chưa được thiết lập. Từ 150 ÷ 210 phút hiệu suất hấp phụ tăng chậm và không

.Q

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Kết quả được trình bày ở bảng 3.5 và hình 3.13.

H% 11,46 17,09

0,03 0,04 0,05

49,15 49,15 49,15

37,40 33,76 29,97

19,58 19,24 19,18

23,91 31,32 39,02

0,06 0,07 0,08 0,09 0,1

49,15 49,15 49,15 49,15 49,15

26,33 22,68 20,94 19,92 18,90

19,02 18,90 17,63 16,24 15,13

46,43 53,85 57,40 59,48 61,55

G

H Ư

TR ẦN

B 10 00 A Ó

-H Ý -L ÁN TO

D

IỄ N

Đ

ÀN

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

q(mg/g) 28,15 21,00

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Ccb (mg/L) 43,52 40,75

Đ ẠO

Co (mg/L) 49,15 49,15

http://daykemquynhon.ucoz.com

Khối lượng VLHP (g) 0,01 0,02

N

TP

Bảng 3.5: Ảnh hưởng của khối lượng UB đến hiệu suất hấp phụ ion Mn(II)

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

3.4.3. Ảnh hưởng của khối lượng vật liệu UB.

N

để tiến hành các nghiên cứu tiếp theo đối với sự hấp phụ ion Mn(II) của UB.

Hình 3.13: Ảnh hưởng của khối lượng vật liệu đến hiệu suất hấp phụ Mn(II)

50 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Nhận xét: Từ bảng 3.5 và hình 3.13 cho ta thấy:

Ơ

Mn(II) tăng từ 11,81÷61,73% nhưng dung lượng hấp phụ lại giảm từ

N

Trong khoảng khối lượng UB khảo sát từ 0,01÷ 0,1g thì hiệu suất hấp phụ

N

H

28,15÷15,13mg/g. Hiệu suất hấp phụ tăng khi khối lượng UB tăng là do số lượng vị

Y

trí các trung tâm hấp phụ tăng. Tuy nhiên, khối lượng ion kim loại đã bị hấp phụ

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

UB tăng từ 0,05÷ 0,1g thì hiệu suất hấp phụ thay đổi chậm hơn và dung lượng hấp

H Ư

Trong mẫu thực, ngoài ion kim loại nghiên cứu còn rất nhiều các ion kim loại

TR ẦN

khác. Sự có mặt của các ion kim loại này có thể gây ảnh hưởng tới khả năng hấp phụ ion kim loại nghiên cứu của vật liệu. Do đó trong thí nghiệm này chúng tôi tiến hành

B

nghiên cứu ảnh hưởng của ion Ca(II), Mg(II), Na+ đến sự hấp phụ ion Mn(II) của vật

10 00

liệu UB. Kết quả thu được trong bảng 3.6 và hình 3.14.

hiệu suất hấp phụ

-H

Ó

A

Bảng 3.6: Ảnh hưởng của ion Mg(II), Ca(II), Na+ đến dung lượng và

Nồng độ của các

Ccb (mg/L)

H(%)

-L

Ý

C0

Na+

Mg(II) Ca(II)

Na+

28,96

28,96

28,96

38,90

38,90

38,90

10

47,40

32,37

34,64

30,17

31,71

26,91

36,35

25

47,40

34,19

36,85

31,95

27,88

22,26

32,59

50

47,40

34,64

39,22

34,55

22,92

17,26

27,12

TO ÀN Đ

Ca(II)

47,40

0

IỄ N

(mg/L) Mg(II)

ÁN

anion (mg/L)

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

N

http://daykemquynhon.ucoz.com

D

G

3.4.4. Ảnh hưởng của cation

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

các thí nghiệm tiếp theo khi nghiên cứu hấp phụ Mn(II).

Đ ẠO

phụ giảm chậm hơn. Vì vậy chúng tôi lựa chọn khối lượng vật liệu UB là 0,05g cho

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

.Q

U

trên một đơn vị trọng lượng của UB giảm. Chúng tôi nhận thấy rằng khi khối lượng

51 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

TR ẦN

Nhận xét:

Các kết quả ở các bảng 3.6 và các hình 3.14 cho thấy: trong khoảng nồng độ

B

khảo sát (10 - 50mg/l), các ion Ca(II), Mg(II), Na+ đều gây ảnh hưởng đến khả năng

10 00

hấp phụ Mn(II) của UB. Khi nồng độ của các cation tăng thì hiệu suất hấp phụ giảm.

A

Điều này có thể giải thích là do xảy ra sự hấp phụ cạnh tranh giữa ion Ca(II), Mg(II),

Ó

Na+ với Mn(II) trong dung dịch.

-H

Kích thước của các ion bị hấp phụ có ảnh hưởng nhiều đến khả năng hấp phụ

-L

Ý

của hệ do tương tác tĩnh điện (Bán kính của các ion Ca(II > Na+ > Mg(II)) Với các

ÁN

ion cùng hóa trị thì loại ion có kích thước lớn sẽ bị hấp phụ tốt hơn do có độ phân cực

TO

cao và lớp vỏ hydrat nhỏ hơn. Ngoài ra khả năng hấp phụ các ion có hóa trị cao sẽ tốt hơn các ion hóa trị thấp. Ảnh hưởng của cation Na+ đến sự hấp phụ Mn(II) của UB ít

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

hấp phụ Mn(II)

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

Hình 3.14: Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của ion Ca(II), Mg(II), Na+ đến hiệu suất

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

G

Đ ẠO

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

U

Y

N

H

Ơ

N

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

D

IỄ N

Đ

ÀN

hơn cation Ca(II), Mg(II). Điều này có thể được giải thích do các ion Ca(II), Mg(II) có cùng điện tích với ion Mn(II) nên sự hấp phụ cạnh tranh giữa các ion này xảy ra mạnh mẽ hơn so với ảnh hưởng của ion Na+.

3.4.5. Ảnh hưởng của anion Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của các anion Cl- , NO3- , HCO3- đến sự hấp phụ ion Mn(II) của UB được trình bày trong bảng 3.7 và hình 3.15.

52 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Bảng 3.7. Ảnh hưởng của ion Cl-, NO3-, HCO3-, tới hiệu suất hấp phụ Mn(II)

Cl-

NO3-

HCO3-

Cl-

NO3-

HCO3-

0

48,49

4,78

4,78

4,78

38,58

38,58

38,58

10

48,59

4,97

5,18

4,85

36,07

33,44

25

48,59

5,14

5,35

4,94

33,84

31,21

37,45

50

48,59

5,51

5,74

5,08

26,19

34,69

H

N

Y

37,56

phụ Mn(II) của VLHP

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

N H Ư TR ẦN B 10 00 A Ó -H Ý -L ÁN

IỄ N

Đ

ÀN

TO

Hình 3.15. Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của ion Cl-, NO3-, HCO3- đến hiệu suất hấp

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

U

.Q

TP

29,11

N

(mg/L)

Ơ

anion (mg/L)

Đ ẠO

H(%)

C0

http://daykemquynhon.ucoz.com

D

Ccb (mg/L)

Nồng độ của các

G

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

của vật liệu UB

Nhận xét: Dựa vào bảng 3.7 và hình 3.15 cho thấy rằng các ion Cl- , NO3- , HCO3- có ảnh

hưởng đến hiệu suất hấp phụ Mn(II) của UB. Khi nồng độ của các anion tăng thì hiệu suất hấp phụ giảm. Điều này được giải thích là do bề mặt UB tích điện dương ở môi trường pH = 7 nên các anion này cũng bị hấp phụ trên bề mặt UB. Chính vì vậy xảy ra sự cạnh tranh giữa ion Mn(II) với các anion.

