Hạt SiO2 tổng hợp từ RHA biến tính Fe và ứng dụng xử lý Asen(III) trong nước (2017)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN ------

PHẠM THỊ MỸ THANH ĐẶNG PHƯƠNG TRANG

HẠT SiO2 TỔNG HỢP TỪ RHA BIẾN TÍNH Fe VÀ ỨNG DỤNG XỬ LÝ ASEN(III) TRONG NƯỚC

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH HÓA HỌC

2017

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN ------

PHẠM THỊ MỸ THANH ĐẶNG PHƯƠNG TRANG

HẠT SiO2 TỔNG HỢP TỪ RHA BIẾN TÍNH Fe VÀ ỨNG DỤNG XỬ LÝ ASEN(III) TRONG NƯỚC

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH HÓA HỌC

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN Ts. LƯƠNG HUỲNH VỦ THANH

2017

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

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

Trường Đại học Cần Thơ Khoa Khoa học Tự nhiên Bộ môn: Hóa học

Cộng Hòa Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam Độc lập – Tự do – Hạnh phúc ------

N

NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

N Y

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

Nhận xét về nội dung luận văn tốt nghiệp: Đánh giá nội dung thực hiện đề tài: …………………………………………..

TR ẦN

…………………………………………………………………………………

Những vấn đề còn hạn chế: …………………………………………..………

B

…………………………………………………………………………………

10 00

Nhận xét đối với sinh viên thực hiện đề tài:

Ó

A

………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………

Kết luận, đề nghị và điểm:

Lương Huỳnh Vủ Thanh

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Ý

-H

………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………

Cần Thơ, ngày … tháng … năm 2016 Cán bộ hướng dẫn

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

N

G

………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………

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

Đ ẠO

Nội dung nhận xét: Nhận xét về hình thức luận văn tốt nghiệp:

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

U

Tên đề tài: “Hạt SiO2 tổng hợp từ RHA biến tính Fe và ứng dụng xử lý Asen(III) trong nước” MSSV: B1303976 Sinh viên thực hiện: Phạm Thị Mỹ Thanh Đặng Phương Trang MSSV: B1303991 Lớp Hóa học 1 – Khóa 39

H

Ơ

Cán bộ hướng dẫn: Ts. Lương Huỳnh Vủ Thanh

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

Trường Đại học Cần Thơ Khoa Khoa học Tự nhiên Bộ môn: Hóa học

Cộng Hòa Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam Độc lập – Tự do – Hạnh phúc ------

N

NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN

H N Y

TR ẦN

Nhận xét về nội dung luận văn tốt nghiệp: Đánh giá nội dung thực hiện đề tài: ………………………………………….. …………………………………………………………………………………

B

Những vấn đề còn hạn chế: …………………………………………..………

10 00

…………………………………………………………………………………

Nhận xét đối với sinh viên thực hiện đề tài:

-H

Ó

A

………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………

Kết luận, đề nghị và điểm:

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Ý

………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………

Cần Thơ, ngày … tháng … năm 2016 Cán bộ phản biện

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

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………

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

G

Nội dung nhận xét: Nhận xét về hình thức luận văn tốt nghiệp:

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

Tên đề tài: “Hạt SiO2 tổng hợp từ RHA biến tính Fe và ứng dụng xử lý Asen(III) trong nước” Sinh viên thực hiện: Phạm Thị Mỹ Thanh MSSV: B1303976 Đặng Phương Trang MSSV: B1303991 Lớp Hóa học 1 – Khóa 39

Ơ

Cán bộ phản biện: …………………………………………………………….

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

Trường Đại học Cần Thơ Khoa Khoa học Tự nhiên Bộ môn: Hóa học

Cộng Hòa Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam Độc lập – Tự do – Hạnh phúc ------

N

NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN

H N Y

TR ẦN

Nhận xét về nội dung luận văn tốt nghiệp: Đánh giá nội dung thực hiện đề tài: ………………………………………….. …………………………………………………………………………………

B

Những vấn đề còn hạn chế: …………………………………………..………

10 00

…………………………………………………………………………………

Nhận xét đối với sinh viên thực hiện đề tài:

-H

Ó

A

………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………

Kết luận, đề nghị và điểm:

Cán bộ phản biện

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Ý

………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………

Cần Thơ, ngày … tháng … năm 2016

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

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………

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

Đ ẠO

Nội dung nhận xét: Nhận xét về hình thức luận văn tốt nghiệp:

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

U

Tên đề tài: “Hạt SiO2 tổng hợp từ RHA biến tính Fe và ứng dụng xử lý Asen(III) trong nước” Sinh viên thực hiện: Phạm Thị Mỹ Thanh MSSV: B1303976 Đặng Phương Trang MSSV: B1303991 Lớp Hóa học 1 – Khóa 39

Ơ

Cán bộ phản biện: …………………………………………………………….

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

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

6

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 TẠ Con xin gửi lời cám ơn sâu sắc đến cha mẹ đã luôn ủng hộ, động viên và chăm lo cho con.

Ơ

Y

N

H

Em xin cảm ơn toàn thể quý thầy cô Bộ Môn Hóa Học, Khoa Khoa Học Tự Nhiên, trường Đại Học Cần Thơ đã dạy dỗ, truyền đạt những kiến thức quý báu trong suốt những năm em học tập tại trường.

N

Em xin chân thành cảm ơn thầy Lương Huỳnh Vủ Thanh đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo em trong suốt quá trình làm luận văn.

10 00

B

TR ẦN

H Ư

Sinh viên thực hiện

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Ý

-H

Ó

A

Phạm Thị Mỹ Thanh Đặng Phương Trang

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

N

http://daykemquynhon.ucoz.com

Cần Thơ, ngày… tháng … năm 2017

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

G

Đ ẠO

Xin cám ơn các bạn lớp Hóa Học K39 đã nhiệt tình hỗ trợ giúp đỡ trong suốt thời gian thực hiện luận văn tốt nghiệp.

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

U

Cảm ơn các anh chị và các bạn trong nhóm đề tài. Các anh chị và các bạn đã chia sẻ kiến thức, động viên, giúp đỡ cho chúng em trong suốt quá trình làm luận văn.

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

Ơ 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

10 00

B

TR ẦN

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

Từ khóa: RHA, tro trấu, Fe, As, hấp phụ, nano SiO2

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

Trong nghiên cứu này, từ tro vỏ trấu (RHA) tiến hành tổng hợp các hạt nano silica và hạt silica biến tính Fe. Mẫu nano silica và silica biến tính Fe được đem đo phổ nhiễu xạ tia X (XRD), quang phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FTIR) để xác định cấu trúc pha, thành phần pha, độ tinh khiết. Các hạt SiO2 chế tạo được có pha vô định hình, dạng hình cầu, kích thước hạt từ 15 - 20 nm và có độ tinh khiết cao. Diện tích bề mặt BET và Langmuir lần lượt là 62,4718 m2/g, 300,6351 m2/g. Các hạt Fe/SiO2 được tạo thành tốt nhất với điều kiện pH là 2,4, thời gian của quá trình tạo hạt là 90 phút, hàm lượng FeCl3.6H2O là 1 g và tốc độ khuấy là 600 vòng/phút. Các hạt Fe/SiO2 sử dụng để hấp phụ As(III) trong nước và đánh giá các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hấp phụ như thời gian, pH, lượng chất hấp phụ. Kết quả thí nghiệm cho thấy, các hạt Fe/SiO2 có thể loại bỏ 91,8% lượng As(III) với điều kiện tối ưu được tìm thấy ở pH 8,7, thời gian hấp phụ 30 phút và lượng chất hấp phụ tương ứng là 0,2 g.

N

TÓM TẮT

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

LỜI CAM ĐOAN

Ơ 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

Phạm Thị Mỹ Thanh Đặng Phương Trang

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

U

Y

N

H

Cần Thơ, ngày … tháng … năm 2017 Sinh viên thực hiện

N

Tôi xin cam kết luận văn này được hoàn thành dựa trên các kết quả nghiên cứu của tôi và các kết quả của nghiên cứu này chưa được dùng cho bất cứ luận văn cùng cấp nào khác.

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

1

1.1 Đặt vấn đề

1

1.2 Mục tiêu nghiên cứu

1

Chương 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1.3 Sơ lược về thành phần hóa học của tro trấu

3

TP

Đ ẠO

G H Ư

N

2.2.1 Nguyên tố Asen 2.2.2 Các dạng tồn tại của Asen

5 5

2.2.3.2 Tình hình ô nhiễm As ở Việt Nam

6

B

TR ẦN

2.2.3.1 Tình hình ô nhiễm As trên thế giới

10 00

7 8 9

A

2.3.1 Các phương pháp xử lý

Ó

8

-H

2.3.2 Một số công trình trong và ngoài nước

10

Ý

2.4 Tổng quan về hấp phụ

10

2.4.2 Các mô hình cơ bản của quá trình hấp phụ

10

2.4.2.1 Mô hình động học hấp phụ

10

2.4.2.2 Cân bằng hấp phụ- các mô hình đẳng nhiệt hấp phụ

11

a Phương trình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir

12

b Mô hình đẳng nhiệt hấp phụ Freundlich

14

c Mô hình đẳng nhiệt hấp phụ Tenkin

15

d Mô hình đẳng nhiệt hấp phụ Dubinin - Radushkevich (D - R)

15

2.4.3 Đặc điểm của hấp phụ trong môi trường nước

16

-L

2.4.1 Các khái niệm

ÁN TO

5 5

2.3 Các phương pháp xử lý

ÀN

5

2.2.3 Tổng quan tình hình ô nhiễm As

2.2.3.3 Ảnh hưởng của Asen đến sức khỏe con người

Đ

4

2.5 Một số công thức tính toán trong hấp phụ

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

2

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

2.1.2 Khai thác trấu và sử dụng trấu trong sản xuất công nghiệp

.Q

2

2.2 Tổng quan về Asen

IỄ N D

2.1.1 Giới thiệu chung về trấu và hiện trạng sử dụng trấu ở nước ta

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

U

Y

2

2.1.4 Đặc điểm cấu tạo và ứng dụng của SiO2

http://daykemquynhon.ucoz.com

Ơ

N

2

2.1 Tổng quan về tro, tro trấu và SiO2 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

Chương 1 GIỚI THIỆU

H

MỤC LỤC

16

iv

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

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

2.5.1 Dung lượng hấp phụ cân bằng

16

2.5.2 Hiệu suất hấp phụ

17

2.6 Điều chế hạt SiO2 từ RHA

17

Chương 3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ THỰC NGHIỆM

18

3.1 Phương tiện nghiên cứu

18

H

3.1.1 Địa điểm và thời gian tiến hành

N

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

Ơ

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

N

18

18

Y

3.2 Thực nghiệm

20 20

3.2.3.3 Ảnh hưởng của thời gian đến quá trình tạo hạt

20

N

3.2.3.2 Ảnh hưởng của hàm lượng Fe đến quá trình tạo hạt

H Ư

TR ẦN

3.2.3.4 Ảnh hưởng của tốc độ khuấy (vòng/phút) đến quá trình tạo hạt 21 3.2.4 Đánh giá tính chất hóa lý của hạt nano silica biến tính Fe

21

10 00

B

3.2.5 Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hấp phụ As của hạt nano silica biến tính Fe 21 21

3.2.5.2 Ảnh hưởng của thời gian đến quá trình hấp phụ As

21

A

3.2.5.1 Ảnh hưởng của pH đến quá trình hấp phụ As

Ó

3.2.5.3 Ảnh hưởng của lượng chất đến quá trình hấp phụ As

22

4.1 Kết quả điều chết vật liệu

22

4.1.1 Hạt nano silica SiO2

22

4.1.1.1 Kết quả đo TGA

22

4.1.1.2 Hiệu suất của quá trình tổng hợp silica từ RHA

23

4.1.1.3 Tính chất hóa lý của hạt nano silica

24

a Kết quả đo XRD

24

b Kết quả đo FTIR

24

c Kết quả chụp TEM

25

d Kết quả đo BET và Langmuir

26

4.1.2 Hạt silica biến tính Fe

27

4.1.2.1 Kết quả đo TGA

27

4.1.2.2 Kết quả đo XRD

28

ÁN

-L

Ý

-H

Chương 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

TO ÀN Đ

IỄ N

21

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

G

3.2.3.1 Ảnh hưởng của pH đến quá trình tạo hạt

Đ ẠO

3.2.3 Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tạo hạt nano silica biến tính 20

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

19

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

TP

3.2.2 Tổng hợp hạt nano silica biến tính Fe

http://daykemquynhon.ucoz.com

D

.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

3.2.1 Tổng hợp hạt nano silica từ vỏ tro trấu bằng phương pháp kết tủa 18

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

4.1.2.3 Kết quả đo FTIR

29

4.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tạo hạt silica biến tính 4.2.2 Ảnh hưởng của hàm lượng Fe đến quá trình tạo hạt

31

4.2.3 Ảnh hưởng của thời gian khuấy đến quá trình tạo hạt

32

4.2.4 Ảnh hưởng của tốc độ khuấy đến quá trình tạo hạt

33

Ơ

30

N

H

4.2.1 Ảnh hưởng của pH đến quá trình tạo hạt

N

30

G N

41

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Ý

-H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

TÀI LIỆU THAM KHẢO

40

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

39

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

4.3.3 Ảnh hưởng của lượng chất đến quá trình hấp phụ As

Đ ẠO

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

34

4.3.2 Ảnh hưởng của thời gian đến quá trình hấp phụ As Chương 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

http://daykemquynhon.ucoz.com

.Q

4.3.1 Ảnh hưởng của pH đến quá trình hấp phụ As

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

U

Y

4.3 Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hấp phụ As của hạt silica biến tính Fe 34

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

MỤC LỤC BẢNG Bảng 2.1: Thành phần hóa học của tro trấu xác định bởi huỳnh quang tia X (XRF) ................................................................................................................. 3

Ơ

H

Bảng 2.3: Các phương pháp xử lý As .............................................................. ..8

N

Bảng 2.2: Tổng quát về nguyên tố As ............................................................... 5

Y

N

Bảng 2.4: Một số phương trình đẳng nhiệt hấp phụ ........................................ 12

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 4.2: Kết qủa khảo sát sự ảnh hưởng của pH đến quá trình tạo hạt ......... 30

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

Bảng 4.5: Kết quả khảo sát sự ảnh hưởng của tốc độ khuấy đến quá trình tạo hạt ..........................................................................................................................33

TR ẦN

Bảng 4.6: Kết quả khảo sát sự ảnh hưởng của pH đến quá trình hấp phụ As ...................... ................................................................................................... 34

B

Bảng 4.7: Kết quả quá trình khảo sát sự ảnh hưởng của thời gian đến quá trình hấp phụ As ....................................................................................................... 36

10 00

Bảng 4.8: Các giá trị ln(Qe – Qt) theo thời gian............................................... 37 Bảng 4.9: Các giá trị t/Qt theo thời gian t ........................................................ 38

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Ý

-H

Ó

A

Bảng 4.10: Kết quả khảo sát sự ảnh hưởng của lượng chất hấp phụ đến quá trình hấp phụ As ....................................................................................................... 39

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

G

Bảng 4.4: Kết quả khảo sát sự ảnh hưởng của thời gian khấy đến quá trình tạo hạt.....................................................................................................................32

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

Đ ẠO

Bảng 4.3: Kết quả khảo sát sự ảnh hưởng của hàm lượng sắt đến quá trình tạo hạt..................................................................................................................... 31

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

U

Bảng 4.1: Khối lượng tro trấu và khối lượng nano silica thu được ................. 23

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

MỤC LỤC HÌNH Hình 2.1: Cây lúa và vỏ trấu .............................................................................. 2 Hình 2.2: Tro trấu sau khi đốt trấu trong không khí ở điều kiện thường .......... 3

N

H

Hình 2.5: Đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir .............................................. 13

Ơ

Hình 2.4: Cấu trúc tinh thể SiO2 ........................................................................ 4

N

Hình 2.3: Cấu trúc liên kết trên bề mặt của tro trấu .......................................... 4

Y

Hình 2.6: Đồ thị sự phụ thuộc của Ccb/q vào Ccb ............................................. 14

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

Hình 3.2: Quy trình điều chế hạt SiO2 biến tính Fe ......................................... 20

G

Hình 4.3: Phổ FTIR của hạt nano silica. .......................................................... 24

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

Hiǹ h 4.4: Ảnh TEM của mẫu với độ phóng đại 83.200 lần ............................ 25 Hình 4.5a: Biểu đồ biễu diễn diện tích bề mặt BET ........................................ 26

TR ẦN

Hình 4.5b: Biểu đồ biễu diễn diện tích bề mặt Langmuir ............................... 27 Hình 4.6: Đồ thị biểu diễn kết quả đo TGA của mẫu silica biến tính Fe…… 27

B

Hình 4.7: Giản đồ nhiễu xạ tia X của hạt nano silica biến tính Fe .................. 29

10 00

Hình 4.8: Phổ FTIR của hạt nano silica biến tính Fe ...................................... 29 Hình 4.9: Biểu đồ khảo sát sự ảnh hưởng của pH đến quá trình tạo hạt ......... 30

Ó

A

Hình 4.10 Biểu đồ khảo sát sự ảnh hưởng của hàm lượng Fe đến quá trình tạo hạt..................................................................................................................... 31

Ý

-H

Hình 4.11: Biểu đồ khảo sát sự ảnh hưởng của thời gian khấy đến quá trình tạo hạt…................................................................................................................. 32

ÁN

-L

Hình 4.12: Biểu đồ khảo sát sự ảnh hưởng của tốc độ khuấy đến quá trình tạo hạt…................................................................................................................. 33

TO

Hình 4.13: Biểu đồ khảo sát sự ảnh hưởng của pH đến quá trình hấp phụ As 34

D

IỄ N

Đ

ÀN

Hình 4.14: Giản đồ biễu diễn các dạng tồn tại của As trong nước .................. 35

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

Hình 4.2: Giản đồ nhiễu xạ tia X của hạt nano silica tổng hợp từ tro vỏ trấu . 24

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

Đ ẠO

Hình 4.1: Đồ thị biểu diễn kết quả đo TGA của mẫu ...................................... 22

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

.Q

U

Hình 3.1: Quy trình điều chế SiO2 bằng phương pháp kết tủa ........................ 19

Hình 4.15: Biểu đồ khảo sát sự ảnh hưởng của thời gian đến quá trình hấp phụ As..... ................................................................................................................ 36 Hình 4.16: Sự phụ thuộc của ln(Qe – Qt) theo thời gian t................................37 Hình 4.17: Sự phụ thuộc của t/Qt theo thời gian t ........................................... 38 Hình 4.18: Biểu đồ khảo sát sự ảnh hưởng của lượng chất hấp phụ đến quá trình hấp phụ As ....................................................................................................... 39

viii

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 TỪ VIẾT TẮT Brunauer–Emmett–Teller (đẳng nhiệt hấp phụ - khử hấp phụ nitơ)

ĐHCT

Đại học Cần Thơ

FTIR

Fourier Transform Infrared Spectroscopy: quang phổ hồng ngoại biến đổi Fourier

KHTN

Khoa học Tự nhiên

TEM

Transmission Electron Microscope: kính hiển vi điện tử truyền qua

TGA

Thermal Gravimetric Analysis: phân tích nhiệt trọng lượng

XRD

X-ray Diffraction: phổ nhiễu xạ tia X

RHA

Tro vỏ trấu

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

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Ý

-H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

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

N

H

Ơ

N

BET

ix

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

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

10

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 GIỚI THIỆU

Ơ

N

H

Ô nhiễm môi trường bao gồm ô nhiễm đất, ô nhiễm nước và ô nhiễm không khí. Trong ba loại ô nhiễm đó thì ô nhiễm nước là một vấn đề đáng quan tâm.

Nước giữ vai trò thiết yếu trong sinh hoạt sản xuất đồng thời tham gia chủ yếu vào các quá trình sống từ đơn giản đến phức tạp. Có nhiều tác nhân gây ô nhiễm nước trong đó có ô nhiễm kim loại đặc biệt là As.

N

1.1 Đặt vấn đề

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Ý

-H

Ó

A

10 00

B

Hiện nay, theo báo cáo của Tổ chức Nông Lương của Liên Hiệp Quốc (FAO) Việt Nam là nước sản xuất gạo đứng thứ hai trên thế giới. Do đó, lượng vỏ trấu được tạo ra hàng năm ở Việt Nam là rất lớn, khoảng 7 – 8 triệu tấn/năm, nó như một loại vật liệu thải của ngành nông nghiệp mà chưa được khai thác hợp lý nên rất lãng phí. Do đó, việc tận dụng tối đa nguồn tro vỏ trấu-một phụ phẩm nông nghiệp rẻ tiền chế tạo vật liệu hấp phụ xử lí các chất gây ô nhiễm nói chung và ion kim loại As nói riêng trong các nguồn nước đang được chú ý.

Theo một số tài liệu và khảo sát sơ bộ của một số nhà khoa học trong và ngoài nước cho thấy trong tro vỏ trấu có chứa một lượng lớn SiO2 với cấu trúc xốp và diện tích bề mặt riêng lớn nên có thể được sử dụng làm vật liệu hấp phụ rất tốt.

Nhằm tăng cường khả năng hấp phụ của hạt SiO2 chúng tôi đã tiến hành đề tài “Hạt SiO2 tổng hợp từ RHA biến tính Fe và ứng dụng xử lý asen(III) trong nước”.

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

TR ẦN

Trong nhiều phương pháp xử lý nguồn nước ô nhiễm bởi As thì phương pháp hấp phụ được lựa chọn và mang lại hiệu quả cao. Tuy nhiên làm thế nào để tổng hợp được vật liệu hấp phụ có khả năng hấp phụ tốt As với giá thành rẻ và quy trình đơn giản đang rất được quan tâm.

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

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

Đ ẠO

As được xem là nguyên tố vi lượng tồn tại tự nhiên trong môi trường. As rất cần thiết cho con người ở hàm lượng thấp. Tuy nhiên sự tồn tại của chúng ở hàm lượng lớn sẽ gây ô nhiễm môi trường, gây nhiều tác hại nghiêm trọng đến con người và sinh vật, đồng thời cũng là nguyên nhân gây ra nhiều bệnh hiểm nghèo như ung thư, đột biến…

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

U

Y

Trên thực tế, theo thống kê từ các nghiên cứu trên thế giới vấn đề ô nhiễm As trong nước ngầm được phát hiện ở nhiều nơi trên thế giới như Achentina, Mêhicô, Chilê, Mỹ, Canada, Trung Quốc, Đài Loan, Thái Lan, Ấn Độ, Bangladet và Việt Nam, v.v…với nồng độ lớn hơn 50 g/L [1].

1.2 Mục tiêu nghiên cứu Nghiên cứu này được tiến hành với mục tiêu: - Tổng hợp hạt nano silica từ tro vỏ trấu - Tổng hợp hạt silica biến tính Fe - Đánh giá tính chất lý hóa của hạt silica biến tính Fe - Khảo sát khả năng hấp phụ As của hạt nano silica biến tính Fe

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

Chương 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Tổng quan về trấu, tro trấu và SiO2

Ơ

-H

2.1.2 Khai thác trấu và sử dụng trấu trong sản xuất công nghiệp

Ý

-L

ÁN

TO ÀN Đ

IỄ N D

Hiện nay, trấu đã được tận dụng làm nhiên liệu trong các lò đốt (nhà máy nhiệt điện, lò sản xuất gạch,…), trong sản xuất giấy,… Tuy nhiên, một vấn đề gặp phải trong các nhà máy nhiệt điện sử dụng trấu làm chất đốt là lượng phế phẩm tro trấu thải ra sau quá trình đốt, nung là rất lớn. Phế phẩm này là rất khó xử lý, do chứa một lượng lớn SiO2, nên hầu hết được thải ra môi trường. Trong nhiều năm gần đây, tận dụng tro trấu từ vỏ trấu vào các ngành sản xuất khác nhau đã được tập trung nghiên cứu. Hiện nay, tro trấu cũng đã được sử dụng có hiệu quả trong các ngành công nghiệp như: công nghiệp sản xuất xi măng, chế biến cao su, công nghiệp thép để sản xuất các loại thép tấm chất lượng cao và vật liệu cách nhiệt [2]. Một số loại tro trấu chất lượng cao đã được sản xuất thành công để làm phụ gia hoạt tính nhằm nâng cao chất lượng cho bê tông xi măng [3-5]. Tro trấu cũng được ứng dụng để sản xuất viên nhiên liệu [6] hoặc sản xuất nhiên liệu lỏng [7]. Điều đặc biệt của SiO2 thu hồi từ tro trấu là khả năng phục hồi và tái sinh cao, giá thành rẻ. Với nhiều ứng dụng như thế nên việc nghiên cứu thu hồi SiO2 có nhiều ý nghĩa thực tế.

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

Ó

A

Hình 2.1 Cây lúa và vỏ trấu

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

Từ lâu, vỏ trấu đã là một loại chất đốt rất quen thuộc với người dân. Chất đốt từ vỏ trấu được sử dụng rất nhiều trong cả sinh hoạt lẫn hoạt động sản xuất.

Trấu là nguồn nguyên liệu rất dồi dào và rẻ tiền.

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

.Q

U

Y

N

H

Trấu là lớp vỏ ngoài cùng của hạt lúa và được tách ra trong quá trình xay xát. Trong vỏ trấu chứa khoảng 75% chất hữu cơ dễ bay hơi sẽ cháy trong quá trình đốt và khoảng 25% còn lại chuyển thành tro. Chất hữu cơ chứa chủ yếu là cellulose, lignin và Hemi – cellulose (90%), ngoài ra có thêm thành phần khác như hợp chất nitơ và vô cơ. Lignin chiếm khoảng 25 – 30% và cellulose chiếm khoảng 35 – 40%.

N

2.1.1 Giới thiệu chung về trấu và hiện trạng sử dụng trấu ở nước ta

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

2.1.3 Sơ lược về thành phần hóa học của tro trấu

-H

Ó

A

Bảng 2.1 Thành phần hóa học của tro trấu xác định bởi huỳnh quang tia X (XRF) [8]

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Ý

Thành phần hóa học của tro trấu

Thành phần %

SiO2

89,00

Al2O3

1,20

Fe2O3

1,28

K2 O

1,22

CaO

1,00

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

10 00

B

TR ẦN

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

Đối với mỗi 1.000 kg thóc xay, khoảng 220 kg (22%) của vỏ trấu được tạo ra, và khi vỏ này được nung trong ở những điều kiện cụ thể ở nhiệt độ cao, khoảng 55 kg (25%) của tro trấu được tạo ra. Thành phần hóa học của tro trấu thành phẩm phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: loại vỏ trấu, điều kiện xử lý ban đầu của vỏ trấu, điều kiện đốt của vỏ trấu…Tùy thành phần hóa học của tro trấu chế tạo được ở các điều kiện khác nhau thì khác nhau, nhưng không có sự chênh lệch nhiều. SiO2 là chất chiếm tỉ lệ cao nhất vể phần trăm khối lượng trong thành phần tro trấu sau khi nung, chiếm khoảng 80 - 90% và còn lại là những hợp chất vô cơ khác.

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

G

Hình 2.2 Tro trấu sau khi đốt trong không khí ở điều kiện thường

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

Tro trấu là một sản phẩm của quá trình đốt cháy vỏ trấu trong không khí.

Vỏ trấu sau khi cháy các thành phần hữu cơ sẽ chuyển thành C, CO, CO2 và H2O và phần còn lại là tro chứa các thành phần oxit kim loại và cacbon (than).

Tro trấu có cấu trúc của silica ở dạng tinh thể hoặc vô định hình, có bề mặt xốp, màu trắng hoặc trắng xám, các thông số vật lý như: khối lượng riêng, diện tích bề mặt… đều phụ thuộc vào quá trình chế tạo và nhiệt độ nung trấu. Ngoài thành phần chính là SiO2, các hợp chất vô cơ và carbon, trên bề mặt tro trấu còn có các nhóm hydroxyl (-OH).

3

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

-H

Ý

-L

ÁN

TO ÀN Đ

IỄ N D

SiO2 không tồn tại dưới dạng phân tử riêng rẽ mà tồn tại dưới dạng tinh thể hoặc vô định hình, nghĩa là dưới dạng một phân tử khổng lồ. Trong tự nhiên, ở điều kiện thường nó có dạng tinh thể là thạch anh, triđimit và cristobalit. Mỗi dạng đa hình này lại có hai dạng: dạng α bền ở nhiệt độ thấp, dạng β bền ở nhiệt độ cao. Đa số SiO2 tổng hợp nhân tạo đều được tạo ra ở dạng bột hoặc dạng keo và có cấu trúc vô định hình. Tất cả những dạng tinh thể này đều bao gồm những nhóm tứ diện SiO4 nối với nhau qua những nguyên tử O chung. Trong tứ diện SiO4, nguyên tử Si nằm ở tâm của tứ diện liên kết cộng hóa trị với bốn nguyên tử O nằm ở các đỉnh của tứ diện. Như vậy mỗi nguyên tử O liên kết với hai nguyên tử Si ở hai tứ diện khác nhau và tính trung bình cứ trên một nguyên tử Si có hai nguyên tử O và công thức kinh nghiệm của silica là SiO2. Silica bất kì dạng nào đã nóng chảy hoặc khi nung khi để nguội chậm đến nhiệt độ hóa mềm, đều thu được một loại vật liệu vô định hình giống như thủy tinh.

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

Ó

Hình 2.4: Cấu trúc tinh thể SiO2 [10]

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

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

2.1.4 Đặc điểm cấu tạo và ứng dụng của SiO2

Đ ẠO

Hình 2.3 Cấu trúc liên kết trên bề mặt của tro trấu [9].

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

U

Y

N

H

Ơ

N

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

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

2.2 Tổng quan về As 2.2.1 Nguyên tố As

Ơ

H

Asen trong nước không màu, không mùi, không vị, khó phân hủy. Asen mang độc tính tương tự như một số kim loại nặng như chì và thủy ngân.

N

Asen hay còn gọi là thạch tín, là nguyên tố hình thành tự nhiên trong vỏ trái đất [11].

Y

N

Trong tự nhiên asen tồn tại ở ba dạng thù hình: anpha-màu vàng, beta-màu đen, gama-màu xám. Dạng vô cơ độc hơn dạng hữu cơ.

Tên, ký hiệu, số

Á kim

G

Nhóm, chu kì, khối

H Ư

N

Khối lượng riêng, độ cứng

5727 kg/m3, 3.5 Màu xám kim loại

TR ẦN

Màu sắc

15, 4, p

2.2.2 Các dạng tồn tại của As

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Ý

-H

Ó

A

10 00

B

Trong môi trường nước, asen tồn tại chủ yếu ở hai trạng thái oxi hóa là +3 và +5, thường gọi là As(III) và As(V). Các dạng As(V) chủ yếu là AsO43-, HAsO42-, H2AsO4- và H3AsO4, còn As(III) tồn tại chủ yếu ở các dạng As(OH)3 (hay H3AsO3) As(OH)4-, AsO2OH2- và AsO33-. Thế oxi hóa khử và pH của môi trường là các yếu tố quyết định dạng nào tồn tại là chủ yếu. Nếu chỉ xét trạng thái oxi hóa thì As(III) chiếm ưu thế trong môi trường khử yếm khí như trong nước ngầm, còn As(V) là dạng tồn tại chính và bền trong môi trường hiếu khí giàu oxy. H3AsO4 tồn tại ở các dạng anion khác nhau phụ thuộc vào pH của dung dịch: H3AsO4 (pH < 2), H2AsO4- (pH = 2 - 7), HAsO42- (pH = 7 - 11) và AsO43- (pH > 12). Trong các quá trình xử lý, người ta điều khiển pH và thế oxi hóa khử của môi trường để chuyển As về As(III) hay As(V), chuyển từ dạng mang điện sang dạng trung hòa tùy thuộc vào mục đích xử lý [12].

2.2.3 Tổng quan tình hình ô nhiễm As

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

Phân loại

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

Đ ẠO

Asen, As, 33

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

U TP

Tổng quát

http://daykemquynhon.ucoz.com

D

.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

Bảng 2.2 Tổng quát về nguyên tố As[11]

2.2.3.1 Tình hình ô nhiễm As trên thế giới

Sự ô nhiễm asen trong nguồn nước đang là một trong những mối quan tâm hàng đầu của một số quốc gia trên thế giới như Bangladet, Ấn độ, Trung Quốc, Thái Lan, Campuchia, Mỹ, Việt Nam[13,14]… theo tổ chứ Y tế Thế Giới (WHO) giới hạn cho phép sự có mặt của As trong nước sinh hoạt là 0,01 mg/L. Nguồn nước ngầm có nồng độ As rất lớn từ 0,5 – 5000 μg/L được tìm thấy trên 70 quốc gia trên thế giới.

Năm 1953, Trung Quốc phát hiện trường hợp bệnh nhân nhiễm độc As đầu tiên. Đến năm 1993 mới có 1546 nạn nhân của căn bệnh Asenicosis ( bệnh 5

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 00

B

Vấn đề ô nhiễm As trong nước ngầm ở Việt nam những năm gần đây đã được nhiều tổ chức và các nhà nghiên cứu trong nước, nước ngoài quan tâm.

Nhiều nghiên cứu đã cho thấy nước ngầm được sử dụng nhiều ở đồng bằng sông Hồng và sông Cửu Long cho các mục đích sinh hoạt và sản xuất đang đứng trước nguy cơ ô nhiễm As tự nhiên.

A

Ó

-H

Ý

-L

ÁN

TO ÀN Đ

IỄ N D

Một nghiên cứu trên diện rộng ở đồng bằng sông Hồng do Trung tâm Nghiên cứu Công nghệ Môi trường và Phát triển Bền vững (CETASD), Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội kết hợp với các chuyên gia thuộc Viện Khoa học và Công nghệ Nước (Eawag), Liên bang Thuỵ Sĩ đã tiến hành (từ năm 2005 đến 2007) khảo sát ngẫu nhiên trên toàn khu vực đồng bằng sông Hồng. Kết quả phân tích cho thấy hàm lượng As có sự thay đổi trong một khoảng rất rộng, từ mức nhỏ hơn < 0,1 µg/L cho tới hơn 810 µg/L. Trong đó, 73% số mẫu có hàm lượng nhỏ hơn 10 µg/L, đạt tiêu chuẩn nước uống về As của Bộ Y tế Việt Nam, 16% số mẫu có lượng As nằm trong khoảng 10–50 µg/L, 8% số mẫu có lượng As nằm trong khoảng 50–200 µg/l, và 3% số mẫu có lượng As rất cao, lớn hơn 200 µg/L [17].

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

2.2.3.2 Tình hình ô nhiễm As ở Việt Nam

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

TR ẦN

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

Quá trình tiếp xúc và sử dụng nguồn nước nhiễm As đang đe dọa tính mạng hàng triệu người dân của các nước ở khu vực Đông Nam Á và thế giới.

Do vậy, cần phải có giải pháp xử lý loại bỏ As ra khỏi nguồn nước sinh hoạt nhằm nâng cao chất lượng cuộc sống của người dân.

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

Ở Tây Bengal, trên 40 triệu người có nguy cơ nhiễm độc As do sống trong các khu vực có nồng độ As cao gấp 370 lần nồng độ cho phép của tổ chức Y tế Thế Giới. Con số bệnh nhân nhiễm độc As ở Archentina cũng có tới 20.000 người. Ngay cả các nước phát triển mạnh như Mỹ, Nhật Bản cũng đang phải đối phó với thực trạng ô nhiễm As. Ở Mỹ, theo những nghiên cứu mới nhất cho thấy trên 3 triệu người dân Mỹ có nguy cơ nhiễm độc As, mức độ nhiễm As trong nước uống dao động từ 0,045 – 0,092 mg/L. Còn ở Nhật Bản, những nạn nhân đầu tiên có triệu chứng nhiễm As đã được phát hiện từ năm 1971, cho đến năm 1995 đã có 217 nạn nhân chết vì As [16].

N

nhiễm độc As) nhưng cho đến thời điểm này đã phát hiện 13.500 bệnh nhân trong số 558.000 người được kiểm tra ở 462 làng thuộc 47 vùng bị liệt vào khu vực nhiễm As cao. Số liệu thống kê cho thấy 88% nhiễm qua thực phẩm, 5% từ không khí và 7% từ nước uống. Hàm lượng As tối đa thu được trong nước uống là 4,43 mg/L gấp tới 443 lần giá trị As cho phép của tổ chức y tế thế giới WHO (10 μg/L) [15].

Tuy nhiên sự ô nhiễm đó lại tập trung chủ yếu tại vùng bờ trái sông Hồng, xuyên qua một số tỉnh đông dân như Hà Tây, Hà Nam, Hà Nội, Nam Định, Hưng Yên và Thái Bình. Nhiều giếng khoan ở vùng này có hàm lượng As cao khoảng 200–300 µg/L (gấp 20–30 lần tiêu chuẩn nước uống). Phía lưu vực sông Đuống cũng xuất hiện giải ô nhiễm với mức độ nhẹ hơn. Đó là địa phận tỉnh Bắc Ninh và Hải Dương. Các khu vực ven vùng núi trung du, ven biển có chiều hướng ít bị nhiễm As trong nước giếng khoan. Phần trăm số mẫu có hàm lượng As vượt tiêu chuẩn của nước ngầm là 45% tại Hà Nam, 28% tại Hà Tây, 17% 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

-H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

As đi vào cơ thể con người chủ yếu là do ăn uống, trong đó con đường phổ biến nhất là thông qua sử dụng nước. Các nguồn nước nếu chứa nhiều As khi đi vào cơ thể nó sẽ tích lũy theo thời gian và khi liều lượng đã đủ lớn nó sẽ gây bệnh [19,20]. Theo các nhà dược học, khi liều lượng As đi vào cơ thể đạt tới 65 mg/L thì con người sẽ bị nhiễm độc cấp tính và tử vong [20-22]. Nếu liều lượng As nhỏ nhưng cứ tích lũy theo thời gian, chúng sẽ đạt đến giới hạn nguy hiểm và phát bệnh với những triệu trứng thường gặp như nôn mửa, đau đớn… As dạng nguyên tố khi được đưa vào cơ thể rất khó hấp thụ và phần lớn được triệt tiêu ở nguyên dạng hoặc bị cơ thể thải ra. Các hợp chất As hòa tan trong nước được hấp thụ nhanh chóng từ hệ thống tiêu hóa. As vô cơ khi vào cơ thể có thể được tích lũy ở da, xương và cơ bắp. Chu kỳ phân hủy của nó trong cơ thể người là 20 đến 40 ngày.

Ý

-L

ÁN

TO ÀN Đ

IỄ N D

Y học thế giới đã chứng minh, người nhiễm độc As dễ mắc các chứng bênh về ung thư da, phổi, xoang, viêm rang, khớp… hiện nay ở Bawngladet và một số nước trên thế giới đang có rất nhiều người bị các bệnh này [23-27]. Ở Thái Lan viện nghiên cứu lâm sàng tại vùng Ronphiboon được phát hiện gần 1000 người bị nhiễm độc As mãn tính, trong đó 1 người đã chết và 20 người bị ung thư da. Hơn 80% học sinh có hàm lượng As cao trong tóc và móng tay.

Nhiễm độc As cấp của con người chủ yếu phụ thuộc vào nhịp độ đào thải khỏi cơ thể của các hợp chất Arsin được coi là dạng độc nhất của As, sau đó đến Arsenite (As3+), Asenate (As5+). Liều tử vong đối với người khoảng từ 1,5 mg/kg trọng lượng cơ thể. Nhiễm độc As cấp xảy ra do uống nước với liều từ 1,2 mg/L đến 2,1 mg/L đã được y học ghi nhận.

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

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

2.2.3.3 Ảnh hưởng của Asen đến sức khỏe con người

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

G

Đ ẠO

TP

Đây là minh chứng rõ nhất cho việc hằng ngày có hàng triệu người dân đang tiếp xúc và sử dụng nguồn nước bị ô nhiễm phục vụ cho mục đích sinh hoạt. Đây là thực trạng đáng báo động, cần có biện pháp xử lý để loại bỏ As khỏi nguồn nước sinh hoạt.

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

Y

N

H

Theo báo cáo của Bộ Tài nguyên và môi trường, các tình thuộc khu vực đồng bằng sông Cửu Long như An Giang, Cần Thơ, Sóc Trăng, Bến Tre, Vĩnh Long, Tiền Giang có nơi có nồng độ asen > 0,05mg/ L [18]. Các tỉnh Thanh Hóa, Nghệ An, Hà Tĩnh cũng có nhiều nơi bị nhiễm As, nồng độ As có nơi đạt 0,5 mg/L.

N

tại Hưng Yên, 10% tại Nam Định và Bắc Ninh. Các tỉnh còn lại có tỉ lệ này nhỏ hơn 10%. Tuy nhiên, các tỷ lệ ô nhiễm ở từng khu vực sẽ thay đổi nhiều khi cỡ mẫu khảo sát tăng lên. Nhiều mẫu nước tại các khu vực liền kề nhau có hàm lượng thạch tín rất cao (> 200 µg/L). Ví dụ, tại các huyện Đan Phượng, Hoài Đức, Thanh Oai, Thường Tín, Phú Xuyên (Hà Tây), Duy Tiên, Lý Nhân (Hà Nam). Có những xã tỉ lệ giếng ô nhiễm thạch tín cao gần 100%.

Ở Nhật Bản, khi xét nghiệm lâm sàng cho 29 người uống nước giếng bị nhiễm As thì có 27 người (93%) mắc bệnh sạm da (melanois) và bệnh sừng hóa gan bàn chân (Palmoplantar Hykerkeratosis) [28]. Trên thực tế, các hợp chất có As đi vào cơ thể thường thông qua con đường nước uống và thực phẩm. Đây là 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

một con đường thuận lợi cho việc nhiễm độc As vì hằng ngày chúng ta luôn phải ăn uống để duy trì sự sống.

2.3 Các phương pháp xử lý As

Ơ

Y

N

H

Hầu hết các phương pháp xử lí As đều liên quan đến kết tủa và lọc, sử dụng muối kim loại hoặc làm mềm nước bằng vôi. Phương pháp xử lí này rất có hiệu quả đối với các chất rắn lơ lửng và hòa tan ngoài As như độ đục, sắt, mangan, phốt phát và florua [29].

N

2.3.1 Các phương pháp xử lý

Cả ba cơ chế này có thể sử dụng độc lập với quá trình loại bỏ chất ô nhiễm

10 00

B

[29].

Bảng 2.3 Các phương pháp xử lý As Hóa chất Phạm vi ứng sử dụng dụng

Ưu điểm

Nhược điểm

1. Tạo kết tủa

Sắt (III)

Trong quá trình xử lý có thể loại bỏ một phần As hoặc có thể bổ sung trực tiếp các yếu tố gây kết tủa từ ngoài vào Kết tủa As dưới dạng sản phẩm không tan chỉ có thể thực hiện được với As (V)

Có thể xử lý nhanh chóng As, quy trình tương đối đơn giản

Tiêu tốn nhiều hóa chất Có thể làm tắt nghẽn các công trình phía sau Ảnh hưởng đén nước sau xử lý Cần oxy hóa triệt để As (III) thành As (V)

Nguồn nước có chứa As có nồng độ khoáng thấp (<500

Không cần điều chỉnh pH của nước trong quá trình xử lý

Không có lợi thế về mặt kinh tế nếu nồng độ sunfat >250

-H

Ó

A

Phương pháp

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Ý

Mangan

2. Phương pháp trao đổi ion

Các anionit mạnh dạng Cl-

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

TR ẦN

H Ư

Kết tủa: sự hình thành của các hợp chất ít tan như AlAsO4 hoặc FeAsO4 Cộng kết: kết hợp các dạng As tan vào các pha hydroxit kim loại.

Hấp phụ: sự liên kết tĩnh điện hoặc các lực vật lí khác của As tan với bề mặt các hạt hydroxit kim loại.

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

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

Trong quá trình keo tụ và lắng/lọc As được loại bỏ thông qua ba cơ chế chính:

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

Muối kim loại thường dùng là muối nhôm và muối sắt clorua, hoặc sunphat. Hiệu quả xử lí As bằng muối nhôm hoặc muối sắt ở quy mô phòng thí nghiệm đạt hiệu quả xử lí đến 99% ở các điều kiện tối ưu và nồng độ As còn lại dưới 1 mg/L. Còn đối với các hệ xử lí thực tiễn ngoài môi trườn thì đạt hiệu quả thấp hơn, khoảng 50%-90% [29].

8

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

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

Chi phí tương đối thấp ᵧ- Al2O3 có tính hấp phụ chọn lọc đối với các hợp chất của As

Khó khăn trong việc tái sinh ᵧ- Al2O3

N

Y

A

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Ý

-H

Ó

Trong các phương pháp xử lí thì phương pháp hấp phụ được ưu tiên vì dễ áp dụng và mang lại hiệu quả cao. Có nhiều công trình trong và ngoài nước đã được thực hiện nằm loại bỏ As ra khỏi môi trường nước bằng phương pháp hấp phụ. Điển hình như: “ Nghiên cứu biến tính than hoạt tính bằng MnO2 và TiO2 làm vật liệu xử lý asen và amoni trong môi trường nước” của Vũ Thị Thu Trang - Đại học Quốc Gia Hà nội (2015), “Nghiên cứu tổng hợp một số oxit hỗn hợp chứa Fe (Fe-Mn, Fe-Ti, Fe-Nd) kích thước nanomet ứng dụng để xử lý As trong nước sinh hoạt” của Phạm Ngọc Chức- Viện Hàn Lâm Khoa Học và Công Nghệ Việt Nam, (Hà Nôi 2016). “Nghiên cứu xử lý asen trong nước ngầm ở một số vùng nông thôn bằng hydroxyt sắt (III)” của Nguyễn Mạnh Khải, Nguyễn Xuân Huân, Lê Thị ngọc Anh - khoa môi trường , Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên, Đại Học Quốc Gia Hà nội. “Nghiên cứu khả năng xử lý asen (As) trong nước ô nhiễm bằng sản phẩm đất phong hóa nhiệt đới”- Nguyễn Thị Hằng Nga, Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2014.

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

Việc áp dụng đưa các loài thực vật vào xử lý As còn hạn chế.

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

H Ư

N B

TR ẦN

Khả năng tích lũy kim loại nặng, hàm lượng As lên đến 5,786 ppm

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

Mỏ than Núi Hồng, mỏ thiếc xã Hà Thượng

U

157 loài thực vật, có 2 loài thuộc họ dương xỉ và màn trầu

.Q

4. Phương pháp sinh học

TP

Với các nguồn nước có độ khoáng cao, phương pháp hấp phụ tỏ ra có hiệu quả do tính tương tác đặc thù của hệ

Đ ẠO

Các oxit kim lọai như sắt, nhôm, mangan, hay hỗn hợp các oxit trên Sử dụng phổ biến là ᵧ-Al2O3

G

3. Phương pháp hấp phụ ᵧAl2O3

N

mg/L và tổng lượng cặn vượt 500 mg/L Tiềm ẩn nguy cơ đẩy As ra khỏi nhựa trao đổi

Ơ

Có thể sử dụng muối ăn để tái sinh chất trao đổi ion với hiệu quả cao

H

mg/L) và ít sunfat (<25 mg/L)

2.3.2 Một số công trình trong nước và ngoài nước

IỄ N D

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

10 00

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

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

Bên cạnh đó, ở ngoài nước cũng có các công trình nghiên cứu tạo vật liệu biến tính dựa trên nền SiO2 biến tính và xử lí môi trường như: “Preparation of porous Fe2O3/SiO2 nanocomposite abrasives and their chemical” của các nhà nghiên cứu Hu Li, Hong Lei, Ruling Chen, “Low-cost Fe/SiO2 catalysts for 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

Ơ

N

continuous Fenton processes” của các tác giả F. Martínez a, R. Molinaa, M.I. Parientea, J.A. Siles b, J.A. Meleroa và “Fe2O3–SiO2 composites obtained by sol–gel synthesis” bởi các nhà khoa học Cecilia Savii, Mihaela Popovici và các cộng sự. Các công trình trên tuy nghiên cứu chế tạo được vật liệu có khả năng hấp phụ tốt tuy nhiên quy trình thực hiện còn khá phức tạp và chưa được áp dụng rộng rãi trên thực tế.

N

H

2.4 Tổng quan về hấp phụ

-L

2.4.2.1 Mô hình động học hấp phụ

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

Trong môi trường nước, quá trình hấp phụ xảy ra chủ yếu trên bề mặt của chất hấp phụ, vì vậy quá trình động học hấp phụ xảy ra theo một loạt các giai đoạn kế tiếp nhau: khuếch tán trong dung dịch, khuếch tán màng, khuếch tán trong mao quản, hấp phụ.

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

Ý

2.4.2 Các mô hình cơ bản của quá trình hấp phụ

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

-H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

Hấp phụ là sự tích lũy chất trên bề mặt phân cách các pha (rắn – khí, rắn – lỏng, khí – lỏng, lỏng – lỏng). Trong đó: - Chất hấp phụ: là chất mà phần tử ở lớp bề mặt có khả năng hút các phần tử của pha khác nằm tiếp xúc với nó.

- Chất bị hấp phụ: là chất bị hút khỏi pha thể tích đến tập trung trên bề mặt chất hấp phụ - Pha mang: hỗn hợp tiếp xúc với chất hấp phụ - Dung lượng hấp phụ cân bằng: là khối lượng chất bị hấp phụ trên một đơn vị khối lượng chất hấp phụ ở trạng thái cân bằng dưới các điều kiện nồng độ và nhiệt độ cho trước.

- Dung lượng hấp phụ bão hòa: là dung lượng nằm ở trạng thái cân bằng.

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

H Ư

N

2.4.1 Các khái niệm

http://daykemquynhon.ucoz.com

D

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

Hiện nay có rất nhiều phương pháp xử lý nước thải, trong đó bao gồm phương pháp xử lý sinh học, phương pháp hóa lý và phương pháp hóa học.

Trong đó phương pháp hấp phụ là một phương pháp xử lý đang được chú ý nhiều trong thời gian gần đây do nhiều đặc điểm ưu việt của nó. Vật liệu hấp phụ có thể chế tạo từ các nguồn nguyên liệu tự nhiên và các phụ phẩm nông, công nghiệp sẵn có và dễ kiếm, quy trình xử lý đơn giản, công nghệ xử lý không đòi hỏi thiết bị phức tạp và quá trình xử lý không đưa thêm vào môi trường những tác nhân độc hại.

Trong tất cả các giai đoạn đó, giai đoạn nào có tốc độ chậm nhất sẽ quyết định hay khống chế chủ yếu toàn bộ quá trình hấp phụ. Với hệ hấp phụ trong môi trường nước, quá trình khuếch tán thường là chậm do đó đóng vai trò quyết định. Động học hấp phụ: diễn biến nồng độ chất bị hấp phụ (còn lại trong dung dịch) theo thời gian. Đường cong động học hấp phụ: Trong quá trình hấp phụ, nồng độ chất bị hấp phụ (C) giảm dần. Nếu biểu diễn C theo t ta có đường cong động học. Việc 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

xác định động học hấp phụ giúp đánh giá được tốc độ quá trình hấp phụ nhanh hay chậm. Đường động học hấp phụ biểu diễn biến thiên nồng độ trên đồ thị C - t hoặc biến thiên dung lượng hấp phụ trên đồ thị Q - t nhằm xác định thời gian đạt cân bằng. Xác định được thời gian đạt cân bằng để làm thí nghiệm xây dựng đường đẳng nhiệt hấp phụ.

Dưới đây xem xét một số trường hợp riêng của phương trình động học trên.

TR ẦN

H Ư

Khi n = 1 thì phương trình (1) có dạng:

N

http://daykemquynhon.ucoz.com

G

Phương trình động học hấp phụ biểu kiến bậc một:

Ln Qe – Qt = -kt + ln Qe

10 00

B

Nên

Đây là phương trình động học hấp phụ biểu kiến bậc một

A

* Phương trình động học hấp phụ biểu kiến bậc một:

Hoặc

Hay

ÁN

-L

Ý

-H

Ó

Khi n = 2 lấy đạo hàm của (1) ta được

IỄ N

Đ

ÀN

TO

Đây là phương trình động học biểu kiến bậc 2 2.4.2.2 Cân bằng hấp phụ- Các mô hình đẳng nhiệt hấp phụ

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

Đ ẠO

n: bậc phản ứng

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

TP

Trong đó: Ce: nồng độ dung dịch asen chuẩn tại thời điểm cân bằng.

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

D

.Q

(1)

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

U

Y

N

H

Ơ

N

Đối với quá trình hấp phụ đơn phân tử ta có, tốc độ hấp phụ:

Quá trình hấp phụ là một quá trình thuận nghịch. Các phần tử chất bị hấp phụ khi đã hấp phụ trên bề mặt chất hấp phụ vẫn có thể di chuyển trở lại pha mang. Theo thời gian, lượng chất bị hấp phụ tích tụ trên bề mặt chất rắn càng nhiều thì tốc độ di chuyển ngược trở lại pha mang càng lớn. Đến một thời điểm nào đó, tốc độ hấp phụ bằng tốc độ giải hấp thì quá trình hấp phụ đạt cân bằng.

Một số phương trình đẳng nhiệt hấp phụ thông dụng nhất áp dụng cho hệ hấp phụ rắn - khí được nêu ở Bảng 2.4

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

Bảng 2.4 Một số phương trình đẳng nhiệt hấp

Vật lý hóa học

và

Henry

Vật lý hóa học

và

Freundlich

Vật lý hóa học

Shlygin-Frumkin-Temkin

Hóa học

N

H

Ơ

N

Langmuir

TR ẦN

B

10 00

A

-H

Ó

a. Phương trình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir

-L

Ý

Phương trình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir là phương trình mô tả cân bằng hấp phụ đầu tiên được thiết lập bằng lý thuyết. Phương trình Langmuir được xây dựng dựa trên các giả thuyết:

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

1. Tiểu phân bị hấp phụ liên kết với bề mặt của chất hấp phụ tại những trung tâm xác định.

2. Mỗi trung tâm chỉ hấp phụ một tiểu phân.

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

G N H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

Trong các phương trình trên: v: thể tích chất bị hấp phụ, đặc trưng cho đại lượng hấp phụ thường biểu diễn bằng cm3 ở điều kiện tiêu chuẩn m, v : đại lượng hấp phụ cực đại p : áp suất chất bị hấp phụ ở pha khí  : độ che phủ; a, b, k, k’, n, C, Co: các hằng số po: áp suất hơi bão hòa của chất bị hấp phụ ở trạng thái lỏng tinh khiết ở cùng nhiệt độ

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

Vật lý

Brunauer-Emmett-Teller (BET)

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

TP

.Q

U

và

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

D

Bản chất của sự hấp phụ

Phương trình

Y

Tên phương trình

3. Bề mặt chất hấp phụ là đồng nhất, nghĩa là năng lượng hấp phụ trên các tiểu phân là như nhau và không phụ thuộc vào sự có mặt của các tiểu phân hấp phụ trên các trung tâm bên cạnh.

Phương trình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir nêu ở Bảng 2.3 được xây dựng cho hệ hấp phụ rắn – khí. Tuy nhiên, phương trình trên cũng có thể áp dụng cho hấp phụ trong môi trường nước. Khi đó có thể biểu diễn phương trình Langmuir như sau:

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

Trong đó: q, qmax : dung lượng hấp phụ cân bằng, dung lượng hấp phụ cực đại (mg/g) : độ che phủ; b: hằng số Langmuir

N

Ccb: nồng độ chất bị hấp phụ khi đạt cân bằng hấp phụ (mg/L)

H

Ơ

Phương trình Langmuir chỉ ra hai tính chất đặc trưng của hệ:

Y

N

+ Trong vùng nồng độ nhỏ: b . Ccb << 1 thì q = qmax . b . Ccb mô tả vùng hấp phụ tuyến tính

Hình 2.5 Đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir

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

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Ý

-H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

Xây dựng đồ thị sự phụ thuộc của Ccb/q vào Ccb sẽ xác định được các hằng số b và qmax trong phương trình. Đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir và đồ thị sự phụ thuộc của Ccb/q vào Ccb có dạng như Hình 2.5 và 2.6:

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

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

Đ ẠO

Khi nồng độ chất bị hấp phụ nằm giữa hai giới hạn trên thì đường đẳng nhiệt biểu diễn là một đoạn cong. Để xác định các hằng số trong phương trình đẳng nhiệt Langmuir, đưa phương trình (2) về dạng phương trình đường thẳng:

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

U

+ Trong vùng nồng độ cao: b . Ccb >> 1 thì q = qmax mô tả vùng hấp phụ bão hòa

13

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

b. Mô hình đẳng nhiệt hấp phụ Freundlich

10 00

B

Mô hình Freundlich là một phương trình kinh nghiệm áp dụng cho sự hấp phụ trên bề mặt không đồng nhất.

Ó

A

Trong đó:

-H

x là khối lượng chất bị hấp phụ.

Ý

m là khối lượng chất hấp phụ

-L

Ce là nồng độ cân bằng của dung dịch.

ÁN

Qe là dung lượng cân bằng hấp phụ của chất bị hấp phụ.

Đường đẳng nhiệt hấp phụ Freundlich có thể được viết lại như sau:

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

KF và n là các hằng số Freundlich đặc trưng dung lượng hấp phụ và cường độ (lực) hấp phụ.

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

H Ư

Phương trình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir có dạng đơn giản, cho phép giải thích khá thỏa đáng các số liệu thực nghiệm.

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

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

Đ ẠO

Hình 2.6 Đồ thị sự phụ thuộc của Ccb/q vào Ccb

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

U

Y

N

H

Ơ

N

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

Giá trị của KF và n có thể được tính theo đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc giữa lnQe và lnCe bằng phương pháp hồi quy tuyến tính từ các số liệu thực nghiệm.

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

Ơ

N

H

Mô hình đẳng nhiệt Tempkin giả định rằng: nhiệt hấp thụ của tất cả các phân tử trên bề mặt vật liệu giảm tuyến tính với mật độ bao phủ do tương tác giữa chất hấp phụ và chất bị hấp phụ và sự hấp phụ được đặc trưng bởi sự phân bố đồng đều của các nguồn năng lượng liên kết, cho đến một số năng lượng liên kết tối đa [21-29]. Đường đẳng nhiệt Temkin được biểu diễn bởi phương trình sau đây:

N

c. Mô hình đẳng nhiệt hấp phụ Temkin

TR ẦN

Mô hình đẳng nhiệt D–R là mô hình thực nghiệm được dùng để xác định bản chất của quá trình hấp phụ (vật lý hoặc hóa học). Dạng tuyến tính của mô hình D-R được trình bày như phương trình sau đây:

10 00

B

ln Qe  ln Qm   . 2

-L

Ý

-H

Ó

A

Trong đó, Qe (mg/g) là lượng chất bị hấp phụ trên một đơn vị khối lượng vật liệu hấp phụ, Qm (mg/g) là khả năng hấp phụ tối đa,  là hằng số của năng lượng hấp phụ (mol2/J2), có liên quan đến năng lượng trung bình của mỗi mol chất hấp phụ trên một mol chất bị hấp phụ, và ε là thế Polanyi, được mô tả như sau: ε = RT ln (1 +

1 ) Ce

ÀN

TO

ÁN

Trong đó, T là nhiệt độ dung dịch (K) và R là hằng số khí và có giá trị là 8,314.10-3 kJ/mol.K. Giá trị của năng lượng hấp phụ trung bình, E (kJ/mol), có thể được tính toán từ D-R theo tham số  như sau:

IỄ N

Đ

E

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

d. Mô hình đẳng nhiệt hấp phụ Dubinin–Radushkevich (D–R)

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

TP Đ ẠO

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

Trong đó: B = R.T/bT, T là nhiệt độ tuyệt đối (K), R là hằng số khí (có giá trị bằng 8,314.10-3 kJ/mol.K), bT là hằng số Temkin, có liên quan đến nhiệt hấp phụ (kJ/mol). Mô hình hấp phụ đẳng nhiệt Temkin được lựa chọn để đánh giá khả năng hấp phụ của chất hấp phụ đối với các chất bị hấp phụ.

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

U

.Q

Phương trình (3) có thể được thể hiện dưới dạng tuyến tính như sau:

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

D

Y

(3)

1 (kJ/mol) 2

Giá trị của năng lượng hấp phụ trung bình cho biết bản chất của quá trình hấp phụ. Khi giá trị E nhỏ hơn 8 kJ/mol thì quá trình hấp phụ là hấp phụ vật lý và 8 - 16 kJ/mol là quá trình hấp phụ hóa học.

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

2.4.3 Đặc điểm của hấp phụ trong môi trường nước

Ơ

A

10 00

B

Đối với các hợp chất hữu cơ, trong môi trường nước chúng có độ tan khác nhau do đó khả năng hấp phụ chúng trên vật liệu hấp phụ là khác nhau. Phần lớn các chất hữu cơ tồn tại trong nước dạng phân tử trung hòa, ít bị phân cực nên quá trình hấp phụ trên vật liệu hấp phụ đối với chất hữu cơ chủ yếu theo cơ chế hấp phụ vật lý. Khả năng hấp phụ các chất hữu cơ trên vật liệu hấp phụ phụ thuộc vào: pH của môi trường, lượng chất hấp phụ, nồng độ chất bị hấp phụ …

-H

Ó

2.5 Một số công thức tính toán trong hấp phụ 2.5.1 Dung lượng hấp phụ cân bằng

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Ý

Dung lượng hấp phụ cân bằng là khối lượng chất bị hấp phụ trên một đơn vị khối lượng chất hấp phụ ở trạng thái cân bằng trong điều kiện xác định về nồng độ và nhiệt độ.

Qe 

C0  Ce .V m

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

TR ẦN

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

Tính chọn lọc và tính cạnh tranh của quá trình hấp phụ trong môi trường nước bị ảnh hưởng bởi mối tương quan giữa chất hấp phụ và chất bị hấp phụ.

Ngoài ra, tính chọn lọc cạnh tranh còn phụ thuộc vào kích thước phần tử của chất hấp phụ và chất bị hấp phụ.

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

Hấp phụ trong môi trường nước bị ảnh hưởng nhiều bởi pH của môi trường. Sự biến đổi pH dẫn đến sự biến đổi về bản chất của chất bị hấp phụ. Các chất có tính axit yếu, bazơ yếu hoặc lưỡng tính sẽ bị phân ly để tích điện âm, dương hoặc trung hòa. Sự biến đổi pH cũng ảnh hưởng đến các nhóm chức bề mặt của chất hấp phụ do sự phân ly các nhóm chức. Các yếu tố đó sẽ ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ và tốc độ hấp phụ khi biến đổi pH của hệ.

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

U

Y

N

H

Thông thường, do nồng độ chất tan là nhỏ nên khi tiếp xúc với chất hấp phụ, các phân tử nước lập tức chiếm chỗ trên toàn bộ bề mặt chất hấp phụ.

Các chất bị hấp phụ chỉ có thể đẩy các phân tử nước để chiếm chỗ, khi tương tác giữa chúng với chất hấp phụ đủ mạnh. Vì vậy cơ chế hấp phụ trong môi trường nước là cơ chế hấp phụ cạnh tranh và chọn lọc.

N

Hấp phụ trong môi trường nước là hấp phụ hỗn hợp vì ngoài các phần tử chất tan còn có các phân tử dung môi (các phân tử nước). Quá trình hấp phụ là kết quả của những tương tác giữa nước, chất tan và chất hấp phụ.

Trong đó: Qe: Dung lượng hấp phụ lúc đạt trạng thái cân bằng (mg/g) V: Thể tích chất bị hấp phụ (L) m: Khối lượng chất hấp phụ (g) Co và Ce: Nồng độ của chất bị hấp phụ tại thời điểm ban đầu và lúc cân bằng (mg/L)

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

2.5.2 Hiệu suất hấp phụ Hiệu suất hấp phụ là tỉ số giữa nồng độ dung dịch sau hấp phụ và nồng độ dung dịch ban đầu:

N

C0  Ce .100% C0

Ơ

H% 

N

H

2.6 Tình hình nghiên cứu hạt SiO2 biến tính Fe

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

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Ý

-H

Ó

A

Tuy nhiên, ở Việt Nam các vật liệu này vẫn chưa được nghiên cứu và áp dụng rộng rãi trong thực tế. Nhìn chung, các vật liệu hấp phụ thường được chế tạo thành các hạt có kích thước nano hoặc các hạt nano được gắn trên bề mặt của chất mang và đòi hỏi chất mang phải có diện tích bề mặt lớn và tương tác mạnh với các hạt này. Mục đích của việc này là làm tăng diện tích tiếp xúc và tăng độ bền của các hạt hấp phụ. Kết quả của việc này là hiệu quả hấp phụ As của vật liệu tăng lên đáng kể.

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

10 00

B

Gần đây, các vật liệu nano trên cơ sở oxit sắt (ví dụ, -Fe2O3; nano oxit sắt trên carbon nanotube, chitosan và hỗn hợp của oxit sắt với oxit khác...) cho thấy hiệu quả hấp phụ As rất tốt (Addo Ntim and Mitra, 2011; Cao, Qu et al., 2012; Gupta, Yunus et al., 2013) và đã có những triển khai thực tế tại các nước tiên tiến trên thế giới (Anjali Gupta, 2013).

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

Việc loại bỏ As trong nước là rất cần thiết để bảo vệ sức khỏe cho người sử dụng. Để loại bỏ As trong môi trường nước các kĩ thuật hóa học, hóa lý và hóa sinh thường được áp dụng như: oxi hóa/kết tủa; đông tụ/kết tủa; lọc nano thẩm thấu ngược, điện phân, hấp phụ, trao đổi ion; chiết dung môi và xử lý sinh học. Trong đó phương pháp hấp phụ được đánh giá cao và sử dụng phổ biến để hấp phụ As bởi chi phí thực hiện thấp, có khả năng loại bỏ As ở nồng độ cao, chất hấp phụ có thể tái sử dụng nhiều lần và ít tạo ra chất độc hại sau quá trình xử lý (Addo Ntim and Mitra, 2011; Nguyễn Trung Thành, 2014). Tuy nhiên, đối với phương pháp hấp phụ As, hiệu quả của quá trình phụ thuộc rất lớn vào kỹ thuật chế tạo vật liệu và kinh nghiệm của người tổng hợp vật liệu. Ngoài ra, thời gian cho quá trình hấp phụ hóa học As đạt cân bằng được diễn ra rất chậm (Cao, Qu et al., 2012). Do đó, tìm kiếm vật liệu tiên tiến trong hấp phụ As vẫn còn là một thách lớn đối với nhân loại.

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

Chương 3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ THỰC NGHIỆM 3.1 Phương tiện nghiên cứu

N

H

Thời gian: tháng 12/2016 đến tháng 04/2017

Ơ

Đề tài được tiến hành tại Phòng thí nghiệm Vật liệu nano và composite thuộc khoa Công nghệ – Trường Đại học Cần Thơ.

N

3.1.1 Địa điểm và thời gian tiến hành

.Q

TP

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

Tro trấu sau khi lấy về từ một lò gạch ở Quận Cái Răng, Thành phố Cần Thơ được làm sạch để loại bỏ tạp chất, sau đó bảo quản kín để tránh tiếp xúc với hơi nước. Tro trấu được nghiền mịn, rây qua sang rây có kích thước lỗ 0,25 mm. Sau khi cân 10 g tro trấu bằng cân 2 số Sartorius TE412 thì cho 10 g tro trấu đã được rây vào cốc thủy tinh chịu nhiệt 500 mL, tiếp tục cho vào cốc 100 mL dung dịch NaOH nồng độ 3 M. Tiến hành đun hỗn hợp trên bằng máy khuấy từ gia nhiệt trong thời gian 1 giờ, chỉnh nhiệt độ hiển thị trên máy khuấy từ ở 100 C, tốc độ khuấy 400 vòng/phút. Trong quá trình đun, khuấy, cho thêm nước cất hai lần vào để giữ nguyên thể tích hỗn hợp ban đầu. Sau khi đun xong, thêm từ từ 100 mL nước cất hai lần vào cốc và tiếp tục khuấy ở nhiệt độ phòng trong thời gian khoảng 20 phút để làm nguội hỗn hợp. Tiến hành lọc dung dịch 3 lần bằng giấy lọc thường thu được dung dịch có màu vàng nhạt. Toàn bộ dung dịch sau khi lọc cho vào cốc 500 mL rồi khuấy từ với tốc độ khuấy 600 vòng/phút, đồng thời nhỏ từng giọt dung dịch HCl 2,5 M từ buret vào cốc cho đến khi dung dịch trong cốc có pH 6 (thử bằng giấy pH) và kết tủa trắng thì ngừng khuấy. Lọc bằng máy lọc chân không, sau đó rửa kết tủa thu được thật kĩ bằng nước cất hai lần và cồn tuyệt đối. Bột ướt thu được sau đó được sấy trong tủ sấy Memmert ở 120 C trong 12 tiếng, sản phẩm nhận được cuối cùng là bột khô màu trắng, nghiền mịn mẫu bột khô bằng cối và chày. Mẫu bột khô thu được là những hạt nano silica.

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

3.2.1 Tổng hợp hạt nano silica từ vỏ tro trấu bằng phương pháp kết tủa

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

U

Y

3.2 Thực nghiệm

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

100 ml NaOH 3M

10 g RHA

H

Ơ

N

Khuấy ở 100 ºC trong 1 giờ

Lọc, rửa, sấy

SiO2

B

Hình 3.1: Quy trình điều chế SiO2 bằng phương pháp kết tủa.

10 00

3.2.2 Tổng hợp hạt nano silica biến tính Fe

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Ý

-H

Ó

A

Từ hạt nano silica thu được từ RHA tiến hành biến tính Fe. Cho 1 g SiO2 được cân bằng cân 4 số Sartorius CP224S vào cốc thủy tinh 100 mL, tiếp tục cho vào cốc hỗn hợp 37,5 mL C2H5OH:H2O (tỷ lệ 4:1, tiến hành khuấy liên tục hỗn hợp trên máy khuấy từ, chỉnh tốc độ khuấy hiển thị trên máy khuấy từ là 600 vòng/phút. Khuấy 30 phút, thêm 1 g Fe vào hỗn hợp trên và tiếp tục khuấy trong 1 giờ. Sau 1 giờ nhỏ từng giọt NH4OH vào để điều chỉnh pH đến 2,4 (dùng máy đo pH cầm tay để xác định pH). Lọc chân không, sấy kết tủa thu được ở 60 ºC trong 24 giờ, sản phẩm cuối cùng là bột khô có màu vàng nâu là những hạt silica biến tính.

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

N

TR ẦN

Kết tủa

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

G

Khuấy

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

TP 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

Lọc, thu dung dịch màu vàng nhạt

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

.Q

U

Y

N

Thêm 100 mL nước cất và khuấy ở 20ºC trong 20 phút

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

37,5 mL C2H5OH/H2O (4:1)

1 g SiO2

Ơ

N

Khuấy 30 phút

N

H

1 g FeCl3.6H2O

B

3.2.3 Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tạo hạt nano silica biến tính

10 00

3.2.3.1 Ảnh hưởng của pH đến quá trình tạo hạt

-H

Ó

A

Để xét xem pH có ảnh hưởng như thế nào đối với hiệu suất của quá trình tạo hạt ta làm như sau: Thực hiện quy trình như trên với 1 g SiO2, 37,5 mL C2H5OH:H2O (4:1), 1 g FeCl3.6H2O, khuấy ở 600 vòng/phút trong 90 phút và pH thay đổi trong khoảng từ 1,5 đến 3,5.

Ý

3.2.3.2 Ảnh hưởng của hàm lượng Fe đến quá trình tạo hạt

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Để xét xem hàm lượng Fe có ảnh hưởng thế nào đối với hiệu suất của quá trình tạo hạt ta làm như sau: Thực hiện quy trình như trên với 1 g SiO2, 37,5 mL C2H5OH:H2O (4:1), pH của quá trình được chọn là 2,4, khuấy ở 600 vòng/phút trong 90 phút và thay đổi hàm lượng FeCl3.6H2O trong khoảng từ 0,5 g đến 1,5 g.

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

TR ẦN

Hình 3.2: Quy trình điều chế hạt SiO2 biến tính Fe.

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

N

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

SiO2 biến tính

G

Đ ẠO

Lọc sấy

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

U TP

.Q

NH4OH điều chỉnh pH đến 2,4

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

D

Y

Khuấy 1 giờ

3.2.3.3 Ảnh hưởng của thời gian đến quá trình tạo hạt Để xét xem thời gian có ảnh hưởng thế nào đối với hiệu suất của quá trình tạo hạt ta làm như sau: Thực hiện quy trình như trên với 1 g SiO2, 37,5 mL C2H5OH:H2O (4:1), pH của quá trình được chọn là 2,4, 1 g FeCl3.6H2O, khuấy ở 600 vòng/phút và thay đổi thời gian trong khoảng từ 30 phút đến 270 phút.

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

N

H

3.2.4 Đánh giá tính chất hóa lý của hạt nano silica biến tính Fe

Ơ

Để xét xem tốc độ khuấy có ảnh hưởng thế nào đối với hiệu suất của quá trình tạo hạt ta làm như sau: Thực hiện quy trình như trên với 1 g SiO2, 37,5 mL C2H5OH:H2O (4:1), pH của quá trình được chọn là 2,4, 1 g FeCl3.6H2O, khuấy trong 90 phút với tốc độ khuấy thay đổi trong khoảng 400 vòng/phút đến 800 vòng/phút.

N

3.2.3.4 Ảnh hưởng của tốc độ khuấy(vòng/phút) đến quá trình tạo hạt

TR ẦN

H Ư

Diện tích bề mặt BET của mẫu được đo BET tại Đại học Bách Khoa Thành phố Hồ Chí Minh 3.2.5 Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hấp phụ As của hạt nano silica biến tính Fe

B

3.2.5.1 Ảnh hưởng của pH đến quá trình hấp phụ As

-H

Ó

A

10 00

Tiến hành sự hấp phụ trong các điều kiện: khối lượng hạt nano silica biến tính sắt là 0,1 g, dung dịch As có nồng độ là 100 mg/L, khuấy các dụng dịch ở thời gian 30 phút, dùng dung dịch HCl và NaOH để điều chỉnh ở các pH khác nhau: 3, 5, 8,7 và 10. Lọc lấy dung dịch, xác định nồng độ As còn lại trong mỗi dung dịch bằng phương pháp đo ICP. Sau đó tìm ra pH tối ưu cho sự hấp phụ.

Ý

3.2.5.2 Ảnh hưởng của thời gian đến quá trình hấp phụ As

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Tiến hành sự hấp phụ ở các điều kiện: khối lượng hạt nano silica biến tính sắt là 0,1 g, dung dịch As nồng độ là 100 mg/L, pH dung dịch là 8,7, tiến hành khuấy các dung dịch ở các khoảng thời gian khác nhau: 3, 5, 15, 30, 60 và 90 phút. Lọc lấy dung dịch, xác định nồng độ As của các dụng dịch bằng phương pháp đo ICP. Từ đó tìm ra thời gian tối ưu cho quá trình hấp phụ.

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

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

Hình thái và kích thước hạt của mẫu được đem chụp ảnh TEM tại Phòng thí nghiệm Siêu cấu trúc – Viện Vệ sinh Dịch Tễ Trung Ương.

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

Đ ẠO

TP

Lượng nước ngậm trong mẫu, bao gồm cả nước liên kết vật lý và nước liên kết hóa học được đo TGA tại phòng thí nghiệm phân tích Khoa Công Nghệ - Đại học Cần Thơ.

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

Y

Cấu trúc pha, thành phần pha và độ tinh khiết của mẫu được khảo sát bằng máy XRD - Khoa Khoa học Tự nhiên (KHTN) – Đại học Cần Thơ (ĐHCT) và máy Nicole 6700- FTIR (khoa KHTN - ĐHCT).

3.2.5.3 Ảnh hưởng của lượng chất hấp phụ đến quá trình hấp phụ As Tiến hành sự hấp phụ ở các điều kiện: dung dịch As có nồng độ là 100 mg/L, pH của dung dịch hấp phụ là 8,7, khấy các dung dịch ở thời gian 30 phút với khổi lượng hạt nano silica biến tính sắt khác nhau: 0,025, 0,05, 0,1, 0,2 và 0,4 g. Lọc lấy dug dịch, xác định nồng độ As còn lại trong từng dung dịch bằng phương pháp đo ICP. Từ đó tìm ra lượng chất tối ưu cho quá trình hấp phụ.

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

Chương 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 4.1 Kết quả điều chế vật liệu 4.1.1 Hạt nano silica SiO2

Ơ

N

Thực hiện quy trình điều chế hạt nano SiO2 từ RHA theo quy trình trên ở mục 3.2.1. Kết quả như sau:

N

H

4.1.1.1 Kết quả đo TGA

Hình 4.1 Đồ thị biểu diễn kết quả đo TGA của mẫu

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Ý

-H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

Do đó, trong 6,18 g mẫu ban đầu thì khối lượng của SiO2 là 4,5 g tức 78,3%.

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

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

Từ 100 đến 580ºC mẫu đã mất đi 6,0% khối lượng. Sự giảm này có thể là do sự mất nước hóa học trong các hydroxit hoặc các tạp chất hữu cơ có trong mẫu.

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

Đ ẠO

TP

Trong khoảng từ 50 đến 100ºC khối lượng của mẫu giảm từ 6,2 g còn lại 5,2 g (mất khoảng 15,7% khối lượng). Khối lượng mất đi là nước liên kết vật lý trong mẫu do quá trình gia nhiệt.

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

Y

Mẫu nano silica sau khi tổng hợp được đo TGA và kết quả được trình bày trong hình 4.1. Từ hình 4.1 cho thấy khối lượng mẫu giảm mạnh ở khoảng nhiệt độ từ 50 đến 100 ºC, sau đó tiếp tục giảm đều đến 580 ºC.

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

4.1.1.2 Hiệu suất của quá trình tổng hợp hạt nano silica từ RHA

N

Từ tro trấu phế thải, SiO2 đã được thu hồi thành nano SiO2 bằng cách tách SiO2 từ tro trấu bằng dung dịch NaOH 3 M, khuấy và đun trong 1 giờ ở 100 C; kết tủa SiO2 bằng dung dịch HCl 2,5 M đến pH 6; rửa kết tủa bằng nước cất hai lần và cồn tuyệt đối cho kết quả như sau:

H N Y

Khối lượng nano silica thu được (g)

Khối lượng tro trấu (g)

H Ư

10,02  10,04  10,02  10,03  0,01( g ) 3

TR ẦN

mRHA =

10 00

B

Khối lượng nano silica thu được trung bình là: 9,13  9, 21  9, 23  9,19  0,05 ( g ) msilica = 3

A

Khối lượng nano silica thực sự thu được: mthực tế = (9,19  0,05) . 78,32%  7,20  0,04 (g)

-H

Ó

Khối lượng nano silica thu được theo lý thuyết là: mlý thuyết = (10,03  0,01) . 89%  8,93  0,01 (g)

-L

Ý

Hiệu suất của quá trình tổng hợp nano silica từ RHA là:

ÁN

Hiệu suất =

7, 20  0,04 .100%  80,63  0, 45% 8,93  0,01

IỄ N

Đ

ÀN

TO

Quy trình nghiên cứu tổng hợp hạt nano silica từ RHA này đạt hiệu suất khá cao là 80,63% gần bằng với kết quả nghiên cứu của Nasser A.M. Barakat và các cộng sự (2015) là 81%, tuy nhiên quá trình tổng hợp lại đơn giản và tiết kiệm thời gian rất nhiều so với các nghiên cứu tổng hợp trước đó. Hơn thế nữa, do nguồn nguyên liệu được sử dụng trong nghiên cứu này là phế phẩm sau khi đốt trấu ở cơ sở sản xuất gạch nên tạp chất sẽ có và chế độ đốt cũng không được giữ cố định nên tổng lượng SiO2 có trong mẫu ban đầu cũng sẽ giao động ít nhiều, tuy nhiên kết quả cũng rất đáng quan tâm nếu so với các nghiên cứu khác khi họ sử dụng nguồn trấu sạch và điều chỉnh chế độ đốt tại phòng thí nghiệm.

Do đó, quy trình thu hồi SiO2 từ tro trấu trong nghiên cứu này là rất khả quan.

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

9,23

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

9,21 MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

10,02

.Q

3

TP

10,04

Đ ẠO

2

9,13

G

10,02

Khối lượng tro trấu trung bình thu được:

http://daykemquynhon.ucoz.com

D

1

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

U

Lần

Ơ

Bảng 4.1 Khối lượng tro trấu và khối lượng nano silica thu được

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

4.1.1.3 Tính chất hóa lý của hạt nano silica a. Kết quả đo XRD

ÁN

b. Kết quả đo FTIR

TO ÀN Đ

IỄ N D

Phổ FTIR của nano silica được trình bày trong Hình 4.3. Kết quả cho thấy đỉnh phổ tại số sóng 797,22 và 1075,72 cm-1 là do dao động đối xứng và bất đối xứng của liên kết Si-O-Si. Đỉnh phổ tại 471,64 cm-1 là do dao động uốn của SiO-Si. Đỉnh phổ có số sóng tại 3.459,01 cm-1 là do dao động kéo dãn của nhóm O-H. Đỉnh phổ có số sóng tại 1.637,85 cm-1 là do dao động uốn của nhóm OH (Sharma và Jeevanandam, 2013). Đỉnh phổ có số sóng tại 960,09 cm-1 là do dao động kéo dãn của liên kết Si-OH.. Không có đỉnh nào được tìm thấy ở giữa số sóng 2.500 và 3.000 cm-1 chứng tỏ không có hợp chất gốc hữu cơ trong mẫu nano silica hay nói cách khác mẫu có độ tinh khiết cao.

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

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

-L

Ý

Hình 4.2 Giản đồ nhiễu xạ tia X của hạt nano silica tổng hợp từ tro vỏ trấu

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

-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

Phổ nhiễu xạ tia X của nano silica tổng hợp được trình bày trong Hình 4.2.

Với đỉnh nhiễu xạ đặc trưng của nano silica nằm giữa 22 và 23 (2θ)( JCPDS data card No. 01-086-1561) và độ rộng bán phổ của đỉnh nhiễu xạ lớn, điều này chứng chứng tỏ hạt tinh thể có kích thước nhỏ. Cường độ đỉnh nhiễu xạ yếu cho thấy phần lớn SiO2 trong mẫu ở trạng thái vô định hình. Hình 4.2 cho thấy chỉ có đỉnh nhiễu xạ duy nhất của nano silica mà không có các đỉnh nhiễu xạ của các chất khác như kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ và cacbon, điều này chứng tỏ mẫu nano silica có độ tinh khiết cao. Kết quả nghiên cứu này phù hợp với kết quả của Jinfeng Sun và các đồng sự (2017).

N

Mẫu sau khi tổng hợp được đo XRD. Kết quả được trình bày ở Hình 4.2 Dựa vào Hình 4.2 cho thấy:

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

40 36 32

Ơ

N

24

1637

U TP

1075

0 3400

2900

2400

1900

1400

Đ ẠO

3900

-1

Số sóng (cm )

900

471 400

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

Hình 4.3 Phổ FTIR của hạt nano silica

10 00

B

TR ẦN

H Ư

Các đỉnh phổ trên đều phù hợp với kết quả phổ FTIR trong nghiên cứu của Nguyễn Trí Tuấn và các đồng sự. Ngoài ra, kết quả tại Hình 4.3 không có sự xuất hiện của đỉnh phổ có số sóng tại 2365 cm-1 là dao động của P-H của axit photphoric và còn có thêm đỉnh phổ có số sóng tại 960,09 cm-1 là dao động kéo dãn của liên kết Si-OH. Kết quả đo phổ FTIR một lần nữa khẳng định độ tinh khiết cao của mẫu. c. Kết quả chụp ảnh TEM

ÁN

-L

Ý

-H

Ó

A

Kết quả chụp ảnh hiển vi truyền qua (TEM) của mẫu nano silica được trình bày trong Hình 4.4 cho thấy các hạt nano silica có hình thái dạng cầu, các hạt có độ đồng nhất cao với kích thước hạt dao động từ 12 đến 20 nm, các hạt phân bố tập trung, kết tụ lại với nhau tạo thành những đám hạt có dạng xốp. Sự kết tụ của các hạt có thể do liên kết hydro tạo thành giữa các nhóm OH trên bề mặt các hạt. Sự hiện diện của các hạt silica dạng hình cầu kích thước hạt nano tạo nên một cấu trúc có nhiều lỗ rỗng, độ xốp cao.

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

So với các nghiên cứu trước đây của các nhà khoa học như: Nasser A.M. Barakat tổng hợp nano silica từ RHA với các hạt có kích thước trung bình 30 nm hay S. Music tổng hợp các hạt nano silica từ dung dịch natri silicat với kích thước hạt 15 - 30 nm, hạt nano silica trong nghiên cứu này có kích thước nhỏ hơn được tổng hợp với quy trình đơn giản và điều kiện ít khắc nghiệt hơn.

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

4

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

8

Y

960 3459

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

12

797

N

16

H

20

.Q

% truyền qua

28

25

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

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

Kết quả đo BET và Langmuir được biểu diễn ở Hình 4.5a và 4.5b cho thấy:

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Ý

-H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

- Hạt nano silica có diện tích bề mặt khá lớn.

- Diện tích bề mặt BET tính toán được là 62,4718 m2/g - Diện tích bề mặt Langmuir là 300,6351 m2/g

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

G

d. Kết quả đo BET và Langmuir

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

Hình 4.4 Ảnh TEM của mẫu với độ phóng đại 83.200 lần

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 4.5a Biểu đồ biểu diễn diện tích bề mặt BET

26

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

4.1.2 Hạt nano silica biến tính Fe

10 00

B

Sau khi điều chế hạt nano SiO2 từ RHA, nhưng hạt nano silica này được đem đi biến tính với Fe và thu được kết quả như sau: 4.1.2.1 Kết quả đo TGA

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Ý

-H

Ó

A

Mẫu Fe/nano SiO2 sau khi tổng hợp được đo TGA và kết quả được trình bày trong hình 4.6.

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

TR ẦN

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

Diện tích bề mặt lớn thuận lợi cho quá trình hấp phụ As trong nước. Tuy nhiên, S. Music và các đồng sự (2011) đã tổng hợp thành công hạt nano SiO 2 vô định hình từ dung dịch natri silicat với diện tích bề mặt BET là 130 m2/g, lớn hơn gấp đôi so với kết quả thu được. Điều đó cho thấy nguồn nguyên liệu khác nhau cũng sẽ có ảnh hưởng đến việc tổng hợp nano silica.

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

Hình 4.5b Biểu đồ biểu diễn diện tích bề mặt Langmuir

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 4.6 Đồ thị biểu diễn kết quả đo TGA của mẫu 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 đồ thị thấy được:

4.1.2.2 Kết quả đo XRD

-H

Ó

A

Kết quả đo XRD của hạt Fe/SiO2 được trình bày trong Hình 4.7. Dựa vào giản đồ có thể xác định được:

-L

Ý

- Giản đồ có đỉnh nhiễu xạ đặc trưng của silica nằm giữa 22 và 23 (2θ). Ở đỉnh nhiễu xạ 45 là đặc trưng của Fe (JCPDS data No. 06-0696).

- Cường độ đỉnh nhiễu xạ yếu cho thấy mẫu gần như vô định hình.

ÁN

TO ÀN Đ

IỄ N D

- Ở đỉnh nhiễu xạ khoảng 25 – 28 phát sinh là do sự có mặt của silic vô định hình và sự kết tinh không hoàn chỉnh của SiO2 biến tính Fe nguyên nhân là do sử dụng nhiệt độ thấp trong quá trình điều chế vật liệu (100 C) (Saiyasombat, C.; Petchsang,N.; Tang, I.M., Hodak, J.H 2008)

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

10 00

B

Ở khoảng nhiệt độ từ 500 đến 600 ºC mẫu vẫn đang nóng chảy tuy nhiên có sự hấp thu nhiệt ở khoảng 550 ºC. Điều này cho thấy mẫu có sự tồn tại của chất hữu cơ nhưng với lượng vô cùng nhỏ.

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

TR ẦN

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

Đ ẠO

Mẫu liên tục thu nhiệt ở khoảng nhiệt độ từ 0 đến 300ºC bởi vì ngoài việc cần năng lượng để nước bay hơi mẫu còn cần rất nhiều năng lượng để thực hiện quá trình chuyển pha từ dạng vô định hình thành nóng chảy. Dễ dàng nhận thấy rằng khi nhiệt độ từ 300 đến 400ºC khối lượng của mẫu đang giảm đều tuy nhiên lại không có sự hiện diện của peak trong khoảng đó nguyên nhân là do mẫu đã nhận năng lượng nhiều và đang nóng chảy. Ở khoảng hơn 400 ºC mẫu có sự tỏa nhiệt với đỉnh peak hẹp cho thấy có thể có phản ứng hóa học xảy ra ở nhiệt độ này do đó trên giản đồ sau hiệu ứng thu nhiệt là hiệu ứng tỏa nhiệt.

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

U

Y

N

H

Ở nhiệt độ từ 0 đến 100 ºC khối lượng mất đi là 12,94% khối lượng đó chính là khối lượng của nước liên kết vật lý với mẫu. Ở nhiệt độ từ 100 ºC đến 300 ºC khối lượng mất đi là 14,22% gồm cả hai lần 5,48% và 8,74% chính là khối lượng nước liên kết hóa học với mẫu. Trong trường hợp này thì việc giảm khối lượng 2 lần có thể là do nước liên kết hóa học với SiO2 và với cả Fe vì thông thường nếu chỉ có nước liên kết hóa học với SiO2 thì kết quả sẽ chỉ thu được 01 lần giảm khối lượng trong khoảng nhiệt độ này. Ở khoảng nhiệt độ từ 0 đến 300 ºC mẫu đang thu nhiệt bởi ở nhiệt độ này nước đang dần bay hơi nên cần nhiều năng lượng cho quá trình bay hơi đó.

N

Tổng khối lượng mất đi của mẫu trong quá trình là: 12,94 + 5,48 + 8,74 = 27,16%.

- Giản đồ có đỉnh nhiễu xạ của silica và Fe tuy nhiên vẫn có các đỉnh nhiễu xạ của Fe(III) ở các đỉnh 25, 34, 50 và 55.Tuy nhiên, mẫu oxit sắt thu được cũng không phải là Fe3O4 (khi so sánh với phổ XRD chuẩn của Fe3O4-JCP2:03065-3107).

28

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

-L

Ý

-H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

Kết quả đo FTIR của hạt Fe/SiO2 được trình bày trong Hình 4.8. Kết quả cho thấy đỉnh phổ tại số sóng 630 cm-1 tương ứng với dao động Fe-O-Fe (Shen, Cai et al., 2012). Đỉnh phổ có số sóng tại 1.637,85 cm-1 là do dao động uốn của nhóm O-H (Sharma và Jeevanandam, 2013). Đỉnh phổ ở số sóng 1000 và 1188 cm-1 tương ứng với dao động của SiO2 (Shen, Cai et al., 2012). Đỉnh phổ tại 471,64 cm-1 là do dao động uốn của Si-O-Si. Đỉnh phổ có số sóng tại 3.459,01 cm-1 là do dao động kéo dãn của nhóm O-H ((Ibrahim, El-Hemaly et al., 1980).

Không có đỉnh nào được tìm thấy ở giữa số sóng 2.500 và 3.000 cm-1 chứng tỏ không có hợp chất gốc hữu cơ trong mẫu nano silica biến tính Fe. Qua đó cho thấy mẫu có độ tinh khiết cao và đặc biệt là không có tạo liên kết hóa học, chỉ phủ hoặc đồng kết tủa với hạt SiO2.

1637

3459

ÀN

TO

ÁN

630

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

G

4.1.2.3 Kết quả đo FTIR

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

Đ ẠO

Hình 4.7 Giản đồ nhiễu xạ tia X của hạt nano silica biến tính Fe

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

U

Y

N

H

Ơ

N

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

D

IỄ N

Đ

471

1188

Hình 4.8: Phổ FTIR của hạt nano silica biến tính Fe 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

4.2 Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tạo hạt silica biến tính Fe 4.2.1 Ảnh hưởng của pH đến quá trình tạo hạt Kết quả sự ảnh hưởng của pH đến quá trình tạo hạt được trình bày như

N

sau: Hiệu suất hấp phụ As H(%)

Y

N

pH

2,8

85,8

3,5

89,6

N H Ư TR ẦN B 10 00 A Ó -H Ý -L ÁN

Hình 4.9: Biểu đồ sự ảnh hưởng của pH đến quá trình tạo hạt

IỄ N

Đ

ÀN

TO

Khi pH tăng thì hiệu suất hấp phụ As (H) tăng dần. Ban đầu khi pH tăng từ 1,5 lên 2 thì hiệu suất cũng có sự tăng nhẹ, từ 14,2 lên 18,9% tăng 4,7%. Tuy nhiên ở điểm pH 2,4 thì có sự tăng mạnh về hiệu suất, đây là pH có H cao nhất 91,8% tăng 72,9% so với điểm pH 2. Ở pH 2,8 và 3,5 có sự giảm nhẹ nhưng không đáng kể và H vẫn nằm ở mức cao là 85,5 và 89,6%. Điều này được giải thích như sau: khi pH càng tăng thì lượng sắt bám trên bề mặt hạt silica càng nhiều. Tuy nhiên, nếu quá nhiều sẽ làm cho các hạt có kích thước lớn hơn nên sẽ làm giảm diện tích bề mặt vật liệu hấp phụ. Điều này có thể xem là một trong các nguyên nhân dẫn đến sự giảm hiệu suất hấp phụ As trong nước. Lượng sắt phủ lên đạt hiệu quả hấp phụ nhiều nhất là khi quá trình tạo hạt đạt pH 2,4.

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

91,8

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

2,4

0,2

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

TP

1

18,9

Đ ẠO

90

14,2

2,0

G

600

H

Lượng chất hấp phụ (g)

U

Hàm lượng FeCl3.6H2O (g)

1,5

http://daykemquynhon.ucoz.com

D

T (phút)

.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

Tốc độ khuấy (vòng/phút)

Ơ

Bảng 4.2 Kết quả sự ảnh hưởng của pH đến quá trình tạo hạt

Từ đó, chọn pH 2,4 là giá trị pH để thực hiện các thí nghiệm tiếp theo.

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

4.2.2 Ảnh hưởng của hàm lượng Fe đến quá trình tạo hạt Kết quả sự ảnh hưởng của hàm lượng sắt đến quá trình tạo hạt được trình bày như sau:

Ơ H

pH

Hàm lượng Hiệu FeCl3.6H2O suất hấp phụ As (g) H(%)

91,8

1,5

92,9

G N TR ẦN B 10 00 A Ó -H

-L

Ý

Hình 4.10: Biểu đồ sự ảnh hưởng của hàm lượng Fe đến quá trình tạo hạt

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

Khi hàm lượng Fe tăng thì H tăng. Hàm lượng sắt ban đầu là 0,5 g, lúc này thì hiệu suất đạt khá thấp, chỉ 15,9%. Tuy nhiên khi tăng hàm lượng sắt lên lần lượt là 1,0 g và 1,5 g thì hiệu suất đạt rất cao, tương ứng là 91,8 và 92,9% tăng 75,9 và 77% so với hàm lượng sắt bạn đầu. Điều này có thể được lý giải như sau: khi hàm lượng sắt càng lớn thì lượng sắt phủ lên bề mặt hạt nano silica càng nhiều, do đó mang lại hiệu suất hấp phụ càng cao. Kết quả này phù hợp với nghiên cứu của Zengqiang Tan và các đồng sự.

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

1,0

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

0,2

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

.Q

2,4

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

D

90

15,9

Đ ẠO

600

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

0,5

U

Y

T (phút)

Lượng chất hấp phụ (g)

N

Tốc độ khuấy (vòng/phút)

N

Bảng 4.3 Kết quả sự ảnh hưởng của hàm lượng sắt đến quá trình tạo hạt

Nhằm tiết kiệm chi phí cho quá trình tạo hạt và ứng dụng thực tế xử lí As trong nước thải, lựa chọn giá trị hàm lượng sắt bằng 1,0 g là tối ưu để thực hiện các thí nghiệm tiếp theo.

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

4.2.3 Ảnh hưởng của thời gian khuấy đến quá trình tạo hạt Kết quả sự ảnh hưởng của thời gian khấy đến quá trình tạo hạt được trình bày như sau:

Ơ

H

Hiệu suất hấp phụ As H(%)

(phút)

2,4

0,2

90

91,8

180

82,4

270

84,7

N TR ẦN B 10 00 A Ó -H Ý -L ÁN

Hình 4.11: Biểu đồ sự ảnh hưởng của thời gian khấy đến quá trình tạo hạt

IỄ N

Đ

ÀN

TO

Khi T tăng thì H tăng nhưng không ổn định. Ban đầu khi tăng thời gian khấy thì hiệu suất cũng tăng. Tuy nhiên ban đầu chỉ có sự tăng nhẹ, cụ thể là ở thời gian 30 phút thì hiệu suất chỉ đạt 11%, đến 60 phút thì hiệu suất đạt 35,6% tăng 24,6%. Đến mốc thời gian là 90 phút thì hiệu suất đạt cao nhất là 91,8% tăng 56,2% , điều này cho thấy 90 phút là thời gian tối ưu để tạo ra hạt biến tính với hiệu suất hấp phụ tối đa. Tiếp tục tăng thời gian khấy lên lần lượt là 180 và 270 phút thì hiệu suất vẫn khá cao, tuy nhiên có sự giảm nhẹ so với mốc 90 phút. Cụ thể là 82,4 và 84,7% cho các mốc 180 và 270 phút.

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

TP

35,6

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

60

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

11,0

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

D

1

G

600

30

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

.Q

U

pH

T

N

Luợng chất hấp phụ (g)

Y

Tốc độ Hàm lượng khấy FeCl3.6H2O (vòng/phút) (g)

N

Bảng 4.4 Kết quả khảo sát sự ảnh hưởng của thời gian khấy đến quá trình tạo hạt

Điều này có thể được giải thích rằng: khi tăng thời gian khấy trong quá trình tạo hạt thì thời gian khuấy càng dài sẽ làm cho hàm lượng sắt bám lên bề hạt hạt nano silica càng nhiều. Tuy nhiên do khi khấy càng lâu thì hàm lượng 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

sắt bám càng nhiều và có thể bám chồng chất lên nhau, lớp sắt bao phủ dày dẫn đến hiệu suất hấp phụ giảm, nhưng không đáng kể.

Ơ

Y

N

H

Nhằm tiết kiệm thời gian và đồng thời thu được hiệu quả hấp phụ cao, việc lựa chọn thời gian là 90 phút để khảo sát quá trình tạo hạt ở những thí nghiệm tiếp theo.

N

Nghiên cứu này đã tìm ra thời gian tối ưu cho quá trình tạo hạt, rút ngắn thời gian hơn so với nghiên cứu của Zengqiang Tan và các đồng sự (2012) với khoảng thời gian khuấy là 3 giờ.

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

Kết quả sự ảnh hưởng của tốc độ khuấy đến quá trình tạo hạt được trình bày như sau:

0,2

91,3

600

91,8

800

92,0

D

10 00 A Ó -H Ý -L ÁN TO

IỄ N

Đ

ÀN

Hình 4.12: Biểu đồ sự ảnh hưởng của tốc độ khuấy đến quá trình tạo hạt

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

2,4

400

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

G

N

pH

H Ư

1

Tốc độ khấy Hiệu suất (vòng/phút) hấp phụ As H (%)

B

90

Lượng chất hấp phụ (g)

TR ẦN

http://daykemquynhon.ucoz.com

Hàm lượng T (phút) FeCl3.6H2O (g)

Đ ẠO

Bảng 4.5 Kết quả sự ảnh hưởng của tốc độ khuấy đến quá trình tạo hạt

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

.Q

U

4.2.4 Ảnh hưởng của tốc độ khuấy đến quá trình tạo hạt

Từ bảng số liệu và biểu đồ có thể thấy rằng tốc độ khuấy không làm ảnh hưởng nhiều đến quá trình tạo hạt cũng như là hiệu suất hấp phụ. Ở các tốc độ khuấy khác nhau lần lượt là 400, 600 và 800 vòng/phút thì hiệu suất hấp phụ không có sự thay đổi nhiều, vẫn giữ ở mức cao là 91,3, 91,8, 92,0%.

Tuy nhiên nhằm tìm ra sự lựa chọn tối ưu cho quá trình tạo hạt thì chọn giá trị tốc độ khuấy là 600 vòng/phút là cần thiết cho việc thực hiện các thí nghiệm tiếp theo.

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

4.3 Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hấp phụ As của hạt nano silica biến tính 4.3.1 Ảnh hưởng của pH đến quá trình hấp phụ As

Lượng chất T (phút) hấp phụ (g)

Hiệu suất hấp phụ As H (%)

Ơ

N

pH

Y

C (mg/L)

8,7

91,8

10,0

48,9

N TR ẦN B 10 00 A Ó -H Ý -L ÁN

IỄ N

Đ

ÀN

TO

Hình 4.13: Biểu đồ khảo sát sự ảnh hưởng của pH đến quá trình hấp phụ As

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

62,8

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

5,0

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

30

Đ ẠO

0,2

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

D

100

55,2

G

600

TP

3,0

.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

Tốc độ khuấy (vòng/phút)

H

Bảng 4.6 Kết quả khảo sát sự ảnh hưởng của pH đến quá trình hấp phụ As

N

Kết quả sự ảnh hưởng của pH đến quá trình hấp phụ As được trình bày như sau:

pH có ảnh hưởng lớn đến hiệu suất của quá trình hấp phụ As. Từ Hình 4.13 có thể thấy sự hấp phụ As phụ thuộc rất lớn vào giá trị pH. Khi pH tăng thì hiệu suất hấp phụ As tăng nhưng qua mốc 8,7 thì hiệu suất hấp phụ giảm.

Ban đầu khi tăng pH thì hiệu suất hấp phụ As tăng lên. Ở pH 8,7 thì hiệu suất hấp phụ As đạt giá trị cao nhất là 91,8%, sau đó pH tiếp tục tăng lên là 10 thì lúc này hiệu suất lại giảm xuống chỉ còn 48,9%. Điều này có thể được lý giải như sau: với khoảng pH từ 1 đến 6 thì As tồn tại dưới dạng H3AsO3 không mang điện tích trong khi hạt Fe/SiO2 mang điện tích dương nên không diễn ra lực hút tĩnh điện. Tuy nhiên nhờ vào Fe có ái lực hấp phụ đặc biệt đối với As thì đủ để hiệu suất hấp phụ đạt khá cao cụ thể là ở pH 3 và 5 có hiệu suất lần lượt là 55,2 34

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

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

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

G N

http://daykemquynhon.ucoz.com

TR ẦN

H Ư

100

10 00

B

80

[H3AsO3] [H2 AsO3 ][HAsO3]2-

-H

Ó

A

H%

60

[AsO3]3-

-L

Ý

40

0 0

2

Đ

ÀN

TO

ÁN

20

IỄ N D

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

Nghiên cứu này có kết quả gần giống với nghiên cứu của Nguyễn Trung Thành, “Tổng hợp vật liệu FexMnyOz/tro trấu với hàm lượng sắt tẩm cao hấp phụ asen trong nước ngầm”, 2015, được đăng trên tạp chí khoa học trường Đại Học Cần Thơ.

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

U

Y

N

H

và 62,8%. Khi pH của quá trình hấp phụ là 8,7, lúc này As chủ yếu tồn tại ở hai dạng là H3AsO3 và H2AsO3-, H2AsO3- có một tâm axit nên xảy ra lực hút tĩnh điện giữa As và hạt Fe/SiO2 thêm vào đó Fe lại có ái lực đặc biệt với As, đây là hai nguyên nhân chính làm cho hiệu suất hấp phụ của quá trình đạt cao nhất.

Tương tự khi tăng pH hấp phụ của quá trình lên là 10, lúc này As tồn tại ở các dạng H3AsO3, H2AsO3- và HAsO32- nhưng chủ yếu là H3AsO3 còn nồng độ của H2AsO3- và HAsO32- thì rất thấp, bên cạnh đó HAsO32- có hai tâm axit nên hiệu suất hấp phụ giảm. Thêm vào đó cũng có thể khi ở pH lớn thì một phần vật liệu Fe/SiO2 bị biến đổi điện tích từ dương thành âm, dẫn đến lực hút tĩnh điện yếu đi do đó hiệu suất giảm.

N

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

Ơ

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

4

6

8

10

12

14

pH Hình 4.14: Giản đồ biễu diễn các dạng tồn tại của As trong nước Với kết quả này, lựa chọn pH tối ưu cho các thí nghiệm tiếp theo là 8,7.

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

4.3.2 Ảnh hưởng của thời gian đến quá trình hấp phụ As Kết quả sự ảnh hưởng của thời gian đến quá trình hấp phụ As đươc trình bày như sau:

22,5

19,5

15,5

21,1

84,5

Ơ

TP

8,2

23,0

91,8

60

7,9

23,0

92,1

90

23,1

92,4

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Ý

-H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

N

7,6

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

50

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

8,7

77,5

G

30

100

73,7

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

5 0,2

H

Y

U

18,4

.Q

26,3

15

http://daykemquynhon.ucoz.com

D

3

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

(phút)

V (mL)

pH

Hiệu Q Ce suất hấp (mg/ (mg/L) phụ As g) H(%)

N

Lượng chất C0 hấp (mg/L) phụ (g)

t

N

Bảng 4.7 Kết quả sự ảnh hưởng của thời gian đến quá trình hấp phụ As

Hình 4.15: Biểu đồ sự ảnh hưởng của thời gian đến quá trình hấp phụ As

Hình 4.15 cho thấy sự hấp phụ ban đầu diễn ra khá nhanh khi t = 3 phút thì hiệu suất hấp phụ là 73,7%, sau đó có sự tăng nhẹ ở mức thời gian 5 phút nhưng không đáng kể chỉ 3,8%. Hiệu suất đạt 84,5% ở mốc thời gian hấp phụ là 15 phút và đến khi thời gian hấp phụ khoảng 30 phút thì đạt 91,8%. Kết quả này có sự tương đồng so với nghiên cứu của Nguyễn Trung Thành (2015) khi đã loại bỏ được 50% sau 3 phút đầu tiên kém hơn kết quả so với nghiên cứu này là 73,7%.

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

N

H

Khi t = 90 phút thì sự hấp phụ đạt cân bằng: Chọn t = 90 phút là thời gian đạt cân bằng hấp phụ.

Ơ

Từ t = 30 phút đến t = 90 phút: Q và H% khá ổn định, có tăng nhưng không nhiều. Chọn t = 30 phút là giá trị thời gian hấp phụ để thực hiện các thí nghiệm tiếp theo.

N

Đường cong động học hấp phụ có thể chia ra làm hai phần: phần tuyến tính từ t = 3 phút đến t = 30 phút và phần không tuyến tính (có dạng nửa parabol) từ t = 30 phút đến t = 90 phút.

.Q

Qt (mg/L)

18,4

G

3

19,5

23,1

H Ư

15

N

5

http://daykemquynhon.ucoz.com

ln(Qe – Qt) 1,2809

21,1

0,6931

23,0

-2,3026

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Ý

-H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

30

1,5476

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

Qe (mg/L)

Đ ẠO

t (phút)

TP

Bảng 4.8 Các giá trị ln(Qe – Qt) theo thời gian

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

ln(Qe-Qt) = ln(Qe) – k1.t

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

U

Y

Phương trình động học hấp phụ biểu kiến bậc nhất:

Hình 4.16: Sự phụ thuộc của ln(Qe – Qt) theo thời gian t Phương trình động học biểu kiến bậc hai:

1 t t   Qt Qe k2 .Qe2 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

Bảng 4.9 Các giá trị t/Qt theo thời gian t

18,4

0,1630

5

19,5

0,2564

15

21,1

0,7109

30

23,0

1,3043

60

23,0

2,6086

90

23,1

U

Y

N

H

3

H Ư

N

4 3

t/Qt

TR ẦN

3 2

10 00

B

2 1

0

20

40

60

80

100

t (phút)

-L

Ý

0

-H

Ó

A

1

Hình 4.17: Sự phụ thuộc của t/Qt theo thời gian t

Với phương trình động học biểu kiến bậc hai giá trị R2 = 0,9999. Ta có thể khẳng định rằng động học hấp phụ As bởi hạt silica biến tính Fe tổng hợp từ tro vỏ trấu tuân theo động học biểu kiến bậc hai, tốc độ phản ứng tăng nhanh và tỉ lệ với bình phương nồng độ As bị hấp phụ.

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

Từ Hình 4.16 và 4.17 có thể thấy với phương trình động học biểu kiến bậc một giá trị R2 = 0,9391.

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

G

y = 0.0428x + 0.0425 R² = 0.9999

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

4

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

.Q

3,8961

Đ ẠO

5

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

t/Qt

Ơ

Qt (mg/L)

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

t (phút)

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

4.3.3 Ảnh hưởng của lượng chất đến quá trình hấp phụ As Kết quả sự ảnh hưởng của lượng chất hấp phụ đến quá trình hấp phụ As được trình bày như sau:

Ơ

Hiệu suất hấp phụ As H (%)

H

Lượng chất hấp phụ (g)

C (mg/L)

79,3

0,2

91,8

0,4

98,0

N TR ẦN B 10 00 A Ó -H Ý

ÁN

-L

Hình 4.18: Biểu đồ sự ảnh hưởng của lượng chất hấp phụ đến quá trình hấp phụ As

IỄ N

Đ

ÀN

TO

Khi lượng chất hấp phụ tăng thì hiệu suất hấp phụ cũng tăng lên. Khi lượng chất hấp phụ là 0,025 g thì hiệu suất hấp phụ đạt khá thấp 23,5%. Tiếp theo khi lượng chất hấp phụ tăng lên là 0,05 g thì hiệu suất cũng tăng lên đạt 50%. Tương tự khi lượng chất hấp phụ là 0,1, 0,2 và 0,4 g thì hiệu suất đạt được lần lượt là 79,3, 91,8 và 98,0%. Khả năng hấp phụ tăng nhanh khi tăng lượng chất hấp phụ từ 0,025 lên 0,2 g. Lượng chất hấp phụ là 0,4 g thì có khả năng xử lí hầu hết lượng As tồn tại trong môi trường, chỉ còn lại một lượng nhỏ không đáng kể khoảng 2%. Điều này cho thấy mối quan hệ mật thiết giữa lượng chất hấp phụ và khả năng hấp phụ As. Điều này có thể được giải thích rằng khi tăng khối lượng thì tăng diện tích bề mặt để hấp phụ As nên H tăng.

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

0,1

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

50,0

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

100

Đ ẠO

30

23,5

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

D

8,7

G

600

TP

0,05

.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

0,025

U

Y

T (phút)

N

Tốc độ khấy pH (vòng/phút)

N

Bảng 4.10: Kết quả sự ảnh hưởng của lượng chất hấp phụ đến quá trình hấp phụ As

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 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

Ơ

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Ý

-H

Ó

A

10 00

B

- Khảo sát thêm một vài yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tạo hạt Fe/SiO2 như nhiệt độ.

- Khảo sát thêm ảnh hưởng của nồng độ đầu đến quá trình hấp phụ- đẳng nhiệt hấp phụ.

- Nghiên cứu quy trình biến tính đơn giản để tăng khả năng hấp phụ của vật liệu.

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

TR ẦN

Đề tài cần được mở rộng theo các hướng nghiên cứu sau:

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

H Ư

5.2 Kiến nghị

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

N

http://daykemquynhon.ucoz.com

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

Đề tài đã đạt được các kết quả sau: - Tổng hợp thành công hạt nano silica từ tro vỏ trấu bằng phương pháp kết tủa đơn giản với hiệu suất là 80,63%. Các hạt nano silica có hình thái dạng cầu và đồng nhất về kích thước, đường kính dao động từ 15 - 20 nm.

- Tổng hợp thành công hạt silica biến tính sắt với với các điều kiện tốt nhất như: pH 2,4, hàm lượng FeCl3.6H2O là 1 g, thời gian khuấy 90 phút và tốc độ khuấy 600 vòng/phút. Kết quả phân tích giãn đồ nhiễu xạ tia X, FTIR của hạt silica biến tính sắt cho thấy cấu trúc pha vô định hình và được so sánh với kết quả điều chế hạt nano silica.

- Hạt nano silica biến tính sắt được sử dụng hấp phụ asen trong nước. Có hơn 91% As nồng độ 100 mg/L được hấp phụ bằng 0,2 g hạt nano silica biến tính sắt trong khoảng thời gian là 30 phút ở pH 8,7. Cơ chế chính của quá trình hấp phụ As của các hạt nano silica biến tính sắt là do Fe có ái lực hấp phụ đặc biệt đối với As và tương tác tĩnh điện giữa hạt Fe/SiO2 với các dạng tồn tại của As trong môi trường nước.

N

5.1 Kết luận

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

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Ơ

N

H

[2] Trương Hoài Chính và Huỳnh Quyền (2012). “Nghiên cứu quy trình thu hồi Silica từ tro trấu, ứng dụng tổng hợp phụ gia cho xi măng mác cao” (Phần 1).

Tạp chí Khoa học và Công nghệ - Đại học Đà Nẵng, 8(57): 8 -14.

N

[1] Đỗ Văn Ái, Mai Trọng Nhuận, Nguyễn Khắc Vinh (2000), Một số đặc điểm phân bố Asen trong tự nhiên và vấn đề ô nhiễm Asen trong môi trường ở Việt Nam, Hội thảo Asen quốc tế.

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

[6] Nguyễn Vĩnh Khanh. Nghiên cứu công nghệ sản xuất nhiên liệu rắn thay thế than đá từ chất thải rắn và tro trấu. Trường Đại học Nguyễn Tất Thành.

B

TR ẦN

[7] Nguyễn Tiến Tài (2012). Nghiên cứu công nghệ sản xuất nhiên liệu sinh học thế hệ mới từ trấu bằng phương pháp nhiệt phân trên thiết bị phản ứng tầng sôi.

Báo cáo kết quả khoa học công nghệ đề tài. Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam.

10 00

[8] Londeree, D.J. (2002). Silica–titania composites for water treatment. Thesis.

University of Florida.

-H

Ó

A

[9] Zhuravlev, L.T. (2000). The surface chemistry of amorphous silica.

Zhuravlev model. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, Volume 173, Issues 1–3: 1 – 38

ÁN

-L

Ý

[10] Rothon, R.N and DeArmitt, C. (2003). Particulate-filled polymer composites. 2nd edtion. RAPRA Technology Ltd. Shawbury, Shrewsbury, Shropshire, UK.

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

[11] Cảnh NB. Đánh giá hiện trạng ô nhiễm asen trong nước ngầm Hà Nội, ứng dụng vật liệu hydroxit sắt III phế thải để hấp phụ asen trong nước ngầm DH NÔNG LÂM THÁI NGUYÊN 2014.

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

G

[5] Ho, Y.S. and McKay, G. (2003). Sorption of dyes and copper ions onto biosorbents. Process Biochemistry, 38: 1047-1061.

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

Đ ẠO

TP

[4] Garg, V.K., Amita, M., Kumar, R. and Gupta, R. (2004). Basic dye (methylene blue) removal from Simulated wastewater by adsorption using Indian Rosewood Sandust: a timber industry. Dyes and Pignents, 63: 250-343.

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

Y

[3] Jain, A.K., Gupta, V.K., Bhatnagar, A. and Suhas (2003). Utilization of industrial waster products as absorbents for the removal of dyes.

Journal of Hazardous Material, B101: 31 – 42.

[12] Mohan D., Pittman Jr C. U. (2007), “Arsenic removal from water/wastewater using adsorbents - A critical review”, Journal of Hazardous Materials, Vol. 142, pp. 1 – 53.

[13] Đỗ Văn Ái, Mai Trọng Nhuận, Nguyễn Khắc Vinh, Một số đặc điểm phân bố asen trong tự nhiên và vấn đề ô nhiễm asen trong môi trường ở Việt Nam, Hội thảo Quốc Tế về ô nhiễm asen: Hiện trạng, Tác động đến sức khỏe cộng đồng và các giải pháp phòng ngừa, Hà Nội, 2000, 21-32

41

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

[14] Pal B. N., Granular ferric hydroxide for elimination ò Arsenic from dringking water, M/S PalTrockner [P] Ltd. 25/1B Ibrahimpur Road, Cacutta 700 032

10 00

B

[20] Phạm Hùng Việt, Phạm Thị Kim Trang, Michael Berg, Nguyễn Thị Minh Huệ, Bùi Hồng Nhật, Vũ Mai Lan, Trần Thị Hảo,Phạm Thị Dần, Vũ Thị Mai, Nguyễn Văn Mùi (2004), “Nguy cơ ô nhiễm Asen (Thạch tín) trong nước giếng khoan tại một số vùng thuộc đồng bằng Bắc Bộ”, Hội nghị khoa học lần thứ III trường Đại học khoa học tự nhien, Hà Nội, Tr. 1-7.

-H

Ó

A

[21] Baric D., Sigvardsson E. (2007), Distribution and mobilisation of Arsenic in Red river delta aquifers, Vietnam. Master theis, Goteborg, Sweeden, 84pp.

[22] Ravencroft, P., McArthur, J. M., Hoque, B. A. (2001), “Geochemical and

-L

Ý

paleohydrological controls on pollution of groundwater by arsenic” In: W. R. Chappell et al. (Eds), Arsenic exposure and health effect IV., Amsterdam.

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

[23] Chowdhury T.R., Basu G.K., Mandal B.K., Biswas B.K., Samanta G., Chowdhury U.K., Chandra C.R., Lohd D., Roy S.L., Saha K.C, Roy S., Kabir S., Quamruzzaman Q., Chakraborti D. (1999), “Arsenic poisoning in the Ganges delta”, Nature 401: 545-546.

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

TR ẦN

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

[19] Trần Hữu Hoan (2004), “Sáu giải pháp giảm thiểu asen khả thi cho những vùng đã phát hiện bị ô nhiễm”, Báo cáo hội thảo trinh diễn thiết bị xử lý asen trong nước sinh hoạt, Trung tâm nước sạch và vệ sinh môi trường nông thôn, Hà Nội, Tr. 3-11.

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

G

Đ ẠO

[18] Luu Minh Dai, Dao Ngoc Nhiem, Nguyen Duc Van, Pham Ngoc Chuc, Vu The Ninh, A perovskite – type NdFeO3 : Synthesis and characterization, International Conference on Spectroscopy & materials Sicence ICS&M 2015 – November 17 – 19, 2015– Duy Tan University, Vetnam, 104 – 108.

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

U

Y

N

H

[16] Nguyễn Trọng Uyển, Trần Hồng Côn, Phạm Hùng Việt, Hoàng Văn Hà (2000); Nghiên cứu CN xử lý asen trong nước sinh hoạt, Hội thảo quốc tế về ô nhiễm asen, Hà Nội. [17] Elisabeth Eiche và các cộng sự (2008), “Geochemical processes underlying a sharp contrast in groundweter arsenic concentretions in a village on the Red River delta, Vietnam”, Applied Geochemistry, 23, 3143– 3154.

N

[15] A. Gomez-Caminero, P. Howe, M. Hughes, E. Kenyon, D.R. Lewis, M. Moore, Arsenic and arsenic compound, Inorganic chemistry, 2001.

[24] Dowling, C. B., Poreda, R. J., Basu, A. R., Peter, S. L., Aggarwal, P. K. (2002), “Geochemical study of arsenic release mechanisms in Bengal Basin groundwater”, Water Resour. Res. 38: pp1-20.

[25] Gerry Jacobson (1998), “Arsenic poisoning groundwater in Bengal. The worst hydrogeological problem in thr world”, Geo-environment Newsletter 13.

[26] Harvey, C. F., Swartz, C. H., Badruzzaman, A. B. M., Keon-Blute, N., Yu W., Ali, A., Jay, J., Beckie, R., Niedan, V., Brabander, D., Oates, P. M., Ashfaque, K. N., Islam, S., Hemond, H. F., Ahmed, M. F. (2002), “Arsenic 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

mobility and groundwater extraction in Bangladesh”, Science 298, pp 16021606.

Ơ

N

H

[28] Ravencroft, P., McArthur, J. M., Hoque, B. A. (2001), “Geochemical and paleohydrological controls on pollution of groundwater by arsenic” In: W. R. Chappell et al. (Eds), Arsenic exposure and health effect IV, Amsterdam.

N

[27] Nickson, R., McArthur, J., Burgess, W., Ahmed, K. M., Ravenscroft, P., Rahman, M., (1998), “Arsenic poisoning of Bangladesh groundwater”, Nature 395, 331-338.

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

[29] Dinesh Mohan, Charles U. Pittman Jr (2007), ”Arsebic removal from water/wastewater using adsorbent – A critical rewiew.

43

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

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