Thông tin tài liệu
8 MỞ ĐẦU Một nhu cầu thiết yếu cho sống người nước Trái đất hành tinh với 71% bề mặt bao phủ nước Tuy nhiên, nước biển chiếm đến 97% có 3% nước Trong tổng trữ lượng nước ngọt, có 0,06% khai thác sử dụng (Rijsberman, 2006) số lại băng tuyết phần nước ngầm khai thác Nhu cầu nước liên tục tăng gia tăng nhanh chóng dân số hoạt động công, nông nghiệp Hơn 80 quốc gia chiếm 40% dân số giới phải đối mặt với nạn thiếu nước trầm trọng Ước tính có khoảng 1,2 tỷ người phải uống nước khơng an tồn (Rijsberman, 2006) Do đó, việc tìm kiếm nguồn nước công nghệ xử lý nước hiệu nhằm khắc phục tình trạng khan nước trở thành thách thức tồn cầu Ơ nhiễm nước liên tục gia tăng giới, cản trở phát triển kinh tế, xã hội ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe người Cho đến nay, khan nước khơng khan lượng mà cịn suy giảm chất lượng nước, giảm lượng nước an toàn để đưa vào sử dụng Nước bị ô nhiễm chứa nhiều tác nhân ô nhiễm khác Trong nhiễm nước amoni đánh giá phổ biến ngày diễn diện rộng Việc xử lý amoni giới khoa học quan tâm nghiên cứu, ảnh hưởng chúng hệ sinh thái sức khỏe người Cho đến có nhiều cơng trình nghiên cứu thực nhằm tìm kiếm công nghệ vật liệu loại bỏ amoni nước Trong tất kỹ thuật sử dụng, hấp phụ đánh giá công nghệ phổ biến, hiệu cao xử lý nước hệ thống đơn giản, tốc độ cao, dễ điều khiển chi phí thấp Tính hiệu cơng nghệ hấp phụ xử lý nước nói chung phụ thuộc vào đặc tính, cấu trúc chức chất hấp phụ Trên thực tế có nhiều vật liệu có khả hấp phụ amoni (zeolit, than hoạt tính, bentonit , clinoptilolit) nước Một nhóm vật liệu hấp phụ amoni nhà khoa học quan tâm nghiên cứu vật liệu hydrogel composit (HC) Vật liệu HC hấp phụ tốt amoni nhờ tính ưa nước thiết kế với nhóm chức phù hợp vật liệu có khả hấp phụ amoni với dung lượng tốc độ cao HC có nhiều ưu điểm so với chất hấp phụ truyền thống: tốc độ hấp phụ, khả hấp phụ cao, dễ dàng tách, phạm vi ứng dụng pH rộng, dễ dàng tái sinh Các nhà khoa học cho HC vật liệu phù hợp để loại bỏ amoni nước ăn uống nước thải tương lai Trên sở phân tích chúng tơi lựa chọn đề tài: “Tổng hợp nghiên cứu khả hấp phụ amoni (NH4+-N) composit hydrogel Chitosan-g-poly( acrylic acid)” Mục đích đề tài tổng hợp vật liệu Chitosan-g-poly(Acrylic acid)/Bentonit (ký hiệu CPB) đánh giá khả hấp phụ amoni vật liệu Đối tượng phạm vi nghiên cứu đề tài: Nghiên cứu trình tổng hợp CPB từ chitosan (CTS), axit acrylic (AA), N, N’- methylenebisacrylamide (MBA) bentonit phương pháp trùng hợp ghép Xác định thơng số chủ yếu q trình tổng hợp bao gồm hàm lượng bentonit, tỷ lệ (AA)/CTS, hàm lượng MBA, thời gian phản ứng nhiệt độ phản ứng Xác định hành vi hấp phụ amoni nước vật liệu tổng hợp Nghiên cứu tổng hợp vật liệu tương đối mới, hướng đến giải vấn đề thiết xử lý ô nhiễm môi trường đề tài mang ý nghĩa khoa học có tính thực tiễn cao 10 CHƯƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 TỔNG QUAN VỀ Ô NHIỄM AMONI TRONG NƯỚC 1.1.1 Hiện trạng ô nhiễm amoni nước giới Việt Nam nói riêng giới nói chung phải đối mặt với tình trạng nhiễm amoni nước ngày trầm trọng Có nhiều nguyên nhân dẫn đến ô nhiễm amoni chủ yếu bùng nổ dân số phát triển nhanh chóng ngành nơng, cơng nghiệp Các ngành công nghiệp hàng năm thải hàng triệu kim loại nặng, dung môi, bùn thải độc hại chất độc hại khác vào vùng chứa nước Ngành nông nghiệp sử dụng 70% tổng lượng nước toàn giới thải lượng lớn hóa chất nơng nghiệp, chất hữu cơ, dư lượng thuốc trừ sâu,… Ngày nay, đồng hành với phát triển ngành công, nông nghiệp, bùng nổ dân số (năm 2050 dự kiến dân số giới đạt 9,8 tỷ người) với nhu cầu tiêu dùng ngày tăng, tiếp tục dẫn đến việc phát triển ngành nông nghiệp lại tác động mạnh đến chất lượng nước Phân bón vơ sử dụng từ kỷ XIX để bổ sung nguồn khoáng đất phục vụ cho sản xuất nông nghiệp Các loại phân bón vơ cơ, chất dinh dưỡng nguồn khống bổ sung đất tăng nhanh chóng Thế giới tiêu thụ phân bón khống sản gấp 10 lần so với năm 1960 Thêm vào việc sử dụng ngày tăng loại thuốc trừ sâu nông nghiệp