53 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

3.4.6. Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ Việc khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến dung lượng hấp phụ cũng nhằm để khẳng định thêm bản chất của quá trình hấp phụ. Kết quả được trình bày ở bảng 3.8

N

và hình 3.16.

H

20

23,76

7,04

16,72

30

23,76

7,81

15,95

40

23,76

8,32

67,12

N -L

Ý

-H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

ÁN

Hình 3.16: Sự phụ thuộc của hiệu suất hấp phụ Mn (II) vào nhiệt độ

Nhận xét:

TO

Từ bảng 3.8 và hình 3.16 ta thấy trong khoảng nhiệt độ nghiên cứu từ 293, 303,

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

65,00

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

TP

70,38

G

15,44

H%

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

q (mg/g)

Y

Ccb (mg/L)

U

Co(mg/L)

.Q

Nhiệt độ (oC)

Đ ẠO

N

hấp phụ Mn (II) của UB

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Ơ

Bảng 3.8: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến dung lượng và hiệu suất

D

IỄ N

Đ

ÀN

313K khi tăng nhiệt độ thì cả hiệu suất hấp phụ và dung lượng hấp phụ đều giảm. Điều này có thể giải thích như sau: Do hấp phụ là quá trình tỏa nhiệt, cho nên khi tăng nhiệt độ cân bằng hấp phụ chuyển dịch theo chiều nghịch tức làm tăng nồng độ chất bị hấp phụ trong dung dịch và dẫn đến làm giảm hiệu suất và dung lượng hấp phụ của quá trình hấp phụ. Điều này cũng cho thấy quá trình hấp phụ Mn(II) trên vật liệu UB có bản chất của hấp phụ vật lý.

54 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

3.4.7. Ảnh hưởng của nồng độ đầu Kết quả được chỉ ra ở bảng 3.9.

Bảng 3.9: Ảnh hưởng của nồng độ đầu của ion Mn(II) đến dung lượng

Ccb (mg/L)

Q (mg/g)

Ccb/q (g/L)

H%

14,42

2,41

12,00

0,20

83,25

25,34

13,07

12,27

1,06

44,46

28,13

16,34

1,72

71,78

52,08

19,70

92,33

69,89

22,44

149,62

117,42

32,20

194,32

159,66

232,95

198,15

294,64 398,52

N

Y

24,31

3,65

21,52

34,66

4,61

17,84

34,80

5,69

14,94

259,01

35,63

7,27

12,09

362,61

35,91

10,10

9,01

N

H Ư

TR ẦN B

10 00

A

-H

-L

Trong khoảng nồng độ khảo sát, khi tăng nồng độ đầu của dung dịch thì dung

ÁN

lượng hấp phụ tăng, còn hiệu suất hấp phụ của UB đối với ion Mn(II) giảm. Điều này

Đ

ÀN

TO

được giải thích như sau: Tốc độ hấp phụ tuân theo quy luật: vhp = khp.C( 1- θ )

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

3,11

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

27,44

G

2,64

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U .Q

TP

Đ ẠO

36,74

Ý

Nhận xét:

IỄ N D

48,43

Ó

http://daykemquynhon.ucoz.com

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

H

Co (mg/L)

Ơ

N

và hiệu suất hấp phụ của UB

(θ: Độ che phủ)

Ở nồng độ thấp (dung dịch loãng ), 1- θ = const, khi C tăng thì vhp tăng tuyến

tính. Tuy nhiên, giai đoạn này chỉ tồn tại ở 1 giai đoạn nhất định tùy thuộc vào bản chất ion và chất hấp phụ. Sau đó, nếu tiếp tục tăng nồng độ thì vhp tăng không kể và đến một mức nào đó nếu tiếp tục tăng nồng độ hầu như không tăng nữa mà thậm chí có thể giảm đi.

55 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

3.4.8. Khảo sát dung lượng hấp phụ ion Mn(II) theo mô hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir.

Từ các kết quả thực nghiệm thu được khi khảo sát ảnh hưởng của nồng độ đầu

N

đến dung lượng hấp phụ. Chúng tôi tiến hành khảo sát cân bằng hấp phụ theo mô

H

Ơ

hình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir.

2

10

0

Ccb ( mg/L)

5 0

100

200

300

0

Y U .Q

100

Ccb (mg/L) 200

300

400

400

Hình 3.18: Sự phụ thuộc của Ccb/q vào

Langmuir của UB đối với Mn(II)

Ccb đối với Mn(II)

10 00

B

Hình 3.17: Đường đẳng nhiệt hấp phụ

Từ đồ thị hình 3.18 biểu diễn sự phụ thuộc của Ccb/q (g/L) vào Ccb (mg/L)

A

chúng tôi tính được dung lượng hấp phụ cực đại qmax và hằng số Langmuir b

-H

Ó

như sau:

Ý

Bảng 3.10: Dung lượng hấp phụ cực đại qmax và hằng số Langmuir b

Hằng số Langmuir b (L/g)

40,32 0,022

TO

ÁN

-L

Dung lượng hấp phụ cực đại qmax (mg/g)

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

15

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

4

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

20

TP

6

Đ ẠO

25

G

8

H Ư

30

TR ẦN

http://daykemquynhon.ucoz.com

y = 0.0248x + 0.9029 R² = 0.9932

10

35

N

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Ccb/q(g /l)

12

q (mg/g) 40

N

Kết quả được trình bày ở hình 3.17 và 3.18.

D

IỄ N

Đ

ÀN

Nhận xét: Từ các kết quả thực nghiệm cho thấy mô hình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir

mô tả khá tốt sự hấp phụ ion Mn(II) của UB điều này được thể hiện qua hệ số hồi qui tuyến tính của các phương trình đều lớn hơn 0,99 cho thấy mô hình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir là trùng hợp với các số liệu thực nghiệm và quá trình hấp phụ là đơn lớp.

56 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Từ các giá trị b tính được ở bảng 3.10 và các giá trị C0 ở bảng 3.9 thay vào công thức: RL  1/ (1  b.Co ) tính được các giá trị 0<RL<1. Như vậy quá trình hấp phụ

Ơ

So với kết quả công bố của các nghiên cứu về hấp phụ Mn(II) trên các vật liệu

N

của UB đối với ion Mn(II) là thuận lợi.

H

khác nguồn gốc tự nhiên (bảng 3.11) cho thấy vật liệu UB hấp phụ Mn(II) khá tốt.

N

Từ đó cho thấy vật liệu UB chế tạo được có triển vọng trong hấp phụ và xử lý Mn(II)

Dung lượng

G

Vật liệu hấp phụ

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

STT

Vật liệu hấp phụ chế tạo từ bentonit - Trung Quốc

TR ẦN

1

Vật liệu hấp phụ chế tạo từ bentonit - Thanh Hóa

B

Vật liệu hấp phụ chế tạo từ bentonite - Cổ Định Thanh Hóa

10 00

2

hấp phụ

TLTK

(mg/g) 17,24

[8]

15,38

[8]

25,95

[3]

30,19

[43]

Bentonite phủ oxit mangan

4

Ggraphite hoạt hóa bằng KOH

23,64

[2]

5

Vật liệu hấp phụ từ quặng sắt Trại Cau

7,46

[4]

17,56

[14]

-H

Ý

-L

ÁN

Vật liệu chế tạo từ sắt (III) Nitrat, Natri Silicat và Photphat.

TO

6

Ó

A

3

Nano Bentonite (UB)

40,32

Công trình này

D

IỄ N

Đ

ÀN

6

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Đ ẠO

và một số vật liệu hấp phụ khác

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

Bảng 3.11 : Dung lượng hấp phụ Mn(II) cực đại (qmax) của vật liệu UB

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

trong môi trường nước.

