Luận án Nghiên cứu biến tính quặng Laterit bằng La2O3 và CeO2 để xử lý Asen và Photphat trong môi trường nước
Ô nhiễm nguồn nước sinh hoạt đặc biệt là nguồn nước ngầm làm ảnh hưởng
tới sức khỏe con người khi sử dụng. Hiện nay nguồn nước ngầm bị ô nhiễm bởi các
thành phần như asen, amoni, flo, nitorat, photphat.Về vấn đề ô nhiễm asen trong
nước ngầm ở Việt Nam đã được nhiều nhà khoa học trong và ngoài nước nghiên
cứu, kết quả chỉ ra ở Việt Nam có nhiều tỉnh thành trong cả nước có nồng độ asen
vượt quá tiêu chuẩn cho phép như Hà Nội, Vĩnh Phúc, Hà Nam.Tuy nhiên gần đây
vấn đề photphat trong nước ngầm và diễn biến nồng độ photphat trong nước ngầm
tăng theo thời gian chưa được nhiều sự quan tâm nghiên cứu ở Việt Nam. Sự có mặt
của photphat trong nguồn nước làm ảnh hưởng tới chất lượng nguồn nước, ảnh
hưởng tới sức khỏe con người khi sử dụng. Nguyên nhân dẫn đến photphat tồn tại
trong nước ngầm hiện nay là do tác động từ con người như sử dụng phân hóa học
trong nông nghiệp, nước thải sinh hoạt, nước rỉ rác, nước thải chăn nuôi.
Để xử l asen, photphat trong nước có nhiều phương pháp như: phương pháp
đồng kết tủa, phương pháp hấp phụ và phương pháp trao đ i ion, phương pháp
màng. Trong đó phương pháp hấp phụ đang là phương pháp được sử dụng rộng rãi
hiện nay vì có hiệu quả xử l cao, phương pháp thân thiện môi trường, nguồn vật
liệu đa dạng.Việc sử dụng các loai vật liệu từ tự nhiên hay sử dụng các kim loại đa
hóa trị, hóa trị cao như oxit sắt, oxit nhôm, oxit magan.đều cho kết quả khả năng
xử lý tốt asen và photphat. Nhưng gần đây có nhiều nghiên cứu trong và ngoài nước
cho thấy các oxit của nguyên tố đất hiếm có nhiều ưu việt, được ứng dụng nhiều
trong thực tiễn, nhất là trong xử l môi trường như lantan, xeri, đặc biệt ở dạng
nano. Các nano oxit lantan, nano oxit xeri có khả năng xử lý tốt asen, photphat, tuy
nhiên để sử dụng vật liệu nano oxit lantan, nao oxit xeri vào trong ứng dụng xử lý
nước sinh hoạt và đáp ứng điều kiện hiệu quả kinh tế, vật liệu nano lantan, xeri
được đưa lên trên chất mang laterit. Vật liệu laterit có nhiều ưu thế hơn so với các
loại vật liệu khác trong tự nhiên như trữ lượng phong phú, quá trình khai thác, hoạt
hóa đơn giản, có khả năng xử lý asen, photphat.
Tóm tắt nội dung tài liệu: Luận án Nghiên cứu biến tính quặng Laterit bằng La2O3 và CeO2 để xử lý Asen và Photphat trong môi trường nước
LỜI CẢM ƠN Đầu tiên, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Thầy hướng dẫn PGS. TS. Đỗ Quang Trung và PGS.TS. Đào Ngọc Nhiệm đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tạo mọi điều kiện thuận lợi để em hoàn thành luận án. Em xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Viện Khoa học vật liệu, Viện Công nghệ kỹ thuật môi trường và Học viện Khoa học Việt Nam đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho em trong quá trình thực hiện luận án. Em xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, lãnh đạo khoa Cơ – Điện, lãnh đạo Khoa Kỹ thuật tài nguyên nước cùng toàn thể các thầy cô đồng nghiệp Trường Cao đẳng thủy lợi Bắc Bộ đã tạo điều kiện giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu thực hiện luận án. Xin chân thành cảm ơn các anh, chị em cùng các bạn đồng nghiệp của phòng Vật liệu vô Cơ – Viện Khoa học vật liệu, iện àn lâm khoa học Công nghệ iệt Nam đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện luận án. Nhân dịp này, xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc tới gia đình, đã cổ vũ, động viên và giúp đỡ em hoàn thành luận án. TÁC GIẢ LUẬN ÁN LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình của riêng tôi dưới sự hướng dẫn của PGS.TS. Đỗ Quang Trung và PGS.TS. Đào Ngọc Nhiệm, các số liệu trích dẫn đều có nguồn gốc, các kết quả nêu trong luận án là trung thực và chưa từng được công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tác giả luận án DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT QCVN Quy chuẩn Việt Nam BYT Bộ y tế WHO Tố chức y tế thế giới