Nghiên cứu, đánh giá khả năng xử lý asen trong nước của cây ráng chân xi (pteris vittata l ) và vật liệu fe2o3 nano

i MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH MƠ ̉ ĐÂ ̀ U 1 CHƢƠNG 1 : TỔNG QUAN 3 1.1. Tổng quan về Asen 3  3  4 1 5  9 1.2. Khái quát về vật liệu nano 10  10 1.2.2. Ph 11  12  12  14 1.3. Tổng quan về Biện pháp sử dụng thực vật xử lý ô nhiễm kim loi nng trong nƣớc 15 1.3.1.  15 1.3.2.                16 1.3.3.              18 1.4. Hiện trng ô nhiễm Asen 19  19  20 1.5. Các phƣơng pháp xử lý Asen 22 1.5 22 1.5-  22 ii 1.5 23 1.5 24 1.5 24 1.6. Tổng quan về phƣơng pháp hấp phụ 24 1.6.1.  24 1.6 24 1.6 26 1.6 27 CHƢƠNG 2: ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 30 2.1. Đối tƣợng nghiên cứu 30 2.2. Nội dung nghiên cứu 30 2.3. Phƣơng pháp nghiên cứu 31  31 2.3.2 32 e 2 O 3 nano 33 2.3.4. P         35 2.3.5.             39 CHƢƠNG 3: KÊ ́ T QUA ̉ NGHIÊN CƢ ́ U VA ̀ THẢO LUẬN 41 3.1. Kê ́ t qua ̉ nghiên cƣ ́ u vâ ̣ t liê ̣ u 41  41   42  43 3.2. Kê ́ t qua ̉ nghiên cƣ ́ u hiê ̣ u qua ̉ xƣ ̉ ly ́ Asen trong nƣơ ́ c cu ̉ a vâ ̣ t liê ̣ u Fe 2 O 3 nano 45  2 O 3 nano 45  2 O 3 46  2 O 3  48 iii  Fe 2 O 3 nano 49   51   2 O 3 nano. 52 3.3. Kê ́ t qua ̉ nghiên cƣ ́ u hiê ̣ u qua ̉ xƣ ̉ ly ́ Asen t rong nƣơ ́ c cu ̉ a cây Ráng Chân x 53 3.3.1.     53 3.3.2.         54 3.3.3.   55 3.4. Kết quả thí nghiệm so sánh ảnh hƣởng của nồng độ As ban đầu tới hiệu quả xử lý asen trong nƣớc của vật liệu Fe 2 O 3 nano và cây Ráng chân x 56 3.4.1.   2 O 3 nano v 56   2 O 3  57 KẾT LUẬN 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO 59 iv DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT KÝ HIỆU TIẾNG ANH DỊCH NGHĨA AAS Atomic Absorption Spectroscopy  FAC Free activated chlorine  TEM Transmission Electron Microscopy  XRD X  Ray diffraction  SEM Scanning Electron Microscope  v DANH MỤC BẢNG  3   10  2 O 3 45   2 O 3 nano. 47  2 O 3  48  2 O 3 nano. 50 7 :   51   2 O 3 nano 52 9:                                53   54   55  56   2 O 3  57 vi DANH MỤC HÌNH   4          3 AsO 3 ,H 2 AsO 3 - ,HAsO 3 2- , AsO 3 3- theo pH (Asen III) 9          3 AsO 4 ,H 2 AsO 4 - ,HAsO 4 2- , AsO 4 3- theo pH (Asen V) 10   14   16  6.  21   21   33   2 O 3 nano. 33   34 11:       2 O 3 nano. 39  2 O 3  41   2 O 3   43   2 O 3  43   2 O 3  44   2 O 3 44   45   Langmuir 46   2 O 3 nano. 47 H 2 O 3   49    2 O 3 nano. 50   52 3 54 4  55  56 1 MƠ ̉ ĐÂ ̀ U            -    [34]          [11]        [34]                      2  n,           . ,                      ,  xi (Pteris vittata L.)  2 O 3 nano                        2 O 3              . 