3.4.9. Khảo sát dung lượng hấp phụ Mn(II) theo mô hình hấp phụ đẳng nhiệt Freundlich.

Kết quả được trình bày ở bảng 3.12 và hình 3.19.

57 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Bảng 3.12: Kết quả khảo sát sự phụ thuộc của lgq vào lgCcb trong quá trình hấp

Ccb/q (g/L)

H%

lgCcb

lgq

14,42

2,41

12,00

0,20

83,25

0.38

1,08

25,34

13,07

12,27

1,06

48,43

1,12

1,09

44,46

28,13

16,34

1,72

36,74

1,45

71,78

52,08

19,70

2,64

27,44

1,72

1,29

92,33

69,89

22,44

3,11

24,31

1,84

1,35

149,62

117,42

32,20

3,65

21,52

2,07

1,51

194,32

159,66

34,66

4,61

17,84

2,20

1,54

232,95

198,15

34,80

5,69

14,94

2,30

1,54

294,64

259,01

35,63

7,27

12,09

2,41

1,55

398,52

362,61

35,91

10,10

9,01

2,56

1,56

N

Q (mg/g)

Ơ

Ccb (mg/L)

N

H

Co(mg/L)

TP

phụ ion Mn(II)

Đ

ÀN

0.5

y = 0.274x + 0.8777 R² = 0.8958

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

.Q

Đ ẠO

G N

H Ư

TR ẦN

A

1.0

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

TO

ÁN

-L

Ý

1.5

IỄ N D

Ó

-H

log (q) 2.0

10 00

B

http://daykemquynhon.ucoz.com

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

U

Y

1,21

log (Ccb)

0.0 0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

Hình 3.19: Sự phụ thuộc của lgq vào lgCcb đối với sự hấp phụ ion Mn(II) Từ đồ thị sự phụ thuộc của lgq vào lgCcb đối với sự hấp phụ ion Mn(II) của UB ta xác định được các hằng số n và k của phương trình Freundlich, thể hiện trên bảng 3.12.

58 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

n

3,65

k

7,55

Nhận xét:

H

Ơ

Mô hình đẳng nhiệt hấp phụ Freundlich mô tả tương đối chính xác sự hấp phụ

N

Bảng 3.13: Các hằng số của phương trình Freundlich

N

ion Mn(II) của UB. Hệ số n trong mô hình đẳng nhiệt Freundlich: 1 < n < 10 sẽ thuận

.Q TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

ion Mn(II) là 0,89.

Tuy nhiên mô hình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir mô tả thích hợp hơn quá

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

lớp, tất cả các tâm hấp phụ đều ở trạng thái cân bằng và bề mặt là đồng nhất, mỗi

H Ư

phân tử chỉ hấp phụ trên một tâm xác định và các phân tử bị hấp phụ độc lập không

TR ẦN

tương tác với nhau.

3.4.10. Cơ chế hấp phụ.

B

Chúng ta biết rằng các loại ion được hấp phụ trên đất sét và đất sét biến tính

10 00

thông qua lực hút tĩnh điện và trao đổi phối tử [15], [23], [36], [38]. Quá trình trao đổi phối tử có thể thay đổi giá trị pH của hệ hấp phụ [41]. Tiến hành thí nghiệm như

Ó

A

mô tả ở mục 2.8. Giá trị pH của dung dịch Mn(II) trước và sau khi hấp phụ được chỉ

-H

ra trong bảng 3.13.

ÁN

-L

Ý

Bảng 3.14: Giá trị pH của dung dịch Mn(II) trước và sau khi hấp phụ pH trước khi hấp phụ

7

pH sau khi hấp phụ

7,52 - 7,88

TO

Trong nghiên cứu này, giá trị pH tăng lên sau khi hấp phụ, điều này cho thấy

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

hình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir thường được áp dụng cho quá trình hấp phụ đơn

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

trình hấp phụ Mn(II) của UB so với mô hình đẳng nhiệt hấp phụ Freundlich. Mô

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

lợi cho quá trình hấp phụ, hệ số hồi qui tuyến tính R2 của đường đẳng nhiệt hấp phụ

D

IỄ N

Đ

ÀN

quá trình trao đổi phối tử xảy ra trong suốt quá trình hấp phụ. Sự hiện diện của nhóm La- OH, Al - OH và Fe - OH đóng góp cho quá trình hấp phụ. Sự tham gia của ion Mn(II) phải xuất hiện tại các tâm hoạt động trên bề mặt của bentonite biến tính. Vì vậy, sự hấp phụ Mn(II) có thể được suy đoán xảy ra theo 2 bước sau: (1) quá trình chuyển ion Mn(II) từ dung dịch đến các tâm hoạt động trên chất hấp phụ; (2) quá trình tạo phức hoá học/trao đổi ion tại các tâm hoạt động này.

59 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

3.4.11. Động học quá trình hấp phụ Mn(II) của vật liệu UB Kết quả được trình bày trên bảng 3.14; 3.15; 3.16 và hình 3.20; 3.21 Bảng 3.15: Số liệu khảo sát động học hấp phụ Mn(II) của vật liệu UB Thời gian

Ccb

(phút)

(mg/ L)

(mg/ L)

30

17,05

10,34

60

15,15

90

(phút.g/mg)

37,77

0,68

2,90

12,24

44,68

0,45

14,20

13,19

48,14

0,28

120

13,07

14,32

52,29

150

12,31

15,08

55,05

180

12,12

15,27

30

35,88

60

35,55

90

34,47

.Q

6,38 8,38

-

9,95

55,75

-

11,79

12,70

26,15

0,59

2,36

13,03

26,82

0,55

4,61

13,84

28,49

0,44

6,50

15,46

31,83

0.06

7,76

31,98

16,60

34,17

-

9,04

31,66

16,92

34,84

-

10,64

30

66,36

12,24

15,57

1,10

2,45

60

60,68

17,92

22,80

0,83

3,35

90

57,95

20,65

26,27

0,61

4,36

120

57,05

21,55

27,42

0,50

5,57

150

53,86

24,74

31,47

-

6,06

180

53,41

25,19

32,05

-

7,15

Ó

-H

150

33,12

A

120

TO

ÁN

-L

TR ẦN B

Ý

180

ÀN Đ IỄ N

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

-0,12

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

TP

Đ ẠO

4,90

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

N

H

Ơ

N

(qe-qt)

10 00

http://daykemquynhon.ucoz.com

48,58

78,60

D

t/q

H%

N

27,39

q

G

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

(mg/L)

log

H Ư

Co

(“-“: không xác định)

60 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

IỄ N

D

ÀN

Đ

http://daykemquynhon.ucoz.com

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

A

Ó

-H B

10 00 TR ẦN G

N

H Ư

Đ ẠO

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Ý

-L

Hình 3.20: Đồ thị biểu diễn phương trình bậc 1 đối với Mn(II)

TP

Y

U

.Q

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

ÁN

TO

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

N

Ơ

H

N

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Hình 3.21: Đồ thị biểu diễn phương trình bậc 2 đối với Mn(II)

61

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Bảng 3.16. Một số tham số động học hấp phụ bậc 1 đối với Mn(II)

48,58

0,8238

0,0198

15,08

0,0131

9,23

16,60

6,34 18,41

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

qe,cal : dung lượng hấp phụ cân bằng theo phương trình động học.

U

Y

N

78,60 0,9688 0,0154 24,74 qe,exp : dung lượng hấp phụ cân bằng tính theo thực nghiệm.

