Đang tải... (xem toàn văn)
Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên http //www lrc tnu edu vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM NGUYỄN THỊ THÚY NGA NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG HẤP PHỤ ĐỒNG, NIKEN, SẮT CỦA VẬT LIỆU O[.]
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM NGUYỄN THỊ THÚY NGA NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG HẤP PHỤ ĐỒNG, NIKEN, SẮT CỦA VẬT LIỆU OXIT MANGAN KÍCH THƯỚC NANOMET TRONG MƠI TRƯỜNG NƯỚC CHUN NGÀNH: HĨA PHÂN TÍCH MÃ SỐ: 60.44.29 LUẬN VĂN THẠC SĨ Hướng dẫn khoa học: TS Đỗ Trà Hương Thái Nguyên - 2011 Số hóa Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM NGUYỄN THỊ THÚY NGA NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG HẤP PHỤ ĐỒNG, NIKEN, SẮT CỦA VẬT LIỆU OXIT MANGAN KÍCH THƯỚC NANOMET TRONG MƠI TRƯỜNG NƯỚC LUẬN VĂN THẠC SĨ HĨA HỌC Thái Nguyên - 2011 Số hóa Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn MỞ ĐẦU Nước ta đà phát triển khu cơng nghiệp, khu chế xuất, q trình phát triển giúp kinh kế tăng trưởng đáng kể, thúc đẩy sản xuất công nghiệp, kêu gọi đầu tư nước ngồi, góp phần hình thành khu thị sầm uất q trình phát triển lại có tác động tiêu cực đến mơi trường sinh thái Vấn đề ô nhiễm môi trường vấn đề không riêng quốc gia mà vấn đề chung tồn nhân loại Mơi trường nói chung mơi trường nước nói riêng bị nhiễm nghiêm trọng Mơi trường nước Việt Nam xuống cấp cục Tình trạng báo động nước ta nước thải hầu hết sở sản xuất xử lý sơ bộ, trí chưa xử lý thải mơi trường Trong nước thải chứa nhiều chất độc hại như: chất hữu ion kim loại nặng như: Cu, Ni, Pb, Cd, Fe, Zn… Hậu môi trường nước kể nước mặt nước ngầm nhiều nơi bị nhiễm kim loại nặng nghiêm trọng Vì việc nâng cao ý thức người dân, xiết chặt việc quản lý mơi trường việc tìm biện pháp xử lý nhằm loại bỏ thành phần độc hại khỏi mơi trường có ý nghĩa đặc biệt quan trọng Có nhiều cách khác để loại bỏ kim loại nặng khỏi nước trao đổi ion, thẩm thẩu ngược, lọc nano, kết tủa hấp phụ Trong hấp phụ phương pháp có nhiều ưu điểm so với phương pháp khác vật liệu sử dụng làm chất hấp phụ tương đối phong phú, dễ điều chế, không đắt tiền, thân thiện với môi trường, đặc biệt khơng làm nguồn nước nhiễm thêm Vì lý mà chọn đề tài: “Nghiên cứu khả hấp phụ đồng, niken, sắt vật liệu oxit mangan kính thước nanomet mơi trường nước” Số hóa Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Chương 1: TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu ion kim loại nặng Cu2+, Ni2+, Fe3+ 1.1.1 Tình trạng nhiễm kim loại nặng Hiện nước ta phát triển kinh tế theo hướng công nghiệp hốhiện đại hố Các khu cơng nghiệp, khu chế xuất ngày phát triển mở rộng Những vấn đề hệ sinh thái gia tăng với tiến cơng nghiệp Ơ nhiễm kim loại nặng vấn đề cấp thiết Kim loại nặng độc hại phát tán vào môi trường ngày tăng Nguồn nước thải sở sản xuất, nước thải sinh hoạt người dân chưa xử lý xử lý không triệt để hàng ngày thải môi trường nước Các khu công nghiệp luyện gang thép, kim loại màu, kim loại mạ, khai thác mỏ hoạt động… nhiều gây ảnh hưởng đến mơi trường Bên cạnh hàng trăm làng nghề thủ cơng như: đúc đồng, nhơm, chì… chưa có biện pháp xử lý nước thải có hiệu trước thải ngồi mơi trường nước Theo số liệu phân tích cho thấy, hàm