Nghiên cứu tổng hợp một số oxit hỗn hợp kích thước nanomet hệ đất hiếmmangan và khảo sát khả năng hấp phụ đối với amoni, asen, sắt, mangan trong nước sinh hoạt (tóm tắt)

1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của luận án Trong vài thập kỷ vừa qua, ở Việt Nam, sự phát triển khoa học và công nghệ và sự đô thị hoá làm tăng ô nhiễm môi trường do nguồn khí thải, nước thải và chất thải rắn không được sử lý một cách triệt để. Một trong các vấn đề được quan tâm đó là nước sinh hoạt đang ngày càng cạn kiệt và ô nhiễm ngày càng tăng. Hiện nay, ở nước ta nguồn cung cấp nước sinh hoạt chủ yếu là nguồn nước ngầm. Nhưng nguồn nước này ở một số khu vực bị ô nhiễm, chứa các chất có hại cho sức khoẻ con người như các kim loại nặng, các hợp chất lưu huỳnh, các hợp chất nitơ, các hợp chất halogen và các hợp chất hữu cơ…Vấn đề mà người dân ở các tỷnh, thành phố như: Hà Nội, Hà Nam, Hưng Yên, Vĩnh Phúc, Nghệ An, Đồng Bằng Sông Cửu Long, Hà Tĩnh,… đặc biệt quan tâm đó là sự ô nhiễm asen, amoni trong nguồn nước sinh hoạt. Đây là các hợp chất có hại cho sức khoẻ con người, gây bệnh hiểm nghèo như ung thư, suy giảm hoạt động hệ tiêu hoá và tiết liệu. Các phương pháp hóa học, hóa-lí để xử lý nước như: kết tủa, hấp thụ, hấp phụ, trao đổi ion, oxi hóa khử, tạo phức, thẩm thấu ngược , tùy theo yêu cầu cụ thể mà chọn phương pháp xử lý đơn lẻ hay tổ hợp. Phương pháp hấp phụ là biện pháp phổ biến và có hiệu quả để loại bỏ asen, nhất là việc sử dụng vật liệu nano. Việc nghiên cứu chế tạo và ứng dụng các vật liệu nano oxit kim loại để hấp phụ asen được nhiều nhà khoa học quan tâm do những đặc tính ưu việt của chúng. Tuy nhiên, các nghiên cứu ứng dụng trong lĩnh vực này chưa được hệ thống và hiệu quả ứng dụng thực tiễn chưa cao. Đặc biệt nghiên cứu khả năng hấp phụ asen, amoni trên vật liệu nano oxit hỗn hợp hệ đất hiếm – mangan còn rất hạn chế. Vì vậy, chúng tôi tiến hành đề tài “Nghiên cứu tổng hợp một số oxit hỗn hợp kích thước nanomet hệ đất hiếm-mangan và khảo sát khả năng hấp phụ đối với amoni, asen, sắt, mangan trong nước sinh hoạt”. 2. Nội dung của luận án - Tổng hợp oxit hỗn hợp CeO 2 -MnO x , các perovskit LaMnO 3 , NdMnO 3 , PrMnO 3 kích thước nanomet bằng phương pháp đốt cháy gel polyvinylancol (PVA). - Nghiên cứu khả năng hấp phụ của các oxit hỗn hợp hệ đất hiếm mangan đối với amoni, asen, sắt và mangan trong nước. Đưa ra kết luận vật liệu CeO 2 -MnO x có khả năng hấp phụ amoni, asen tốt nhất. - Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng như: pH của dung dịch hấp phụ, nhiệt độ, các ion ( Cl - , SO 4 2- , Fe(III), Mn(II)), tỷ lệ Ce(IV)/Mn(II) đến khả năng hấp phụ amoni, asen của vật liệu oxit hỗn hợp CeO 2 – MnO x . - Tẩm vật liệu oxit hỗn hợp CeO 2 -MnO x trên nền chất mang cát thạch anh, than hoạt tính, silicagel, bentonit và khảo sát khả năng hấp phụ đối với amoni, asen trong nước. 3. Những đóng góp mới của luận án - Tổng hợp oxit hỗn hợp CeO 2 -MnO x , các perovskit LaMnO 3 , NdMnO 3 , PrMnO 3 kích thước nanomet bằng phương pháp đốt cháy gel polyvinylancol (PVA). - Nghiên cứu khả năng ứng dụng các oxit hỗn hợp hệ đất hiếm – mangan hấp phụ đối với amoni, asen, sắt và mangan trong nước sinh hoạt. 4. Bố cục của luận án Luận án bao gồm 119 trang với 74 hình vẽ, 55 bảng số liệu và 126 tài liệu tham khảo. Luận án được kết cấu gồm: Mở đầu 3 trang, tổng quan tài liệu 30 trang, các phương pháp nghiên cứu và thực nghiệm 10 trang, kết quả và thảo luận 76 trang, kết luận 1 trang. 2 NỘI DUNG CỦA LUẬN ÁN CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU CHƯƠNG 2. CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ THỰC NGHIỆM CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 1. Tổng hợp vật liệu oxit hỗn hợp hệ đất hiếm –mangan 1.1 . Chế tạo vật liệu nano perovskit 1.1.1. Nghiên cứu chế tạo vật liệu PrMnO 3 Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ nung: Gel trong suốt của (Mn(II) + Pr(III))- PVA được hình thành khi điều chế ở các điều kiện sau: pH4, nhiệt độ tạo gel 80 0 C, tỷ lệ mol (Mn(II) + Pr(III))/PVA = 1/3. Gel được sấy khô ở 100 0 C. Trộn đều, một phần của mẫu đem đo giản đồ TGA-DTA, phần còn lại chia ra để nung mẫu ở các nhiệt độ 550 0 C, 650 0 C, 750 0 C trong thời gian 2 giờ. Kết quả phân tích nhiệt của mẫu gel DTA-TGA được chỉ ra trong hình 3.1. Furnace temperature/°C0 100 200 300 400 500 600 700 TG/% -60 -30 0 30 60 d TG/% /min -160 -120 -80 -40 HeatFlow/µV -250 -200 -150 -100 -50 0 Mass variation: -81.14 % Peak :159.35 °C Peak :240.82 °C Peak :142.53 °C Figure: 18/04/2010 Mass (mg): 35.17 Crucible: PT 100 µl Atmosphere: Argon Experiment: PM Procedure: RT > 800C (10C.min-1) (Zone 2) Labsys TG Exo Hình 3.1. Giản đồ TGA-DTA của mẫu gel (Mn(II) + Pr(III))-PVA Trên giản đồ TGA cho thấy ở nhiệt độ lớn hơn 550 0 C khối lượng gần như không đổi cho là sự hình thành pha perovskit PrMnO 3 . Để làm rõ về sự hình thành pha tinh thể trong quá trình nung, giản đồ nhiễu xạ X- ray của các mẫu nung ở 550 0 C, 650 0 C, 750 0 C trong thời gian 2 giờ được chỉ ra trong hình 3.2. ▪ Pha Pr 2 O 2 CO 3 (praseodym oxit cacbonat) 3.2. Giản đồ nhiễu xạ X-ray của các mẫu được nung ở nhiệt độ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ 750 o C 650 o C 550 o C 3 Qua giản đồ cho thấy mẫu nung ở 550 0 C và 650 0 C, pha perovskit PrMnO 3 đã hình thành nhưng vẫn còn lẫn pha Pr 2 O 2 CO 3 (praseodym oxit cacbonat), còn nung ở 750 0 C thu được perovskit PrMnO 3 đơn pha. Do vậy, các thí nghiệm tiếp theo chúng tôi lựa chọn nhiệt độ nung của vật liệu PrMnO 3 được lựa chọn là 750 0 C. Ảnh hưởng của pH tạo gel: Để khảo sát ảnh hưởng của pH trong quá trình tạo gel (Mn(II)+Pr(III))-PVA đến sự hình thành tinh thể PrMnO 3 , giá trị pH tạo gel được thay đổi từ 2 đến 5, nhiệt độ tạo gel là 80 0 C, tỷ lệ mol (Mn(II)+Pr(III))/PVA = 1/3, gel được sấy khô ở 100 0 C sau đó nung ở 750 0 C trong 2 giờ. Kết quả nhiễu xạ X-ray của mẫu gel nung ở 750 0 C được chỉ ra trong hình 3.3. Hình 3.3 . Giản đồ nhiễu xạ X-ray của các mẫu được tạo gel ở pH tạo gel khác nhau Qua giản đồ cho thấy ở các giá trị pH4 sự kết tinh perovskit PrMnO 3 là tốt nhất. Ảnh hưởng của nhiệt độ tạo gel: Để khảo sát sự ảnh hưởng của nhiệt độ tạo gel (Mn(II)+Pr(III))-PVA đến sự hình thành pha tinh thể PrMnO 3 , cách tiến hành điều chế mẫu như sau: tỷ lệ mol (Mn(II)+Pr(III))/PVA = 1/3, môi trường tạo gel với giá trị pH4, nhiệt độ của quá trình tạo gel (Mn(II)+Pr(III))–PVA được thay đổi từ 40 ÷ 100 0 C, gel được sấy khô ở 100 0 C, nhiệt độ nung mẫu là 750 0 C. Kết quả nhiễu xạ X-ray của mẫu gel nung ở 750 0 C được chỉ ra trên hình 3.4. Giản đồ cho thấy, nhiệt độ tạo gel gần như không ảnh hưởng tới quá trình hình thành pha perovskit PrMnO 3 , tuy nhiên ở 80 0 C thu được perovskit PrMnO 3 kết tinh tốt nhất. pH=5 PH=4 pH=3 pH=2 100 o C 80 o C 60 o C 40 o C 4 nh 3.4. Giản đồ nhiễu xạ X-ray các mẫu được tạo gel ở các nhiệt độ khác nhau Ảnh hưởng của tỷ lệ mol KL/PVA: Để đánh giá ảnh hưởng của tỷ lệ mol (Mn(II)+Pr(III))/PVA trong quá trình tạo gel (Mn(II)+Pr(III))/PVA đến sự hình thành pha perovskit PrMnO 3 . Các thí nghiệm được tiến hành như sau: tỷ lệ mol (Mn(II)+Pr(III))/PVA được thay đổi lần lượt là 6/1; 3/1; 1/1; 1/3; 1/6, nhiệt độ tạo gel là 80 0 C, môi trường tạo gel pH4, gel được sấy khô ở 100 0 C và nung ở 750 0 C trong 2 giờ. Kết quả nhiễu xạ tia X của các mẫu vật liệu đã điều chế được chỉ ra trong hình 3.5. Kết quả cho thấy ở tỷ lệ (Mn(II)+Pr(III))/PVA là 1/3 và 1/6 thu được perovskit PrMnO 3 đơn pha, tuy nhiên ở tỷ lệ 1/6 sự kết tinh của pha perovskit PrMnO 3 không tốt bằng ở tỷ lệ 1/3. Điều này có thể giải thích là ở tỷ lệ 1/6, hàm lượng PVA lớn làm tăng khoảng cách giữa các ion kim loại ảnh hưởng đến quá trình tạo ra tinh thể. Perovskit ở các tỷ lệ khác pha chủ yếu là perovskit PrMnO 3 còn lẫn pha Pr 6 O 11 . Do vậy, tỷ lệ (Mn(II)+Pr(III))/PVA = 1/3 được lựa chọn cho các nghiên cứu tiếp theo * Pha Pr 6 O 11 3.5. Giản đồ nhiễu xạ X-ray của các mẫu ở tỷ lệ (Mn(II)+Pr(III))/PVA khác nhau Như vậy, mẫu tối ưu của hệ (Mn(II)+Pr(III))/PVA ở các điều kiện sau: tỷ lệ KL/PVA = 1/3, nhiệt độ tạo gel là 80 0 C, môi trường tạo gel pH4, nhiệt độ nung 750 0 C. Đặc trưng của mẫu tối ưu: Mẫu PrMnO 3 được chế tạo ở điều kiện tối ưu. Đặc trưng của mẫu được chỉ ra trong hình 3.6, ảnh SEM với độ phóng đại 100 ngàn lần cho thấy tinh thể PrMnO 3 hình thành với cấu trúc xốp, kích thước hạt tinh thể trung bình tính theo công thức Scherrer là 32,2 nm, diện tích bề mặt được xác định theo phương pháp đo BET có giá trị là 20,5 m 2 /g. 1/6 1/3 1/1 3/1 6/1 * * 5 a) b) Hình 3.6. a) Giản đồ nhiễu xạ X-ray và b)Ảnh SEM của PrMnO 3 1.1.2. Nghiên cứu chế tạo vật liệu NdMnO 3 Tương tự như nghiên cứu tổng hợp vật liệu PrMnO 3 , điều kiện tối ưu tổng hợp vật liệu perovskit NdMnO 3 bao gồm: môi trường pH4, nhiệt độ tạo gel là 80 0 C, nhiệt độ nung là 800 0 C, tỷ lệ KL/PVA = 1/3. a) b) Hình 3.7. a) Giản đồ nhiễu xạ X-ray và b) ảnh SEM của mẫu NdMnO 3 Đặc trưng của mẫu tối ưu được chỉ ra trên hình 3.7, ảnh SEM của mẫu với độ phóng đại 100 ngàn lần cho tinh thể NdMnO 3 hình thành với cấu trúc xốp, kích thước hạt tinh thể trung bình tính theo công thức Scherrer là 27,3 nm, diện tích bề mặt tính theo phương pháp BET đạt 21,4 m 2 /g. Một điều đáng chú ý ở đây, cũng như trường hợp PrMnO 3 , là cho dù nhiệt độ nung là cao nhưng cấu trúc khoang hốc ba chiều vẫn tồn tại. 1.1.3. Chế tạo vật liệu LaMnO 3 Vật liệu perovskit LaMnO 3 tổng hợp ở pH4, nhiệt độ tạo gel 80 0 C, tỷ lệ mol (La(III)+Mn(II))/PVA = 1/3, nhiệt độ nung ở 600 o C trong 2 giờ để thu sản phẩm thu được perovskit LaMnO 3 . 6 Đặc trưng của mẫu LaMnO 3 chế tạo bằng phương pháp đốt cháy gel PVA được đưa ra trong hình 3.8 (a,b). Kích thước hạt tinh thể của vật liệu được tính bằng công thức Scherrer có giá trị trung bình 24,56 nm với cấu trúc duy nhất perovskit duy nhất, diện tích bề mặt được xác định bằng phương pháp BET có giá trị 27,6 m 2 /g . a) b) Hình 3.8. a) Giản đồ nhiễu xạ X-ray và b) ảnh SEM của mẫu LaMnO 3 1.2. Chế tạo vật liệu nano oxit hỗn hợp CeO 2 -MnO x Lựa chọn nhiệt độ nung: mẫu được điều chế ở môi trường pH4, nhiệt độ tạo gel là 80 0 C, tỷ lệ mol Ce(IV)/Mn(II) = 1/1 và tỷ lệ mol (Ce(IV)+Mn(II))/PVA = 1/3. Dung dịch được khuấy cho đến khi gel trong suốt (màu vàng rơm) được tạo thành. Kết quả phân tích nhiệt TGA-DTA được đưa ra trong hình 3.9. Furnace temperature/°C0 100 200 300 400 500 600 700 TG/% -56 -42 -28 -14 0 14 28 42 56 d TG/% /min -80 -60 -40 -20 HeatFlow/µV -160 -120 -80 -40 0 Mass variation: -62.03 % Peak :148.48 °C Peak 1 :245.23 °C Peak 2 :276.60 °C Figure: 19/04/2010 Mass (mg): 36.52 Crucible: PT 100 µl Atmosphere: Argon Experiment: CM Procedure: RT > 800C (10C.min-1) (Zone 2) Labsys TG Exo Hình 3.9 - (Ce(IV)+Mn(II))-PVA Để làm rõ sự hình thành pha oxit được hình thành trong quá trình tạo gel, chúng tôi khảo sát mẫu gel (Ce(IV)+Mn(II))-PVA nung ở các nhiệt độ khác nhau 200 0 C, 250 0 C, 350 0 C, 450 0 C, 550 0 C trong 2 giờ. Kết quả đo nhiễu xạ X-ray được chỉ ra trong hình 3.10. Giản đồ cho thấy mẫu nung ở 200 0 C và 250 0 C pha oxit hỗn hợp CeO 2 -MnO x mới bắt đầu hình thành, ở 350 0 C, 450 0 C, 550 0 C các oxit hỗn hợp đều được tạo thành. Nhiệt độ nung 350 0 C được chọn để tổng hợp các mẫu oxit hỗn hợp CeO 2 -MnO x là nhiệt độ khá thấp tiết kiệm được năng lượng giảm giá thành sản phẩm. 7 ▪ Pha CeO 2 • Pha Mn 2 O 3 3.10. Giản đồ nhiễu xạ X-ray các mẫu được nung ở các nhiệt độ khác nhau Ảnh hưởng của pH tạo gel: Các điều kiện thí nghiệm tương tự như phần trên, giá trị pH của môi trường tạo gel thay đổi từ 2 đến 5, nhiệt độ nung 350 0 C. Kết quả nhiễu xạ X-ray của các mẫu tạo gel ở pH khác nhau được đưa ra trong hình 3.11. h 3.11 2 – MnO x 2 – Mn 2 O x , tìm các điều kiện tối ưu khác. Ảnh hưởng của nhiệt độ tạo gel: Các mẫu được điều chế ở các điều kiện tương tự như các phần trên nhưng thay đổi nhiệt độ tạo gel (Ce(IV)+Mn(II))–PVA thay đổi từ 40 0 C đến 100 0 C. Kết quả nhiễu xạ X-ray của các mẫu được chỉ ra trong hình 3.12. Từ kết quả hình 3.12 cho thấy độ kết tinh của các tinh thể oxit hỗn hợp CeO 2 - MnO x là tốt nhất khi quá trình tạo gel được tiến hành ở 80 0 C. Vì vậy, các thí nghiệm tiếp theo khảo sát các điều kiện của quá trình tạo gel được tiến hành ở 80 0 C. ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ • • 550 450 350 250 200 8 ▪ Pha CeO 2 • Pha Mn 2 O 3 ▫ Pha Mn 3 O 4 3.11. Giản đồ nhiễu xạ X-ray của các mẫu được tạo gel ở pH khác nhau ▪ Pha CeO 2 • Pha Mn 2 O 3 3.12. Giản đồ nhiễu xạ X-ray của các mẫu được tạo gel ở các nhiệt độ khác nhau ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▬ ▫ ▫ ▫ ▫ pH = 2 pH = 3 pH = 4 pH = 5 ▬ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ 100 0 C 80 0 C 60 0 C 40 0 C ▬ ▬ ▬ ▬▬ ▬ ▬ ▬ 9 Ảnh hưởng của tỷ lệ KL/PVA: Các thí nghiệm được thực hiện như các phần trên, tỷ lệ (Ce(IV)+Mn(II))/PVA được khảo sát là 6/1; 3/1; 1/1; 1/3; 1/6. Kết quả nhiễu xạ tia X được chỉ ra trong hình 3.13. Các kết quả hình 3.13 cho thấy ở tỷ lệ KL/PVA = 1/3, 1/6 pha oxit hỗn hợp CeO 2 - MnO x là duy nhất, tuy nhiên ở tỷ lệ 1/6 bề rộng của các pic lớn hơn cho thấy độ tinh thể tạo thành kém hơn độ tinh thể khi tỷ lệ KL/PVA = 1/3. Có thể là do lượng PVA quá lớn làm cho khoảng cách giữa các ion kim loại lớn ảnh hưởng đến sự hình thành tinh thể. Các tỷ lệ cao của KL/PVA (1/1, 3/1, 6/1) pha oxit hỗn hợp CeO 2 -MnO x , mới bắt đầu được hình thành, độ tinh thể kém, có thể do lượng PVA không đủ lớn để cung cấp nhiệt cho quá trình đốt cháy gel thành pha tinh thể oxit hỗn hợp. Do vậy tỷ lệ 1/3 đã được chọn làm điều kiện tối ưu để tổng hợp vật liệu. ▪ Pha CeO 2 • Pha Mn 2 O 3 3. 13. Giản đồ nhiễu xạ X-ray của các mẫu ở các tỷ lệ KL/PVA khác nhau Vậy các điều kiện tối ưu để tổng hợp vật liệu nano oxit hỗn hợp CeO 2 -MnO x như sau: giá trị pH môi trường tạo gel là 4, nhiệt độ tạo gel là 80 0 C, tỷ lệ KL/PVA = 1/3, nhiệt độ nung là 350 0 C. Như vậy, với việc sử dụng PVA làm nhiên liệu cho quá trình tổng hợp đốt cháy gel đã thu được vật liệu nano oxit hỗn hợp CeO 2 -MnO x ở nhiệt độ tương đối thấp. Đặc trưng của mẫu oxit hỗn hợp CeO 2 -MnO x khi được tổng hợp ở điều kiện tối ưu được chỉ ra trên hình 3.14 (a, b) cho thấy, mẫu có cấu trúc nano với nhiều lỗ trống đồng nhất, kích thước hạt tinh thể trung bình tính theo công thức Scherrer là 24,5 nm và có diện tích bề mặt riêng BET là 65,3 m 2 /g. ▪ 1/6 1/3 1/1 3/1 6/1 ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ • • • • • 10 (a). Giản đồ nhiễu xạ X-ray (b). Ảnh SEM Hình 3.14 a) Giản đồ nhiễu xạ X-ray và (b) Ảnh SEM của oxit hỗn hợpCeO 2 -MnO x Như vậy, đã tổng hợp được 4 hệ đất hiếm – mangan kích thước nanomet với các đặc trưng nổi bật khi tổng hợp ở các điều kiện tối ưu được đưa ra trong bảng 3.1. Bảng 3.1. Các đặc trưng của hệ đất hiếm- mangan kích thước nanomet STT Tên hệ Nhiệt độ nung ( 0 C) Kích thước hạt trung bình (nm) Diện tích bề mặt (m 2 /g) Tài liệu tham khảo 1 Perovskit LaMnO 3 600 24,56 27,6 Tác giả 2 Perovskit PrMnO 3 750 32,10 20,5 Tác giả 3 Perovskit NdMnO 3 800 27,30 21,4 Tác giả 4 Oxit hỗn hợp CeO 2 - MnO x 350 24,50 65,3 Tác giả 5 LaMnO 3 700 19-55 17-22 [112] 6 MnO x -CeO 2 650 26,40 - [53] 7 MnO x -CeO 2 650 - 32,89-82,55 [61] 8 MnO x -CeO 2 700 - 7,5-23,6 [54] Từ bảng 3.1 cho thấy, oxit hệ đất hiến-mangan được tổng hợp bằng phương pháp đốt cháy gel PVA. Các hệ perovskit LaMnO 3 , NdMnO 3 , PrMnO 3 có kích thước nanomet, diện tích bề mặt lớn và oxit hỗn hợp CeO 2 -MnO x có diện tích bề mặt khá lớn. So sánh với các tác giả khác (bảng 3.1) cho thấy, các hệ perovskit đất hiếm – mangan tổng hợp có các đặc trưng cấu trúc, kích thước hạt, diện tích bề mặt tương đương nhau. Đặc biệt oxit hỗn hợp CeO 2 -MnO x tổng hợp ở điều kiện nhiệt độ tương đối thấp (350 0 C) có diện tích bề mặt lớn hơn so với một số tác giả khác. [...]... Đánh giá khả năng hấp phụ amoni, asen, sắt và mangan của oxit hỗn hợp hệ đất hiếm -mangan Các nghiên cứu khả năng hấp phụ của các hệ này đối với amoni, asen, sắt và mangan trên bốn vật liệu nano hệ đất hiếm -mangan tổng hợp đã được tiến hành như sau: Đưa 0,05g mẫu vật liệu vào bình tam giác 250 ml chứa 100ml dung dịch với các nồng độ chất bị hấp phụ xác định, khuấy đều trên máy khuấy từ trong một thời... vật liệu đem đi hấp phụ là 0,5 g Xác định dung lượng hấp phụ của các vật liệu đối với amoni, asen 3.4.2.1 Hấp phụ amoni, asen của oxit hỗn hợp CeO2-MnOx trên cát thạch anh (CM/CTA) Hấp phụ amoni: Dung lượng hấp phụ cực đại đối với NH4+, Qmax là 2,1mg/g Cát thạch anh chưa tẩm oxit hỗn hợp CeO2-MnOx không có khả năng hấp phụ đối với amoni Hấp phụ As(III): Dung lượng hấp phụ cực đại đối với As(III): Qmax... quả nghiên cứu tổng hợp vật liệu được đưa ra trong bảng 3.1 và đánh giá khả năng hấp phụ amoni, asen, sắt và mangan đưa ra trong bảng 3.3 cho thấy: nano oxit hỗn hợp CeO2-MnOx được chế tạo bằng phương pháp đốt cháy gel PVA với cấu trúc nano, diện tích bề mặt riêng khá lớn có khả năng hấp phụ asen cao, đặc biệt với amoni (gấp 2 lần so với các perovskit) Chính vì vậy oxit hỗn hợp CeO2-MnOx kích thước nanomet. .. vật liệu nano có khả năng ứng dụng hấp phụ amoni, asen, sắt và mangan cao, các kết quả nghiên cứu khả năng hấp phụ của các loại vật liệu được đánh giá thông qua dung lượng hấp phụ cực đại Qmax Kết quả so sánh khả năng hấp phụ amoni, asen, sắt và mangan được đưa ra trong bảng 3.3 Bảng 3.3 Dung lượng hấp phụ cực đại amoni, asen, sắt và mangan của của các hệ oxit đất hiếm-managan STT Tên vật liệu 1 Perovskit... quá trình hấp phụ asen, amoni PH trong khoảng giới hạn cho phép của nước sinh hoạt 6,5-7,5 ít ảnh hưởng đến quá trình hấp phụ amoni, asen 4 Đã chế tạo vật liệu CeO2-MnOx trên nền chất mang cát thạch anh, than hoạt tính, silicagel, bentonit và khảo sát khả năng hấp phụ amoni, asen Vật liệu CeO2-MnOx trên nền thạch anh với khả năng hấp phụ asen, amoni cao có khả năng sử dụng trong các cột hấp phụ để loại... Hấp phụ As(V): Giá trị hấp phụ cực đại đối với As(V) Qmax là 43,53 mg/g 2.3.3 Hấp phụ Fe(III) Thời gian đạt cân bằng hấp phụ Fe(III) trên NdMnO3 là 120 phút và giá trị hấp phụ cực đại Qmax là 86,22 mg/g 2.3.4 Hấp phụ Mn(II) Thời gian đạt cân bằng hấp phụ Mn(II) trên NdMnO3 là 120 phút và giá trị hấp phụ cực đại là 70,25 mg/g 2.4 Hấp phụ amoni, asen, sắt và mangan trên oxit hỗn hợp CeO2-MnOx 2.4.1 Hấp. .. biệt vật liệu nano oxit hỗn hợp CeO2-MnOx có dung lượng hấp phụ cực đại 154,53mgNH4+/g và 57,10mgAs(V)/g 3 Đã nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hấp phụ amoni, asen trên vật liệu oxit hỗn hợp CeO2-MnOx Fe(III), Mn (II) có mặt trong dung dịch làm giảm khả năng hấp phụ amoni Trong khi sự có mặt của Fe(III) làm tăng khả năng hấp phụ asen, Mn(II) lại làm giảm khả năng hấp phụ này Các ion SO42-,... lượng hấp phụ cực đại đối với Fe(III) là 72,96 mg/g 2.4.4 Hấp phụ Mn(II) Thời gian đạt cân bằng quá trình hấp phụ Mn(II) của vật liệu CeO2-MnOx là 60 phút, dung lượng hấp phụ cực đại đối với Mn(II) theo mô hình, Qmax là 60,26 mg/g 3 Lựa chọn vật liệu hấp phụ đồng thời amoni, asen, sắt và mangan 3.1 Lựa chọn vật liệu hấp phụ amoni, asen, sắt, mangan Để lựa chọn loại vật liệu nano có khả năng ứng dụng hấp. .. năng hấp phụ Mn(II) của LaMnO3 Thời gian đạt cân bằng hấp phụ Mn(II) của hệ vật liệu LaMnO3 là 60 phút, dung lượng hấp phụ cực đại đối với Mn(II) là 98,09 mg/g 2.2 Khả năng hấp phụ amoni, asen, sắt và mangan của PrMnO3 2.2.1 Hấp phụ amoni trên PrMnO3 Thời gian đạt cân bằng hấp phụ của NH4+ trên PrMnO3 là 90 phút, dung lượng hấp phụ cực đại của hệ PrMnO3 với amoni, Qmax là 66,15 mg/g 2.2.2 Hấp phụ asen... nhiệt hấp phụ Langmuir của NH4+ trên LaMnO3 Kết quả đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir hình 3.16 cho thấy sự hấp phụ NH4+ bằng LaMnO3 kích thước nanomet được mô tả khá tốt bằng mô hình đẳng nhiệt Langmuir với hệ số hồi quy 99,85% Dung lượng hấp phụ cực đại đối với NH4+ là Qmax = 96,09mg/g 2.1.2 Hấp phụ asen trên LaMnO3 Hấp phụ As(V): Thực hiện tương tư như đối với hấp phụ amoni, thời gian đạt cân bằng hấp . hỗn hợp kích thước nanomet hệ đất hiếm -mangan và khảo sát khả năng hấp phụ đối với amoni, asen, sắt, mangan trong nước sinh hoạt . 2. Nội dung của luận án - Tổng hợp oxit hỗn hợp CeO 2 -MnO x ,. biệt nghiên cứu khả năng hấp phụ asen, amoni trên vật liệu nano oxit hỗn hợp hệ đất hiếm – mangan còn rất hạn chế. Vì vậy, chúng tôi tiến hành đề tài Nghiên cứu tổng hợp một số oxit hỗn hợp kích. PrMnO 3 kích thước nanomet bằng phương pháp đốt cháy gel polyvinylancol (PVA). - Nghiên cứu khả năng hấp phụ của các oxit hỗn hợp hệ đất hiếm mangan đối với amoni, asen, sắt và mangan trong nước.