48,58

0,9876

0,00232

78,69

0,9928

0,00064

N

15,08

H Ư

0,00281

16,60

17,04

0,563

18,76

0,564

31,95

2,25

10 00

B

Nhận xét:

24,74

%∆q

Từ bảng 3.15; 3.16 cho thấy: Các hệ số hồi qui tuyến tính R2 trong các phương

A

trình động học bậc 1 mô tả quá trình hấp phụ Mn(II) của UB ở các nồng độ khác nhau

-H

Ó

có giá trị khá lớn (R2> 0,82). Tuy nhiên các giá trị hệ số hồi qui tuyến tính R2 trong các phương trình động học bậc 2 mô tả quá trình hấp phụ Mn(II) của UB ở các nồng độ

-L

Ý

khác nhau đều có giá trị lớn hơn so với bậc 1 (R2> 0,98).

ÁN

Mặt khác, so sánh giá trị dung lượng hấp phụ tại thời điểm cân bằng tính theo

TO

mô hình (qe,cal) và theo thực nghiệm (qe,exp) của UB, ta thấy qe,cal theo mô hình động Bên cạnh giá trị R2 thì độ chính xác của phương trình động học bậc hai còn

được xác định thông qua độ lệch chuẩn %∆q. Độ chính xác của phương trình được xác định bằng độ lệch chuẩn %∆q theo công thức:

D

IỄ N

Đ

ÀN

học bậc 2 sát với các giá trị thực nghiệm hơn.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

0,9988

qe,cal (mg/g)

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

27,39

qe,exp (mg/g)

Đ ẠO

R2

k2 (g/mg.phút)

2

G

Nồng độ đầu (mg/L)

TR ẦN

http://daykemquynhon.ucoz.com

Bảng 3.17. Một số tham số động học hấp phụ bậc 2 đối với Mn(II)

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

0,9665

qe,cal (mg/g)

N

27,39

qe,exp (mg/g)

Ơ

R1 2

k1| (phút-1)

H

Nồng độ đầu (mg/L)

%Δq=100.

[(q

e,exp

-q e,cal )/q e,exp ]2 n-1

n là số điểm dữ liệu nghiên cứu.

62 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Kết quả tính toán giá trị %∆q ở bảng 3.16 có giá trị rất nhỏ. Vì vậy, có thể kết luận quá trình hấp phụ Mn(II) của UB tuân theo phương trình động học bậc hai biểu kiến của Lagergren.

N

Nếu quá trình hấp phụ tuân theo mô hình động học bậc hai biểu kiến của Lagergren

H

Ơ

thì năng lượng hoạt hóa quá trình hấp phụ có thể được xác định theo công thức:

N

k2 = k0 exp(- Ea/RT)

.Q

- T là nhiệt độ tuyệt đối (K).

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

Trong phương trình trên k2 có thể được thay bằng h (h = k2qe2 phản ánh tốc độ

H Ư

hấp phụ ban đầu khi qt/t tiến dần đến 0), do đó ta có:

TR ẦN

k2 = h.exp(- Ea/RT) Từ đó:

Ea = RT (lnh - ln k2)

B

Bảng 3.18: Giá trị năng lượng hoạt hóa quá trình hấp phụ

10 00

Mn(II) của UB

Nồng độ đầu

A

-H

27,39

Ó

(mg/L)

h

-L

Ý

48,58

(g/mg.phút)

Ea (kJ/mol)

0,817

0,00281

14,054

0,817

0,00232

14,529

0,65

0,00064

17,153

ÁN

78,60

k2

TO

Kết quả cho thấy, các giá trị năng lượng hoạt hóa quá trình hấp phụ Mn(II) của

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Đ ẠO

- R là hằng số khí.

TP

- Ea là năng lượng hoạt hóa (kJ/mol).

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

- k0 là hằng số tốc độ đầu.

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

Trong đó: - k2 là hằng số tốc độ hấp phụ (g/mg.phút).

ÀN

UB đều nhỏ hơn 25 kJ/mol, như vậy về mặt lý thuyết thì quá trình hấp hấp phụ Mn(II)

D

IỄ N

Đ

của UB là quá trình hấp phụ vật lý với sự khuếch tán ngoài đóng vai trò chính.

3.4.12. Nhiệt động lực học quá trình hấp phụ Mn(II) của vật liệu UB. Sự biến thiên năng lượng tự do (ΔG0), entanpy (ΔH0) và entropy (ΔS0) quá trình hấp phụ Mn(II) đã được tính toán bằng cách sử dụng các phương trình sau đây: KD =

qe ; Ccb

ΔG 0 = -RTlnK D ;

lnK D = -

ΔG0 ΔH0 ΔS0 =+ RT RT R

63 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Trong đó: - KD là hằng số cân bằng.

- qe (mg/g) là dung lượng hấp phụ tại thời điểm cân bằng.

- Ccb (mg/L) là nồng độ của chất bị hấp phụ ở thời điểm cân bằng.

N

- R là hằng số khí (R = 8,314 J/mol.K).

H

Ơ

- T là nhiệt độ (K).

q (mg/g)

H(%)

293

0,00341

7,04

16,72

TP

Y

Ccb (mg/L)

303

0,00330

7,81

15,95

67,12

2,04

313

0,00319

8,32

15,44

65,00

1,86

2,38

N ÁN

-L

Ý

-H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

Bảng 3.20: Các thông số nhiệt động đối với quá trình hấp phụ Mn(II)

Co mg/L

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

Hình 3.22. Sự phụ thuộc của lnKD vào 1/T

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

70,38

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

lnKD

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

.Q

U

1/T(K-1)

G

23,76

T (K)

Đ ẠO

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

C0 (mg/L)

N

Bảng 3.19: Kết quả tính KD tại các nhiệt độ khác nhau

23,76

T(K)

∆G0(kJ/mol)

293

-5,787

303

-5,142

313

-4,832

∆H0(KJ/mol)

∆S (KJ/mol.k)

-19,883

-0,048

64 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Từ bảng kết quả thể hiện các thông số nhiệt động ta thấy: - Giá trị biến thiên năng lượng tự do (∆Go) thu được có giá trị âm điều này chứng tỏ quá trình hấp phụ Mn(II) của UB là quá trình tự xảy ra. Tuy nhiên, biến

Ơ

H

hấp phụ không phải là hệ cô lập, giữa hệ và môi trường có sự trao đổi năng lượng.

N

thiên entropi (∆So) có mang giá trị âm nhưng quá trình này vẫn xảy ra là do hệ khi

N

- Giá trị biến thiên năng lượng entanpi (∆Ho) thu được có giá trị âm cho thấy

.Q

TP

theo phương pháp hấp phụ động.

Kết quả đạt sau khi tiến hành thực nghiệm trên 3 cột hấp phụ với chiều cao vật

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

liệu khác nhau, với cùng nồng độ Mn(II) ban đầu C0 = 25,02 mg/L, tốc độ chảy tuyến

H Ư

tính F = 1,0616 m3/m2/h (lưu lượng Q = 2 ml/phút, đường kính cột 1,2cm) được trình

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Ý

-H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

bày trên các hình 3.23 đến 3.26, bảng 3.20, 3.21:

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Đ ẠO

3.5.1. Thí nghiệm với dung dịch Mn(II) tự pha.

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

3.5. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng tới khả năng hấp phụ của Mn(II) của UB

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

quá trình hấp phụ Mn(II) của vật liệu UB là quá trình tỏa nhiệt.