Ngày nay, sản lượng thuốc trừ sâu đạt giá trị hàng tỷ la tồn cầu (hơn 35 tỷ USD/năm, FAO, 2016) [1] Hình 1.1 đưa giá trị thương mại thuốc trừ sâu toàn cầu, giai đoạn 1970-2014 Việc thải hợp chất nitơ nước thải có chứa hợp chất nitơ vào nước trở thành vấn đề ô nhiễm nước nghiêm trọng nhiều quốc gia [2] 11 Nguồn: FAO, 2016 [1] Hình 1.1 Giá trị thương mại thuốc trừ sâu tồn cầu, giai đoạn 1970-2014 1.1.2 Hiện trạng nhiễm amoni nước Việt Nam Theo khảo sát nhà khoa học phần lớn nước ngầm vùng đồng Bắc Bộ Hà Nội, Hà Tây, Ninh Bình, Hải Dương bị nhiễm amoni nặng, vượt tiêu chuẩn nhiều lần Xác suất nguồn nước ngầm nhiễm amoni nồng độ cao tiêu chuẩn (3mg/l) khoảng 70-80% Ngồi amoni, khơng nguồn chứa nhiều hợp chất hữu cơ, độ oxy hóa có nguồn đạt tới 30-40 mg oxy/ lit Như tình trạng nhiễm amoni hợp chất hữu nước ngầm Đồng Bắc Bộ đến mức báo động Chất lượng nước ngầm có nhiều thông số amoni vượt tiêu chuẩn cho phép (TCCP) Kết khảo sát khu vực Hà Nội: nước ngầm tầng nơng (310m), có 21/37 giếng quan trắc có hàm lượng amoni cao TCCP Hàm lượng cao 42,00 mg/L Sơn Đồng, Hoài Đức, Hà Nội Với amoni nước ngầm tầng sâu (~ 20 m) quan trắc 28 cơng trình tất có hàm lượng amoni cao TCCP Trong hàm lượng cao 70 mg/L phường Phú Lãm, quận Hà Đông, Hà Nội [3] Tại tỉnh khác như: Vĩnh Phúc, Bắc Ninh, Hải Dương, Hưng n, Thái Bình, Nam Định, có hàm lượng amoni cao vượt ngưỡng TCCP Các mẫu nước từ huyện thuộc tỉnh Hà Nam bị ô nhiễm amoni nghiêm trọng Tại Viện Địa lý thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam nhà khoa học nghiên cứu cho thấy riêng Lý Nhân có số mẫu 12 nước với hàm lượng amoni lên tới 111,8 mg/l, gấp 74 lần so với tiêu chuẩn Y Tế (TC BYT), Duy Tiên 93,8 mg/l gấp 63 lần [3] Tại thành phố Hồ Chí Minh tình hình tương tự Theo Chi cục bảo vệ môi trường TP.HCM, kết quan trắc nước ngầm tầng nông gần cho thấy ô nhiễm nước ngầm khu vực ngoại thành diễn biến ngày xấu Cụ thể nước ngầm trạm Đơng Thạch (huyện Hóc Mơn) bị nhiễm amoni (68,73 mg/l, cao gấp 1,9 lần so với năm 2005) 1.1.3 Độc tính amoni sức khỏe người Bản thân amoni không độc với thể, tồn nước với hàm lượng vượt tiêu chuẩn cho phép, chuyển hóa thành tác nhân gây ung thư dẫn đến nhiều bệnh nguy hiểm khác Khi chuyển hóa hết 1g amoni tạo thành 2,7 g nitrit 3,65 g nitrat theo khuyến cáo tổ chức Y tế giới (WHO) mức giới hạn nước ăn uống 50mg/l nitrit nitrat tương ứng Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia nước ăn uống Việt Nam quy định tương tự (QCVN 01:2009/BYT) Các hợp chất nitơ nước gây nên số bệnh nguy hiểm cho người sử dụng Nitrat tạo chứng thiếu vitamin kết hợp với amin để tạo nên nitrosamin nguyên nhân gây ung thư người cao tuổi Trẻ sơ sinh đặc biệt nhạy cảm với nitrat sữa mẹ, qua nước dùng để pha sữa Sau vào thể, nitrat chuyển hoá nhanh thành nitrit nhờ vi khuẩn đường ruột Nitrit nguy hiểm nitrat, tác dụng với amin thể người chúng tạo thành hợp chất chứa nito gây vấn đề nghiêm trọng bao gồm ung thư, bệnh xanh da trời trẻ sơ sinh [4] Đặc biệt, ô nhiễm amoni môi trường nước với photphat tạo tượng phú dưỡng, cạn kiệt oxy hòa tan, gây độc cho loài thủy sinh [1] Ngoài ra, amoni yếu tố gây cản trở công nghệ xử lý nước cấp: làm giảm tác dụng clo, giảm hiệu khử trung nước phản ứng với clo tạo thành monocloamin chất sát trùng thứ cấp hiệu clo 100 lần Amoni với chất vi lượng nước (hợp chất hữu cơ, phốt pho, sắt, mangan…) “thức ăn” để vi khuẩn phát triển, gây ảnh hưởng tới chất lượng nước sau xử lý Nước bị đục, đóng cặn hệ thống dẫn, 13 chứa nước, làm mỹ quan (NH4+ nguồn dinh dưỡng để rêu tảo vi sinh vật phát triển) 1.1.4 Các dạng tồn amoni nước NH4+ Trong nước amoni tồn dạng dạng NH3 hòa tan dạng ion Tùy thuộc vào pH nước mà ln có cân NH4+ / NH3: NH4+ NH3 + H+ (1.1) Khi pH ≤ amoni tồn dạng NH4+ ổn định, pH tăng từ đến 9,5 nồng độ NH3 tăng nhanh, pH > 9,5 NH3 hoàn toàn chiếm ưu dung dịch 1.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC NHIỄM AMONI Có nhiều nghiên cứu nhằm tìm kiếm phương pháp để loại bỏ cách hiệu amoni nước Loại bỏ amoni bao gồm: phương pháp sinh học, phương pháp hóa học, hóa lý Mỗi phương pháp có ưu nhược điểm khác tùy thuộc vào mức độ ô nhiễm, đối tượng, quy mô mục tiêu xử lý mà phương pháp phát huy điểm mạnh 1.2.1 Phương pháp sinh học Đây phương pháp chủ yếu sử dụng để xử lý nước thải chứa amoni áp dụng rộng rãi giới Sử dụng chủng sinh học chuyển hóa amoni dạng khí nitơ chuyển dạng độc hại hơn, khơng gây ô nhiễm thứ cấp, đồng thời nước sau xử lý ổn định với chất lượng cao (cả mùi, vị tính ăn mịn) Các phương pháp sinh học phát triển đến bao gồm: q trình nitrat hóa/khử nitrat, nitrat hóa khử nitrat đồng thời, q trình oxy hóa amoni kỵ khí (q trình Anammox), nitrat hóa phần/Anammox [5] Ưu điểm bật công nghệ sinh học xử lý amoni phù hợp ứng dụng để xử lý nước thải quy mô lớn với chi phí thấp Tuy nhiên hạn chế phải đảm bảo độ kiềm nước q trình nitrat hóa tiêu thụ ion HCO3- Ngoài ra, phương pháp sinh học đòi hỏi thời gian xử lý dài, cần nhiều bể xử lý dung tích lớn kiểm sốt nghiêm ngặt điều kiện để vi sinh vật hoạt động tốt Đối với xử lý nước ăn uống phương pháp sinh học 14 không ưu tiên nhược điểm cố hữu: khó điều khiển, cần thêm hóa chất bổ sung, tạo sinh khối khơng mong muốn, khó hoạt động quy mơ nhỏ [6] 1.2.2 Phương pháp hóa học 1.2.2.1.Phương pháp keo tụ điện hóa Keo tụ điện hóa kỹ thuật xử lý nước thải với hệ thống điện cực anot tan (chủ yếu sắt nhơm) Q trình điện phân gồm ba giai đoạn: (1) hình thành chất keo tụ oxy hóa điện cực dương, (2) Làm ổn định chất gây ô nhiễm huyền phù lơ lửng, (3) kết hạt không ổn định [7, 8] Khi điện phân anot (nhôm sắt) xảy phản ứng oxy hóa tạo cation kim loại Sau đó, cation (sắt nhơm) phản ứng với ion hydroxyl hình thành dạng ion hydroxit polyhydroxit kim loại Lực hút tĩnh điện hạt, ion mang điện âm (các chất gây nhiễm) với sản phẩm thuỷ phân tích điện dương tạo keo Cơ chế gây ổn định bao gồm việc nén lớp điện kép, hấp phụ trung hịa điện, thêm vào khả kết dính hạt tạo thành hạt kết tủa lớn tách lắng trọng lực Quá trình gần sử dụng rộng rãi xử lý nước thải để loại bỏ nhiều chất ô nhiễm nitrat photphat không cần hóa chất bổ sung, thiết bị nhỏ gọn, hoạt động dễ dàng [9] Ngồi ra, q trình tạo bùn mức độ ô nhiễm thứ cấp thấp Chính ưu điểm q trình keo tụ điện hóa chọn để loại bỏ hầu hết chất gây ô nhiễm nước thải Bên cạnh ưu điểm kể trên, kỹ thuật có số nhược điểm như: thiếu hệ thống thiết kế vận hành lò phản ứng với nguồn nhiễm khác nhau, chi phí cao sử dụng điện gặp nhiều trở ngại thụ động anot [9] 1.2.2.2 Phương pháp kết tủa magie amoni photphat Kết tủa magie amoni photphat (MgNH4PO4.6H2O, MAP) cách để loại bỏ đồng thời NH4+, PO43-, Mg2+ khỏi dung dịch Sản phẩm kết tủa MAP 15 coi photpho MAP sản phẩm sản xuất với cơng nghệ đơn giản dùng để tách loại thu hồi amoni từ nước thải MAP tạo thành từ magiê, photpho amoni với nồng độ phân tử có độ tan thấp (2,3 mg/100 ml nước) Các nghiên cứu phản ứng hình thành kết tủa MAP xảy nhiều loại nước thải khác miễn nồng độ magiê, amoni phosphat đạt đến độ bão hòa Ưu điểm trình áp dụng cho loại nước thải khác quy mô lớn Quy trình MAP có chi phí thấp để thu hồi nitơ photpho từ nước thải xem đáp ứng tiêu chí quan trọng, khơng cho hiệu xử lý cao, mà cịn có hiệu mặt môi trường kinh tế [10] 1.2.2.3 Phương pháp oxy hóa có xúc tác Cơ sở phương pháp sử dụng tác nhân oxy hóa hỗ trợ xúc tác để chuyển amoni thành CO2 H2O Lợi phương pháp tạo sản phẩm sau q trình oxy hóa, khơng có hợp chất hóa học độc hại sử dụng tạo trình oxy hóa xảy hồn tồn Việc nghiên cứu ứng dụng phương pháp oxy hóa amoni thành N đạt thành công định Trong nghiên cứu, tác giả thống nhận định cần phải tìm chất xúc tác có khả nâng cao hiệu độ chọn lọc cho trình phản ứng [11] Các xúc tác kim loại quý kim loại chuyển tiếp iridi, platin, vàng, palladi, rhodi, niken, đồng chất mang alumina TiO2 nghiên cứu, cho thấy triển vọng sử dụng xúc tác trình phân hủy hợp chất amoni nước [12-13] Tuy nhiên, để tăng hiệu xúc tác, cần nhiệt độ áp suất cao ( ≥ 200°C; 70 - 250 atm) [14, 