3 CHƢƠNG 1 : TỔNG QUAN 1.1. Tổng quan về Asen 1.1.1. Gii thiu chung v Asen Asen  ,  As     2 mg/k                                           ,   ,          kim. [15, 20] Bảng 1 . Một số khoáng vật tự nhiên chứa Asen [26] Tên khoáng Công thức Tên khoáng Công thức Arsenargentite Ag 3 As Arsenopyrite FeAsS Chloanthite (Ni, Co)As 3-x Cobaltite CoAsS Domeykite Cu 3 As Enargite Cu 3 AsS 4 Loellinggite FeAs 2 Tennantite (Cu,Fe) 12 As 4 S 13 Niccolite NiAs Pearceite Ag 16 As 2 S 11 Safflorite (Co, Fe)As 2 Proustite Ag 3 AsS 3 Sperrylite PtAs 2 Gersdorffite NiAsS Skutterudite (Co, Ni)As 3 Glaucodote (Co,Fe)AsS Orpiment As 2 S 3 Arsenolite As 2 O 3 Realgar AsS Adamite Zn 2 AsO 4 OH 4  (FeAsS)  ng Asenat ].  1.1.2. ng dng ca Asen        asenat methyl mononatri                           tanalith          [...]... nano bán dẫn - Vật liệu nano từ tính - Vật liệu nano sinh học 11 Phân loại theo mục đích ứng dụng Dựa vào mục đích ứng dụng của các vật liệu nano, người ta có một số loại vật liệu nano sau: - Vật liệu nano ứng dụng trong l nh vực điện tử - Vật liệu nano ứng dụng trong l nh vực quang học, quang tử - Vật liệu nano ứng dụng trong l nh vực công nghiệp truyền thống - Vật liệu nano ứng dụng trong y sinh 1.2.3... khả năng xử l cực đại của hệ hấp phụ qua đó tính được l ợng vật liệu cần sử dụng cho một hàm l ợng chất ô nhiễm nhất định - KL: Đánh giá khả năng hấp phụ của các hệ hấp phụ khác nhau 29 CHƢƠNG 2: ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tƣợng nghiên cứu - Vật liệu nano: Nghiên cứu chế tạo vật liệu Fe2O3 nano vào ứng dụng xử l Asen trong nước Các đối tượng cụ thể như sau: + Vật liệu Fe2O3. .. của khoa học nano và công nghệ nano, nó liên kết hai l nh vực trên với nhau Tính chất của vật liệu nano bắt nguồn từ kích thước của chúng, vào cỡ nanômét, đạt tới kích thước tới hạn của nhiều tính chất hóa l của vật liệu thông thường Đây l l do mang l i tên gọi cho vật liệu Kích thước vật liệu nano trải một khoảng từ vài nm đến vài trăm nm phụ thuộc vào bản chất vật liệu và tính chất cần nghiên cứu... thước nano, không còn chiều tự do nào cho điện tử, ví dụ: Dây nano, ống nano - Vật liệu nano một chiều: l vật liệu trong đó có hai chiều có kích thước nano, chẳng hạn như dây nano, ống nano - Vật liệu hai chiều: l vật liệu trong đó có một chiều có kích thước nano, ví dụ màng mỏng… Phân loại theo tính chất vật liệu thể hiện sự khác biệt ở kích thước nano: - Vật liệu nano kim loại - Vật liệu nano. .. mẫu ngoài thực địa) để khảo sát khả năng hấp thụ của cây Ráng Chân Xỉ theo thời gian, tỷ l chất hấp thụ với l ợng Asen có trong mẫu - Nghiên cứu đánh giá thực trạng ô nhiễm Asen tổng quát và ô nhiễm Asen tại thực địa 2.2 Nội dung nghiên cứu - Nghiên cứu chế tạo vật liệu Fe2O3 nano, khảo sát tính chất và đặc điểm cấu trúc của vật liệu phục vụ cho mục đích xử l kim loại nặng trong nước 30 ... Phân loại vật liệu nano Có rất nhiều cách phân loại vật liệu nano, sau đây l một vài cách phân loại thường dùng: Phân loại theo trạng thái vật liệu, người ta chia thành 3 trạng thái: rắn, l ng, khí Hiện nay, trạng thái rắn được tập trung nghiên cứu, sau đó mới đến chất l ng và khí Phân loại theo hình dáng vật liệu, người ta chia l m các loại sau: - Vật liệu nano không chiều: Cả ba chiều của vật liệu. .. chất của vật liệu nano Một đặc điểm vô cùng quan trọng của vật liệu nano l kích thước chỉ ở cấp độ nano mét Chính vì vậy mà tổng số nguyên tử phân bố trên bề mặt vật liệu nano và tổng diện tích bề mặt của vật liệu l n hơn nhiều so với vật liệu thông thường Điều này đã l m xuất hiện ở vật liệu nano nhiều đặc tính dị thường, đặc biệt l khả năng xúc tác hấp phụ Với kích thước nhỏ ở cấp độ phân tử, vật liệu. .. Asen có trong mẫu - Cây Ráng chân Xỉ (pteris vittata L. ): Nghiên cứu nuôi cấy cây Ráng Chân Xỉ trong nước và ứng dụng xử l Asen trong nước thực đia Các đối tượng ̣ cụ thể như sau: + Cây Ráng Chân Xỉ được l y ngoài thực địa và được nuôi cấy tại phòng thí nghiệm, Trường Đại học Khoa học Tự Nhiên + Các Cây Ráng Chân Xỉ được nuôi trong các bình và được bổ sung Asen V (mẫu gây nhiễm nhân tạo và mẫu ngoài... Fe2O3 nano được điều chế tại phòng thí nghiệm tại Trung tâm Khoa học Vật liệu, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên + Các mẫu nước cất có bổ sung Asen V (mẫu nước gây nhiễm As nhân tạo và mẫu nước ô nhiễm ngoài thực địa) để khảo sát khả năng hấp phụ của vật liệu dựa vào phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir, đánh giá khả năng hấp phụ của vật liệu theo cả thời gian, pH, tỷ l chất hấp phụ với l ợng Asen. .. mạnh mẽ vì tính linh động và chất l ợng của sản phẩm cuối cùng Phần l n các vật liệu nano mà chúng ta dùng hiện nay được chế tạo từ phương pháp này Phương pháp từ dưới l n có thể l phương pháp vật l , phương pháp hóa học hoặc kết hợp cả hai Phương pháp vật l : l phương pháp tạo vật liệu nano từ nguyên tử hoặc chuyển pha Nguyên tử để hình thành vật liệu nano được tạo ra từ phương pháp vật l : bốc bay . 55 3.4. Kết quả thí nghiệm so sánh ảnh hƣởng của nồng độ As ban đầu tới hiệu quả xử l asen trong nƣớc của vật liệu Fe 2 O 3 nano và cây Ráng chân x 56 3.4.1.   2 O 3. Enargite Cu 3 AsS 4 Loellinggite FeAs 2 Tennantite (Cu,Fe) 12 As 4 S 13 Niccolite NiAs Pearceite Ag 16 As 2 S 11 Safflorite (Co, Fe)As 2 Proustite Ag 3 AsS 3 Sperrylite PtAs 2 Gersdorffite. 3.2. Kê ́ t qua ̉ nghiên cƣ ́ u hiê ̣ u qua ̉ xƣ ̉ ly ́ Asen trong nƣơ ́ c cu ̉ a vâ ̣ t liê ̣ u Fe 2 O 3 nano 45  2 O 3 nano 45  2 O 3