Hình 3.23: Đường cong thoát với chiều cao cột UB; Z = 26,5 mm, C0 = 25,02mg/L, pH = 7,0; F = 1,0616 m3/m2/h, thể tích UB = 3,0 mL

65 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Ý

-H

Ó

A

10 00

B

pH = 7; F = 1,0616 m3/m2/h, thể tích UB = 4,5 mL

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

TR ẦN

Hình 3.24: Đường cong thoát với chiều cao cột UB; Z = 40 mm, C0 = 25,02 mg/L,

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

Đ ẠO

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

U

Y

N

H

Ơ

N

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Hình 3.25: Đường cong thoát với chiều cao cột UB; Z = 53 mm, C0 = 25,02 mg/L, pH = 1,0; F = 1,0616 m3/m2/h, thể tích UB = 6,0 mL

66 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Kiểm tra tại hai giá trị nồng độ dòng ra C/C0 = 0,05 (theo lý thuyết) và C/C0 = 0,001 (theo yêu cầu của QCVN 08-MT:2015/BTNMT, cột A, nồng độ giới hạn cho phép của Mn(II)= 0,05mg/L).

1,50

2,00

0,0265

0,040

0,053

Thể tích UB, (ml)

3,00

4,50

Nồng độ Mn(II) dòng vào, C0 (mg/L)

25,02

25,02

Vận tốc chảy tuyến tính, F(m3/m2/h)

TP

25,02

1,0616

1,0616

1,0616

0,285

0.35

1,66

2,5

5,83

0,500

0,633

0,700

4,17

5,42

11,67

Y U

C/C0 = 0,05

B

Thể tích nước được xử lý tại điểm uốn, V (L)

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Ý

-H

Ó

A

10 00

Thời gian bảo vệ, t (h)

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

TR ẦN

Thời gian bảo vệ, t (phút)

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

N H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

0,200

6,00

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

C/C0 = 0,001 Thể tích nước được xử lý tại điểm uốn, V (L)

.Q

Đ ẠO

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Chiều cao cột, Z(m)

N

H

1,00

G

Khối lượng UB, m(g)

Ơ

N

Bảng 3.21: Kết quả thực nghiệm

Hình 3.26: Đồ thị biểu diễn t = f(Z) tại C/C0 = 0,001 và 0,05; C0 = 25.02 mg/L, pH=1,0, F=1,0616 m3/m2/h 67 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Tại C/C0 = 0,001 và C/C0=0,05 đều cho ta quan hệ tuyến tính giữa t và Z. Chiều cao cột càng tăng, thời gian tiếp xúc tầng rỗng tr càng tăng thì hiệu quả xử lý ion Mn(II) càng cao và thời điểm xuất hiện điểm uốn càng lâu. Nói cách khác, tại

H Y

0,024

47,20

0,437

1253,69

3,76

0,6355

0,9962

0,05

1,240

63,259

2,571

1680,24

5,04

0,1080

0,9671

N

http://daykemquynhon.ucoz.com

H Ư

Tỷ số C/C0 càng tăng, hệ số bảo vệ a và thời gian chết b càng lớn. Hệ số bảo

TR ẦN

vệ phụ thuộc vào khả năng hấp phụ, nồng độ ban đầu và tốc độ dòng chảy. Do đó tính được dung lượng hấp phụ N0 (mg/L) theo thể tích chất hấp phụ và N0 (mg/g) theo

B

khối lượng chất hấp phụ.

10 00

Tại thời điểm C = 0,1%C0 thì dung lượng hấp phụ là 1253,69 mg/L (3,76 mg/g), thời gian chết là 0,437 h. Tại thời điểm C = 5%C0 thì dung lượng hấp phụ là

Ó

A

1680,24 mg/L (5,08 mg/g), thời gian chết là 2,571 h.

-H

Dựa trên các giá trị này cho phép ta tính toán ước lượng các mô hình tháp hấp

Ý

phụ khi áp dụng vào thực tế dựa trên nồng độ Mn(II) trong dòng chất thải và lưu

-L

lượng thải mà không phải tiến hành thêm quá trình thực nghiệm.

ÁN

3.5.2. Giải hấp vật liệu sau khi hấp phụ Mn(II).

TO

Kết quả giải hấp vật liệu UB sau khi hấp phụ Mn(II) bằng HNO3 được biểu diễn ở bảng 3.22

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

0,01

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

b(h)

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

a(h/m)

TP

.Q

C(mg/L)

Đ ẠO

N0(mg/L) N0(mg/g) K(L/mg.h)

R2

C/C0

G

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Bảng 3.22: Các hằng số hấp phụ động

Ơ

N0 C 1 và b  ln( 0  1) tính được N0 và K: C0 F KC0 Cb

N

Từ công thức: a 

N

cùng một thời điểm, nồng độ chất thải trong dòng ra tỷ lệ nghịch với chiều cao cột.

D

IỄ N

Đ

ÀN

và hình 3.27.

68 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Ơ

Y https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

.Q

TP

Đ ẠO

G

N

H Ư

TR ẦN

10 00

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Ý

-H

Ó

A

http://daykemquynhon.ucoz.com

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

B

81,25 55,32 44,37 35,19 25,15 11,37 6,16 2,74 0,98 0,77 0,51 0,46 0,35 0,23 0,12

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

N

C = 0,5

H

Bed - Volume

Mn(II) C0= 25,02 (mg/L) Nồng độ HNO3 (M) C = 1,0 C = 1,5 Nồng độ thoát (mg/L) 93,26 96,81 76,55 80,44 45,28 51,69 30,05 31,28 21,19 19.66 10,34 11,57 5,29 4,89 2,07 2,04 1,00 0,93 0,68 0,61 0,57 0,48 0,39 0,25 0,29 0,19 0,19 0,15 0,14 0,09

N

Bảng 3.23: Kết quả giải hấp ion Mn(II) bằng HNO3 có nồng độ khác nhau

Hình 3.27: Đồ thị biểu diễn kết quả giải hấp ion Mn(II) bằng axit HNO3

69 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Nhận xét: Từ hình 3.27 cho thấy dùng dung dịch HNO3 để giải hấp và thu hồi ion Mn(II) cho hiệu quả tương đối tốt. Ion Mn(II) được giải hấp ở 2 Bed-volume đầu.

Trong khoảng nồng độ axit HNO3 khảo sát: 0,5M; 1,0M; 1,5M, khi nồng độ axit

N

HNO3 càng lớn thì khả năng giải hấp các ion Mn(II) của UB càng tốt.

H

Ơ

3.5.3. Tái sử dụng vật liệu

N

Kết quả thực nghiệm được chỉ ra ở bảng 3.23 và hình 3.28.

2

0

0,00

3

0

4

0,024

5

0,034

6 7

Đ ẠO

0,00

G

0

H Ư

N

1

0,00 0,00 0,21 0,55

1,15

1.24

0,18

2,19

2,94

0,37

3,68

4,06

0,48

5,12

5,98

0,91

7,81

8,52

10

1,24

9,35

10,21

11

1,90

11,59

12,69

12

2,60

14,13

15,97

13

3,40

18,27

19,67

14

3,97

18,34

20,36

15

5,40

18,57

21,08

A

B

0,41

10 00

TR ẦN

0,11

UBTS-2

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

9

Ý

8

-H

Ó

http://daykemquynhon.ucoz.com

UBTS-1

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

UB mới

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Bed-Volume

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

UB tái sinh (UBTS)

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

.Q

U

Y

Bảng 3.24: Khả năng hấp phụ ion Mn(II) của UB mới và UB tái sinh

70 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

10 00

UB tái sinh lần 2

H1

A

Ion

94,54

H3

79,5

67,30

-H

Ó

Mn(II)

H2

Ý

Trong đó: H1: Hiệu suất của quá trình hấp phụ bởi UB mới

ÁN

-L

H2: Hiệu suất của quá trình hấp phụ bởi UB tái sinh lần 1 H3: Hiệu suất của quá trình hấp phụ bởi UB tái sinh lần 2

TO

Nhận xét:

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

B

Bảng 3.25: Hiệu suất hấp phụ ion Mn(II) ứng với UB mới, UB tái sinh lần 1 và

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

Hình 3.28: Đường cong thoát của Mn(II) ứng với UB mới và UB tái sinh

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

TR ẦN

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

Đ ẠO

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

U

Y

N

H

Ơ

N

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

ÀN

Từ các kết quả thực nghiệm thu được cho thấy: Vật liệu UB sau khi được tái

D

IỄ N

Đ

sinh vẫn còn khả năng tách loại các ion kim loại. Hiệu suất hấp phụ của UB sau hai lần tái sinh không giảm nhiều nhiều so với vật liệu UB mới.

3.6. Xử lý thử mẫu nước mặt chứa Mn(II) 3.6.1. Xử lý nước mặt chứa Mn(II) theo phương pháp hấp phụ tĩnh Kết quả được chỉ ra ở bảng 3.25.

71 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Bảng 3.26: Kết quả tách loại Mn(II) khỏi nước mặt Mẫu nước suối chứa Mn(II) C0 (mg/L) Ccb1 (mg/L)

Ccb2

H1(%)

H2(%)

N

(mg/L)

14,265

6.15

56,89

0,47

14,89

6.28

57.82

0,42

Ơ

Ngày lấy mẫu 96,71

Y

N

H

16/3/2018

97,18

N

G

Kết quả thực nghiệm cho thấy, vật liệu UB có khả năng tách loại ion Mn(II)

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

khỏi nước suối tương đối tốt. Các mẫu nước mặt chứa ion Mn(II) với nồng độ là

TR ẦN

14,265 mg/L và 14,890 mg/L, sau khi hấp phụ lần hai, nồng độ ion Mn(II) đã đạt tiêu chuẩn cho phép đối với nước thải đổ vào các khu vực lấy nước cung cấp cho mục

B

đích tưới tiêu, thủy lợi theo QCVN 08-MT:2015/BTNMT.

10 00

3.6.2. Xử lý nước mặt chứa Mn(II) theo phương pháp hấp phụ động Nước mặt đầu vào có nồng độ Mn(II) C0’ = 12,95 mg/L, điều chỉnh đến giá trị

Ó

A

pH = 7,0. Thiết lập hệ liên tục với F = 1,0616 m3/m2/h (Q = 2 mL/phút); C0’= 12.95

-H

mg/L; khối lượng UB = 1g, tương ứng Z = 0,0265 m.

-L

Ý

Vì ưu lượng ban đầu thay đổi so với lưu lượng khi thực nghiệm (C0 = 25.02

ÁN

mg/L) nên áp dụng công thức chuyển đổi dựa trên tỷ số C0/C0’ xác định hệ số bảo vệ

a' =

C0 ln(C0' -1) (3.7); b =b ' .

C0 ln(C0 -1)

C0 .a C'0

'

(3.8)

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

a’ và thời gian chết b’.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Nhận xét:

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

07/4/2018

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

.Q

U

Ngày lấy mẫu

'

'

'

Thời gian bảo vệ: t =a .Z+b

(3.9)

Kết quả được thể hiện qua đồ thị hình 3.29 và bảng 3.26:

72 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

C’0

C0/C’0

a

b

a’

b’

Z

t’

t*

(h/m)

(h)

(h/m)

(h)

(m)

(h)

(h)

25,05

0,05

25,05

12,95 1,934 47,202 0,4371 91,288 0,6652 0,0265 1.66 1.25

Ý

0,01

-H

Ó

(mg/L) (mg/L)

A

C0

C’/C’0

10 00

B

nước mặt chứa Mn(II)

ÁN

-L

12,95 1,934 63,259 2,5712 122,34 3,913 0,0265 4.17 3.75

TO

Trong đó, a’, b’ là các hằng số ngoại suy từ mô hình cột hấp phụ, t’ là thời

ÀN

gian bảo vệ lý thuyết, t* là thời gian bảo vệ theo thực nghiệm. Giá trị t* gần đúng với

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Bảng 3.27: So sánh thời gian bảo vệ theo tính toán và theo thực nghiệm trên

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

TR ẦN

H Ư

Hình 3.29: Kết quả xử lý nước mặt chứa Mn(II), C0 = 12,95 mg/L, pH = 7,0; Z = 0,0265m; khối lượng UB = 1g; thể tích UB = 3mL

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

Đ ẠO

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

U

Y

N

H

Ơ

N

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

tính toán các tháp hấp phụ xử lý nước mặt chứa Mn(II).

D

IỄ N

Đ

t’ cho thấy hoàn toàn có thể áp dụng các giá trị hằng số đạt được từ mô hình vào việc

73 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

KẾT LUẬN Dựa vào kết quả thực nghiệm, chúng tôi rút ra một số kết luận như sau:

N

(UB) có hình dạng các mảnh, dạng tấm mỏng, chiều dày khoảng 50-60 nanomet.

H

Ơ

Thuận hoạt hóa NaOH, kết hợp với rung siêu âm 60 phút. Vật liệu nano bentonite

N

1. Đã chế tạo thành công vật liệu nano bentonite đi từ bentonite tự nhiên Bình

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

trúc của vật liệu UB thông qua chụp ảnh hiển vi điện tử quét (SEM), hiển vi điện tử

3. Đã xác định được điểm đẳng điện của vật liệu bằng 8.

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

4. Khảo sát được một số yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ Mn(II) của

H Ư

vật liêu UB chế tạo được theo phương pháp hấp phụ tĩnh.

TR ẦN

5. Xác định được dung lượng hấp phụ cực đại của UB đối với quá trình hấp phụ Mn(II) là qmax= 40,32mg/g. Quá trình hấp phụ Mn(II) của vật liệu UB tuân theo mô hình

B

hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir, tuân theo mô hình động học hấp phụ biểu kiến bậc 2.

10 00

6. Quá trình hấp phụ Mn(II) của UB là quá trình hấp phụ vật lý (Ea< 25 kJ/mol), đơn lớp, với sự khuếch tán ngoài đóng vai trò chính. Quá trình tự diễn biến

Ó

A

và tỏa nhiệt.

-H

7. Trong quá trình hấp phụ Mn(II) của UB, ion Mn(II) đã thay thế nhóm hyđroxyl

Ý

trên bề mặt vật liệu UB, làm phát sinh nhóm hyđroxyl (OH-) đi vào môi trường nước.

-L

8. Nghiên cứu hấp phụ bằng phương pháp động trên cột, với sự thay đổi của chiều

ÁN

cao cột hấp phụ và các hằng số là thông số nồng độ Mn(II) ban đầu, lưu lượng đã xác

TO

định được các thông số cho mô hình thiết kế tháp hấp phụ xử lý Mn(II). Tại thời điểm

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Đ ẠO

đồ nhiễu xạ tia X (XRD), phổ hồng ngoại (FT-IR).

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

TP

truyền qua (TEM), hiển vi lực nguyên tử (AFM), phổ tán xạ năng lượng (EDX), giản

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

2. Đã xác định được đặc điểm bề mặt, nhóm chức, thành phần hóa học, cấu

D

IỄ N

Đ

ÀN

C = 0,1%C0 thì dung lượng hấp phụ là 1253,69 mg/L (3,76 mg/g), thời gian chết là 0,437 h. Tại thời điểm C = 5%Co thì dung lượng hấp phụ là 1680,24 mg/L (5,04 mg/g), thời gian chết là 2,571 h.

9. Nghiên cứu khả năng giải hấp UB chứa ion Mn(II) bằng axit HN03 cho kết quả tốt.

74 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

10. Nghiên cứu khả năng tái sử dụng UB sau khi hấp phụ các ion Mn(II) cho thấy UB tái sinh 2 lần vẫn còn khả năng hấp phụ, hiệu suất hấp phụ của UB sau hai lần tái sinh giảm không nhiều so với UB mới.

H

Ơ

Thượng - huyện Đại Từ - Tỉnh Thái Nguyên theo phương pháp hấp phụ động cho kết

N

11. Áp dụng xử lý thử nghiệm mẫu nước mặt chứa Mn(II) tại suối Cát - xã Hà

N

quả gần với tính toán, cho thấy có thể đề xuất mô hình ứng dụng vào thực tiễn để xử

TP

Việc sử dụng UB để hấp phụ Mn(II) cho kết quả tốt. Các kết quả thu được sẽ

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Ý

-H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

nguồn nước ngầm bị ô nhiễm kim loại nặng.

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

là cơ sở cho định hướng nghiên cứu nhằm tìm kiếm ứng dụng UB trong việc xử lý

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

.Q

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

nồng độ Mn(II) đều dưới tiêu chuẩn loại A QCVN 08:2015/BTNMT.

U

Y

lý nước suối chứa Mn(II). Nước mặt sau khi xử lý theo phương pháp tĩnh và động,

75 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CÓ LIÊN QUAN

Lưu Việt Hùng, Nguyễn Thanh Hải, Nguyễn Thành Trung, Đỗ Trà Hương,

H

Ơ

Nguyễn Phương Chi, Nghiêm Thị Hương, Đặng Văn Thành (2018), “Hấp phụ Mn(II)

N

ĐẾN LUẬN VĂN

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Ý

-H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

Đ ẠO

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

sự hỗ trợ của rung siêu âm”. Tạp chí Hoá học, tập 56, số 3e, pp 27-32.

Y

N

trong môi trường nước sử dụng nano bentonit chế tạo bằng phương pháp hoạt hóa có

76 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

TÀI LIỆU THAM KHẢO A. Tài liệu tiếng Việt 1. PGS.TS Trần Văn Chính (2006), Giáo trình thổ nhưỡng, NXB Đại học Nông

Ơ

N

nghiệp Việt Nam.

H

2. Nguyễn Thị Thùy Dung (2017), Nghiên cứu hấp phụ amoni, Mn(II) của vật

N

liệu graphite hoạt hóa bằng KOH và thăm dò xử lý môi trường, Luận văn

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

3. Hoàng Thành Đạt (2016), “Nghiên cứu khả năng hấp phụ Mn2+ trên Bentonite Cổ

G

4. Vũ Thị Hậu (2016), Nghiên cứu chế tạo vật liệu hấp phụ từ quặng sắt Trại Cau -

N

http://daykemquynhon.ucoz.com

Thái Nguyên và thử nghiệm xử lí môi trường, Đề tài cấp Đại học Thái Nguyên,

H Ư

mã số ĐH2014-TN-04-08

TR ẦN

5. Võ Triều Khải (2014), Tổng hợp nano kẽm oxít có kiểm soát hình thái và một số ứng dụng, Luận án tiến sĩ, Đại học khoa học Huế.

B

6. Nguyễn Lê Mỹ Linh (2016), Nghiên cứu biến tính bentonite Cổ Định và ứng

10 00

dụng trong xúc tác - hấp phụ, Luận án tiến sĩ, Đại học Khoa học Huế.

7. Nguyễn Ngọc Minh và Đào Châu Thu (2012), Giáo trình Khoáng sét trong đất

Ó

A

và khả năng ứng dụng trong lĩnh vực môi trường, NXB Giáo dục Việt Nam.

-H

8. Phan Quốc Phô và Phùng Hồ (2003), Giáo trình Vật lý bán dẫn, NXB Khoa học

-L

Ý

và Kỹ thuật, Hà Nội.

9. Đỗ Hữu Phương (2010), Nghiên cứu quá trình hoạt hóa khoáng bentonit Thanh

ÁN

Hóa và thăm dò khả năng ứng dụng của nó trong xử lý môi trường, Luận văn

TO

Thạc sĩ khoa học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Việt Trì.

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

Định – Thanh Hóa”, Đồ án tốt nghiệp đại học, Đại học Công nghiệp

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

thạc sĩ, Đại học Sư phạm Thái Nguyên

D

IỄ N

Đ

ÀN

10. Đỗ Quý Sơn (1987), Nghiên cứu khả năng ứng dụng các chất trao đổi ion trên cơ sở các aluminosilicate tự nhiên để hấp phụ một số ion kim loại nặng, Báo cáo đề tài nghiên cứu khoa học, Viện Công nghệ Xạ hiếm, Hà Nội.

11. Phạm Thị Hà Thanh (2016), “Nghiên cứu chế tạo vật liệu hấp phụ từ bentonit Thanh Hóa và thăm dò khả năng xử lý môi trường”, Đề tài cấp Đại học Thái Nguyên, mã số ĐH2014-TN04-06

77 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

12. Bùi Văn Thắng (2011), Nghiên cứu tổng hợp vật liệu bentonit biến tính, ứng dụng hấp phụ phốtpho trong nước, Báo cáo tổng kết đề tài Khoa học và Công nghệ Cấp bộ, Trường Đại học Đồng Tháp. Mã số B2010-20-23.

N

13. Hồ Thị Thương (2016), Sử dung Fe3+ để biến tính bentonit Di Linh Lâm Đồng,

H

Ơ

Khoá luận tốt nghiệp, Học viện Nông nghiệp Việt Nam.

N

14. Ngô Thị Mai Việt (2015), “Nghiên cứu khả năng hấp phụ Mn(II), Ni(II) của vật

.Q TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Lý và Sinh học, 20(4), tr. 269-275.

B. Tài liệu tiếng Anh

N

http://daykemquynhon.ucoz.com

bentonite: Equilibrium, kinetics, and thermodynamics", Dispersion Science and

H Ư

Technology. 38(5), pp. 757-767.

TR ẦN

16. A.Chaisena, K.Rangsriwatananon, , Materials Letters (2005), "Synthesis of sodium zeolites from natural and modified diatomite". 59(12), pp. 1474-1479.

B

17. Amit Kumar Bansiwal, Sadhana Suresh Rayalu, Nitin Kumar Labhasetwar, Asha

10 00

Ashok Juwarkar, and Sukumar Devotta (2006), "Surfactant-Modified Zeolite as a Slow Release Fertilizer for Phosphorus", J. Agric. Food Chem. 53(13), pp. 4773-

Ó

A

4779.

-H

18. An Jong-Hyok, Dult Stefanz (2007), "Adsorption of tannic acid on chitosan-

Ý

montmorillonite as a function of pH and surface charge properties", Applied Clay

-L

Science. 36(4), pp. 256-264.

ÁN

19. Antonio Gil, Luis M. Gandía and Miguel A. VicentE (2000), "Recent Advances

TO

in the Synthesis and Catalytic Applications of Pillared Clays", Catalysis Reviews : Science and Engineering 42(1-2), pp. 145-212.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

G

Abdel Maksoud (2017), "Removal of nickel ions by adsorption on nano-

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

15. A. A. Taha, A. M. Ahmed, H. H. Abdel Rahman, F. M. Abouzeid and M. O.

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

liệu chế tạo từ sắt (III) Nitrat, Natri Silicat và Photphat”, Tạp chí phân tích Hóa,

D

IỄ N

Đ

ÀN

20. Arfaoui S, Srasra E, Frini-Srasra N (2005), "Application of clays to treatment of tannery sewages", Desalination. 185, pp. 419 - 426.