HVKH&CNVN Học Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam KHTN Khoa học tự nhiên ĐHQG Đại học Quốc gia Hà Nội KL i ại PVA PolyVinyl Ancol BET Brunauer-Emmett-Teller (Tên riêng của ba nhà khoa học) SBET Diện tích bề mặt BET DTA Differential Thermal Analysis: Phân tích nhiệt vi sai FTIR Fourier Transform Infrared Spectroscopy: Quang phổ hồng ngoại biến đổi Fourier SEM Scanning Electron Microscopy: Hiển vi điện tử quét TEM Transmission Electron Microscopy: Hiển vi điện tử truyền qua TGA Thermal Gravity Analysis: Phân tích nhiệt trọng ượng XRD X-ray Diffraction: Nhiễu xạ tia X AAS At ic Abs rpti n Spectr ph t etric: Phương pháp quang phổ hấp phụ nguyên tử Qmax Dung ượng hấp phụ cực đại đơn ớp HĐBM H ạt động bề ặt nd t detected: h ng giới hạn qan t n Dung ượng an t n qcột Dung ượng hấp phụ tr n cột H Hiệu suất hấp phụ C0 ồng độ ban đ u Cf ồng độ sau hấp phụ h i gian uất hiện PZC P int f er Charge: Điể điện t ch h ng TG ác gi AOT Chất hoạt động bề mặt ỤC ỤC MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1 CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN ..................................................................................... 3 1.1. Ô nhiễm asen và photphat trong nước ngầm ....................................................... 3 . . . n m sen on n ớc .................................................................................. 3 1.1.2. Sự ăn nồn ộ p o p on n ớc ngầm .............................................. 6 . .3. C c p n p p xử lý sen và p o p on n ớc. ..................................... 9 1.2. Vật liệu hấp phụ xử l asen và photphat trong nước ......................................... 12 1.2.1. Vật liệu h p phụ từ tự nhiên ............................................................................ 12 1.2.2. Vật liệu h p phụ chứa lantan .......................................................................... 15 1.2.3. Vật liệu h p phụ chứa xeri ............................................................................. 17 1.3. Phương pháp t ng hợp vật liệu nano.................................................................. 20 1.3. . n p p ồng kết tủa .............................................................................. 20 .3.2. n p p ủy nhiệt .................................................................................. 21 .3.3. n p p m xen ........................................................................................ 22 .3.4. n p p sol – gel .................................................................................... 22 1.4. Tiền chất gelatin ................................................................................................. 25 CHƢƠNG 2: CÁC PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU, THỰC NGHIỆM ........ 28 2.1. Hóa chất, vật liệu và thiết bị nghiên cứu ............................................................ 28 2.2. Chế tạo vật liệu ................................................................................................... 31 2.2.1. Chế tạo vật liệu nano La2O3, nano CeO2, và nano La2O3-CeO2 ..................... 31 2.2.2. Biến tính vật liệu nano La2O3-CeO2 trên laterit ............................................. 32 2.3. Các phương pháp xác định đặc trưng vật liệu. ................................................... 33 2.3. . n p p p ân íc n ệt [92] .................................................................. 33 2.3.2. n p p n u xạ tia X-ray [93]. ............................................................ 34 2.3.3. Ph tán xạ năn l ng tia X [92]. .................................................................. 34 2.3.4. n p p kín ển v ện tử [92]. .......................................................... 35 2.3.5. n p p p hồng ngoại (FT-IR) [92]. .................................................. 35 2.3.6. n p p p tán xạ Raman [92]. ............................................................ 36 2.3.7. n p p x c ịnh diện tích bề mặt vật liệu BET .................................... 36 2.3.8. n p p x c ịn ểm ẳn ện của vật liệu. ...................................... 36 2.4. Khảo sát khả năng hấp phụ asen, photphat trên vật liệu chế tạo ....................... 37 2.4.1. Khảo sát khả năn p phụ photphat ............................................................. 37 2.4.2. Khảo sát khả năn p phụ asen .................................................................... 38 2.5. Phương pháp phân t ch asen, photphat và kim loại trong dung dịch ................. 38 2.5. . n p p p h p phụ nguyên tử x c ịn àm l ng asen (AAS) [94] . 38 2.5.2. n p p so mà x c ịn àm l ng photphat [93] .............................. 38 2.5.3. n p p p ân íc n y n ố t hiếm [94] ........................................... 39 CHƢƠNG 3: T TH N ......................................................... 40 3.1. T ng hợp vật liệu nano La2O3 và đánh giá khả năng hấp phụ photphat và asen ................................................................................................................................... 40 3.1.1. T ng h p vật liệu nano La2O3 ......................................................................... 40 3.1.2. Nghiên cứu khả năn p phụ photphat và asen vật liệu nano La2O3 ........... 44 3.2. T ng hợp vật liệu nano CeO2 và đánh giá khả năng hấp phụ photphat, asen .... 50 3.2.1. T ng h p vật liệu nano CeO2 .......................................................................... 50 3.2.2. Nghiên cứu khả năn p phụ photphat và asen vật liệu nano CeO2 ............ 54 3.3. T ng hợp vật liệu nano La2O3-CeO2 và đánh giá khả năng hấp phụ asen, phophat. ..................................................................................................................... 60 3.3.1. T ng h p vật liệu nano La2O3-CeO2. .............................................................. 60 3.3.2. Đặc tính vật liệu nano La2O3-CeO3 khi h p phụ photphat và asen ................ 66 3.3.3. Kết quả h p phụ photphat và asen vật liệu nano La2O3-CeO2 ....................... 72 3.4. Nghiên cứu chế tạo vật liệu nano La2O3-CeO2 trên chất mang laterit ứng dụng hấp phụ photphat và asen trong nước. ....................................................................... 82 3.4.1. Nghiên cứu chế tạo vật liệu nano La2O3-CeO2 trên ch t mang laterit ........... 82 3.4.2. Kết quả n k ả năn p phụ ĩn sen và p o p n vật liệu nano La2O3-CeO2/laterit. ................................................................................................... 86 3.4.3. Nghiên cứu khả năn p phụ ộng của vật liệu nano La2O3-CeO2/laterit với asen và photphat ....................................................................................................... 87 3.4.4. Nghiên cứu khả năn sử dụng vật liệu nano La2O3-CeO2/Laterit ............. 89 3.5. Nghiên cứu xử lý mẫu thực tế trên mô hình thí nghiệm tại Phủ Lý - Hà Nam .. 90 K T LU N .............................................................................................................. 93 NH NG Đ NG G P I CỦ N ÁN ....................................................... 95 MỤC HÌNH H nh 1.1. Đồ thị Eh-pH các dạng tồn tại của asen trong nước ở 25 oC và áp suất 1 bar [2] .......................................................................................................................... 3 H nh 1.2. T nh h nh nhiễm asen ở Hà Nội (Hong Con Tran, et al 2001 ................... 6 H nh 1.3. Sơ đồ khối của phương pháp sol – gel ...................................................... 23 Hình 2.1. Thiết bị thủy tinh khảo sát khả năng hấp phụ asen, photphat ................... 29 Hình 2.2. Mô hình thiết bị chứa vật liệu hấp phụ trong mô hình thí nghiệm ........... 29 Hình 2.3. Hình ảnh hệ thống xử l nước ngầm trong phòng thí nghiệm .................. 30 H nh 2.4. Sơ đồ t ng hợp vật liệu nano La2O3, CeO2 và La2O3-CeO2 ..................... 32 Hình 3.1. Giản đồ phân tích nhiệt DTA và TGA mẫu gel La(NO3)3/gelatin ............ 40 Hình 3.2. Giản đồ XRD của gel La(NO3)3-gelatin nung ở nhiệt độ khác nhau ........ 41 Hình 3.3. Giản đồ XRD của mẫu vật liệu nano La2O3 được chế tạo ở các pH khác nhau ........................................................................................................................... 41 Hình 3.4. Giản đồ XRD của vật liệu nano La2O3 được chế tạo ở nhiệt độ tạo gel khác nhau................................................................................................................... 42 H nh 3.5. Ảnh TEM của mẫu vật liệu nano La2O3 ................................................... 43 Hình 3.6. Giá trị pHpzc của vật liệu nano La2O3 ........................................................ 43 Hình 3.7. Thời gian cân bằng hấp phụ photphat bằng vật liệu nano La2O3 .............. 44 Hình 3.8. Ảnh hưởng của pH đến khả năng hấp phụ photphat của vật liệu nano La2O3 ......................................................................................................................... 45 H nh 3.9. Đường đẳng nhiệt hấp phụ photphat của vật liệu nano La2O3 .................. 46 Hình 3.10. Ph FT-IR của vật liệu nano La2O3. a trước hấp phụ; b) sau hấp phụ photphat ..................................................................................................................... 47 Hình 3.11. Nồng độ asen còn lại theo thời gian ........................................................ 48 Hình 3.12. Ảnh hưởng của pH đến khả năng hấp phụ asen ...................................... 48 H nh 3.13. Đường đẳng nhiệt hấp phụ asen của vật liệu nano La2O3 ....................... 49 Hình 3.15. Giản đồ XRD của mẫu gel Ce(NO3)4 nung ở nhiệt độ khác nhau. ......... 51 Hình 3.16. Giản đồ XRD của mẫu vật liệu CeO2 ở giá trị pH khác nhau ................. 51 Hình 3.17. Giản đồ XRD mẫu tạo gel của vật liệu nano CeO2 ở nhiệt độ khác nhau ................................................................................................................................... 52 H nh 3.18. Ảnh TEM của mẫu vật liệu nano CeO2 ................................................... 53 Hình 3.19. Giá trị pHpzc của vật liệu nano CeO2 ....................................................... 53 Hình 3.20. Ảnh hưởng của pH đến khả năng hấp phụ photphat trên vật liệu nano CeO2 .......................................................................................................................... 55 H nh 3.21. Đường đẳng nhiệt hấp phụ photphat của vật liệu nano CeO2 ................. 56 Hình 3.22. Ph FT-IR của vật liệu nano CeO2. a trước hấp phụ photphat; b) sau hấp phụ photphat .............................................................................................................. 57 Hình 3.23. Nồng độ asen còn lại sau phản ứng theo thời gian ................................. 58 Hình 3.24. Ảnh hưởng của pH đến khả năng hấp phụ asen ...................................... 58 H nh 3.25. Đường đẳng nhiệt hấp phụ asen trên vật liệu nano CeO2 ....................... 60 Hình 3.26. Giản đồ phân tích nhiệt của mẫu gel La(NO3)3-Ce(NO3)4/gelatin.......... 60 Hình 3.27. Giản đồ nhiễu xạ tia X của mẫu gel La(NO3)3-Ce(NO3)4/Gelatin nung ở nhiệt độ khác nhau .................................................................................................... 61 H nh 3.28. Giản đồ RD mẫu gel (La2O3-CeO2 ở nhiệt độ khác nhau. .................. 62 H nh 3.29. Giản đồ RD của mẫu vật liệu nano La2O3-CeO2 được chế tạo ở các pH khác nhau................................................................................................................... 63 Hình 3.30. Giản đồ XRD tỉ lệ kim loại (La2O3-CeO2 /gelatin được chế tạo ở các tỉ lệ khác nhau................................................................................................................... 64 H nh 3.31. Ảnh TEM của mẫu vật liệu nano La2O3-CeO2 ....................................... 65 Hình 3.32. Giá trị pHpzc của vật liệu nano La2O3-CeO2 ............................................ 66 Hình 3.33. Ph tán xạ tia X (EDS) của vật liệu nano La2O3-CeO2 a trước và b) sau khi hấp phụ photphat ................................................................................................. 67 Hình 3.34. Ph chồng FTIR của vật liệu nano La2O3-CeO2.a trước hấp phụ; b) sau hấp phụ photphat ....................................................................................................... 68 Hình 3.35. Ph Raman của vật liệu nano La2O3-CeO2 a trước hấp phụ; b) sau hấp phụ photphat .............................................................................................................. 68 Hình 3.36. Ph EDX của vật liệu nano La2O3-CeO2 a trước hấp phụ; b) sau hấp phụ asen ..................................................................................................................... 69 Hình 3.37. Ph FT-IR của mẫu vật liệu nano (La3+-Ce4+ /gelatin b trước hấp phụ Asen, a) sau hấp phụ asen ......................................................................................... 70 Hình 3.38. Ph Raman của vật liệu nano La2O3-CeO2 a trước hấp phụ; b) sau hấp phụ asen ..................................................................................................................... 71 H nh 3.40. Đường đẳng nhiệt hấp phụ photphat của vật liệu nano La2O3-CeO2 ............. 73 H nh 3.41. a Đồ thị động học bậc 1 biểu kiến; b Đồ thị động học ... Bảng 11. Ả ưởng của Fe(III) đến khả ă g ấp phụ photphat trên vật liệu nano La2O3-CeO Nồ g độ Fe(III) b đ u (mg/l) 0 10 20 30 Nồ g độ photphat cuối Cf (mg/l) 25,10 22,36 18,74 16,33 Nồ g độ photphat được hấp phụ (mg/l) 24,9 27,64 31,26 33,67 Du g lượng hấp phụ qi (mg/g) 49,64 55,27 62,51 67,34 v Bảng 12. Ả ưởng củ io M (II) đến khả ă g ấp phụ photphat trên vật liệu nano La2O3-CeO2 Nồ g độ Mn(II) b đ u (mg/l) 0 0,5 1,0 5 Nồ g độ photphat cuối Cf (mg/l) 25,18 17,94 17,14 15,93 Nồ g độ photphat được hấp phụ (mg/l) 24,82 32,06 32,86 34,07 Du g lượng hấp phụ qi (mg/g) 49,64 64,12 65,73 68,14 Bảng 13. Ảnh ưởng của ion SO4 2- đến khả ă g ấp phụ photphat trên vật liệu nano La2O3-CeO2 Nồ g độ SO4 2- b đ u (mg/l) 0 50 100 200 250 Nồ g độ photphat cuối Cf (mg/l) 26,12 26,22 26,22 26,22 26,22 Nồ g độ photphat được hấp phụ (mg/l) 23,88 23,78 23,78 23,78 23,78 Du g lượng hấp phụ qi (mg/g) 47,76 47,66 47,66 47,66 47,66 Bảng 14. Ả ưởng của ion Cl- đến khả ă g ấp phụ photphat trên vật liệu nano La2O3-CeO2. Nồ g độ Cl- b đ u (mg/l) 0 100 150 200 250 Nồ g độ PO4 3- cuối Cf (mg/l) 25,18 27,74 29,88 33,09 34,16 Nồ g độ PO4 3- được hấp phụ (mg/l) 24,82 22,26 20,12 16,91 15,84 Du g lượng hấp phụ qi (mg/g) 49,64 44,53 40,25 33,83 31,69 Bảng 15. Thời gian cân bằng hấp phụ asen bằng vật liệu nano La2O3-CeO2 C0 (mg/l) t (phút) Cf (mg/l) H (%) 1,00 0 1,00 0 1,00 30 0,35 70 1,00 60 0,12 82 1,00 90 0,05 94 1,00 120 0,01 99 1,00 150 0,01 99 vi Bảng 16. Ả ưởng củ H đến khả ă g ấp phụ asen trên vật liệu nano La2O3- CeO2 TT pH Nồ g độ se b đ u Co(mg/l) Nồ g độ se s u ấ ụ Cf(mg/l) Du g lượ g ấ ụ q (mg/g) 1 1,8 10 0,8 18,4 2 3,1 10 0,6 18,8 3 4,2 10 0,45 19,1 4 5,8 10 0,24 19,52 5 6,5 10 0,8 18,4 6 7 10 1,4 17,2 7 8 10 2,8 14,4 8 9 10 3,8 12,4 ả g 7. Du g lượ g ấ ụ củ vật liệu o 2O3-CeO2 đối với se C0 (mg/l) Cf (mg/l) q (mg/g) 1,00 0,01 1,95 5,00 1,32 8,36 10,00 2,95 20,10 20,00 5,74 30,52 50,00 14,66 65,68 100,00 60,15 89,70 150,00 109,68 92,64 200,00 159,6 92,80 Bảng 18. Du g lượng hấp phụ asen trên vật liệu nano La2O3-CeO2/laterrit Nồ g độ asen b đ u Ci (mg/l) Nồ g độ asen còn lại Cf (mg/l) Du g lượng hấp phụ q (mg/g) 1 0,8 0,4 5 3,16 3,68 10 5,9 8,2 25 15,6 18,8 50 35,8 28,4 100 80,6 38,8 150 130,2 39,6 200 180,2 39,6 vii Bảng 19. Ả ưởng Fe(III) đến khả ă g ấp phụ asen bằng vật liệu nano La2O3-CeO2 STT Nồ g độ Fe(III) (mg/l) Nồ g độ asen cuối Cf (mg/l) Nồ g độ asen được hấp phụ (mg/g) Du g lượng hấp phụ q (mg/g) 1,76 0 0,12 0,88 1,76 1,45 5 0,19 0,81 1,82 1,12 7 0,23 0,77 1,94 1,02 10 0,26 0,74 2,04 Bảng 20. Sự ả ưởng của M (II) đến khả ă g ấp phụ asen của vật liệu nano La2O3-CeO2 STT Nồ g độ Mn(II) (mg/l) Nồ g độ asen cuối Cf (mg/l) Nồ g độ asen được hấp phụ (mg/g) Du g lượng hấp phụ q (mg/g) 1 0 0,12 0,88 1,76 2 5 0,18 0,82 1,82 4 7 0,21 0,79 1,90 6 10 0,25 0,75 2,02 Bảng 21. Ả ưởng của Cl- đến khả ă g ấp phụ asen của vật liệu nano La2O3-CeO2 STT Nồ g độ Cl- (mg/l) Nồ g độ asen cuối Cf (mg/l) Nồ g độ asen được hấp phụ (mg/g) Du g lượng hấp phụ q (mg/g) 1 0 0,12 0,88 1,76 3 50 0,18 0,82 1,45 4 100 0,22 0,78 1,12 7 250 0,22 0,70 1,02 Bảng 22. Ả ưởng của SO4 2- đến khả ă g ấp phụ asen của vật liệu STT Nồ g độ SO4 2- (mg/l) Nồ g độ asen cuối Cf (mg/l) Nồ g độ asen được hấp phụ (mg/g) Du g lượng hấp phụ q (mg/g) 1 0 0,12 0,88 1,76 3 50 0,12 0,88 1,76 4 100 0,12 0,88 1,76 6 200 0,13 0,87 1,74 7 250 0,13 0,87 1,74 viii ả g . ết quả đá giá ấ ụ độ g đối với se v ốt át TT V (ml) Nồ g độ photphat đ u ra (mg/l) Nồ g độ asen đ u ra (mg/l) TT V (ml) Nồ g độ photphat đ u ra (mg/l) Nồng độ asen đ u ra (mg/l) 1 500 nd nd 13 500 nd nd 2 500 nd nd 14 500 nd nd 3 500 nd nd 15 500 nd nd 4 500 nd nd 16 500 nd nd 5 500 nd nd 17 500 nd nd 6 500 nd nd 18 500 0.008 0,005 7 500 nd nd 19 500 0,008 0,005 8 500 nd nd 20 500 0,008 0,005 9 500 nd nd 21 100 0,005 0,005 10 500 nd nd 22 100 0,005 0,005 11 500 nd nd 23 100 0,01 0,01 12 500 nd nd 24 100 0,01 0,01 Du g lượng hấp phụ của cột (mg) 4,83 2,42 ả g 24. Ả ưởng thời gian cân bằng hấp phụ photphat- bằng vật liệu nano La2O3 ời gi t (phút) Nồ g độ photphat b đ u Co (mg/l) Nồ g độ photphat s u ấ ụCf (mg/l) Du g lượ g ấ ụq (mg/g) 30 10,15 4,9 10,5 60 10,15 1,3 17,7 90 10,1 0,17 19,86 120 10 0,1 19,8 ix ả g 25. Ả ưởng củ H đến khả ă g ấp phụ photphat của vật liệu nano La2O3 STT pH Nồ g độ photphat b đ u C0(mg/l) Nồ g độ photphat s u ấ ụ Cf(mg/l) Du g lượ g ấ ụ q (mg/g) 1 2 50,01 17,04 65,94 2 3 50,02 15,97 68,1 3 5 50,1 13,83 72,54 4 7,1 49,48 10,62 77,72 5 8,1 50,03 12,84 74,38 6 9 49,99 13,52 72,94 ả g 26. Du g lượng hấp phụ photphat của vật liệu laterit tự nhiên Nồ g độ photphat b đ u C0(mg/l) Nồ g độ photphat cò lại Cf (mg/l) Du g lượ g ấ ụq (mg/g) 0 0 0 20 11,10 18 40 22,48 35 60 35,27 49 80 48,11 64 100 62,76 74 120 79,33 81 140 97,17 86 160 116,98 86 180 136,95 86 200 156,87 86 ả g 27. Du g lượng hấp phụ asen của vật liệu laterit tự nhiên Nồ g độ asen b đ u C0 (mg/l) Nồ g độ asen cò lại Cf (mg/l) Du g lượ g ấ ụ q (mg/g) 1 0,8 0,4 5 3,16 3,68 10 5,9 8,2 25 15,6 18,8 50 35,8 28,4 100 80,6 38,8 150 130,2 39,6 200 180,2 39,6 x Bảng 28. Kết quả phân tích nồ g độ asen đ u ra khi chạy trên cột STT V (l) Nồ g độ asen đ u ra (mg/l) STT V (l) Nồ g độ asen đ u ra (mg/l) 1 60 nd 13 60 nd 2 60 nd 14 60 nd 3 60 nd 15 60 nd 4 60 nd 16 60 nd 5 60 nd 17 60 nd 6 60 nd 18 60 nd 7 60 nd 19 60 0,001 8 60 nd 20 60 0,005 9 60 nd 21 20 0,008 10 60 nd 22 20 0,01 11 60 nd 23 20 0,01 12 60 nd 24 20 0,01 Hình 1. Giả đồ XRD của mẫu gel La(NO3)3/gelatin nung ở 550 o C Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - DLG 550 00-036-1481 (*) - Lanthanum Hydroxide - La(OH)3 - Y: 13.15 % - d x by: 1. - WL: 1.5406 - Hexagonal - a 6.52860 - b 6.52860 - c 3.85880 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 120.000 - Primitive - P63/m (176) - 2 - 142.43 00-005-0602 (*) - Lanthanum Oxide - La2O3 - Y: 33.96 % - d x by: 1. - WL: 1.5406 - Hexagonal - a 3.93730 - b 3.93730 - c 6.12990 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 120.000 - Primitive - P-3m1 (164) - 1 - 82.2964 - F30 File: Nhiem DLG550.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 10.000 ° - End: 70.000 ° - Step: 0.030 ° - Step time: 0.3 s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 14 s - 2-Theta: 10.000 ° - Theta: 5.000 ° - Chi: 0.00 ° - Phi: 0.00 ° - X: 0 L in ( C p s) 0 100 200 300 400 500 600 2-Theta - Scale 10 20 30 40 50 60 70 d = 5 .6 4 9 d = 3 .4 0 5 d = 3 .2 5 5 d = 3 .1 8 3 d = 3 .1 1 2 d = 3 .0 6 1 d = 2 .9 7 7 d = 2 .2 7 7 d = 2 .0 9 6 d = 1 .9 6 7 d = 1 .8 1 6 d = 1 .7 5 0 d = 1 .6 5 6 d = 1 .8 7 1 d = 1 .4 9 0 xi Hình 2. Giả đồ XRD của mẫu gel Ce(NO3)4/gelatin nung ở 550 o C Hình 3. Giả đồ XRD của mẫu gel La(NO3)3-Ce(NO3)4/gelatin nung ở 550 o C Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - DCeG-550 00-034-0394 (*) - Cerianite-(Ce), syn - CeO2 - Y: 54.61 % - d x by: 1. - WL: 1.5406 - Cubic - a 5.41134 - b 5.41134 - c 5.41134 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 90.000 - Face-centered - Fm-3m (225) - 4 - 158.458 - F1 1) File: NhiemVKHVL DCeG-550.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 20.000 ° - End: 80.000 ° - Step: 0.030 ° - Step time: 0.3 s - Anode: Cu - WL1: 1.5406 - Generator kV: 40 kV - Generator mA: 40 mA - Creation: 07/09/2016 12: Left Angle: 26.360 ° - Right Angle: 30.500 ° - Obs. Max: 28.502 ° - d (Obs. Max): 3.129 - Max Int.: 332 Cps - Net Height: 321 Cps - FWHM: 0.419 ° - Raw Area: 240.5 Cps x deg. - Net Area: 196.4 Cps x deg. L in ( C p s ) 0 100 200 300 400 500 600 2-Theta - Scale 20 30 40 50 60 70 80 d = 3 .1 2 8 d = 2 .7 0 6 d = 1 .9 1 3 d = 1 .6 3 4 d = 1 .5 6 3 d = 1 .2 4 2 d = 1 .2 1 2 d = 1 .3 5 6 Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - DLCeG 50:50 550C 00-034-0394 (*) - Cerianite-(Ce), syn - CeO2 - Y: 48.48 % - d x by: 1. - WL: 1.5406 - Cubic - a 5.41134 - b 5.41134 - c 5.41134 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 90.000 - Face-centered - Fm-3m (225) - 4 - 158.458 - F1 1) File: DucVKHVL DLCeG50-50-550.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 20.000 ° - End: 80.000 ° - Step: 0.030 ° - Step time: 0.3 s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 12 s - 2-Theta: 20.000 ° - Theta: 10.000 ° - Chi: 0.00 ° - Left Angle: 24.560 ° - Right Angle: 30.680 ° - Left Int.: 99.2 Cps - Right Int.: 155 Cps - Obs. Max: 27.770 ° - d (Obs. Max): 3.210 - Max Int.: 1078 Cps - Net Height: 949 Cps - FWHM: 1.693 ° - Chord Mid.: 27.962 ° - Int. Br L in ( C p s ) 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 2-Theta - Scale 20 30 40 50 60 70 80 d = 3 .1 9 4 d = 2 .7 8 4 d = 1 .9 4 9 d = 1 .6 7 7 d = 1 .6 4 2 d = 1 .6 1 0 xii Hình 4. Giả đồ XRD của mẫu gel La(NO3)3-Ce(NO3)4/gelatin nung ở 650 o C Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - DLCe 50:50 650 01-089-8435 (C) - Cerium Oxide - Ce11O20 - WL: 1.5406 - Triclinic - a 6.75700 - b 10.26000 - c 6.73200 - alpha 90.040 - beta 99.800 - gamma 96.220 - Primitive - P-1 (2) - 1 - 457.103 - I/Ic PDF 3.7 - F30= 71(0.0077,55) 00-034-0394 (*) - Cerianite-(Ce), syn - CeO2 - WL: 1.5406 - Cubic - a 5.41134 - b 5.41134 - c 5.41134 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 90.000 - Face-centered - Fm-3m (225) - 4 - 158.458 - F16=130(0.0077,16) 1) File: DucVKHVL DLCeG50-50-650.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 20.000 ° - End: 80.000 ° - Step: 0.030 ° - Step time: 0.3 s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 5 s - 2-Theta: 20.000 ° - Theta: 10.000 ° - Chi: 0.00 ° - P Obs. Max: 28.102 ° - Max Int.: 296 Cps - Net Height: 254 Cps - FWHM: 1.215 ° - Raw Area: 624.3 Cps x deg. - Net Area: 374.6 Cps x deg. L in ( C p s ) 0 100 200 300 400 500 2-Theta - Scale 20 30 40 50 60 70 80 d = 3 .1 7 4 d = 3 .0 0 0 d = 2 .7 7 4 d = 2 .7 4 7 d = 2 .6 0 4 d = 2 .5 6 3 d = 2 .4 6 0 d = 2 .2 5 0 d = 2 .2 0 0 d = 2 .1 4 7 d = 2 .1 0 1 d = 1 .9 7 3 d = 1 .9 4 5 d = 1 .8 8 3 d = 1 .8 5 3 d = 1 .7 8 1 d = 1 .7 6 4 d = 1 .6 5 4 BẢNG M C L C PH L C Bảng 1. Các dạng Asen tồn tại trong cá khoáng trong tự nhiên [1] ............................ i Bảng 2. Ả ưởng củ H đến khả ă g ấp phụ photphat bằng vật liệu nano La2O3 .......................................................................................................................... ii Bảng 3. Thời gian cân bằng hấp phụ asen bằng vật liệu nano La2O3 ........................ ii Bảng 4. Ả ưởng củ H đến khả ă g ấp phụ asen bằng vật liệu nano La2O3 .. ii Bả g 5. Du g lượng hấp phụ của vật liệu nano La2O3 với asen ............................... iii Bảng 6. Thời gian cân bằng hấp phụ asen trên vật liệu nano CeO2. ......................... iii Bảng 7. Ả ưởng củ H đến khả ă g ấp phụ photphat trên vật liệu nano CeO2 .......................................................................................................................... iii Bảng 8. Ả ưởng củ H đến khả ă g ấp phụ asen trên vật liệu nano CeO2 .... iv Bả g 9. Du g lượng hấp phụ của vật liệu nano CeO2 đối với asen .......................... iv Bảng 10. Ả ưởng củ H đến khả ă g ấp phụ phopthat trên vật liệu nano La2O3-CeO2 ............................................................................................................... iv Bảng 11. Ả ưởng của Fe(III) đến khả ă g ấp phụ photphat trên vật liệu nano La2O3-CeO ................................................................................................................ iv Bảng 12. Ả ưởng củ io M (II) đến khả ă g ấp phụ photphat trên vật liệu nano La2O3-CeO2 ........................................................................................................ v Bảng 13. Ả ưởng của ion SO4 2- đến khả ă g ấp phụ photphat trên vật liệu nano La2O3-CeO2 ........................................................................................................ v Bảng 14. Ả ưởng của ion Cl- đến khả ă g ấp phụ photphat trên vật liệu nano La2O3-CeO2. ................................................................................................................ v Bảng 15. Thời gian cân bằng hấp phụ asen bằng vật liệu nano La2O3-CeO2 ............ v Bảng 16. Ả ưởng củ H đến khả ă g ấp phụ asen trên vật liệu nano La2O3- CeO2 .......................................................................................................................... vi ả g . Du g lượ g ấ ụ củ vật liệu o 2O3-CeO2 đối với se ............. vi Bả g 8. Du g lượng hấp phụ asen trên vật liệu nano La2O3-CeO2/laterrit ............. vi Bảng 19. Ả ưởng Fe(III) đến khả ă g ấp phụ asen bằng vật liệu nano La2O3- CeO2 ......................................................................................................................... vii Bảng 20. Sự ả ưởng củ M (II) đến khả ă g ấp phụ asen của vật liệu nano La2O3-CeO2 .............................................................................................................. vii Bảng 21. Ả ưởng của Cl- đến khả ă g ấp phụ asen của vật liệu nano La2O3- CeO2 ......................................................................................................................... vii Bảng 22. Ả ưởng của SO4 2- đến khả ă g ấp phụ asen của vật liệu ................ vii ả g . ết quả đá giá ấ ụ độ g đối với se v ốt át ...................... viii ả g 24. Ả ưởng thời gian cân bằng hấp phụ photphat- bằng vật liệu nano La2O3 ....................................................................................................................... viii ả g 25. Ản ưởng củ H đến khả ă g ấp phụ photphat của vật liệu nano La2O3 ......................................................................................................................... ix ả g 26. Du g lượng hấp phụ photphat của vật liệu laterit tự nhiên ....................... ix ả g 27. Du g lượng hấp phụ asen của vật liệu laterit tự nhiên .............................. ix Bảng 28. Kết quả phân tích nồ g độ asen đ u ra khi chạy trên cột ............................ x Hình 1. Giả đồ XRD của mẫu gel La(NO3)3/gelatin nung ở 550 o C .......................... x Hình 2. Giả đồ XRD của mẫu gel Ce(NO3)4/gelatin nung ở 550 o C ....................... xi Hình 3. Giả đồ XRD của mẫu gel La(NO3)3-Ce(NO3)4/gelatin nung ở 550 o C ....... xi Hình 4. Giả đồ XRD của mẫu gel La(NO3)3-Ce(NO3)4/gelatin nung ở 650 o C ...... xii
File đính kèm:
- luan_an_nghien_cuu_bien_tinh_quang_laterit_bang_la2o3_va_ceo.pdf
- Dong gop moi tieng Anh.pdf
- Dong gop moi tieng Viet.pdf
- Tom tat tieng Anh.pdf
- Tom tat tieng Viet.pdf