lượng ion kim loại nặng môi trường nước gần khu công nghiệp xấp xỉ vượt giới hạn cho phép Không giống chất ô nhiễm hữu cơ, ion kim loại nặng không phân huỷ thành sản phẩm cuối vô hại [1], [3] 1.1.2 Tác động sinh hóa ion Cu2+, Ni2+, Fe3+ người Hầu hết kim loại nặng nồng độ vi lượng nguyên tố dinh dưỡng cần thiết cho phát triển sinh vật Tuy nhiên, hàm lượng chúng vượt giới hạn cho phép chúng lại thường có độc tính cao, chúng lại gây tác động nguy hại đến sức khoẻ người sinh vật Nguyên nhân chủ yếu gây ô nhiễm kim loại nặng môi trường nước nước thải chứa ion kim loại nặng khu cơng nghiệp, khu chế xuất Số hóa Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn thải ngồi mơi trường Một số hợp chất kim loại nặng thải môi trường bị tích tụ đọng lại đất, song có số hợp chất hịa tan tác động nhiều yếu tố khác Điều tạo điều kiện để kim loại nặng phát tán rộng vào nguồn nước ngầm, nước mặt gây ô nhiễm Các kim loại nặng thường xâm nhập vào thể theo chu trình thức ăn Ngồi cịn thơng qua đường hô hấp, tiếp xúc gây ảnh hưởng đến sức khỏe người sinh vật 1.1.2.1 Đồng Đồng phân bố rộng rãi thiên nhiên, có tính dẫn điện, dẫn nhiệt tốt nên kim loại chủ yếu kĩ thuật điện Đồng sử dụng nhiều để sản xuất mô tơ điện, động điện, máy thu thanh, vô tuyến truyền hình, thiết bị điện tử, đồ dùng gia dụng Trong ngành thuộc da, thuốc nhuộm, y học Ngồi đồng cịn ngun tố vi lượng quan trọng, cần thiết thực vật động vật Với thực vật, thiếu đồng, hàm lượng diệp lục tố đi, bị vàng úa, ngừng hoa chết Ở người động vật thiếu đồng, hoạt tính hệ men giảm đi, trình trao đổi protein bị chậm lại, mơ xương chậm phát triển, thiếu máu, suy nhược… Nhu cầu hàng ngày người lớn khoảng 0,033 – 0,050mg/kg thể trọng Tuy nhiên hàm lượng đồng thể lớn thể bị nhiễm độc gây số bệnh thần kinh, gan, thận; lượng lớn đồng hấp thụ qua đường tiêu hóa gây tử vong [10],[16] 1.1.2.2 Niken Niken nguyên tố vi lượng gia súc, vi sinh vật, thực vật Niken có huyết tương người Niken sử dụng nhiều ngành cơng nghiệp hóa chất, luyện kim, điện tử… Vì vậy, thường có mặt nước thải Niken vào thể người chủ yếu qua đường hô hấp, gây triệu trứng khó chịu, buồn Số hóa Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn nôn, đau đầu; tiếp xúc nhiều ảnh hưởng đến phổi, hệ thần kinh trung ương, gan thận; da tiếp xúc lâu dài với niken gây tượng viêm da, xuất dị ứng… Niken có ứng dụng rộng rãi cơng nghiệp luyện kim, mạ điện, sản xuất thủy tinh, gốm sứ [10],[16] 1.1.2.3 Sắt Sắt thành phần thạch (khoảng 5%) Sắt thường phát nước thải sinh hoạt, đặc biệt thành phố có thành phố sản xuất thép Sắt dễ dàng tạo phức sunfat lớp trầm tích mặt nước Sự có mặt sắt nước uống làm thay đổi mùi vị Các mùi vị sắt có nước uống rẽ dàng phát nồng độ thấp khoảng 1,8 mg/l Có nhiều vấn đề mà kết độc tính sắt Chúng bao gồm chán ăn, chứng tiểu ít, tiêu chảy, hạ thân nhiệt chí tử vong Thêm bệnh nhân bị tắc nghẽn mạch máu đường tiêu hóa, gan, thận, não, tim, thận tuyến ức Với ngộ độc sắt cấp tính, phần lớn xẩy với đường tiêu hóa gan Kết lưu trữ sắt bệnh, bị sơ gan Bảng 1.1 Nồng độ giới hạn số kim loại nước thải công nghiệp nước cấp sinh hoạt [13] STT Tên tiêu Giá trị giới hạn (mg/l) Nước thải công nghiệp Nước cấp sinh hoạt Hàm lượng đồng 2,0 1,0 Hàm lượng niken 0,2 0,1 Hàm lượng sắt 1,0 0,5 1.1.3 Các nguồn gây ô nhiễm môi trường nước Thực tế có nhiều nguồn gây nhiễm mơi trường nước Nước bị ô nhiễm kim loại nặng chủ yếu việc khai thác mỏ Do nhu cầu sử dụng Số hóa Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn người ngày tăng làm cho việc khai thác kim loại tăng lên Tuy nhiên, việc xử lý nguồn nước thải từ việc khai thác mỏ chưa quan tâm mức làm cho kim loại nặng phát tán vào môi trường Ngồi ra, việc gây nhiễm mơi trường ion kim loại nặng việc sản xuất quặng sử dụng thành phẩm Quá trình sản xuất làm tăng cường có mặt chúng mơi trường Bên cạnh việc tái sử dụng lại phế thải chứa ion kim loại nặng chưa ý quan tâm mức 1.2 Giới thiệu số phương pháp xử lý nguồn nước bị ô nhiễm kim loại nặng Hiện môi trường nước gần khu cơng nghiệp, thành phố lớn có nguy bị ô nhiễm kim loại nặng lớn đe dọa đến sức khỏe người môi trường sống Để đáp ứng nhu cầu nước sinh hoạt việc xử lý mơi trường địi hỏi phải có biện pháp xử lý phù hợp đạt hiệu cao 1.2.1 Phương pháp kết tủa Phương pháp thường dùng để thu hồi kim loại từ dung dịch dạng hiđroxit kim loại tan Mn+ + n OH- M(OH)n Ngồi cịn sử dụng chất tạo kết tủa xút, vôi, cacbonat, sunfua Tuy nhiên phương pháp q trình xử lý sơ bộ, địi hỏi q trình xử lý 1.2.2 Phương pháp trao đổi ion Trao đổi ion phương pháp thường dùng để tách kim loại nặng từ nước thải Nhựa trao đổi ion tổng hợp từ hợp chất vơ hay hợp chất hữu có gắn nhóm : (-SO3H), ( -COO-), amin Các cation anion hấp phụ bề mặt nhựa trao đổi ion: nRH + Mn+ Số hóa Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên RnM + nH+ http://www.lrc-tnu.edu.vn RCl + A- RA + Cl- Khi nhựa trao đổi ion bão hịa, người ta khơi phục lại cationit anionit dung dịch axit loãng dung dịch bazơ lỗng Về mặt kĩ thuật hầu hết kim loại nặng tách phương pháp trao đổi ion, phương pháp thường tốn 1.2.3 Phương pháp hấp phụ So với phương pháp xử lí nước thải khác, phương pháp hấp phụ có đặc tính ưu việt hẳn Vật liệu hấp phụ chế tạo từ nguồn nguyên liệu tự nhiên phế thải nông nghiệp sẵn có, dễ kiếm, quy trình xử lý đơn giản, cơng nghệ xử lý khơng địi hỏi thiết bị phức tạp, chi phí thấp, đặc biệt, vật liệu hấp phụ có độ bền cao, tái sử dụng nhiều lần nên giá thành thấp, hiệu cao Trong đề tài này, sử dụng phương pháp hấp phụ [6], [10] 1.2.4 Giới thiệu phương pháp hấp phụ 1.2.4.1 Sự hấp phụ, cân hấp phụ Hấp phụ tích lũy chất bề mặt phân cách pha (rắn - lỏng, khí - lỏng, lỏng - rắn, lỏng - lỏng ) Trong đó: Chất hấp phụ: chất có bề mặt xảy hấp phụ phần tử lớp bề mặt chất đó, có khả hút phần tử pha khác nằm tiếp xúc với Chất bị hấp phụ: chất tích lũy bề mặt chất hấp phụ, chất bị hút khỏi pha thể tích đến tập trung bề mặt chất hấp phụ Giải hấp phụ: trình khỏi bề mặt chất hấp phụ phần tử bị hấp phụ Hiện tượng hấp phụ xảy lực tương tác chất hấp phụ chất bị hấp phụ Tuỳ theo chất lực tương tác mà người ta chia làm hai loại hấp phụ: hấp phụ vật lí hấp phụ hóa học Số hóa Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Hấp phụ vật lí: gây lực tương tác Vanderwaals phần tử chất bị hấp phụ chất hấp phụ Lực liên kết yếu dễ bị phá vỡ Q trình hấp phụ vật lí q trình thuận nghịch Hấp phụ hóa học: gây lực liên kết hóa học phần tử chất bị hấp p hụ với phần tử chất hấp phụ Lực liên kết bền, khó bị phá vỡ [1],[2], [6],[10] Trong thực tế phân biệt hấp phụ vật lí hấp phụ hóa học tương đối Trong số hệ hấp phụ, hấp phụ xảy đồng thời hai trình hấp phụ vật lý hấp phụ hóa học Cân hấp phụ: Hấp phụ vật lý trình thuận nghịch Các phần tử chất bị hấp phụ bề mặt hấp phụ di chuyển ngược trở lại pha thể tích Khi lượng chất bị hấp phụ bề mặt chất hấp phụ nhiều tốc độ di chuyển ngược trở lại pha thể tích nhanh Đến thời điểm tốc độ trình hấp phụ tốc độ trình giải hấp phụ trình hấp phụ đạt trạng thái cân Đối với hệ xác định, dung lượng hấp phụ hàm nhiệt độ áp suất nồng độ chất bị hấp phụ pha thể tích q = q(T, p) q = q(T, C) Ở nhiệt độ xác định, dung lượng hấp phụ phụ thuộc vào áp suất (nồng độ): q = q(p) q = q(C) Dung lượng hấp phụ cân khối lượng chất bị hấp phụ đơn vị khối lượng chất hấp phụ trạng thái cân điều kiện nồng độ nhiệt độ cho trước Dung lượng hấp phụ tính theo cơng thức: Số hóa Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn q (C C cb )v m Trong đó: - q: dung lượng hấp phụ (mg/g) - V: thể tích dung dịch (l ) - m: khối lượng chất hấp phụ (g ) - Co: nồng độ dung dịch ban đầu (mg/l) - Ccb: nồng độ dung dịch đạt cân hấp phụ (mg/l) Trong trình hấp phụ, phần tử bị hấp phụ không bị hấp phụ đồng thời, phần tử chất bị hấp phụ phải khuếch tán từ dung dịch đến bề mặt chất hấp phụ sau khuếch tán vào sâu bên hạt chất hấp phụ Đối với hệ lỏng - rắn, trình hấp phụ xảy theo giai đoạn sau: Giai đoạn khuếch tán dung dịch: Các phần tử chất bị hấp phụ chuyển từ pha thể tích đến bề mặt ngồi chất hấp phụ Giai đoạn khuếch tán màng: phần tử chất hấp phụ chuyển động đến bề mặt chất hấp phụ chứa hệ mao quản Giai đoạn khuếch tán mao quản: phần tử chất bị hấp phụ khuếch tán vào bên hệ mao quản chất hấp phụ Giai đoạn hấp phụ thực sự: phần tử chất bị hấp phụ gắn chặt vào bề mặt chất hấp phụ Q trình hấp phụ coi phản ứng nối tiếp, phản ứng nhỏ giai đoạn q trình Khi đó, giai đoạn có tốc độ chậm đóng vai trị định đến tốc độ trình Trong trình động học hấp phụ, người ta thừa nhận: giai đoạn khuếch tán ngồi có tốc độ chậm Do giai đoạn đóng vai trị định đến tồn trình động học hấp phụ Dung lượng hấp phụ phụ thuộc vào Số hóa Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn giai đoạn thay đổi theo thời gian trình đạt trạng thái cân Tốc độ hấp phụ (v) biến thiên nồng độ chất bị hấp phụ theo thời gian: v dx (C C f ) k(q m q) dt Trong đó: β: hệ số chuyển khối C0: nồng độ chất bị hấp phụ pha thể tích thời điểm ban đầu (mg/l) Cf: nồng độ chất bị hấp phụ pha thể tích thời điểm t (mg/l) k : số tốc độ hấp phụ q : dung lượng hấp phụ thời điểm t (mg/g) qm: dung lượng hấp phụ cực đại (mg/g) Hiệu suất hấp phụ tỉ số nồng độ dung dịch bị hấp phụ nồng độ dung dich ban đầu Trong trình hấp phụ tĩnh hiệu suất hấp phụ tính theo cơng thức: H(%) = [(C0 - Ct)/C0] 100% Trong đó: H: hiệu suất hấp phụ C0: nồng độ đầu ion kim loại (mg/l) Ct: nồng độ ion kim loại sau khỏi cột hấp phụ thời điểm t (mg/l) 1.2.4.2 Các mô hình đẳng nhiệt hấp phụ Khi nhiệt độ khơng đổi, đường biểu diễn q = fT ( P C ) gọi đường đẳng nhiệt hấp phụ Đường đẳng nhiệt hấp phụ đường mô tả phụ thuộc dung lượng hấp phụ thời điểm vào nồng độ áp suất chất bị hấp phụ thời điểm nhiệt độ khơng đổi Một số phương trình đẳng nhiệt hấp phụ biểu diễn phụ thuộc Henry, Freundlich, Langmuir… Số hóa Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 10 Bảng 1.2: Một số phương trình đẳng nhiệt hấp phụ [6],[10] Tên phương trình Phương trình Bản chất Hấp phụ Henry V= k.p Vật lý hoá học Freundlich V= k’.p1/n (n > 1) Vật lý hoá học Shlygin - Frumkin - Temkin V ln C p Vm a Vật lý hoá học Bunauer- Emmett- Teller p (BET ) V(p p) Langmuir (C 1)p VmC Vm C.p V q b.p Vm q m b.p Vật lý, nhiều lớp Vật lý hố học Trong đó: - V : thể tích chất bị hấp phụ đặc trưng cho đại lượng hấp phụ - Vm: Đại lượng hấp phụ cực đại - p: áp suất chất bị hấp phụ pha khí - p0: áp suất bão hịa chất bị hấp phụ trang thái lỏng tinh khiết - q: Dung lượng hấp phụ - qm: Dung lượng hấp phụ cực đại - a, b, k, k', l,C, C0: số Mơ hình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir Phương trình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir phương trình mơ tả cân hấp phụ thiết lập lí thuyết Phương trình Langmuir thiết lập sở giả thuyết sau ▪ Mỗi tiểu phân chất bị hấp phụ liên kết với bề mặt chất hấp phụ trung tâm xác định ▪ Mỗi trung tâm hấp phụ tiểu phân Số hóa Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 11 ▪ Bề mặt chất hấp phụ đồng nghĩa lượng hấp phụ trung tâm khơng phụ thuộc vào có mặt tiểu phân hấp phụ trung tâm bên cạnh ▪ Các phân tử hấp phụ đơn lớp bề mặt chất hấp phụ Phương trình đẳng nhiệt Langmuir xây dựng cho hệ hấp phụ khí - rắn Tuy nhiên, phương trình áp dụng cho hệ hấp phụ rắn - lỏng (môi trường nước) Khi phương trình Langmuir có dạng: b.Ccb q qm b.Ccb Trong đó: - θ: độ che phủ - Ccb : nồng độ chất bị hấp phụ đạt cân hấp phụ - b: số hấp phụ Langmuir Phương trình Langmuir hai tính chất đặc trưng hệ: Trong vùng nồng độ nhỏ b.Ccb > q = qm mơ tả vùng hấp phụ bão hòa Khi nồng độ chất bị hấp phụ nằm hai giới hạn đường đẳng nhiệt biểu diễn đoạn cong Để xác định số phương trình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir, sử dụng phương pháp đồ thị cách đưa phương trình dạng đường thẳng: C cb 1 C cb q qm q m b Xây dựng đồ thị phụ thuộc Ccb/q vào Ccb xác định số: b, qm phương trình Mơ hình đẳng nhiệt hấp phụ Freundlich Đây phương trình thực nghiệm áp dụng cho hấp phụ khí chất tan chất lỏng lên chất hấp phụ rắn Các giả thiết phương trình: Số hóa Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 12 - Do tương tác đẩy phân tử, phân tử hấp phụ sau bị đẩy phân tử hấp phụ trước, nhiệt hấp phụ giảm tăng độ che phủ bề mặt - Do bề mặt không đồng nhất, phân tử hấp phụ trước chiếm trung tâm hấp phụ mạnh có nhiệt hấp phụ lớn hơn, sau cịn trung tâm hấp phụ có nhiệt hấp phụ thấp Phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Freundlich: q = k C cb n Trong đó: k: số phụ thuộc vào nhiệt độ, diện tích bề mặt yếu tố khác n: số phụ thuộc vào nhiệt độ lớn q: dung lượng hấp phụ thời điểm t Ccb: nồng độ chất bị hấp phụ thời điểm cân Phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Freundlich phản ánh sát thực số liệu thực nghiệm cho vùng ban đầu vùng vùng hấp phụ đẳng nhiệt Để xác định hệ số k, n đưa phương trình dạng đường thẳng: lg q = lg k + lg Ccb n (dạng phương trình y = ax+b) Xây dựng đồ thị phụ thuộc lgq vào lgCcb xác định số: k, n ứng với nhiệt độ so sánh chúng với hệ khác điều kiện 1.2.5 Đặc điểm chung hấp phụ mơi trường nước 1.2.5.1 Đặc tính ion kim loại môi trường nước Để tồn trạng thái bền, ion kim loại môi trường nước bị hiđrat hoá tạo lớp vỏ phân tử nước, tạo phức chất hiđroxo, tạo cặp ion hay phức chất khác Tuỳ thuộc vào chất hoá học ion, pH mơi trường, thành phần khác có mặt mà hình thành dạng tồn khác nhau.[1], [2] Số hóa Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 13 1.2.5.2 Đặc điểm chung hấp phụ môi trường nước Hấp phụ môi trường nước thường diễn phức tạp Vì hệ có ba thành phần gây tương tác nước - chất hấp phụ - chất bị hấp phụ Hấp phụ mơi trường nước (có sức căng bề mặt lớn) ưu việt so với dung môi hữu (có sức căng bề mặt nhỏ) Do có mặt dung môi nên hệ xảy trình hấp phụ cạnh tranh có chọn lọc chất bị hấp phụ dung môi Thông thường, nồng độ chất tan dung dịch nhỏ nên tiếp xúc với chất hấp phụ, phần tử nước chiếm chỗ toàn bề mặt chất hấp phụ Các chất bị hấp phụ đẩy phân tử nước để chiếm chỗ bề mặt chất hấp phụ Điều xảy tương tác chất bị hấp phụ chất hấp phụ mạnh tương tác chất hấp phụ nước Khả hấp phụ chất hấp phụ chất bị hấp phụ cịn phụ thuộc vào tính tương đồng độ phân cực chúng Chất hấp phụ chất bị hấp phụ phân cực không phân cực hấp phụ xảy tốt Hấp phụ mơi trường nước cịn bị ảnh hưởng nhiều pH môi trường Sự biến đổi pH dẫn đến biến đổi chất chất bị hấp phụ Các chất có tính axit yếu, bazơ yếu lưỡng tính bị phân ly, tích điện âm, dương trung hoà Ngoài biến đổi pH ảnh hưởng đến nhóm chức bề mặt chất hấp phụ phân ly nhóm chức Tính chọn lọc cạnh tranh trình hấp phụ mơi trường nước bị ánh hưởng tính tương đồng chất hấp phụ chất bị hấp phụ Một qui luật thường gặp chất phân cực dễ hấp phụ bề mặt phân cực, chất không phân cực dễ hấp phụ bề mặt khơng phân cực Tính chọn lọc tính cạnh tranh cịn phụ thuộc vào kích thước phân tử chất hấp phụ chất bị hấp phụ Số hóa Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 14 Độ xốp chất hấp phụ ảnh hưởng đến khả hấp phụ Khi giảm kích thước mao quản chất hấp phụ xốp hấp phụ từ dung dịch thường tăng lên chừng mực mà kích thước mao quản khơng cản trở vào chất hấp phụ Nếu kích thước mao quản bé kích thước phân tử hấp phụ hấp phụ bị cản trở Tóm lại hấp phụ mơi trường nước có chế phức tạp yếu tố hấp phụ hỗn hợp, biến đổi chất hoá học chất bị hấp phụ, chất hấp phụ vào môi trường.[1], [2] 1.3 Phương pháp phân tích xác định hàm lượng kim loại nặng Trên thực tế có nhiều phương pháp xác định hàm lượng kim loại nặng phân tích thể tích, phương pháp cực phổ, phương pháp trắc quang, phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử…Trong đề tài sử dụng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử lửa (F -AAS) 1.3.1 Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử Nguyên tắc: Chuyển cấu tử phân tích thành trạng thái nguyên tử Sau chiếu chùm tia sáng có bước sóng xác định vào đám ngun tử ngun tử tự hấp thụ tia xạ mà phát q trình phát xạ Khi phổ sinh trình gọi phổ hấp thụ nguyên tử Dựa vào cường độ vạch phổ để tính tốn lượng cấu tử cần nghiên cứu [11] 1.3.2 Cơ sở vạch phổ hấp thụ nguyên tử Mối quan hệ mật độ quang A nồng độ C nguyên tố phân tích: Aλ = a Cb Trong đó: a : Hằng số thực nghiệm, phụ thuộc vào điều kiện hoá nguyên tử hoá mẫu Số hóa Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 15 b : Hằng số chất, phụ thuộc vào vạch phổ nguyên tố: (0< b