21. Bailey, S.W. (1980), "Summary of recommendations of AIPEA nomenclature", Clays and Clay Minerals, 28, pp. 73-78

78 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

22. Chitrakar R, Tezuka S, Sonoda A, Sakane Km Ooi Km Hirotsu (2006), "Phosphate adsorption on synthetic goethite and akaganeite", J. Colloid Interface Sci. 298(2), pp. 602-608.

N

23. Clem A.G and Doehler R.W (1963), " Industrial application of bentonite", Clays

H

Ơ

and Clay minerals. 10, pp. 284 - 290.

N

24. Delia Teresa Sponza, Rukiye Oztekin (2014), "Ciproxin Removal from a Raw

by Nano Bentonite-ZnO: Comparison of Adsorption and

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

Photooxidation Processes", Recent Advances in Environmental and Biological Engineeringn. 978-1-61804-259-0, pp. 18-27.

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

26. F. S. Hashem (2013), "Removal of methylene blue by magnetite covered bentonite nano-composite", Eur. Chem. Bull. 2(8), pp. 524-529.

TR ẦN

27. Fang, Zhao, Peng, Jiaxin; Liu, Wende; Zhang, Zhaohui; Li, Linbo; Li, Xiaoming; Cui, Yaru; Xue, Ning; Guo, Weichang; Kong, Hailin (2017), "Defluorination

10 00

B

Behavior of Modified Nano-Bentonite in Zinc Sulfate Solution", Nanoscience and Nanotechnology Letters. Vol 9(8), pp. 1231-1236.

A

28. Hendrik Heinz, R. A. Vaia, R. Krishnamoorti, and B. L. Farmer (2007), "Self-

-H

Ó

Assembly of Alkylammonium Chains on Montmorillonite: Effect of Chain Length, Head Group Structure, and Cation Exchange Capacity", Chem. Mater.

-L

Ý

19(1), pp. 55-68.

ÁN

29. Kunio Ohtsuka, Yoshimasa Hayashi, and Mitsuru Suda (1993), "Microporous

TO

zirconia-pillared clays derived from three kinds of zirconium polynuclear ionic

ÀN

species", Chem. Mater. 5(12), pp. 1823-1829.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

G

manganese oxide-coated bentonite", Hazardous Materials. 161(2-3), pp. 677-685.

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

25. E.Erena , B.AfsinbY.Onalc (2009), "Removal of lead ions by acid activated and

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

Wastewater

D

IỄ N

Đ

30. Lu Sheng-gao, Bai Shi-qiang, Shan Hong-dan (2008), "Mechanisms of phosphate removal from aqueous solution by blast furnace slag and steel furnace slag", Zhejiang University Science A. 9(1), pp. 125-132.

31. M.I.Abdou, A.M.Al-sabagh M.M.Dardir (2013), "Evaluation of Egyptian bentonite and nano-bentonite as drilling mud", Egyptian Journal of Petroleum.

22(1), pp. 53-59.

79

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

32. M.Vlasova, I.Leon, Y.Enriquez Mendez, G.Dominguez-Patino, M.M.Ristic (2007), "Monitoring of transformations in bentonite after NaOH-TMA

33. Maria L. Guzmas, CastilloGraciela Pacheco-Malagon, Patricia Pérez-Romo,

H

Ơ

Norma A. Sanchez-Flores, Carlos Lopez-Franco, José M. Saniger, Francisco

N

treatment", Ceramics International 33(3), pp. 405-412.

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

34. McBride M.B (1994), Environmental chemistry of Soils, New York, Oxford.

Đ ẠO

35. Moradi N, Salem S, Salem A (2018), "Optimizing adsorption of blue pigment

N H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

15(193), pp. 54-62.

36. Olguin M.T, Solache-Rios M, Acosta D, Bosch P and Bulbulian S (1997),

TR ẦN

" UO2+ 2 sorption on bentonite", Radioanalytical and Nuclear Chemistry. 218(1), pp. 65-69.

B

Ahammed Shabeer, Ajoy Saha, V. T. Gajbhiye, Suman Gupta, K. M.

10 00

37. PP.

Manjaiah, Eldho Varghe (March 2015), "Exploitation of Nano-Bentonite, Nano-

A

Halloysite and Organically Modified Nano-Montmorillonite as an Adsorbent and

-H

Ó

Coagulation Aid for the Removal of Multi-Pesticides from Water: A Sorption Modelling Approac", Water, Air, & Soil Pollution. 226:41.

-L

Ý

38. Patel H.A, Rajesh S Somani, Hari C Bajaj and Raksh V Jasra (2006), "Nanoclays

ÁN

for polymer nanocomposites, paints, inks, greases and cosmetics formulations,

TO

drug delivery vehicle and waste water treatment", Bull Mater Sci. 29(2), pp.

133-145.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

G

based on response surface method", Spectrochim Acta A Mol Biomol Spectrosc.

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

from wastewater by nano-porous modified Na-bentonite using spectrophotometry

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Organo-Silicic Colloids", Inorganic Chemistry. 45(8), pp. 3408-3414.

Y

N

Hernández-Beltran, and José J. Fripiat (2006), "Crystallization of Zeolites from

D

IỄ N

Đ

ÀN

39. Robert ASchoonheydt, Bert MWeckhuysen (1999), "Alkane dehydrogenation over supported chromium oxide catalysts", Catalysis Today. 51(2), pp. 223-232.

40. Robert SBowman (2003), "Applications of surfactant-modified zeolites to environmental remediation", Microporous and Mesoporous Materials. 61(1-3), pp. 43-56.

80 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

41. ShaobinWang, T.Terdkiatburana, M.O.Tadé (2008), "Adsorption of Cu(II), Pb(II) and humic acid on natural zeolite tuff in single and binary systems", Separation and Purification Technology. 62(1), pp. 64-70.

Ơ

H

Acidities of Al-pillared montmorillonite, Korean", J. Chem. Eng. 21(1), pp. 77-82.

N

42. Shin Young-Sub, Oh Seung-Geun and Ha Baik-Hyon (2003), "Pore structures and

N

43. Silvio R. Taffarel, Jorge Rubio (2010), "Removal of Mn2+ from aqueous solution

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

44. Xue Y, Hou H, Zhu S (2009), "Characteristics and mechanisms of phosphate

G

45. Yang Y, Zhao Y.Q, Babatunde A.O, Wang L, Ren Y.X, Han Y (2006),

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

"Characteristics and Machanisms of phospate adsorption on dewatered alum

H Ư

sludge", Separation and Purification Technology. 51(2), pp. 193-200.

TR ẦN

46. Yukiya Hakuta, Hiromichi Hayashi (2010), "Hydrothermal synthesis of metal oxide nanoparticles in supercritical water", Materials. 3(7), pp. 3794-3817.

B

47. Zahra darvishi, Ali morsali (2011), “Synthesis and characterization of Nano-

10 00

bentonite by sonochemical method”, Ultrasonics Sonochemistry. 18(1), pp. 238242.

Ó

A

48. Zhu L, Ma J (2008), "Simultaneous removal of acid dye and cationic surfactant

-H

from water by bentonite in one-step process", Chemical Engineering Journal.

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Ý

139(3), pp. 503-509.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Đ ẠO

973-980.

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

adsorption onto basic oxygen furnace slag", Hazardous Materials. 162(2-3), pp.

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

by manganese oxide coated zeolite", Minerals Engineering. 23 pp. 1131–1138

81 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial