NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VẬT LIỆU NANO COMPOSITE Fe2O3.TiO2 ĐỂ XỬ LÝ ASEN TRONG NƯỚC

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

BÁO CÁO TỔNG KẾT

NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VẬT LIỆU NANO COMPOSITE Fe2O3.TiO2 ĐỂ XỬ LÝ ASEN TRONG NƯỚC

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Vân Anh

Nữ

Dân tộc: Kinh

Hoàng Nguyễn Bích Phượng

Nữ

Dân tộc: Kinh

Nguyễn Quang Huy

Nam

Dân tộc: Kinh

Phạm Trung Kiên

Nam

Dân tộc: Kinh

Lớp, Khóa: Kỹ thuật Môi trường K56

Năm thứ 3 /Số năm đào tạo: 5 năm

Ngành học: Kỹ thuật Môi trường Khoa: Môi trường Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Hoàng Nam

Hà Nội, 04/2014

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

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

LỜI CẢM ƠN TS. Nguyễn Hoàng Nam đã giao đề tài và tạo điều kiện thuận lợi cho chúng em trong

N

H

quá trình nghiên cứu. Nhóm nghiên cứu cũng gửi lời cảm ơn chân thành tới nhà trường

Ơ N

Với lòng biết ơn sâu sắc, chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy giáo

.Q

ẠO

em trong suốt thời gian làm nghiên cứu.

Cảm ơn các phòng thí nghiệm Bộ môn hóa – Trường Đại học Mỏ - Địa Chất đã

G

Đ

tạo điều kiện giúp đỡ chúng em và các bạn sinh viên làm việc trong phòng thí nghiệm

N

Hóa Vô Cơ đã giúp chúng tôi trong quá trình tìm tài liệu và làm thực nghiệm.

H Ư

Chúng em cũng xin được cảm ơn những lời động viên, khuyến khích và những

TR ẦN

tình cảm tốt đẹp của những người thân trong gia đình, bạn bè đã dành cho chúng em.

Chúng em xin chân thành cảm ơn!

10 00

B

Nhóm nghiên cứu: Nguyễn Thị Vân Anh

Ó

A

Hoàng Nguyễn Bích Phượng

H

Nguyễn Quang Huy

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Í-

Phạm Trung Kiên

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

TP

thầy, cô trong phòng thí nghiệm Hóa Vô Cơ đã tận tình chỉ bảo và hướng dẫn chúng

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

http://daykemquynhon.ucoz.com

những kiến thức và những đóng góp ý kiến quý báu. Em xin chân thành cảm ơn các

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

U Y

cùng toàn thể các thầy cô trong hội đồng khoa học đã nhiệt tình giúp đỡ, cho chúng em

1

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

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

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

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

LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................. 1

.Q

DANH MỤC HÌNH..................................................................................................... 7

TP

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

CHƯƠNG 1 – TỔNG QUAN............................................................................. 10

Đ

1.

Tổng quan về Asen ....................................................................................... 10

1.2

Tổng quan hiện trạng nhiễm độc Asen trong nước ngầm trên thế giới và ở Việt

H Ư

N

G

1.1

TR ẦN

Nam ..................................................................................................................... 11 Hiện trạng nhiễm độc Asen trong nước ngầm trên thế giới ..................... 11

1.2.2

Hiện trạng nhiễm độc Asen trong nước ngầm ở Việt Nam ..................... 12

B

1.2.1

Tổng quan ảnh hưởng của Asen lên sức khỏe con người............................... 15

1.4

Tổng quan một số phương pháp xử lý Asen .................................................. 17

A

10 00

1.3

Phương pháp sinh học - Loại bỏ Asen bằng vi khuẩn ............................. 17

1.4.2

Phương pháp hóa học ............................................................................. 18

1.4.3

Phương pháp xử lí Asen bằng vật liệu nano composite........................... 20

H

Í-

-L

Các phương pháp phân tích Asen.................................................................. 23

TO

ÁN

1.5

Ó

1.4.1

Đ

1.5.1

Phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử UV-Vis .................................. 23

1.5.2

Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS ................................... 23

D

IỄ N

1.6

2.

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

ẠO

ĐẶT VẤN ĐỀ ............................................................................................................. 8

ÀN

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

DANH MỤC HÌNH..................................................................................................... 5

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

N

H

MỤC LỤC ................................................................................................................... 2

Ơ N

MỤC LỤC

Phương pháp cấu trúc hạt nano ..................................................................... 24

1.6.1

Transmission electron microscopy (TEM).............................................. 24

1.6.2

Structural electron microscopy (SEM) ................................................... 25

CHƯƠNG 2 – MỤC TIÊU VÀ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU ........................... 26 2

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

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

2.1

Mục tiêu nghiên cứu ..................................................................................... 26

2.2

Nhiệm vụ nghiên cứu.................................................................................... 26

2.3

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ................................................................. 26

CHƯƠNG 3 – THỰC NGHIỆM ........................................................................ 27

Dụng cụ ................................................................................................. 28

3.1.3

Hóa chất ................................................................................................. 29

Phương pháp 1 ....................................................................................... 31

3.2.2

Phương pháp 2 ....................................................................................... 32

TR ẦN

H Ư

3.2.1

Nghiên cứu chế tạo nano Fe2O3 .................................................................... 33 Phương pháp 1 ....................................................................................... 33

3.3.2

Phương pháp 2 ....................................................................................... 33

3.3.3

Phương pháp 3 ....................................................................................... 34

3.3.4

Phương pháp 4 ....................................................................................... 34

H

Ó

A

10 00

B

3.3.1

Nghiên cứu chế tạo nano composite Fe2O3.TiO2 ........................................... 34

3.5

Quy trình xây dựng đường chuẩn Asen bằng phương pháp trắc quang .......... 36

Í-

3.4

ÁN

CHƯƠNG 4 – KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ..................................................... 39

TO

4.

ÀN

4.1

Chế tạo vật liệu. ............................................................................................ 39

4.1.1

Chế tạo nano TiO2 .................................................................................. 39

4.1.2

Chế tạo nano Fe2O3 ................................................................................ 40

4.1.3

Chế tạo nano TiO2.Fe2O3 ....................................................................... 40

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

TP

ẠO

Đ

N

G

Nghiên cứu chế tạo nano TiO2 ...................................................................... 31

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

3.1.2

3.3

Đ

U Y

Thiết bị .................................................................................................. 27

.Q

3.1.1

3.2

IỄ N D

Thiết bị, dụng cụ và hóa chất cần thiết .......................................................... 27

-L

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

3.1

N

H

3.

http://daykemquynhon.ucoz.com

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

Ơ N

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

KẾT LUẬN ............................................................................................................... 46 3

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

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

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

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

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

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

.Q

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

N

G

Đ

ẠO

TP

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

N

H

Ơ N

TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... 49

4

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

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

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

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

Hình 1.1: Hình ảnh Asen ........................................................................................... 11

N

H

Hình 1.2: Bản đồ các vùng nhiễm độc Asen trên thế giới ........................................... 12

Ơ N

DANH MỤC HÌNH

.Q

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

TP

50 m ở miền Bắc và Hà Nội ....................................................................................... 15

Đ

Hình 1.6: So sánh các công nghệ lọc .......................................................................... 21

G

Hình 1.7: Cơ chế của nano TiO2 ................................................................................ 21

H Ư

N

Hình 3.1: Máy trắc quang .......................................................................................... 27 Hình 3.2: Tủ sấy ........................................................................................................ 28

TR ẦN

Hình 3.3: Rửa sạch dụng cụ trước khi thí nghiệm ...................................................... 29 Hình 3.4: Cân hóa chất .............................................................................................. 31

B

Hình 3.5: Hình ảnh quá trình điều chế TiO2 nano....................................................... 33

10 00

Hình 3.6: Hình ảnh quá trình điều chế Fe2O3 nano ..................................................... 34 Hình 3.7: Hình ảnh của một số phương pháp điều chế Fe2O3.TiO2 ............................. 35

Ó

A

Hình 3.8: Hệ thống thí nghiệm ................................................................................... 36

H

Hình 3.9: Dung dịch Bạc Diethyldithiocarbamate hấp thụ Asin chuyển màu đỏ......... 37

Í-

Hình 3.10: Đưa dung dịch vào cuvet của máy trắc quang ........................................... 37

-L

Hình 4.1: Hình ảnh sản phẩm TiO2 nano .................................................................... 39

ÁN

Hình 4.2: Hình ảnh phổ SEM của TiO2 nano điều chế theo phương pháp 2 ............... 39 Hình 4.3: Hình ảnh sản phẩm Fe2O3 .......................................................................... 40

ÀN

Hình 4.4: Hình ảnh phổ SEM của Fe2O3 nano điều chế theo phương pháp 4 .............. 40

D

IỄ N

Đ

Hình 4.5: Một số hình ảnh sản phẩm Fe2O3.TiO2 nano ............................................... 41

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

ẠO

Hình 1.5: Ung thư da đầu do nhiễm Asen .................................................................. 17

TO

http://daykemquynhon.ucoz.com

Hình 1.4: Mức độ nhiễm Asen trong tầng nước ngầm kỉ Pleistocene dưới độ sâu trên

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

U Y

Hình 1.3: Bản đồ các khu vực nhiễm độc Asen ở Việt Nam ....................................... 13

Hình 4.6: Hình ảnh phổ SEM của Fe2O3.TiO2 phương pháp 3 .................................... 41 Hình 4.7:Hình ảnh phổ SEM của Fe2O3.TiO2 phương pháp 4 .................................... 42 Hình 4.8: Hình ảnh phổ SEM của Fe2O3.TiO2 phương pháp 5 ................................... 42 Hình 4.9: Hình ảnh phổ SEM của Fe2O3.TiO2 phương pháp 6 ................................... 43 5

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

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

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

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

Hình 4.10: Hình ảnh phổ SEM của Fe2O3.TiO2 phương pháp 7 ................................. 43 Hình 4.12: Hình ảnh phổ SEM của Fe2O3.TiO2 phương pháp 9 ................................. 44

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

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

.Q

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

N

G

Đ

ẠO

TP

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

N

H

Hình 4.13: Hình ảnh thử hoạt tính quang hóa của vật liệu với Xanh metylen ............. 45

Ơ N

Hình 4.11: Hình ảnh phổ SEM của Fe2O3.TiO2 phương pháp 8 ................................. 44

6

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

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

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

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

Bảng 1-1: Kết quả phân tích Asen trong nước ngầm ở Hà Nội ................................... 14

N

H

Bảng 3-1: Thành phần hóa chất của phương pháp 2 chế tạo nano TiO2 ...................... 32

Ơ N

DANH MỤC HÌNH

.Q

Bảng 3-4: Thành phần hóa chất của phương pháp 3 chế tạo nano Fe2O3 .................... 34

TP

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

Bảng 3-6: Thành phần hóa chất của phương pháp chế tạo nano Fe2O3.TiO2 ............... 35

G

Đ

Bảng 4-1: Hoạt tính quang hóa của vật liệu nano TiO2............................................... 39

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

N

Bảng 4-2: Hoạt tính quang hóa của vật liệu nano composite Fe2O3.TiO2.................... 45

D

IỄ N

Đ

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

ẠO

Bảng 3-5: Thành phần hóa chất của phương pháp 4 chế tạo nano Fe2O3 .................... 34

ÀN

http://daykemquynhon.ucoz.com

Bảng 3-3: Thành phần hóa chất của phương pháp 2 chế tạo nano Fe2O3 .................... 33

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

U Y

Bảng 3-2: Thành phần hóa chất của phương pháp 1 chế tạo nano Fe2O3 .................... 33

7

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

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

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

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

ĐẶT VẤN ĐỀ mang tính toàn cầu. Nguồn nước trên toàn thế giới đang bị ô nhiễm trầm trọng bởi các

N

H

hoạt động sản xuất và sinh hoạt hàng ngày của con người. Trong đó, nguồn nước ngầm

Ơ N

Ô nhiễm môi trường nước đang là vấn đề không chỉ của Việt Nam mà là vấn đề

.Q

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

TP

Asen (còn gọi là thạch tín) được coi là chất có độc tính bảng A không chỉ do

Đ

bằng tất cả các con đường: hít thở, ăn uống và thẩm thấu qua da. Trong đó, uống nước

G

bị nhiễm là con đường chính để asen xâm nhập vào cơ thể. Người sử dụng nước bị

H Ư

N

nhiễm asen ở nồng độ cao lâu dài cho ăn uống có thể bị ung thư các cơ quan nội tạng cũng như các bệnh liên quan đến hệ thần kinh, hô hấp, đường tiêu hoá, cơ, xương khớp,

TR ẦN

da,...

Ở Việt Nam, có rất nhiều vùng bị nhiễm asen, đặc biệt ở khu vực đồng bằng

B

Bắc Bộ. Tuy nhiên, vấn đề ô nhiễm Asen trong nguồn nước chưa được quan tâm một

10 00

cách đúng mức hay chưa có biện pháp triệt để để loại bỏ chất độc hại này ra khỏi nước.

Theo đánh giá của WHO, khoảng trên 15 triệu người Việt Nam (gần 1/5 dân số) có thể

Ó

A

phải đối mặt với nguy cơ tiềm tàng về nhiễm độc asen do sử dụng các nguồn nước ô

Í-

H

nhiễm không được xử lý triệt để.

-L

Hiện nay có rất nhiều hướng phương pháp xử lý nước nhiễm Asen được đưa ra.

ÁN

Một trong những phương pháp đang được các nhà khoa học quan tâm là ứng dụng các vật liệu nano (nano materials) vào xử lý nước ô nhiễm, đặc biệt là nước nhiễm Asen.

Vật liệu nano là vật liệu trong đó có ít nhất một chiều có kích thước nano. Vật liệu

D

IỄ N

Đ

ÀN

nano có khe hở các phân tử đạt đến nanomet từ đó có khả năng xử lí các chất ô nhiễm

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

ẠO

tính độc hại lớn mà còn do khả năng tích lũy cao trong cơ thể, xâm nhập vào cơ thể

TO

http://daykemquynhon.ucoz.com

và đặc biệt nguy hiểm là Asen.

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

U Y

đang bị đe dọa nghiêm trọng bởi việc ô nhiễm các kim loại nặng như : Fe, Pb, Mn,…

có trong nước như: Asen, kẽm, mangan…mà vẫn giữ được các thành phần cơ bản trong nước. Các nghiên cứu này cho đến nay đã và đang được tiến hành trên thế giới

nhưng tiềm năng của chúng vẫn chưa được khai thác hết, đặc biệt ở Việt Nam việc xử lý bằng phương pháp này vẫn còn mới mẻ.

8

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

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

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

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

Trên cơ sở đó, chúng tôi lựa chọn đề tài: “Nghiên cứu chế tạo vật liệu nano

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

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

.Q

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

N

G

Đ

ẠO

TP

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

N

H

Ơ N

composite Fe2O3.TiO2 để xử lí Asen trong nước”.

9

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

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

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

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

1. CHƯƠNG 1 – TỔNG QUAN

Asen hay còn gọi là thạch tín, một nguyên tố hóa học có ký hiệu As và số

N

H

nguyên tử 33. Asen lần đầu tiên được Albertus Magnus (Đức) viết về nó vào năm

Ơ N

1.1 Tổng quan về Asen

.Q

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

TP

nhiều dạng thù hình: màu vàng (phân tử phi kim) và một vài dạng màu đen và xám (á

Đ

cấu trúc tinh thể khác nhau cũng được tìm thấy trong tự nhiên (các khoáng vật asen

G

sensu stricto và hiếm hơn là asenolamprit cùng parasenolamprit), nhưng nói chung nó

H Ư

N

hay tồn tại dưới dạng các hợp chất asenua và asenat. Vài trăm loại khoáng vật như thế đã được biết tới. Asen và các hợp chất của nó được sử dụng như là thuốc trừ dịch hại,

TR ẦN

thuốc trừ cỏ, thuốc trừ sâu và trong một loạt các hợp kim.

Trạng thái ôxi hóa phổ biến nhất của nó là -3 (asenua: thông thường trong các

B

hợp chất liên kim loại tương tự như hợp kim), +3 (asenat (III) hay asenit và phần lớn

10 00

các hợp chất asen hữu cơ), +5 (asenat (V): phần lớn các hợp chất vô cơ chứa ôxy của asen ổn định). Asen cũng dễ tự liên kết với chính nó, chẳng hạn tạo thành các cặp As-

Ó

A

As trong sulfua đỏ hùng hoàng (α-As4S4) và các ion As43- vuông trong khoáng coban

H

asenua có tên skutterudit. Ở trạng thái ôxi hóa +3, tính chất hóa học lập thể của asen

TO

ÁN

-L

Í-

chịu ảnh hưởng bởi sự có mặt của cặp electron không liên kết

D

IỄ N

Đ

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

ẠO

kim) chỉ là số ít mà người ta có thể nhìn thấy. Ba dạng có tính kim loại của asen với

ÀN

http://daykemquynhon.ucoz.com

được đề cập ở bảng mé bên phải. Asen là một á kim gây ngộ độc khét tiếng và có

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

U Y

1250. Khối lượng nguyên tử của nó bằng 74,92. Vị trí của nó trong bảng tuần hoàn

10

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

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

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

10 00

B

1.2 Tổng quan hiện trạng nhiễm độc Asen trong nước ngầm trên thế giới và ở Việt Nam

Ó

A

1.2.1 Hiện trạng nhiễm độc Asen trong nước ngầm trên thế giới

H

Asen trong nước ngầm có nguồn gốc tự nhiên và nó được giải phóng ra từ trầm

Í-

tích vào nước ngầm do các điều kiện thiếu ôxy của lớp đất gần bề mặt. Nhiễm độc

-L

asen trong nước ngầm, được xem là một cuộc khủng hoảng môi trường chưa từng có

ÁN

trong lịch sử thế giới hiện đại. Ô nhiễm asen theo diện rộng đã gây ngộ độc đến số

TO

lượng lớn dân chúng. Một nghiên cứu năm 2007 cho thấy có trên 137.000.000 người ở

ÀN

hơn 70 quốc gia có thể bị ảnh hưởng bởi nhiễm độc asen trong nước ăn uống điển hình

D

IỄ N

Đ

là: Ấn Độ, Đài Loan, Achentina, Trung Quốc, Mehico, Thái Lan, Chile, Bangladesh,

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

Hình 1.1: Hình ảnh Asen

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

.Q TR ẦN

H Ư

N

G

Đ

ẠO

TP

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

N

H

Ơ N

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

Mỹ, Campuchia, Việt Nam… Năm 2002 các nhà khoa học viện Công nghệ Massachusetts đã dự đoán trên toàn thế giới có khoảng 1,2 triệu trường hợp tăng sắc tố da, 600.000 trường hợp mắc chứng dày biểu bì và sừng hóa da, 125.000 trường hợp

11

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

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

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

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

ung thư da và 3.000 người chết mỗi năm do ung thư các cơ quan nội tạng liên quan

1.2.2 Hiện trạng nhiễm độc Asen trong nước ngầm ở Việt Nam

Ó

A

Do cấu tạo địa chất, nhiều vùng ở nước ta nước ngầm bị nhiễm Asen. Khoảng

H

13,5% dân số Việt Nam (10 - 15 triệu người) đang sử dụng nước ăn từ nước giếng

Í-

khoan nên nguy cơ bị nhiễm Asen là rất cao. Theo thống kê chưa đầy đủ, cả nước hiện

-L

có khoảng hơn 1 triệu giếng khoan, trong đó nhiều giếng có nồng độ Asen cao hơn từ

ÁN

20-50 lần nồng độ cho phép (0.01mg/l) ảnh hưởng xấu tới sức khỏe và tính mạng cộng

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

đồng.

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

10 00

B

Hình 1.2: Bản đồ các vùng nhiễm độc Asen trên thế giới

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

.Q TR ẦN

H Ư

N

G

Đ

ẠO

TP

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

N

H

Ơ N

đến việc ăn uống nước có chứa hàm lượng asen cao.

12

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

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

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

TR ẦN

Tại châu thổ sông Hồng, những vùng bị nhiễm nghiêm trọng nhất là phía nam Hà Nội, Hà Nam, Hà Tây, Hưng Yên, Nam Định,… Ở Đồng Bằng Sông Cửu Long,

10 00

Giang.

Tại tỉnh Thanh Hóa đã khảo sát phân tích Asen trong nước của 201 lỗ khoan

Ó

A

nông tại các huyện Hoằng Hóa, Nông Cống, Thiệu Hóa. Đa số các lỗ khoan có hàm

H

lượng Asen nhỏ hơn 0.05mg/l. Chỉ có 11 giếng khoan ở Thiệu Nguyên, huyện Thiệu

-L

Í-

Hóa có Asen lớn hơn 0.05mg/l, cao nhất đạt 0.1mg/l (4 giếng khoan).

ÁN

Tại Quảng Ninh đã phân tích Asen trong nước của 175 giếng khoan nông tại

TO

các huyện Đông Triều, thành phố Hạ Long, thị xã Uông Bí, huyện Hưng Yên. Tất cả

Đ

ÀN

175 mẫu đều có hàm lượng Asen nhỏ hơn 0.05mg/l

IỄ N D

B

cũng phát hiện nhiều giếng khoan có nồng độ Asen cao nằm ở Đồng Tháp và An

Tại Hà Tây chỉ có 01 kết quả Asen trong nước lỗ khoan nông có hàm lượng

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

H Ư

Hình 1.3: Bản đồ các khu vực nhiễm độc Asen ở Việt Nam

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

.Q N

G

Đ

ẠO

TP

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

N

H

Ơ N

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

Asen lớn hơn 0.05mg/l.

Tại Hà Nội, theo kết quả phân tích của văn phòng đại diện UNICEF tại Hà Nội

và trung tâm nước sinh hoạt và vệ sinh môi trường nông thôn trung ương 6 tháng đầu năm 1999 cho thấy mẫu nước của 351 trong tổng số 519 giếng khoan ở Quỳnh Lôi 13

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

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

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

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

(Hà Nội) được phân tích thì có 25% số mẫu có hàm lượng Asen vượt tiêu chẩn cho thì có tới 68% vượt tiêu chuẩn cho phép.

H

Trong vùng nội và ngoại thành Hà Nội, nước ngầm cũng được khai thác để sử

Ơ N

phép của Việt Nam và tính theo tiêu chuẩn của tổ chức y tế thế giới (WHO là 0.01mg/l)

.Q

asen trong nước.Những gia đình sử dụng giếng khoan qua hệ thống xử lý đơn giản tại

TP

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

Theo khảo sát ,khu vực nội thành ở Hà Nội có 32% số mẫu bị nhiễm asen, các

Khoảng nồng độ

(µg/l)

(µg/l)

31

<1-220

48

67

1-230

55

127

2-3050

45

432

9-3010

196

159

<1-3050

Đông Anh

48

Từ Liêm Gia Lâm

10 00

A Ó H Í-

-L

Tổng số

B

Số lượng mẫu đo

TR ẦN

Nồng độ trung bình

Địa điểm

Thanh Trì

H Ư

N

G

Đ

khu vực khác như Đông Anh 13%, Gia Lâm 26,5%, Thanh Trì 54%, Từ Liêm 21%.

ÁN

Bảng 1-1: Kết quả phân tích Asen trong nước ngầm ở Hà Nội

Theo khảo sát ,khu vực nội thành ở Hà Nội có 32% số mẫu bị nhiễm asen, các

ÀN

khu vực khác như Đông Anh 13%, Gia Lâm 26,5%, Thanh Trì 54%, Từ Liêm 21%.

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

ẠO

gia đình (tỷ lệ nhiễm As khoảng 5%) hoặc không qua xử lý (nhiễm 26%).

TO

http://daykemquynhon.ucoz.com

nước giếng khoan để khai thác và làm nước sinh hoạt gây nguy cơ cao về việc nhiễm

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

U Y

N

dụng cho quy mô nhỏ - khu tập thể hoặc các hộ gia đình. Một số nơi ở Hà Nội sử dụng

43 lần mức cho phép của Bộ Y Tế.

D

IỄ N

Đ

Đặc biệt là khu chung cư Mỹ Đình nguồn nước cung cấp cho sinh hoạt cao gấp 37 –

14

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

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

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

TR ẦN

50 m ở miền Bắc và Hà Nội Nước ngầm có hàm lượng asen cao do sự oxy hóa asenopyrit, pirit trong các

B

tầng sét và lớp kẹp than bùn trong bồi tích cũng như giải phóng asen ở dạng hấp thụ

10 00

khi khử keo, sau khi đã qua xét nghiệm thấy nước cấp từ các nhà máy Hạ Đình, Pháp Vân, Yên Phụ có lượng asen vượt mức cho phép tương đối rõ, đều cao hơn tỉ lệ 0,01

Ó

A

mg/l. Tám nhà máy cấp nước tại Hà Nội như: Mai Dịch, Ngọc Hà, Yên Phụ, Ngô Sỹ

H

Liên, Lương Yên, Hạ Đình, Tương Mai, Pháp Vân kết quả sau khi khảo sát năm 1999

Í-

đều cho thấy hàm lượng asen vượt quá tiêu chuẩn cho phép đối với nước chưa qua xử

ÁN

-L

lý và nước đã qua xử lý.

TO

1.3 Tổng quan ảnh hưởng của Asen lên sức khỏe con người Để hiểu hết được những tác hại khi nguồn nước ngầm bị nhiễm Asen, chúng ta

D

IỄ N

Đ

ÀN

hãy cùng nhau tìm hiểu những tác hại của Asen lên cơ thể con người.

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

H Ư

Hình 1.4: Mức độ nhiễm Asen trong tầng nước ngầm kỉ Pleistocene dưới độ sâu trên

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

.Q N

G

Đ

ẠO

TP

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

N

H

Ơ N

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

Asen là một chất rất độc. Có thể chết ngay nếu uống một lượng bằng nửa hạt ngô (bắp). Asen xâm nhập vào con người qua con đường nước uống, không khí trong vùng ô nhiễm, Asen vào trong cơ thể người thường tích tụ trong não, các mô da, móng tay, tóc, răng và trong các bộ phận giàu biểu mô như: niêm mạc, vòm miệng, dạ dày, 15

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

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

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

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

ruột non gây nhiễm độc cấp tính cao. Nồng độ Asen cao trong nguồn nước khi uống nước nhiễm Asen ( một lượng nhỏ) cũng ảnh hưởng đến thai nhi; gây ra những bệnh

H

phổi ác tính, tác động xấu đến sự phát triển trí tuệ của trẻ em.

Ơ N

vào có thể gây ngộ độc cấp tính, ung thư, hoặc có thể chết ngay. Khi sử dụng nguồn

ẠO

hoạt thường ngày là khá cao.

Do đặc tính Asen tích lũy sinh học trong cơ thể-khó có thể bị đào thải ra ngoài.

G

Đ

Khi bị nhiễm độc Asen với liều lượng nhỏ (nhỏ hơn 0,01mg/l) nhưng tiếp xúc trong

H Ư

N

thời gian dài thì lượng tích tụ có thể biểu hiện thành những bệnh:

nhịp tim, thay đổi sắc tố da.

TR ẦN

Tích tụ từ 1-5 năm: Mệt mỏi, buồn nôn, hồng cầu và bạch cầu giảm, rối loạn

Từ 5-10 năm: Da trở nên bị sừng hóa, mạch máu bị tổn thương, ảnh hưởng đến

10 00

B

thai nhi.

Từ 10-15 năm: Ung thư da, ung thư gan, ung thư phổi, ung thư bang quang, ung

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

thư thận, và nguy hại đến hệ thống thần kinh

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

TP

.Q

Asen qua con đường ăn uống là nguy hiểm nhất do mức độ sử dụng nước trong sinh

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

http://daykemquynhon.ucoz.com

uống trong sinh hoạt hằng ngày và con đường không khí qua đường thở. Sự xâm nhập

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

U Y

N

Asen xâm nhập vào cơ thể người qua hai con đường chính là: con đường ăn

16

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

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

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

10 00

1.4 Tổng quan một số phương pháp xử lý Asen Nước ngầm chứa Asen có thể được loại bỏ bằng rất nhiều các phương pháp

Ó

A

khác nhau.Việc lựa chọn phương pháp phù hợp, hiệu quả nhất phụ thuộc vào điều kiện

H

của từng khu vực.Bên cạnh các phương pháp xử lý thông thường các phương pháp

-L

Í-

sinh học cũng như các phương pháp kết hợp rất được chú trọng cho việc xử lý, ví dụ

ÁN

kết hợp giữa hóa học và sinh học, đặc biệt khi nguồn tài chính hạn hẹp.

TO

1.4.1 Phương pháp sinh học - Loại bỏ Asen bằng vi khuẩn Hoạt động của vi khuẩn có thể đóng vai trò quan trọng như 1 chất xúc tác trong

D

IỄ N

Đ

ÀN

rất nhiều quá trình dùng để loại bỏ asen nhưng phương pháp sinh học này lại rất ít

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

B

TR ẦN

Hình 1.5: Ung thư da đầu do nhiễm Asen

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

.Q H Ư

N

G

Đ

ẠO

TP

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

N

H

Ơ N

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

được biết đến (Johnston et al. 2001).

Gần đây phương pháp này đã được cải tiến như 1 phương pháp thay thế cho

việc loại bỏ asen. Những nghiên cứu qui mô nhỏ cho thấy rằng điều kiện tối ưu của pH, nhiệt độ và oxy cho phép quá trình lọc sinh học và quá trình loại bỏ đồng thời cả Asen 17

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

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

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

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

(III) và sắt. Những thông số quan trọng là nồng độ ban đầu của sắt. Ở nồng độ cao, 40%. Đối với hệ thống nước có nồng độ sắt thấp, việc cho thêm sắt (II) sunfat có thể

H

loại bỏ hoàn toàn Asen. Việc cố định As (III) trong sắt oxit thực hiện bởi hoạt động

Ơ N

hiệu quả loại bỏ asen đạt >90% và ở nồng độ thấp, hiệu quả loại bỏ chủ đạt khoảng

.Q

kì hệ thống nước ngầm nào bằng quá trình oxy hóa sắt của vi khuẩn (Lehimas et al.

TP

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

ẠO

(Deheyn, Bencheikh-Latmani et al. 2004, Katsoyiannis, Zouboulis et al. 2004). Trong

Đ

khi những công nghệ này có hiệu quả đối với qui mô nghiên cứu phòng thí nghiệm và

N

G

nghiên cứu thí điểm.

Keo tụ - Kết tủa:

TR ẦN

•

H Ư

1.4.2 Phương pháp hóa học

Cộng kết tủa - lắng - lọc đồng thời với quá trình xử lý sắt hoặc mangan có sẵn

10 00

B

trong nước ngầm tự nhiên. Đây là phương pháp xử lý đơn giản nhất, bằng cách bơm nước ngầm từ giếng khoan, sau đó làm thoáng để ôxy hóa sắt, mangan, tạo hydroxyt

A

sắt và mangan kết tủa. As (III) được oxy hóa đồng thời thành As (V), có khả năng hấp

Ó

phụ lên bề mặt của các bông keo tụ Hydroxyt sắt hay Mangan tạo thành và lắng xuống

Keo tụ bằng hóa chất:

-L

•

Í-

H

đáy bể, hay hấp phụ và bị giữ lại lên bề mặt hạt cát trong bể lọc.

ÁN

- Phương pháp keo tụ đơn giản nhất là sử dụng vôi sống (CaO) hoặc vôi tôi

(Ca(OH)2) để khử Asen. Hiệu suất đạt khoảng 40 - 70 %. Keo tụ bằng vôi đạt hiệu suất

ÀN

cao với pH trên 10,5 cho phép đạt hiệu suất khử Asen cao, với nồng độ Asen ban đầu

D

IỄ N

Đ

khoảng 50 µg/l. Có thể sử dụng để khử Asen kết hợp với làm mềm nước. Tuy vậy,

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

1992). Phương pháp lọc sử dụng vi khuẩn để loại bỏ asen cũng đang được phát triển

TO

http://daykemquynhon.ucoz.com

Phương pháp lọc sinh học trong việc xử lí asen có thể áp dụng thích hợp cho bất

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

U Y

N

của vi khuẩn.

phương pháp này khó cho phép đạt được nồng độ Asen trong nước sau xử lý xuống tới 10 mg/l. Một hạn chế của phương pháp sử dụng vôi là tạo ra một lượng cặn lớn sau xử lý.

18

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

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

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

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

- Ngoài ra còn có thể dùng phương pháp keo tụ, kết tủa bằng Sunfat nhôm hay

Oxi hóa bằng các chất oxi hóa mạnh: Các chất oxi hóa được phép sử dụng trong

N

H

cấp nước như Clo, KMnO4, H2O2, Ozon.

Ơ N

Clorua sắt.

.Q

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

TP

Oxi quang hóa: Chất oxy hóa có thể là oxy tinh khiết hoặc sục khí. Chất hấp

Đ

nguồn tia cực tím. Phản ứng có thể xảy ra ở nhiệt độ trong phòng và ánh sáng thấp,

G

không đòi hỏi các thiết bị phức tạp. Do As(III) bị oxy hóa thành As(V) với tốc độ rất

H Ư

N

chậm, có thể sử dụng các chất oxy hóa mạnh như Cl2, H2O2 hoặc O3. Phần lớn chi phí

•

TR ẦN

xử lý chính là các chất oxy hóa này.

Hấp phụ

Hấp phụ bằng nhôm hoạt hóa: Nhôm hoạt hóa được sử dụng có hiệu quả để xử

10 00

B

lý nước có hàm lượng chất rắn hòa tan cao. Tuy nhiên, nếu trong nước có các hợp chất của selen, florua, clorua, Sunffat với hàm lượng cao, chúng có thể cạnh tranh hấp phụ.

A

Nhôm hoạt hóa có tính lựa chọn cao đối với As(V), vì vậy mỗi lần xử lý có thể giảm

H

Ó

tới 5 - 10 % khả năng hấp phụ. Cần hoàn nguyên và thay thế vật liệu lọc khi sử dụng.

Í-

Chọn nhôm hoạt hóa làm vật liệu hấp phụ, dựa trên đặc tính lựa chọn và công suất hấp

-L

phụ cao đối với asen, khả năng hoàn nguyên, nguồn cung cấp sẵn có và bỏ qua được

ÁN

yêu cầu sử dụng hóa chất.

TO

Hấp phụ bằng oxit nhôm hoạt hóa: loại vật liệu hấp phụ có nguồn gốc từ nhôm,

có khả năng tách Asen ở 2 dạng tồn tại phổ biến ở trong nước là As (III) và As(V). Vật

D

IỄ N

Đ

liệu hấp phụ này có đặc tính hóa học, diện tích bề mặt và độ rỗng cao, có khả năng hấp

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

ẠO

phụ quang hóa có thể là Fe(II), Fe(III), Ca(II). Có thể sử dụng ánh sáng mặt trời làm

ÀN

http://daykemquynhon.ucoz.com

cực là hợp kim và áp dụng cho các hộ sử dụng nước quy mô nhỏ.

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

U Y

Oxi hóa điện hóa: Có thể xử lý nước chứa Asen bằng phương pháp dùng điện

phụ cao hơn 10 lần so với các vật liệu thông thường khi có mặt các Ion cạnh tranh.

Hấp phụ bằng vật liệu Laterite: Laterite là loại đất axit có màu đỏ, rất phổ biến ở các vùng nhiệt đới. Thành phần chủ yếu của Laterite là các hydroxyt sắt và nhôm, hoặc các oxit ngậm nước của chúng, và một lượng nhỏ các hợp chất của Mangan, 19

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

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

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

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

Titan. Ở điều kiện tự nhiên, loại đất sét này có điện tích bề mặt dương, có khả năng hấp phụ các chất bẩn mang điện tích âm như Asenic. Có thể đưa laterite trực tiếp vào

Ơ N

nước cần xử lý như chất hấp phụ, sau đó để lắng, hoặc có thể sử dụng làm vật liệu hấp

H

phụ trong bể lọc.

.Q

kết hợp với cát, hydroxyt sắt, kết hợp phương pháp oxi hóa, hấp phụ - lọc với trồng

TP

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

ẠO

Alternifolius hay cây Thalia dealbata) hoặc khoai nước Colocasia Esculenta cũng cho

G

Đ

hiệu suất loại bỏ Asen khỏi nước.

H Ư

N

Trao đổi Ion

•

Đây là quá trình trao đổi giữa các ion trong pha rắn và pha lỏng, mà không làm

TR ẦN

thay đổi cấu trúc của chất rắn. Có thể loại bỏ các ion Asenat (As (V)) trong nước bằng phương pháp trao đổi ion với vật liệu trao đổi gốc anion axit mạnh (Cl-). Loại vật liệu

B

trao đổi ion này có ưu điểm là có thể sử dụng dung dịch muối đậm đặc NaCl để hoàn

10 00

nguyên hạt trao đổi ion đã bão hòa Asen. Nồng độ Asen sau xử lý có thể hạ thấp tới dưới 2 ppb. Tuy nhiên công nghệ trao đổi ion tương đối phức tạp, ít có khả năng áp

Ó

A

dụng cho từng hộ gia đình đơn lẻ.

Í-

H

1.4.3 Phương pháp xử lí Asen bằng vật liệu nano composite

Màng Nano:

-L

•

ÁN

Đây là công nghệ dùng màng lọc, có khe lọc kích thước 1nanomet được phát

triển đầu tiên bởi các công ty của Mỹ (Zenon, Vontron Dow). Do sử dụng màng lọc có

ÀN

khe hở nhỏ, cho nên nó có thể dễ dàng loại bỏ được 100% vi khuẩn, vi rút. Đối với các

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

cây hay oxi hóa với lọc cát và trồng cây. Một số loài thực vật như thủy trúc (Cyperus

TO

http://daykemquynhon.ucoz.com

dụng để loại bỏ Asen trong nước ngầm. Sử dụng viên sắt có chứa Clo, sử dụng mạt sắt

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

U Y

N

Ngoài ra, còn nhiều vật liệu hấp phụ khác đã và đang được nghiên cứu ứng

D

IỄ N

Đ

ion kim loại, tỷ lệ loại bỏ đạt khoảng 40, 50% hoặc 90% (kể cả canxi, magie, và các kim loại nặng). Màng Nano được dùng trong các nhà máy sản xuất nước đóng bình, trong các khu vực nước nợ, và cung cấp nước sạch sinh hoạt. Ưu điểm của màng Nano là áp lực thẩm thấu thấp hơn nhiều so với màng R/O, cho nên tiết kiệm năng lượng hơn.

20

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

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

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

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

TR ẦN

TiO2 là chất có hoạt tính quang hoá. Hệ TiO2 + UV đã được ứng dụng trong xử lý các chất thải do có tính ôxy hoá mạnh. Khả năng ôxy hoá As(III) của hệ này cũng

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

10 00

B

đã được nghiên cứu. Cơ chế của phản ứng được đưa ra như sau:

IỄ N D

Nano TiO2

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

•

H Ư

N

G

Hình 1.6: So sánh các công nghệ lọc

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

.Q Đ

ẠO

TP

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

N

H

Ơ N

Khả năng lọc của công nghệ màng Nano được minh họa theo hình dưới đây:

Hình 1.7: Cơ chế của nano TiO2 2 hυ TiO →  e− + h+

AsO33- + 3e- + 6H+= As + 3H2O

21

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

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

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

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

UV có khả năng ôxy hoá As(III) nhưng phản ứng xảy ra rất chậm. Với sự có mặt của TiO2, phản ứng xảy ra hoàn toàn trong vài phút. Các nghiên cứu cũng cho

Ơ N

thấy rằng phản ứng có bậc một đối với nồng độ As(III) và tốc độ phản ứng không phụ

H

thuộc vào pH trong khoảng từ 5 đến 9.

.Q

dụng vẫn được dùng trong xử lý môi trường). Nano TiO2 có thể phân huỷ được

TP

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

ẠO

virus, vi khuẩn gây bệnh với hiệu suất cao hơn so với các phương pháp khác. Dưới tác

Đ

dụng của ánh sáng, nano TiO2 trở nên kỵ nước hay ái nước tuỳ thuộc vào công nghệ

N

G

chế tạo. Khả năng này được ứng dụng để tạo ra các bề mặt tự tẩy rửa không cần hoá

H Ư

chất và tác động cơ học hoặc các thiết bị làm lạnh không cần điện. Khả năng quang

TR ẦN

xúc tác mạnh của nano TiO2 còn đang được nghiên cứu ứng dụng trong pin nhiên liệu và xử lý CO2 gây hiệu ứng nhà kính.

B

- Vật liệu TiO2 kích thước nano có hoạt tính quang xúc tác cao, có thể ứng dụng

10 00

tốt trong các lĩnh vực xử lý môi trường để phân hủy các hợp chất hữu cơ bền trong môi trường nước và khí.

Ó

A

- Nano TiO2 kháng khuẩn bằng cơ chế phân huỷ, tác động vào vi sinh vật như

H

phân huỷ một hợp chất hữu cơ. Vì vậy, nó tránh được hiện tượng “nhờn thuốc” và là

-L

Í-

một công cụ hữu hiệu chống lại sự biến đổi gen của vi sinh vật gây bệnh.

ÁN

- Nano TiO2 hoạt động theo cơ chế xúc tác nên bản thân không bị tiêu hao, nghĩa là đầu tư một lần và sử dụng lâu dài.

- Bản thân nano TiO2 không độc hại, sản phẩm của sự phân huỷ chất này cũng

ÀN

an toàn.

Những đặc tính này tạo cho nano TiO2 những lợi thế vượt trội về hiệu quả kinh

Đ IỄ N D

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

các chất độc hại bền vững như điôxin, thuốc trừ sâu, benzen… cũng như một số loại

TO

http://daykemquynhon.ucoz.com

trong số những chất đã biết (gấp 1,5 lần ozôn, gấp hơn 2 lần clo - là những chất thông

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

U Y

N

Khi được chiếu ánh sáng, nano TiO2 trở thành một chất oxy hoá khử mạnh nhất

tế và kỹ thuật trong việc làm sạch môi trường nước và không khí khỏi các tác nhân ô nhiễm hữu cơ, vô cơ và sinh học.

•

Nano Fe2O3 22

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

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

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

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

Fe2O3 nano được biết như là 1 vật liệu hấp phụ, có vai trò quan trọng trong việc phụ của vật liệu sẽ giảm đi cần phải thay mới nên tốn nhiều kinh phí, khó có thể sử

H

dụng lâu dài.

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

.Q

1.5.1 Phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử UV-Vis

TP

Phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử UV-Vis (hay còn gọi là phân tích trắc

Đ

hóa lý. Phương pháp này giúp định lượng nhanh chóng với độ nhạy và độ chính xác

N

G

khá cao, đồng thời là một phương pháp đơn giản, thông dụng.

H Ư

Phân tích trắc quang là tên gọi chung của các phương pháp phân tích quang học

TR ẦN

dựa trên sự tương tác chọn lọc giữa chất cần xác định với năng lượng bức xạ. Nguyên tắc của phương pháp trắc quang là dựa vào lượng ánh sáng đã bị hấp thụ bởi chất hấp

B

thu để tính hàm lượng của chất hấp thu.

10 00

a. Phương pháp dùng thuốc thử bạc Đietylđithiocacbamat (AgDDC) Nguyên tắc: Dùng hiđro mới sinh (Zn hạt trong HCl hoặc NaBH4) khử các hợp

A

chất của Asen trong dung dịch thành AsH3, tiếp tục dẫn AsH3 vào ống hấp thụ chứa

H

Ó

bạc đietylđithiocacbamat trong pyridin hay clorofom để tạo phức màu đỏ, sau đó tiến

-L

Í-

hành đo độ hấp thụ quang ở bước sóng ở λ= 520nm.

ÁN

1.5.2 Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS

TO

Nguyên tắc: Phương pháp phân tích dựa trên cơ sở đo phổ hấp thụ nguyên tử

của một nguyên tố được gọi là phép đo phổ hấp thụ nguyên tử (phép đo AAS). Dựa

D

IỄ N

Đ

ÀN

vào tác dụng của nguồn nhiệt các chất bị hóa hơi và phân ly thành các nguyên tử, đa số

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

ẠO

quang) là phương pháp được sử dụng phổ biến nhất trong các phương pháp phân tích

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

U Y

N

1.5 Các phương pháp phân tích Asen

http://daykemquynhon.ucoz.com

Ơ N

loại bỏ Asen bằng cách hấp phụ trên bề mặt vật liệu, nhưng theo thời gian mức độ hấp

các nguyên tử ở trạng thái cơ bản. ở trạng thái cơ bản các nguyên tử hấp thụ chọn lọc

các bức xạ do nó phát ra, đặc biệt là bức xạ cộng hưởng. Cho nguồn cộng hưởng đi qua đám mây nguyên tử của nguyên tố cần phân tích, cường độ của nguồn bị giảm đi.

Cường độ hấp phụ: 23

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

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

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

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

A = Log(Io/I) Trong đó:

Ơ N

A: Cường độ hấp phụ

U Y G

Đ

- Có độ nhạy và độ chọn lọc cao (hàm lượng: ppb)

H Ư

N

a. Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử sử dụng kỹ thuật hyđrua hoá (HVG AAS)

TR ẦN

Nguyên tắc: Khử As(V) về As(III) bằng KI, axit ascorbic sau đó phản ứng với NaBH4 trong môi trường axit để tạo thành hợp chất AsH3 và được dẫn tới cuvet chữ T

10 00

B

để nguyên tử hóa và đo phổ hấp thụ của Asen.

1.6 Phương pháp cấu trúc hạt nano

Ó

A

1.6.1 Transmission electron microscopy (TEM)

H

Nguyên tắc: TEM là phương pháp phân tích vật lý sử dụng tia electron xuyên

Í-

thấu qua bề mặt mỏng của mẫu thử và thu lại hình ảnh của các electron xuyên thấu

-L

trên thiết bị thu nhận hình ảnh (detector) như màn huỳnh quang, film ảnh hoặc CCD

ÁN

camera sensor. TEM cung cấp những hình ảnh phân giải cao hơn kính hiển vi quang

Đ

ÀN

TO

học nhờ vào các bước sóng de Broglie của electron.

Khả năng phóng đại của hình ảnh TEM phụ thuộc vào sự tương tác của electron

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

ẠO

- Không cần làm giàu mẫu trong quá trình phân tích

TP

- Xác định được hàm lượng vết, kiểm tra độ tinh khiết của hóa chất

IỄ N D

.Q

Ưu điểm:

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

http://daykemquynhon.ucoz.com

I: Cường độ ánh sáng ra

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

N

H

Io: cường độ ánh sáng vào

với vật liệu, độ dày và cấu trúc cuả vật liệu. Theo yêu cầu của các phép phân tích chuyên sâu, ở mức phóng đại lớn, cường độ phóng đại hình ảnh được quy định bởi sự

tương tác sóng phức hợp. Sử dụng các chế độ xen kẽ cho phép TEM quan sát được sự biến điệu trong hóa chất đồng nhất, sự định hướng của tinh thể, cấu trúc electron, electron cảm ứng kích thích như việc chụp các hình ảnh thông thường.

24

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

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

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

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

1.6.2 Structural electron microscopy (SEM)

pháp phân tích vật lý hiện đại, phương pháp này sử dụng các chùm tia electron năng

H

lượng cao tương tác với các electron trên bề mặt mẫu vật từ đó sản sinh ra các electron

Ơ N

Nguyên tắc: SEM là một trong các loại kính hiển vi điện tử trong các phương

.Q

quét trên mành mẫu và thiết bị thường được tích hợp detecter để tạo ra hình ảnh

TP

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

ẠO

tương phản khi tiến hành quét trên thép Silicol. Ảnh chụp SEM có thể phóng to những

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

N

G

Đ

kích thước nano và có thể phân giải các kích thước trong khoảng 1-25nm.

D

IỄ N

Đ

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

quét. Ảnh SEM đầu tiên được Max Knoll thu được cho thấy những luồng electron

ÀN

http://daykemquynhon.ucoz.com

nhận lại cho biết các thông tin về bề mặt và thành phần mẫu. Tia electron thường được

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

U Y

N

thứ cấp, electron tán xạ phản hồi, tia X đặc trưng. Các electron phản hồi này được ghi

25

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

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

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

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

2. CHƯƠNG 2 – MỤC TIÊU VÀ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU

Chế tạo vật liệu nano composite Fe2O3.TiO2.

•

Đánh giá được khả năng xử lý Asen trong nước bằng vật liệu nano composite

Đánh giá hiệu quả kinh tế của phương pháp này so với các phương pháp khác

.Q

Xây dựng được qui trình xử lý Asen có trong nước ngầm bằng vật liệu nano

ẠO

•

TP

đang được sử dụng.

Đ

composite Fe2O3.TiO2.

N

G

2.2 Nhiệm vụ nghiên cứu Khảo sát các điều kiện để điều chế vật liệu nano

•

Nghiên cứu khả năng hấp phụ của các vật liệu nano.

•

Nghiên cứu cơ chế và hiệu quả của việc sử dụng vật liệu nano tổng hợp vào xử Thiết kế mô hình xử lý nước nhiễm Asen bằng vật liệu nano.

10 00

•

B

lý Asen trong nước ngầm.

TR ẦN

H Ư

•

A

2.3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: xử lí asen trong nước.

•

Phạm vi nghiên cứu: nước ngầm ở khu vực Hà Nội.

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

•

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

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

http://daykemquynhon.ucoz.com

•

U Y

Fe2O3.TiO2.

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

N

H

•

Ơ N

2.1 Mục tiêu nghiên cứu

26

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

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

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

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

3. CHƯƠNG 3 – THỰC NGHIỆM

Ơ N

3.1 Thiết bị, dụng cụ và hóa chất cần thiết

H

3.1.1 Thiết bị

U Y .Q ẠO

- Tủ sấy

Đ

- Máy trắc quang

N

G

- Lò nung

Hình 3.1: Máy trắc quang

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

- Cân điện tử

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

TP

- Máy khuấy từ

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

http://daykemquynhon.ucoz.com

- Máy cất nước

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

N

Thiết bị để tiến hành thí nghiệm bao gồm:

27

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

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

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

Dụng cụ để tiến hành thí nghiệm bao gồm:

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

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

.Q Đ

ÀN

3.1.2 Dụng cụ

IỄ N D

Hình 3.2: Tủ sấy

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

N

G

Đ

ẠO

TP

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

N

H

Ơ N

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

- Bình tam giác các loại - Cốc thủy tinh - Ống đong các loại - Bình định mức các loại 28

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

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

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

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

- Ống nghiệm - Micro pipet, pipet các loại

D

IỄ N

Đ

ÀN

Hình 3.3: Rửa sạch dụng cụ trước khi thí nghiệm

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

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

.Q TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

N

G

Đ

ẠO

TP

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

N

H

Ơ N

- Bình nén khí N2

3.1.3 Hóa chất Hóa chất để tiến hành thí nghiệm bao gồm: - Dung dịch As chuẩn 29

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

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

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

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

- Dung dịch Axit ascobic 5%: hòa tan 5g Axit ascobic bằng nước cất trong bình định mức 100ml

Ơ N

- Dung dịch HCl 1:1 : pha loãng HCl bằng nước cất theo tỉ lệ 1:1

U Y

định mức 100ml

.Q TP

- Dung dịch Chì axetat 10%

ẠO

- Dung dịch PVA 1M: hòa tan từ từ 86,09g PVA bằng nước cất trong bình định

G

Đ

mức 1l và dùng máy khuấy từ khuấy liên tục đến khi tan hoàn toàn

H Ư

N

- Dung dịch TiCl4 0,5M

- Dung dịch C2H5OH 98%

TR ẦN

- Dung dịch NH4OH.HCl 0,35M

- Dung dịch (NH2)2CO 1M: hòa tan 60,6g urê bằng nước cất trong bình định

10 00

B

mức 1l

- Dung dịch NH4NO3 1M: hòa tan 80g NH4NO3 bằng nước cất trong bình định

A

mức 1l

H

Ó

- Fe2O3 dạng rắn

-L

Í-

- Dung dịch Fe(NO3)3 1M

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

- Nước cất 3 lần

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

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

http://daykemquynhon.ucoz.com

- Kim loại Zn dạng rắn

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

N

H

- Dung dịch Bạc Diethyldithiocarbamate: hòa tan 0,3g bằng piridin trong bình

30

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

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

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

Hình 3.4: Cân hóa chất

D

IỄ N

Đ

ÀN

3.2 Nghiên cứu chế tạo nano TiO2

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

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

.Q TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

N

G

Đ

ẠO

TP

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

N

H

Ơ N

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

3.2.1 Phương pháp 1 - Bước 1: Pha chế TiCl4 3M bằng cách pha TiCl4 cho vào nước lạnh theo tỉ lệ

H2O/TiCl4 là 2/1 - Bước 2: Pha loãng ra 0,5M 31

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

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

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

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

- Bước 3: Pha ra dung dịch với tỉ lệ 0,31l TiCl4 (0,5M) / 0.19l NH4OH.HCl

- Bước 4: Thủy phân tại nhiệt độ 90°C khuấy mạnh trong 2h

U Y

cả 2 lần)

.Q

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

ẠO

1,5h

G

Đ

3.2.2 Phương pháp 2

H Ư

N

Được điều chế trong điều kiện như sau: TiCl4 (0,5M)

(NH2)2CO (1M)

NH4NO3 (1M)

180 ml

60 ml

450 ml

60 ml

36 ml

12 ml

90 ml

12 ml

TR ẦN

PVA (1M)

10 00

B

Bảng 3-1: Thành phần hóa chất của phương pháp 2 chế tạo nano TiO2 - Trộn các dung dịch trên theo đúng tỉ lệ (đã nêu ở trên bảng), gia nhiệt ở nhiệt

A

độ 70°C với tốc độ khuấy 1200 vòng/phút và khuấy liên tục trong 24 giờ.

H

Ó

- Sau đó, nâng nhiệt độ lên 150°C trong vòng 24 giờ.

Í-

- Nung ở nhiệt độ 250°C trong 4 tiếng

-L

- Sau khi đã nung ở nhiệt độ 250°C thì nâng nhiệt độ lên 600°C trong 3 giờ

TO

ÁN

( tốc độ gia nhiệt 10°C/phút ). Sau đó đem nghiền mẫu.

D

IỄ N

Đ

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

TP

- Bước 7: Nung tiếp ở nhiệt độ 600°C với tốc độ gia nhiệt 10°C/phút trong vòng

ÀN

http://daykemquynhon.ucoz.com

- Bước 6: Sấy khô ở 80°C trong 12h

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

N

H

- Bước 5: Lọc kết tủa, rửa sạch kết tủa bằng nước cất sau đó bằng C2H5OH (tất

Ơ N

(0,35M)

32

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

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

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

Fe(NO3)3 (1M)

36 ml

12 ml

(NH2)2CO (1M)

TR ẦN

H Ư

PVA (1M)

N

G

Được điều chế trong điều kiện như sau:

90 ml

Bảng 3-2: Thành phần hóa chất của phương pháp 1 chế tạo nano Fe2O3

10 00

B

Đun ở 70°C trong 24h. Sau đó nâng nhiệt độ lên 150°C trong 12h. Cuối cùng

Ó

3.3.2 Phương pháp 2

A

nung ở 500°C. Trong quá trình chế tạo phải khuấy từ liên tục.

H

Được điều chế trong điều kiện như sau: Fe(NO3)3 (1M)

H2O (1M)

72 ml

24 ml

96 ml

ÁN

-L

Í-

PVA (1M)

Đ

ÀN

TO

Bảng 3-3: Thành phần hóa chất của phương pháp 2 chế tạo nano Fe2O3

Nhỏ từ từ dung dịch NH4OH đến khi pH = 4

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

Đ

3.3.1 Phương pháp 1

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

U Y TP

ẠO

3.3 Nghiên cứu chế tạo nano Fe2O3

IỄ N D

.Q

Hình 3.5: Hình ảnh quá trình điều chế TiO2 nano

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

H

Ơ N

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

Đến khi pH = 4 đun ở 70°C trong 1 đến 3 giờ đến khi xuất hiện màu xanh rêu

rồi làm già ở nhiệt độ phòng trong 22 tiếng. Sau đó sấy khô ở 90°C trong 2-4 tiếng.

Cuối cùng là nung ở 550°C tốc độ gia nhiệt 10°C/phút.

33

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

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

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

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

3.3.3 Phương pháp 3

Fe(NO3)3 (1M)

NH4NO3 (1M)

180 ml

60 ml

15 ml

.Q

Đun ở 90°C trong 24h, sau đó nâng lên đun ở 150°C trong 12h. Trong quá trình

TP

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

Đ

tục đem nung trong 600°C trong 4 tiếng.

Fe(NO3)3 (1M) (NH2)2CO (1M) NH4NO3 (1M) 60 ml

36 ml

12 ml

450 ml

60 ml

90 ml

12 ml

10 00

B

180 ml

TR ẦN

PVA (1M)

H Ư

Được điều chế trong điều kiện như sau:

N

G

3.3.4 Phương pháp 4

Bảng 3-5: Thành phần hóa chất của phương pháp 4 chế tạo nano Fe2O3

A

Đun ở 90°C trong 24h, sau đó nâng lên đun ở 150°C trong 12h. Trong quá trình

H

Ó

dung dịch được khuấy từ liên tục. Sau đó sấy trong tủ sấy với thời gian 24h, rồi tiếp

TO

ÁN

-L

Í-

tục đem nung trong 600°C trong 4 tiếng.

D

IỄ N

Đ

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

ẠO

dung dịch được khuấy từ liên tục. Sau đó sấy trong tủ sấy với thời gian 24h, rồi tiếp

ÀN

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

Bảng 3-4: Thành phần hóa chất của phương pháp 3 chế tạo nano Fe2O3

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

N

H

PVA (1M)

Ơ N

Được điều chế trong điều kiện như sau:

Hình 3.6: Hình ảnh quá trình điều chế Fe2O3 nano 3.4 Nghiên cứu chế tạo nano composite Fe2O3.TiO2 Được điều chế trong điều kiện như sau: 34

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

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

NH4NO3

(1M)

(1M)

60 ml

60 ml

450 ml

60 ml

P3

180 ml

30 ml

30 ml

450 ml

60 ml

P4

180 ml

45 ml

15 ml

450 ml

P5

180 ml

40 ml

20 ml

450 ml

P6

180 ml

50 ml

10 ml

P7

180 ml

60 ml

40 ml

P8

180 ml

60 ml

P9

180 ml

60 ml

P10

180 ml PVA

60 ml 60 ml

450 ml

60 ml

50 ml

450 ml

60 ml

80 ml

450 ml

60 ml

60 ml

100 ml

450 ml

60 ml

Fe2O3

TiCl4

(NH2)2CO

NH4NO3

60 ml

450 ml

60 ml

N

G

Đ

450 ml

H Ư

TR ẦN

B

180 ml

P2

60 ml

0.96(g)

Ó

A

Bảng 3-6: Thành phần hóa chất của phương pháp chế tạo nano Fe2O3.TiO2

Í-

H

Đun ở 90°C trong 24h, sau đó nâng lên đun ở 150°C trong 12h. Trong quá trình

-L

dung dịch được khuấy từ liên tục. Sau đó sấy trong tủ sấy với thời gian 24h, rồi tiếp

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

tục đem nung trong 600°C trong 4 tiếng.

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

180 ml

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

P1

H

(1M)

N

pháp

TiCl4(0,5M)

.Q

Fe(NO3)3(1M)

TP

PVA

ẠO

Phương

Ơ N

(NH2)2CO

U Y

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

10 00

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

http://daykemquynhon.ucoz.com

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

Hình 3.7: Hình ảnh của một số phương pháp điều chế Fe2O3.TiO2 35

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

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

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

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

3.5 Quy trình xây dựng đường chuẩn Asen bằng phương pháp trắc quang

trong khoảng 5 phút. Sau đó thêm 10ml dung dịch HCl 1:1, tiếp tục khuấy khoảng 5

H

phút. Tiếp theo thêm 2g Zn rồi đẩy khí bằng bình khí nén N2 trong 30 phút. Khí thoát

Ơ N

- Lấy 50ml mẫu và 1ml dung dịch Axit ascobic 5% vào bình tam giác, khuấy

.Q Hình 3.8: Hệ thống thí nghiệm

- Dung dịch thu được trong ống nghiệm chuyển trực tiếp vào cuvet của máy

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

trắc quang và đo ở bước sóng 520nm.

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

N

G

Đ

ẠO

TP

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

http://daykemquynhon.ucoz.com

dịch Bạc Diethyldithiocarbamate.

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

U Y

N

ra được dẫn qua bông tẩm Chì axetat rồi hấp thụ trong ống nghiệm chứa 5ml dung

36

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

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

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

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

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

N

G

Đ

ẠO

Hình 3.9: Dung dịch Bạc Diethyldithiocarbamate hấp thụ Asin chuyển màu đỏ

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

.Q TP

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

N

H

Ơ N

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

Hình 3.10: Đưa dung dịch vào cuvet của máy trắc quang 37

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

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

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

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

Đường chuẩn được xây dựng theo quy trình trên nhưng thay các mẫu bằng các - Đường chuẩn thứ nhất có nồng độ trong khoảng 0,1µg/l, 0,25µg/l, 0,5µg/l,

H

0,75µg/l, 1µg/l.

Ơ N

dung dịch chuẩn ở các khoảng nồng độ khác nhau như dưới đây:

.Q

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

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

N

G

Đ

ẠO

TP

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

http://daykemquynhon.ucoz.com

10µg/l.

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

U Y

N

- Đường chuẩn thứ hai có nồng độ trong khoảng 1µg/l, 2,5µg/l, 5µg/l, 7,5µg/l,

38

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

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

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

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

4. CHƯƠNG 4 – KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

Ơ N

4.1 Chế tạo vật liệu.

H

4.1.1 Chế tạo nano TiO2

Í-

H

Hình 4.2: Hình ảnh phổ SEM của TiO2 nano điều chế theo phương pháp 2

-L

Sau khi điều chế được vật liệu, đã tiến hành thử hoạt tính quang hóa bằng dung

ÁN

dịch Xanh Methylen nồng độ 20mg/L của các vật liệu thu được với kết quả chỉ ra ở

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

bảng dưới:

Mẫu

ABS

Phương pháp 2

78,7%

Phương pháp 1

0,3%

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

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

Hình 4.1: Hình ảnh sản phẩm TiO2 nano

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

.Q N

G

Đ

ẠO

TP

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

N

Dưới đây là kết quả của quá trình chế tạo:

Bảng 4-1: Hoạt tính quang hóa của vật liệu nano TiO2

39

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

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

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

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

Theo kết quả phân tích bằng ảnh SEM và thử hoạt tính quang hóa cho thấy được việc điều chế TiO2 theo phương pháp 2 đem lại hiệu quả cao nhất. Vậy chúng tôi

Ơ N

sẽ lựa chọn phương pháp 2 cho các nghiên cứu tiếp theo.

U Y .Q

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

Hình 4.3: Hình ảnh sản phẩm Fe2O3

TO

Hình 4.4: Hình ảnh phổ SEM của Fe2O3 nano điều chế theo phương pháp 4

ÀN

Theo kết quả phân tích bằng ảnh SEM cho thấy được việc điều chế Fe2O3 theo

D

IỄ N

Đ

phương pháp 4 đem lại hiệu quả cao nhất. Vậy chúng tôi sẽ lựa chọn phương pháp 4

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

H Ư

N

G

Đ

ẠO

TP

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

http://daykemquynhon.ucoz.com

Dưới đây là kết quả của quá trình chế tạo:

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

N

H

4.1.2 Chế tạo nano Fe2O3

cho các nghiên cứu tiếp theo.

4.1.3 Chế tạo nano TiO2.Fe2O3 Bước đầu đã khảo sát và điều chế ra thành công vật liệu Fe2O3, TiO2 riêng rẽ.

Các kết quả chụp SEM cho thấy các hạt vật liệu đạt kích cỡ rất nhỏ khoảng 20nm.

40

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

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

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

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

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

Hình 4.6: Hình ảnh phổ SEM của Fe2O3.TiO2 phương pháp 3

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

-L

Í-

H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

N

G

Đ

Hình 4.5: Một số hình ảnh sản phẩm Fe2O3.TiO2 nano

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

.Q ẠO

TP

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

N

H

Ơ N

Còn dưới đây là kết quả của quá trình chế tạo nano composite Fe2O3.TiO2:

41

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

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

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

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

Hình 4.8: Hình ảnh phổ SEM của Fe2O3.TiO2 phương pháp 5

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

Hình 4.7:Hình ảnh phổ SEM của Fe2O3.TiO2 phương pháp 4

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

.Q H Ư

N

G

Đ

ẠO

TP

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

N

H

Ơ N

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

42

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

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

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

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

Hình 4.10: Hình ảnh phổ SEM của Fe2O3.TiO2 phương pháp 7

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

Hình 4.9: Hình ảnh phổ SEM của Fe2O3.TiO2 phương pháp 6

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

.Q H Ư

N

G

Đ

ẠO

TP

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

N

H

Ơ N

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

43

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

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

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

D

IỄ N

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

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

Hình 4.11: Hình ảnh phổ SEM của Fe2O3.TiO2 phương pháp 8

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

.Q H Ư

N

G

Đ

ẠO

TP

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

N

H

Ơ N

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

Hình 4.12: Hình ảnh phổ SEM của Fe2O3.TiO2 phương pháp 9

44

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

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

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

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

Sau khi điều chế được vật liệu, cũng tương tự như đối với Fe2O3.TiO2, vật liệu composite Fe2O3.TiO2 cũng được thử hoạt tính quang hóa. Kết quả thu được như dưới

Ơ N 90’

P1

79,79%

83,56%

78,76%

82,5%

P2

73,9%

85,9%

81,4%

Mẫu/thời gian

30’

60’

90’

P3

31,9%

32,3%

32,9%

33,1%

P4

24,6%

23,8%

24,5%

27,1%

P5

32,9%

30,2%

P6

25,6%

24,1%

.Q TP

120’

26,4%

33,1%

26,4%

33,7%

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

10 00

B

Bảng 4-2: Hoạt tính quang hóa của vật liệu nano composite Fe2O3.TiO2

Dựa vào kết quả phân tích SEM và thử hoạt tính quang hóa chúng tôi chọn

phương pháp 1 làm phương pháp điều chế vật liệu nano composite Fe2O3.TiO2 cho hệ

thống xử lý asen.

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

Hình 4.13: Hình ảnh thử hoạt tính quang hóa của vật liệu với Xanh metylen

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

ẠO

Đ

G N H Ư

85,6%

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

60’

H

45’

N

30’

U Y

Mẫu/thời gian

TR ẦN

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

http://daykemquynhon.ucoz.com

đây:

45

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

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

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

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

KẾT LUẬN

Ơ N

• Trong quá trình nghiên cứu, nhóm nghiên cứu đã tiến hành và thu được những kết quả sau:

U Y

- Trộn các chất theo tỉ lệ mol PVA:TiCl4:(NH2)2CO:NH4NO3 = 6:1:15:2 vào

G

Đ

- Sau đó, nâng nhiệt độ lên 150°C trong vòng 24 giờ.

H Ư

N

- Nung ở nhiệt độ 250°C trong 4 tiếng.

- Sau khi đã nung ở nhiệt độ 250°C thì nâng nhiệt độ lên 600°C trong 3 giờ

TR ẦN

( tốc độ gia nhiệt 10°C/phút ). Sau đó đem nghiền mẫu.

o Sản phẩm nano TiO2:

B

Nano TiO2 tạo thành có kích cỡ hạt tương đối đồng đều, kích thước khoảng

10 00

30nm, hoạt tính quang hóa tốt (thử hoạt tính quang hóa bằng dung dịch Xanh

A

Methylen nồng độ 20mg/L cho ABS = 78,7%).

Ó

o Quy trình chế tạo nano Fe2O3:

Í-

H

- Trộn các chất theo tỉ lệ mol PVA:Fe(NO3)3:(NH2)2CO:NH4NO3 = 6:1:15:2

-L

vào bình tam giác.

ÁN

- Đun ở 90°C trong 24h, sau đó nâng lên đun ở 150°C trong 12h. Trong quá

TO

trình dung dịch được khuấy từ liên tục ở tốc độ 1100 vòng/phút. Sau đó sấy trong tủ

o Sản phẩm nano Fe2O3:

Đ

ÀN

sấy với thời gian 24h, rồi tiếp tục đem nung ở nhiệt độ 600°C trong thời gian 4 tiếng.

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

trong 24 giờ.

ẠO

TP

- Gia nhiệt ở nhiệt độ 70°C với tốc độ khuấy 1200 vòng/phút và khuấy liên tục

IỄ N D

.Q

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

http://daykemquynhon.ucoz.com

bình tam giác.

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

N

H

o Quy trình chế tạo nano TiO2:

Nano Fe2O3 tạo thành có kích cỡ hạt tương đối đồng đều, kích thước khoảng 30nm. o Quy trình chế tạo nano composite Fe2O3.TiO2:

46

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

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

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

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

- Trộn các chất theo tỉ lệ mol PVA:Fe(NO3)3:TiCl4:(NH2)2CO:NH4NO3 =

- Đun ở 90°C trong 24h, sau đó nâng lên đun ở 150°C trong 12h. Trong quá

H

trình dung dịch được khuấy từ liên tục. Sau đó sấy trong tủ sấy với thời gian 24h, rồi

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

.Q

o Sản phẩm Fe2O3.TiO2

ẠO

kích thước khoảng 30nm, hoạt tính quang hóa tốt. o Thử hoạt tính quang hóa của các vật liệu:

G

Đ

Các vật liệu sau khi chế tạo được thử hoạt tính quang hóa bằng Xanh methylen

H Ư

N

nồng độ 20mg/L. o Lập đường chuẩn asen:

TR ẦN

- Lấy 50ml mẫu và 1ml dung dịch Axit ascobic 5% vào bình tam giác, khuấy trong khoảng 5 phút. Sau đó thêm 10ml dung dịch HCl 1:1, tiếp tục khuấy khoảng 5

B

phút. Tiếp theo thêm 2g Zn rồi đẩy khí bằng bình khí nén N2 trong 30 phút. Khí thoát

10 00

ra được dẫn qua bông tẩm Chì axetat rồi hấp thụ trong ống nghiệm chứa 5ml dung dịch Bạc Diethyldithiocarbamate.

Ó

A

- Dung dịch thu được trong ống nghiệm chuyển trực tiếp vào cuvet của máy

Í-

H

trắc quang và đo ở bước sóng 520nm.

-L

Đường chuẩn được xây dựng theo quy trình trên nhưng thay các mẫu bằng các

ÁN

dung dịch chuẩn ở các khoảng nồng độ khác nhau như dưới đây:

TO

- Đường chuẩn thứ nhất có nồng độ trong khoảng 0,1µg/l, 0,25µg/l, 0,5µg/l,

- Đường chuẩn thứ hai có nồng độ trong khoảng 1µg/l, 2,5µg/l, 5µg/l, 7,5µg/l,

10µg/l.

D

IỄ N

Đ

ÀN

0,75µg/l, 1µg/l.

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

TP

Vật liệu composite Fe2O3.TiO2 tạo thành có kích cỡ hạt tương đối đồng đều,

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

U Y

N

tiếp tục đem nung trong 600°C trong 4 tiếng.

http://daykemquynhon.ucoz.com

Ơ N

6:2:1:15:2 vào bình tam giác.

47

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

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

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

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

NHỮNG KHÓ KHĂN KHI TIẾN HÀNH NGHIÊN CỨU với sinh viên ở Việt Nam. Vì vậy trong quá trình thực hiện đề tài, nhóm đã gặp phải

H

không ít các khó khăn:

Ơ N

Việc nghiên cứu xử lý asen bằng vật liệu nano composite còn khá mới mẻ đối

TP

Đ

thực hiện, phải đem thuê phân tích nên tốn nhiều kinh phí.

G

- Nhóm quyết định tự xác định nồng độ asen để tiết kiệm chi phí, nhưng do thời

H Ư

N

gian có hạn, nhóm đã không kịp lập đường chuẩn asen. Do vậy nhóm đã không kịp khảo sát khả năng khử asen của vật liệu.

TR ẦN

KIẾN NGHỊ

Đề tài có triển vọng và có khả năng ứng dụng vào thực tiễn rất cao. Do những

B

khó khăn đã nêu trên mà nhóm đã không thể hoàn thành đề tài như dự kiến. Vậy nên

10 00

nhóm chúng em có nguyện vọng được Nhà trường cũng như Khoa tạo điều kiện để chúng em có thể tiếp tục nghiên cứu, hoàn thiện đề tài trong thời gian tới đây, để mở ra

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

một hướng đi còn rất mới mẻ đồng thời tạo được những sản phẩm hữu ích cho xã hội.

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

ẠO

các phương pháp yêu cầu kỹ thuật và thiết bị công nghệ cao nên nhóm không thể tự

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

.Q

- Các phương pháp phân tích cấu trúc hạt nano bao gồm SEM và TEM đều là

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

http://daykemquynhon.ucoz.com

gian để nghiên cứu và phải nhờ sự giúp đỡ rất nhiều từ các thầy cô giáo.

U Y

N

- Đề tài có phạm vi khá rộng về mặt lí thuyết, vì vậy nhóm mất khá nhiều thời

48

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

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

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

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

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Ơ N

• Chế tạo, nghiên cứu một số tính chất và khả năng ứng dụng của màng nano oxit

H

titan. Luận án TS.Vật lý: Trần Kim Cương.

TP

Đ

oxides during groundwater treatment. Ind. Eng. Chem. Res. 43, 486e493.

G

• Katsoyiannis, I.A., Zikoudi, A., Hug, S.J., 2008b. Arsenic removal from

H Ư

N

groundwaters containing iron, ammonium, manganese and phosphate: a case

TR ẦN

study from a treatment unit in northern Greece. Desalination 224, 330e339.

• Deheyn, D. D., et al. (2004). "Chemical speciation and toxicity of metals

B

assessed by three bioluminescence-based assays using marine organisms."

10 00

Environmental Toxicology and Water Quality19(3): 161-178.

• Katsoyiannis, I. A., et al. (2004). " Kinetics of bacterial As(III) oxidation and

Ó

A

subsequent As(V) removal by sorption onto biogenic manganese oxides during

Í-

H

groundwater treatment." Ind. Eng. Chem. Res.43: 486-493.

-L

• http://dayhoahoc.com/20121011784/Cac-van-de-trong-hoa-hoc/Hoa-hoc-phan-

ÁN

tich/Scanning-electron-microscope-SEM.html

Đ

ÀN

TO

http://dayhoahoc.com/20121015785/Cac-van-de-trong-hoa-hoc/Hoa-hoc-phan

tich/Transmission-electron-microscopy-TEM.html

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

ẠO

oxidation and subsequent As(V) removal by sorption onto biogenic manganese

IỄ N D

U Y .Q

• Katsoyiannis, I.A., Zouboulis, A.I., Jekel, M., 2004. Kinetics of bacterial As(III)

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

http://daykemquynhon.ucoz.com

trong xử lý môi trường. Bùi Anh Tuấn.

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

N

• Nghiên cứu tổng hợp vật liệu tổ hợp quang xúc tác N,C-TiO2/AC để ứng dụng

• http://123doc.vn/document/326545-tinh-hinh-o-nhiem-asen-trong-nuocngam.htm?page=6

• http://nusa.vn/vn/Tin-tuc/Tin-tuc-Su-kien/Tac-hai-cua-ASEN-den-connguoi.aspx 49

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

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

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

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

• http://www.khoahoc.com.vn/doisong/moi-truong/20997_dong-nam-a-co-ti-lenhiem-doc-asen-trong-nuoc-cao.aspx

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

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

.Q

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

N

G

Đ

ẠO

TP

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

N

H

Ơ N

• http://www.khoahoc.com.vn/timkiem/asen/index.aspx

50

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

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