15] Bên cạnh đó, hợp chất trung gian độc hại sinh q trình oxy hóa khơng hồn toàn vấn đề nan giải [12] 1.2.2.4 Phương pháp hóa lý Các phương pháp hóa lý để xử lý amoni bao gồm: làm thoáng để khử NH3 môi trường pH cao (pH 10-11), trao đổi ion NH4+ NO3- vật liệu trao đổi cation/anion, clo hóa với nồng độ cao điểm đột biến, hấp phụ 16 * Làm thoáng để khử NH3 mơi trường pH cao Cơng nghệ sục khí (gas - stripping) để xử lý amoni dựa sở amoni môi trường kiềm (pH > 9) tồn dạng khí NH3 việc tiến hành sục khí đuổi NH3 khỏi nước Nước sau xử lý cần trung hòa axit để đưa pH trung tính Q trình phụ thuộc vào pH, nhiệt độ mơi trường Tốc độ thổi khí đuổi NH3 mức 1600 m3 khơng khí/m3 nước pH khoảng 11 Nhược điểm phương pháp khó đưa nồng độ NH 4+ xuống 3mg/l nên dùng để xử lý nước cấp mà áp dụng cho nước thải * Công nghệ dùng màng tiếp xúc lỏng-lỏng Công nghệ dựa nguyên lý tiếp xúc pha lỏng (màng dung dịch axit loãng H2SO4 màng NH4+-N (NO3-, NO2-) nước) Ưu việt công nghệ sản phẩm phụ q trình xử lý (NH4)2SO4 sử dụng làm phân bón Tuy nhiên chi phí đầu tư chi phí vận hành cao *Phương pháp trao đổi ion Nhựa trao đổi ion tổng hợp sử dụng để loại bỏ cation anion gây ô nhiễm nước việc trao đổi cation anion Chất trao đổi cation R-Na sử dụng để loại bỏ ion NH4+ hòa tan nước Ion NH4+ trao đổi với bề mặt hạt cation giải phóng ion Na+ vào nước Để khử NH4+ phải giữ pH nước nguồn khoảng < pH< Vì pH NH3 dạng khí hịa tan khơng có tác dụng với cationit Chất trao đổi ion có sẳn tự nhiên loại khống sét, quan trọng zeolit Zeolit chất trao đổi ion có độ chọn lọc cao amoni Dựa khả hấp phụ thời gian loại bỏ hiệu xem xét tất loại zeolit giới loại Sepiolite Thổ Nhĩ Kỳ zeolit tự nhiên tốt cho loại bỏ amoni nước [16] Ưu điểm phương pháp tái sử dụng cách trao đổi lại với NaCl để hoàn nguyên Nhược điểm xử lý hiệu cho môi trường nước nhiễm NH4+-N nồng độ thấp Chi phí đầu tư chi phí vận hành cao 17 nên sử dụng cho cơng trình lớn thường sử dụng cho trường hợp đòi hỏi chất lượng xử lý nước cao *Phương pháp hấp phụ Các nghiên cứu loại bỏ amoni nước vật liệu hấp phụ đất sét, đá vơi, zeolit, than hoạt tính phát triển từ lâu Trong than hoạt tính vật liệu sử dụng nhiều giá thành rẻ, cơng nghệ xử lý đơn giản Q trình dùng than hoạt tính xử lý amoni nhiều nhà khoa học nước nghiên cứu thời gian dài Có thể kể đến số cơng trình tiêu biểu sau: tác giả P.Vassileva cộng (2008) nghiên cứu loại bỏ amoni nước than hoạt tính biến đổi phương pháp oxy hóa sử dụng HNO3 H2O2 [17] Khả hấp phụ NH4+ đạt 28 mg/g với than xử lý HNO3 18-26 mg/g với than xử lý H2O2 Khả hấp phụ không phụ thuộc vào diện tích bề mặt riêng mà phụ thuộc vào số nhóm chức axit bề mặt Azhar Abdul Halim cộng (2013) sử dụng than hoạt tính biến tính với HNO NaOH để xử lý amoni nước thí nghiệm tĩnh điện theo mẻ [18] Với nồng độ amoni đầu vào khoảng 700 mg/L pH 8-9 thời gian tiếp xúc 30 phút cho dung lượng hấp phụ cực đại 19,34 4,5 mg/g Kyoung S Ro cộng (2015) nghiên cứu loại bỏ khí NH3 than hoạt hóa sử dụng H3PO4 nước Kết cho thấy than hoạt hóa H3PO4 cho khả hấp phụ NH3 cao so với than hoạt hóa nước đạt 24,62 – 40,15 mg/g Tác giả khơng phải diện tích bề mặt mà nhóm chức axit bề mặt than định khả hấp phụ NH4+ [19] Rất nhiều cơng trình nghiên cứu loại bỏ amoni khoáng tự nhiên dạng biến tính zeolit khống sét khác Tuy nhiên, chất hấp phụ thử nghiệm có nhược điểm cố hữu dung lượng hấp phụ thấp đặc biệt không hấp phụ tốt khu vực nồng độ nhỏ Điều dẫn đến sử dụng chúng hiệu xử lý nước thải (do dung lượng thấp), không sử dụng xử lý nước cấp (do nồng độ cân hấp phụ lớn tiêu chí an tồn) * Clo hóa với nồng độ cao điểm gãy 66 xác nhận khả tái sử dụng vật liệu CPB chứng minh vật liệu tái sinh hiệu tái sử dụng nhiều lần Hình 3.21 Hiệu hấp phụ amoni CPB chu kỳ liên tiếp 67 CHƯƠNG KẾT LUẬN Đã chế tạo thành công vật liệu hydrogel composit CTS – g – PAA/Bentonit Vật liệu chế tạo có bề mặt thơ xốp gồm nhóm chức đặc trưng chitosan, axit acrylic bentonit Các kết nghiên cứu ảnh hưởng thông số tổng hợp đến đặc trưng hiệu hấp phụ amoni cho phép lựa chọn thông số để nhận vật liệu có hiệu hấp phụ amoni cao nhất: bentonite 10 % ; Tỷ lệ PAA/CTS =7 ; MBA 3%, thời gian phản ứng nhiệt độ 80oC Vật liệu CTS – g – PAA/Bentonit có khả hấp phụ tốt amoni khoảng pH rộng từ đến Quá trình hấp phụ diễn với tốc độ nhanh sau 30 phút tiếp xúc với dung dịch chứa 25mg/l (NH4+-N) hiệu suất đạt 82,33% Hành vi hấp phụ vật liệu phù hợp với mơ hình đẳng nhiệt Langmuir với dung lượng hấp phụ cực đại qmax = 52,63mg/g Các nghiên cứu giải hấp tái sử dụng cho thấy vật liệu dễ dàng giải hấp bảo toàn dung lượng sau chu kỳ liên tiếp Đây ưu điểm lớn vật liệu áp dụng thực tiễn 68 TÀI LIỆU THAM KHẢO Javier Mateo-Sagasta, Sara Marjani Zadeh, Hugh Turral, 2017, Water pollution from agriculture: A global review Executive summary, The Food and Agriculture Organization of the United Nations Rome, Colombo Molinuevo B., García MC., Karakashev D., Angelidaki I., 2009, Anammox for ammonia removal from pig manure effluents: Effect of organic matter content on process performance, Bioresour Technol, 100(7), pp 2171-2175 Bộ tài nguyên môi trường, 2015, Diễn biến tài nguyên nước đất tháng đầu nằm 2013 dự báo xu diễn biến tài nguyên nước đất tháng cuối năm 2013 tháng đầu năm 2014, Trung tâm quan tắc dự báo tài nguyên nước, Hà Nội Horing H., Chapman D., 2004, Nitrates and Nitrites in Drinking Water World Health Organization Drinking Water Series, IWA Publishing, London Gaber Z Breisha., 2010, Bio-removal of nitrogen from wastewaters, A review Nature and Science, 8(12), pp 210-228 Lương Văn Anh, 2013, Xử lý amoni nước ngầm bể lọc sinh học cần mở rộng cho hệ thống cấp nước nông thôn, Khoa học kỹ thuật thủy lợi môi trường, (43), tr 43-47 Xiong, Y., Strunk, P J., Xia, H., Zhu, X., Karlsson, H T., 2001, Treatment of dye wastewater containing acid orange II using a cell with three-phase threedimensional electrode, Water Research, 35(17), pp 4226- 4230 Djamel Ghernaout, Badiaa Ghernaout, and Ahmed Boucherit, 2008, Effect of pH on Electrocoagulation of Bentonite Suspensions in Batch Using Iron Electrodes, Journal of Dispersion Science and Technology, 29(9), pp 12721275 Dina T.Moussa., Muftah H.El-Naas., Mustafa Nasser, Mohammed J Al-Marri., 2017, A comprehensive review of electrocoagulation for water treatment: Potentials and challenges, Journal of Environmental Management, 186(15), pp 24-41 10 Mohamad Darwish, Azmi Aris, Mohd Hafiz Puteh, Muzaffar Zainal Abideen &Mohd Nor Othman, 2016, Ammonium-Nitrogen Recovery from Formatted: Level 1, Space Before: pt, After: pt, Line spacing: Multiple 1.3 li 69 Wastewater by Struvite Crystallization Technology, Journal Separation & Purification Reviews, 45(4), pp.261- 274 11 Luck, F., 1999, Wet air oxidation: Past, present and future, Catal Today, 53(1), pp 81-91 12 Oliviero, L., Barbier Jr., J.; Duprez, D Appl., 2003, Wet air oxidation of nitrogen-containing organic compounds and ammonia in aqueous media, Catal B: Environ, 40 (3), pp 163-184 13 Taguchi, J.; Okuhara, T., 2000, Selective oxidative decomposition of ammonia in neutral water to nitrogen over titania-supported platinum or palladium catalyst, Appl Catal A: Gen, 89, pp.194-195 14 Matatov-Meytal, Y I.; Sheintuch, M., 1998, Catalytic abatement of water pollutans, Ind Eng Chem Res, 37(2), pp.309-326 15 Bhargara, S K.,Tardio, J., Prasad, J., Foger, K., Akolekar, D B., Grocott, S C., 2006, Wet oxidation and catalytic wet oxidation, Ind Eng Chem Res 45(4), pp 1221-1258 16 Jianyin Huang, Nadeeka Rathnayake Kankanamge, Christopher Chow, David T Welsh., Tianling Li., Peter R Teasdale., 2018, Removing ammonium from water and wastewater using cost-effective adsorbents, A review Journal of Environmental sciences, 63, pp 174-197 17 P Vassileva., P Tzvetkova, R Nickolov., 2009, Removal of ammonium ions from aqueous solutions with coal-based activated carbons modified by oxidation, Fuel, 88(2), pp 387-390 18 Yusof AM., Keat LK., Ibrahim Z., Majid ZA., Nizam NA., 2010, Kinetic and equilibrium studies of the removal of ammonium ions from aqueous solution by rice husk ash-synthesized zeolite Y and powdered and granulated forms of mordenite, Journal of hazardous materials,174(1-3), pp.380 19 Kyoung S Ro., Isabel M Lima., Guidqopuram B Reddy., Michael A Jackson and Bin Gao., 2015, Removing Gaseous NH3 Using Biochar as an Adsorbent, Agriculture, 5(4), pp 991-1002 20 S Nurettin., 2008, Hydrogels of Versatile Size and Architecture for Effective Environmental Applications, Turk J Chem, 32(1), pp 113-123 70 21 K Pal., A K Banthia., D K Majumda.,.2009, Polymeric Hydrogels: Characterization and Biomedical Applications - A mini review, Journal Designed Monomers and Polymers ,12(3), pp 197 – 220 22 Y Qiu., K Park., 2001, Environment-sensitive hydrogels for drug delivery, Adv Drug Deliver Rev, 53(3), pp 321- 339 23 Faheem Ullah a., Muhammad Bisyrul Hafi Othman a., Fatima Javed b., Zulkifli Ahmada, Hazizan Md Akil., 2015, Classification, processing and application of hydrogels: A review, Materials Science and Engineering, 57, pp 414-433 24 W E Hennink C F van Nostrum., 2012, Novel crosslinking methods to design hydrogels, Advanced Drug Delivery Reviews, 54, pp 13-36 25 A M Mathur., K F Hammonds., J Klier., A B J Scranton., 1998, Equilibrium swelling of poly(methacrylic acid-g-ethylene glycol) hydrogels: Effect of swelling medium and synthesis conditions, Journal of Controlled Release, 54(2), pp 177-184 26 Jinni Lu and Patrick H Toy., 2009, Organic Polymer Supports for Synthesis and for Reagent and Catalyst Immobilization, Chem Rev., 109(2), pp 815-838 27 Syed K H Gulrez., Saphwan Al-Assaf and Glyn O Phillips., 2011, Hydrogels: Methods of Preparation, Characterisation and Applications, Glyndŵr University 28 Takigami, M.,Amada, H.,Nagasawa, 2007, Preparation and propeties of CMC gel, Trans Master Res Soc Jpn 32(32), pp 713-716 29 Syed K H Gulrez., Saphwan Al-Assaf and Glyn O Phillips., 2011, Hydrogels: methods of preparation, Characterisation and Applications, Progress in molecular And environmental Bioengineering – from analysis and Modeling to Technology Applications, Editor Angelo Carpi, Croatia 30 Praveen Thoniyot , Mein Jin Tan , Anis Abdul Karim , David James Young, and Xian Jun Loh, 2015, Nanoparticle–Hydrogel Composites: Concept, Design, and Applications of These Promising, Multi-Functional Materials, Advanced science, 2(1-2) 71 31 S R Sershen , S L Westcott , N J Halas., J L West.,2002, Independent optically addressable nanoparticle-polymer optomechanical composites, Appl Phys Lett, 80(24), pp 4609-4611 32 V Pardo-Yissar., R Gabai., A N Shipway., T Bourenko., I Willner., 2001, Gold Nanoparticle/Hydrogel Composites with Solvent - Switchable Electronic Properties, Adv Mater, 13(17), pp 1320-1323 33 C Wang., N T Flynn., R Langer., 2004, Controlled Structure and Properties of Thermoresponsive Nanoparticle–Hydrogel Composites, Adv Mater, 16(13), pp 1074-1079 34 Okada K., Usuki A., 2006, Twenty years of polymer–clay nanocomposites, MacromolMater Eng, 291, pp 449–476 35 Haraguchi K., Takehisa T., 2002,.Nanocomposite hydrogels: a unique organic–inorganic network structure with extraordinary mechanical, optical, andswelling/de-swelling properties, Adv Mater, 14(16), pp 1120 36 M H Wu., G.Yu., L Pan , N Liu., M T McDowell., Z Bao., Y Cui., 2013, Stable Li-ion battery anodes by in-situ polymerization of conducting hydrogel to conformally coat silicon nanoparticles, Nat.Commun, (4), pp 1943 37 Hasmukh A Patel., Razesh S Somani., Hari C Bajaj and Raksh V Jasra., 2006, Nanoclays for polymer nanocomposites, paints, inks, greases and cosmetics formulations, drug delivery vehicle and waste water treatment, Bull Mater Sci., 29(2), pp 133–145 38 H Zeng., A B Yu., G Q (Max) Lu., and D R Paul., 2005, Clay-Based Polymer Nanocomposites: Research and Commercial Development, Journal of Nanoscience and Nanotechnology , 5(10), pp 1574–1592 39 Suprakas Sinha Ray, Masami Okamoto, 2003, Polymer/layered silicate nanocomposites: a review from preparation to processing, Prog Polym Sci, 28(11), pp 1539–1641 40 Ambore, Sandeep & Sangameshwar, Kanthale & Mukesh, Gavit & Chandrakant, Rathod & Avinash, Dhadwe & Ambore, Mr & Pharm, M, 2014, A brief overview on chitosan applications, Indo American journal of pharmaceutical research, 6(3), pp 2231-6876 72 41 Vijay Kumar Thakur and Manju Kumari Thakur, 2014, Recent Advances in Graft Copolymerization and Applications of Chitosan: A Review, ACS Sustainable Chemistry & Engineering, 2(12), pp 2637-2652 42 Jayakumar, R & Prabaharan., M & Reis., Rui L & Mano., João F., 2005, Graft copolymerized chitosan - Present status and applications, Carbohydrate Polymers, 62, pp 142-158 43 Bhavsar, Chintan & Momin, Munira & Gharat, Sankalp & Omri, Abdelwahab, 2016, Functionalized and graft copolymers of chitosan and its pharmaceutical applications, Expert Opinion on Drug Delivery, 14 (10), pp 1189- 1204 44 Mihaela Sica, Anca Duta, Carmen Teodosiu, Camelia Draghici, 2014, Thermodynamic and kinetic study on ammonium removal from a synthetic water solution using ion exchange resin, Clean Techn Environ Policy, 16(2), pp 351–359 45 Yian Zheng, Yuntao Xie, Aiqin Wang, 2012, Rapid and wide pHindependent ammonium-nitrogen removal using a composite hydrogel with three-dimensional networks,Chemical Engineering Journal, 179, pp 90– 98 46 Yian Zheng and Aiqin Wang, 2010, Preparation and Ammonium Adsorption Properties of Biotite-Based Hydrogel Composites, Industrial & Engineering Chemistry Research, 49(13), pp 6034-6041 47 Vũ Thị Mai, 2018, Nghiên cứu chế tạo than biến tính từ lõi ngô định hướng ứng dụng xử lý amoni nước sinh hoạt, Luận án tiến sỹ, Học viện khoa học cơng nghệ, Hà Nội 48 Phan Thị Ngọc Bích, Quản Thị Thu Trang, 2013, Tổng hợp xác định đặc trưng vật liệu xúc tác Fe/MgO Phần Tổng hợp vật liệu xúc tác Fe/MgO, Tạp chí Hoá học ISSN, 51(3), tr 348-351 49 Yuntao Xie & Aiqin Wang, 2009, Study on superabsorbent composites XIX Synthesis, characterization and performance of chitosan- -poly (acrylic acid)/vermiculite superabsorbent composites, Journal of Polymer Research, 16(2), tr.143-150 50 Xiaoming Peng, Dengpo Huang, Tareque Odoom-Wubah, Dafang Fu., Jiale Huang, Qingdong Qin, 2014, Adsorption of anionic and cationic dyes on 73 ferromagnetic ordered mesoporous carbon from aqueous solution: Equilibrium, thermodynamic and kinetics, Journal of Colloid and Interface Science, 430, pp 272–282 51 Zheng, Y., Huang, D.J., Wang, A.Q., 2011, Chitosan-g-poly (acrylicacid) hydrogel with crosslinked polymeric networks for Ni2+recovery, Anal Chim Acta, 687(2), pp 193–200 52 Junping Zhang, Li Wang, and Aiqin Wang, 2007, Preparation and properties of Chitosan – g – poly (acrylic acid)/montmorillonite superabsorbent nanocomposite via in Situ intercalative polymerization, Ind Eng Chem Res,46(8), pp 2497-2502 53 Stanislav Dubinskya, Gideon S Graderb., Gennady E Shterb., Michael S Silversteina., 2004, Thermal degradation of poly(acrylic acid) containing copper nitrate, Polymer Degradation and Stability, 86(1), pp 171-178 54 Zohuriaan-Mehr MJ, Kabiri K., 2008, Superabsorbent polymer materials: a review, Iran Polym J, 17(6), pp 451–477 55 Chen JW., Zhao YM., 1999, An efficient preparation method for superabsorbent polymers, Journal of Applied Polymer Science,74(1),pp 119124 56 Yian Zheng, Yuntao Xie, Aiqin Wang, 2012, Rapid and wide pHindependent ammonium-nitrogen removal using a composite hydrogel with three-dimensional networks, Chemical Engineering Journal, 179, pp 90– 98 57 Yian Zheng, Junping Zhang, Aiqin Wang , 2009, Fast removal of ammonium nitrogen from aqueous solution using chitosan-g-poly(acrylic acid)/attapulgite composite, Chemical Engineering Joural, 151(1-2), pp 215-222 PHỤ LỤC 74 Phụ lục Phổ hồng ngoại Formatted: Space Before: pt, After: pt, Line spacing: Multiple 1.3 li 100 98 96 94 623.15cm-1 %T 92 2957.47 90 1076.06 88 86 1172.76cm-1 1281.41 84 1726.55cm-1 82 80 79 4000 1408.15cm-1 1574.15cm-1 3426.19cm-1 3500 3000 2500 2000 1750 cm-1 1500 1250 1000 750 500 400 Hình Phổ hồng ngoại 0% bentonit 100 98 96 624.45cm-1 94 %T 92 1069.34cm-1 90 88 2963.79 1186.05cm-1 1284.57 86 84 1410.80cm-1 1724.02cm-1 82 1644.71 3425.69cm-1 80 79 4000 3500 3000 1572.12cm-1 2500 2000 1750 cm-1 1500 1250 1000 Hình Phổ hồng ngoại 5% bentonit 750 500 400 75 100 98 470.54cm-1 96 94 2534.14 528.81cm-1 %T 92 90 2960.15cm-1 88 86 1452.00 84 1038.74cm-1 1407.58cm-1 1168.66cm-1 3441.17cm-1 82 1275.09 1729.57cm-1 80 79 4000 1572.09cm-1 3500 3000 2500 2000 1750 cm-1 1500 1250 1000 750 500 400 Hình Phổ hồng ngoại 10% bentonit 100 98 96 466.68 94 529.02cm-1 %T 92 90 2963.79 88 1278.25 86 1032.53cm-1 1173.29cm-1 84 1409.76cm-1 82 3428.88cm-1 1728.38cm-1 80 79 4000 1577.71cm-1 3500 3000 2500 2000 1750 cm-1 1500 1250 1000 Hình Phổ hồng ngoại 20% bentonit 750 500450 76 100 98 96 94 531.10cm-1 %T 92 469.88cm-1 2957.47 90 1278.25 88 1411.12cm-1 86 1728.65cm-1 1170.84 84 3440.32cm-1 1571.83cm-1 82 80 79 4000 1034.40cm-1 3500 3000 2500 2000 1750 cm-1 1500 1250 1000 750 500 400 Hình Phổ hồng ngoại 30% bentonit 100 98 96 94 529.00cm-1 92 468.04cm-1 %T 90 1720.53 88 1644.71 1410.56cm-1 86 84 3428.89cm-1 1567.43cm-1 82 1033.91cm-1 80 79 4000 3500 3000 2500 2000 1750 cm-1 1500 1250 1000 Hình Phổ hồng ngoại 0%MBA 750 500 400 77 Formatted: Space Before: pt, After: pt, Line spacing: Multiple 1.3 li 95 94 92 90 88 %T 86 3667.34cm-1 84 82 80 2924.14cm-1 1723.66cm-1 78 1571.22cm-1 1406.22cm-1 1063.81cm-1 1167.68 76 74 4000 3500 3000 2500 2000 1750 cm-1 1500 1250 1000 750 500 400 Hình Phổ hồng ngoại 1%MBA 100 98 466.88cm-1 96 518.25cm-1 94 92 %T 90 88 86 1029.17cm-1 1455.16 84 2963.79 3595.63 1405.79cm-1 3259.95cm-1 82 1570.87cm-1 1729.71cm-1 1166.98cm-1 1284.57 80 79 4000 3500 3000 2500 2000 1750 cm-1 1500 1250 1000 Hình Phổ hồng ngoại 2%MBA 750 500 400 78 98 96 94 92 90 %T 88 86 1170.84 84 1063.43 1405.67cm-1 1572.05 82 3442.29cm-1 1287.73 2957.47 1724.36cm-1 80 78 77 4000 3500 3000 2500 2000 1750 cm-1 1500 1250 1000 750 500 400 Hình Phổ hồng ngoại thời gian phản ứng 2h Formatted: Indent: First line: cm, Space Before: pt, After: pt, Line spacing: Multiple 1.3 li 98 98 96 94 92 %T 90 88 1174.00 86 1455.16 84 1575.21 82 2957.47 1726.89cm-1 80 78 77 4000 1407.94cm-1 3441.11cm-1 3500 3000 2500 2000 1750 cm-1 1500 1250 1000 750 Hình 10 Phổ hồng ngoại thời gian phản ứng 6h 500 400 79 100 98 96 696.96 94 470.27cm-1 536.75cm-1 92 1720.53 %T 90 88 1413.70cm-1 1641.56 86 1567.15cm-1 84 82 3425.97cm-1 1032.07cm-1 80 79 4000 3500 3000 2500 2000 1750 cm-1 1500 1250 1000 750 500 400 Hình 11 Phổ hồng ngoại nhiệt độ phản ứng 500C 100 98 96 524.18cm-1 94 92 %T 2540.46 90 88 1036.83cm-1 86 2957.47 1278.25 1452.00 84 1174.25cm-1 1406.40cm-1 82 3384.16cm-1 1724.94cm-1 80 79 4000 3500 3000 2500 2000 1568.11cm-1 1750 cm-1 1500 1250 1000 750 Hình 12 Phổ hồng ngoại nhiệt độ phản ứng 1000C 500 400 80 Formatted: Indent: Left: 0.9 cm, Space Before: pt, After: pt, Line spacing: Multiple 1.3 li, No bullets or numbering Formatted: Space Before: pt, After: pt, Line spacing: Multiple 1.3 li Formatted: Left, Indent: First line: cm, Space Before: pt, After: pt, Line spacing: Multiple 1.3 li Formatted: Space Before: pt, After: pt, Line spacing: Multiple 1.3 li ... hợp để loại bỏ amoni nước ăn uống nước thải tương lai Trên sở phân tích chúng tơi lựa chọn đề tài: ? ?Tổng hợp nghiên cứu khả hấp phụ amoni (NH 4+ -N) composit hydrogel Chitosan- g- poly( acrylic acid) ”... đề tài tổng hợp vật liệu Chitosan- g- poly( Acrylic acid) /Bentonit (ký hiệu CPB) đánh giá khả hấp phụ amoni vật liệu Đối tượng phạm vi nghiên cứu đề tài: Nghiên cứu trình tổng hợp CPB từ chitosan. .. zeolite phương pháp hóa học Tuy nhiên nghiên cứu dường không thành công kết tạo chất hấp phụ có dung lượng thấp 32 Trong năm g? ??n hướng nghiên cứu hấp phụ amoni vật liệu hydrogel đông đảo nhà khoa
Ngày đăng: 15/01/2023, 14:44
Xem thêm:
