Luận văn thạc sỹ Nghiên cứu khả năng tương tác của một số polyme ưa nước với kim loại nặng

Việt Nam là nước có nền kinh tế nông nghiệp nhưng hoạt động công nghiệp đem lại 20% GDP. Nhịp độ phát triển công nghiệp nhanh. Sự phát triển trong hoạt động công nghiệp đang vượt sự phát triển của cơ sở hạ tầng. Do vậy, nhu cầu cấp thiết đặt ra là cần có phương pháp xử lý kim loại đảm bảo về hiệu quả xử lý, chi phí, thời gian và vấn đề môi trường. Một trong số các phương pháp cho hiệu quả và phát triển trong những năm gần đây là sử dụng polyme ưa nước làm tác nhân cố định các ion kim loại nặng trong môi trường nước. Để khảo sát hiệu quả của phương pháp, trong luận văn này chúng tôi “Nghiên cứu khả năng tương tác của một số polyme ưa nước với kim loại nặng” nhằm sử dụng một số polyme ưa nước để hấp phụ một số ion kim loại trong nước thải công nghiệp.

Luận văn thạc sỹ Trần Thị Liên LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan công trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố công trình khác Học viên Trần Thị Liên Lớp KTMT 2012B Viện Khoa học Công nghệ Môi trường Luận văn thạc sỹ Trần Thị Liên LỜI CẢM ƠN! Trước hết xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc thầy GS.TS Nguyễn Văn Khôi, Viện Hoá học - Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam tiếp nhận vào thực tập viện, tận tình hướng dẫn, góp ý động viên suốt trình thực luận văn tốt nghiệp Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới NCS Trần Vũ Thắng, cán Viện Hóa học giúp đỡ tận tình trình thực tập xây dựng báo cáo Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể anh chị phòng Vật liệu polyme Viện Công Nghệ Môi trường đóng góp nhiều ý kiến tạo điều kiện thuận lợi cho hoàn thành luận văn; thầy cô Viện Khoa học Công nghệ Môi trường – trường Đại học Bách khoa Hà Nội giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho học tập nghiên cứu Cuối cùng, xin bày tỏ lòng biết ơn đến gia đình, người thân bạn bè nhiệt tình giúp đỡ, động viên suốt trình thực đề tài Tôi xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, 18 tháng năm 2014 Học viên Trần Thị Liên Lớp KTMT 2012B Viện Khoa học Công nghệ Môi trường Luận văn thạc sỹ Trần Thị Liên DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Từ viết tắt Từ đầy đủ AA: Acrylamit DSC: Phân tích nhiệt vi sai quét EDTA: Ethylenediaminetetraacetic acid IUPAC: International Union of Pure and Applied Chemistry IR: Phổ hồng ngoại MBA: N,N’- metylenebisacrylamit PAA: Polyacryamit PHA: Poly (hydroxamic axit) PMA: Poly(metylacrylat) TGA: Phân tích nhiệt trọng lượng (ThermalGravimetric Analysic) VHLKHCNVN: Lớp KTMT 2012B Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam Viện Khoa học Công nghệ Môi trường Luận văn thạc sỹ Trần Thị Liên MỤC LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT MỤC LỤC DANH MỤC CÁC BẢNG 1.1.1 Ô nhiễm kim loại nước thải công nghiệp Tổng hợp poly(acrylamit) .19 Hình 1.4: Nhóm chức hydroxamic dạng tautome hóa xeton enol 21 1.2.4.2 Tương tác tĩnh điện proton polyme ion kim loại [28] 23 CHƯƠNG II : THỰC NGHIỆM 31 2.4.1 Xác định độ chuyển hoá phương pháp chuẩn độ nối đôi 34 2.4.2 Xác định trọng lượng phân tử phương pháp đo độ nhớt 36 Xác định trọng lượng phân tử PHA thiết bị GPC 39 2.5 Phương pháp tiến hành tạo phức polyme – kim loại [19,20] 39 2.6 Các phương pháp phân tích đánh giá mức độ tương tác polyme – kim loại[2] 41 CHƯƠNG III : KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .43 3.1 Ảnh hưởng nhiệt độ thời gian phản ứng đến trình tổng hợp polyme 43 3.2 Quá trình tương tác polyme với ion kim loại 45 3.2.1 Quá trình tương tác poly(acrylamit) với ion kim loại 45 3.2.2 Quá trình tương tác poly(acrylic axit) với ion kim loại 48 3.2.3 Quá trình tương tác poly(hydroxamic axit) với ion kim loại .50 3.3 Nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng tới trình tương tác ion kim loại với Polyme 53 3.3.1 Ảnh hưởng KLPT tới trình tương tác polyme với ion kim loại 53 3.3.2 Ảnh hưởng pH tới trình tương tác polyme với ion kim loại 55 Hình 3.18: Ảnh hưởng pH tới khả tương tác với ion kim loại poly(hydroxamic axit) 57 Hình 3.21: Mức độ tương tác với ion kim loại theo thời gian PHA 60 3.3.5 Ảnh hưởng nhiệt độ tới trình tương tác polyme với ion kim loại 63 Kiến nghị 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO 69 Lớp KTMT 2012B Viện Khoa học Công nghệ Môi trường Luận văn thạc sỹ Trần Thị Liên Lớp KTMT 2012B Viện Khoa học Công nghệ Môi trường Luận văn thạc sỹ Trần Thị Liên DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1: Hằng số quan hệ độ nhớt trọng lượng phân tử trung bình poly(natri acrylat) poly(acrylic axit) Error: Reference source not found Bảng 3.1: Ảnh hưởng nhiệt độ đến trọng lượng phân tử trung bình Error: Reference source not found Poly(acrylic axit) Error: Reference source not found Bảng 3.2: Ảnh hưởng nhiệt độ đến trọng lượng phân tử trung bình củaError: Reference source not found Poly(acrylamit) Error: Reference source not found Bảng 3.3: Ảnh hưởng nhiệt độ đến trọng lượng phân tử trung bình Poly(hydroxamic axit) Error: Reference source not found Bảng 3.4: Kết xử lý kim loại polyme ưa nước công ty TNHH điện tử Yesun Error: Reference source not found Lớp KTMT 2012B Viện Khoa học Công nghệ Môi trường Luận văn thạc sỹ Trần Thị Liên DANH MỤC CÁC HÌNH DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT MỤC LỤC DANH MỤC CÁC BẢNG 1.1.1 Ô nhiễm kim loại nước thải công nghiệp Tổng hợp poly(acrylamit) .19 Hình 1.4: Nhóm chức hydroxamic dạng tautome hóa xeton enol 21 1.2.4.2 Tương tác tĩnh điện proton polyme ion kim loại [28] 23 CHƯƠNG II : THỰC NGHIỆM 31 2.4.1 Xác định độ chuyển hoá phương pháp chuẩn độ nối đôi 34 2.4.2 Xác định trọng lượng phân tử phương pháp đo độ nhớt 36 Xác định trọng lượng phân tử PHA thiết bị GPC 39 2.5 Phương pháp tiến hành tạo phức polyme – kim loại [19,20] 39 2.6 Các phương pháp phân tích đánh giá mức độ tương tác polyme – kim loại[2] 41 CHƯƠNG III : KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .43 3.1 Ảnh hưởng nhiệt độ thời gian phản ứng đến trình tổng hợp polyme 43 3.2 Quá trình tương tác polyme với ion kim loại 45 3.2.1 Quá trình tương tác poly(acrylamit) với ion kim loại 45 3.2.2 Quá trình tương tác poly(acrylic axit) với ion kim loại 48 3.2.3 Quá trình tương tác poly(hydroxamic axit) với ion kim loại .50 3.3 Nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng tới trình tương tác ion kim loại với Polyme 53 3.3.1 Ảnh hưởng KLPT tới trình tương tác polyme với ion kim loại 53 3.3.2 Ảnh hưởng pH tới trình tương tác polyme với ion kim loại 55 Hình 3.18: Ảnh hưởng pH tới khả tương tác với ion kim loại poly(hydroxamic axit) 57 Hình 3.21: Mức độ tương tác với ion kim loại theo thời gian PHA 60 3.3.5 Ảnh hưởng nhiệt độ tới trình tương tác polyme với ion kim loại 63 Kiến nghị 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO 69 Lớp KTMT 2012B Viện Khoa học Công nghệ Môi trường Luận văn thạc sỹ Trần Thị Liên Lớp KTMT 2012B Viện Khoa học Công nghệ Môi trường Luận văn thạc sỹ Trần Thị Liên MỞ ĐẦU Ô nhiễm môi trường trở thành mối quan tâm toàn cầu Nguyên nhân phụ thuộc người vào môi trường tự nhiên nhằm đáp ứng nhu cầu sống Sự tương tác tác động tiêu cực đến môi trường tài nguyên thiên nhiên Đồng thời phát triển nhanh chóng nghành kinh tế, công nghiệp, nông nghiệp dịch vụ … vượt khả phục hồi môi trường Hơn nữa, phát triển toàn cầu làm tăng thách thức bảo vệ môi trường bảo tồn tài nguyên thiên Nước nguồn phổ biến bị ô nhiễm hoạt động khác người Một vấn đề môi trường quan trọng liên quan đến ô nhiễm nguồn nước toàn giới ô nhiễm ion kim loại nặng Việt Nam nước có kinh tế nông nghiệp hoạt động công nghiệp đem lại 20% GDP Nhịp độ phát triển công nghiệp nhanh Sự phát triển hoạt động công nghiệp vượt phát triển sở hạ tầng Do vậy, nhu cầu cấp thiết đặt cần có phương pháp xử lý kim loại đảm bảo hiệu xử lý, chi phí, thời gian vấn đề môi trường Một số phương pháp cho hiệu phát triển năm gần sử dụng polyme ưa nước làm tác nhân cố định ion kim loại nặng môi trường nước Để khảo sát hiệu phương pháp, luận văn “Nghiên cứu khả tương tác số polyme ưa nước với kim loại nặng” nhằm sử dụng số polyme ưa nước để hấp phụ số ion kim loại nước thải công nghiệp Trong giới hạn luận văn tiến hành nghiên cứu tương tác polyme ưa nước: poly(acrylamit), poly(acrylic axit), poly(hydroxamic axit) với ion kim loại: Pb2+, Cu2+, Ni2+ Với nội dung sau: • Nghiên cứu, kiểm tra tương tác polyme ưa nước ion kim loại • Khảo sát điều kiện ảnh hưởng đến tương tác polyme ưa nước – kim loại, rút điều kiện tối ưu cho trình tương tác • Thử nghiệm xử lý mẫu nước thải có chứa kim loại nặng sở sản xuất với tác nhân xử lý polyme ưa nước Lớp KTMT 2012B Viện Khoa học Công nghệ Môi trường Luận văn thạc sỹ Trần Thị Liên CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan ô nhiễm kim loại phương pháp xử lý 1.1.1 Ô nhiễm kim loại nước thải công nghiệp Kim loại nặng bao gồm số loại như: As, Cd, Cr, Cu, Pb, Ni, Hg, Se, Zn, chúng có nguồn gốc từ nguồn nước thải công nghiệp, nông nghiệp tự nhiên như: cadimi có nguồn gốc từ chất thải công nghiệp, chất thải khai thác quặng Crôm xuất công nghiệp mạ hay chì công nghiệp than, dầu mỏ Thuỷ ngân chất thải công nghiệp khai thác khoáng sản, thuốc trừ sâu Chúng có tác hại định As gây ung thư, Cd gây huyết áp cao, đau thận phá huỷ mô tế bào máu, chì độc ảnh hưởng tới thận thần kinh hay thuỷ ngân kim loại độc Các kim loại thải vào nước làm cho nước bị nhiễm bẩn số tính chất hoá lý đặc biệt tính chất thành phần thay đổi làm ảnh hưởng xấu đến môi trường sinh thái sức khoẻ người [1] Nguyên nhân chủ yếu gây ô nhiễm kim loại nặng trình đổ vào môi trường nước nước thải công nghiệp nước thải độc hại không xử lý xử lý không đạt yêu cầu Hiện tượng nước bị ô nhiễm kim loại nặng thường gặp lưu vực nước gần khu công nghiệp, thành phố lớn khu vực khai thác khoáng sản Ô nhiễm kim loại nặng biểu nồng độ cao kim loại nặng nước Hầu hết kim loại nặng tồn nước dạng ion Chúng phát sinh từ nhiều nguồn khác nhau, chủ yếu từ hoạt động công nghiệp Khác với chất thải hữu tự phân hủy đa số trường hợp, kim loại nặng phóng thích vào môi trường tồn lâu dài Chúng tích tụ vào mô sống qua chuỗi thức ăn mà người mắt xích cuối Quá trình bắt đầu với nồng độ thấp kim loại nặng tồn nước cặn lắng, sau tích tụ nhanh động vật thực vật sống nước Lớp KTMT 2012B Viện Khoa học Công nghệ Môi trường Luận văn thạc sỹ Trần Thị Liên - Ảnh hưởng pH đến trình tương tác ion kim loại với poly(acrylic axit) thể điều kiện: nhiệt độ 300C, nồng độ ion kim loại 800ppm, nồng độ polyme 0,2g/50ml có KLPT 6.105, pH = - Ảnh hưởng pH đến trình tương tác poly(hydroxamic axit) với ion kim loại nghiên cứu điều kiện sau:, nhiệt độ 40 0C, nồng độ PHA 0,2g/50ml có KLPT 5.106, nồng độ ion kim loại 800mg/l, pH = Hình 3.19: Mức độ tương tác với ion kim loại theo thời gian PAM Lớp KTMT 2012B 59 Viện Khoa học Công nghệ Môi trường Luận văn thạc sỹ Trần Thị Liên Hình 3.20: Mức độ tương tác với ion kim loại theo thời gian PAA Hình 3.21: Mức độ tương tác với ion kim loại theo thời gian PHA Mức độ tương tác polyme với ion kim loại theo thời gian thông số quan trọng hỗn hợp phức polyme kim loại Từ hình 3.15; 3.16; 3.17 cho thấy, khả tương tác polyme với ion kim loại tăng Lớp KTMT 2012B 60 Viện Khoa học Công nghệ Môi trường Luận văn thạc sỹ Trần Thị Liên theo thời gian cân Thời gian để tương tác PAM PHA với ion kim loại đạt đến trạng thái cân 40 phút, PAA 50 phút Ta thấy, thời gian để đạt trạng thái cân ion kim loại tương đối giống điều giải thích lực ion kim loại với polyme không khác nhiều 3.3.4 Ảnh hưởng nồng độ polyme tới trình tương tác với ion kim loại - Đối với poly(acrylamit) ảnh hưởng nồng độ đến trình tương tác polyme với ion kim loại nghiên cứu điều kiện sau: nhiệt độ 25 0C, nồng độ ion kim loại 800mg/l, pH = 5, thời gian 40 phút - Ảnh hưởng nồng độ đến trình tương tác ion kim loại với poly(acrylic axit) thể điều kiện: nhiệt độ 300C, nồng độ ion kim loại 800ppm, pH = 5, thời gian 50 phút - Ảnh hưởng nồng độ đến trình tương tác poly(hydroxamic axit) với ion kim loại nghiên cứu điều kiện sau:, nhiệt độ 40 0C, nồng độ ion kim loại 800mg/l, pH = 6, thời gian 40 phút Hình 3.22: Mức độ tương tác PAM với ion kim loại nồng độ khác Lớp KTMT 2012B 61 Viện Khoa học Công nghệ Môi trường Luận văn thạc sỹ Trần Thị Liên Hình 3.23: Mức độ tương tác PAA với ion kim loại nồng độ khác Hình 3.24: Mức độ tương tác PHA với ion kim loại nồng độ khác Lớp KTMT 2012B 62 Viện Khoa học Công nghệ Môi trường Luận văn thạc sỹ Trần Thị Liên Từ hình 3.18; 3.19; 3.20 cho thấy, mức độ tương tác polyme với ion kim loại tăng tăng hàm lượng polyme Sự biến đổi theo nguyên lý chuyển dịch cân tăng nồng độ polyme trình phân ly tăng tạo điều kiện thuận lợi cho khả tương tác polyme với ion kim loại trình thủy phân đạt đến trạng thái cân dù có tiếp tục tăng nồng độ polyme mức độ tương tác không tăng Mặt khác, tăng hàm lượng polyme nhiều làm cho độ nhớt dung dịch tăng làm cản trở trình tương tác từ hình 3.18; 3.19; 3.20 cho thấy hàm lượng poly(acrylamit) tối ưu cho trình tương tác 0,25g/50ml, poly(acrylic axit) 0,3g/50ml, poly(hydroxamic axit) 0,3g/50ml 3.3.5 Ảnh hưởng nhiệt độ tới trình tương tác polyme với ion kim loại - Ảnh hưởng nhiệt độ đến trình tương tác poly(acrylamit) với ion kim loại nghiên cứu điều kiện sau: nồng độ polyme 0.25g/50ml, nồng độ ion kim loại 800mg/l, pH = 5, thời gian 40 phút - Ảnh hưởng nhiệt độ đến trình tương tác ion kim loại với poly(acrylic axit) thể điều kiện: nồng độ polyme 0.3g/50ml, nồng độ ion kim loại 800ppm, pH = 5, thời gian 50 phút - Ảnh hưởng nhiệt độ đến trình tương tác poly(hydroxamic axit) với ion kim loại nghiên cứu điều kiện sau: nồng độ polyme 0.3g/50ml, nồng độ ion kim loại 800mg/l, pH = 6, thời gian 40 phút Lớp KTMT 2012B 63 Viện Khoa học Công nghệ Môi trường Luận văn thạc sỹ Trần Thị Liên Hình 3.25: Quá trình tương tác PAM với ion kim loại theo nhiệt độ Hình 3.26: Quá trình tương tác PAA với ion kim loại theo nhiệt độ Lớp KTMT 2012B 64 Viện Khoa học Công nghệ Môi trường Luận văn thạc sỹ Trần Thị Liên Hình 3.27: Quá trình tương tác PHA với ion kim loại theo nhiệt độ Từ hình 3.24; 3.25; 3.26 cho thấy, độ hấp phụ tăng nhiệt độ tăng cân đạt Khi nhiệt độ thấp khả hòa tan polyme nước thấp khả hấp phụ với kim loại thấp Khi tăng nhiệt độ khả hòa tan polyme tăng dẫn đến quà trình hấp phụ kim loại tăng đến đạt trạng thái cân tiếp tục tăng nhiệt độ monome mạch polyme trở nên linh động khả phân ly tăng trình hấp phụ kim loại giảm Vì khảo sát nhiệt độ tốt ta chọn lựa nhiệt độ tối ưu cho trình tìm nhiệt độ mà độ hấp phụ đạt trạng thái cân Từ hình 9,9,13 ta thấy nhiệt độ 30 0C nhiệt độ tối ưu cho polyme ion kim loại trình hấp phụ 3.4 Thử nghiệm polyme ưa nước để loại kim loại nặng nước thải nhà máy ngành công nghiệp gia công, sản xuất thiết bị điện tử tỉnh Bắc Giang Ngành công nghiệp xuất chưa lâu nước ta có bước tiến dài phát triển mạnh mẽ quy mô chất lượng Nó thu hút vốn đầu tư nhiều doanh nghiệp lớn nước Nhật Bản, Hàn Quốc, Phần Lan, Các mặt hàng ngành công nghiệp đa dạng phong phú bao gồm sản phẩm viễn thông, thông tin liên lạc, hàng gia dụng như: Lớp KTMT 2012B 65 Viện Khoa học Công nghệ Môi trường Luận văn thạc sỹ Trần Thị Liên điện thoại, ti vi, tủ lạnh, lò vi sóng, máy vi tính, nhiều linh phụ kiện kèm theo Nguyên vật liệu ngành sử dụng lượng lớn loại kim loại dạng hợp kim hợp chất hóa học với vật liệu cacbon có tác dụng truyền dẫn điện tử làm khung, chi tiết điện tử, chi tiết phụ cách điện, bao nhựa, cao su Do nguồn nước thải, phát sinh ngành công nghiệp có nguy chứa nhiều thành phần kim loại nặng Pb, As, Cd, Ni, Để khảo sát tính ứng dụng polyme ưa nước xử lý nước thải công nghiệp lựa chọn mẫu phân tích là: Công ty TNHH điện tử Yesun Mẫu nước thải lấy khu xử lý nước thải tập chung công ty, đưa phòng thí nghiệm phân tích tiêu kim loại nặng Pb, Cu, Ni Kết phân tích mẫu nước thải công ty TNHH điện tử Yesun trình bày bảng Bảng 3.4: Kết xử lý kim loại polyme ưa nước công ty TNHH điện tử Yesun Stt Chỉ tiêu Kết Đơn vị M1 PAM PAA 3,97 4,77 PHA 2,38 12,55 11,15 5,56 Pb mg/l 15,91 Ni mg/l 27,89 15 70 2,24 2,52 1,4 5,6 20 Kết thu cho thấy khả xử lý kim loại nặng tác nhân Cu mg/l polyme hiệu quả, hiệu suất PAM 55 - 75%, PAA 62 - 87%, PHA 65 – 85%, hiệu xử lý tăng dần theo thứ tự PHA > PMA > PAA tương ứng với kim loại Pb > Cu > Ni Kết hoàn toàn phù hợp với lý thuyết nghiên cứu tương tác polyme ưa nước kim loại nặng Lớp KTMT 2012B 66 Viện Khoa học Công nghệ Môi trường Luận văn thạc sỹ Trần Thị Liên KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Quá trình hấp phụ ion kim loại lên polyme PAM, PAA, PHA nghiên cứu phương pháp gián đoạn Đã bước đầu nghiên cứu trình tương tác polyme với ion kim loại (Pb2+, Cu2+, Ni2+) Tương tác chủ yếu chúng liên kết phức tương tác tĩnh điện Đã kháo sát trình tương tác polyme với ion kim loại chứng minh phổ hồng ngoại IR, nhiệt trọng lượng TGA Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến trình tương tác PAM với ion kim loại từ đưa điều kiện tối ưu cho trình tương tác Thời gian tối ưu polyme tiếp xúc với ion kim loại trình tương tác với PAM 40 phút, nhiệt độ 300C, pH tối ưu cho trình tương tác với dung dịch ion Cu(II), Pb(II), Ni(II), 5,5; 4,5; 4,5 tương ứng, nồng độ polyme tối ưu 0,25g/50ml Khối lượng phân tử (KLPT) polyme tối ưu cho trình tương tác với ion kim loại 1,5.10 Khảo sát thành công yếu tố ảnh hưởng đến trình tương tác poly(acrylic axit) với ion kim loại như: Khối lượng phân tử, độ pH, nhiệt độ, nồng độ polyme, thời gian Từ đưa điều kiện tối ưu trình tương tác: pH = 5, nhiệt độ 300C , thời gian 30 phút , KLPT polyme 6.104, hàm lượng polyme 0,2g/50ml Đã khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến trình tương tác NaPHA Độ pH tối ưu trình tương tác ion kim loại pH = Nhiệt độ 400C nhiệt độ tối ưu cho ion kim loại trình tương tác KLPT polyme tối ưu cho qua trình tương tác với ion kim loại 5.106 Kiến nghị Nghiên cứu chế tạo ứng dụng polyme ưa nước lĩnh vực khoa học lý thú đầy tiềm phạm vi ứng dung chúng rộng lớn Chính vậy, năm qua có nhiều công trình nghiên cứu, ứng dụng polyme ưa nước nước công bố Các kết nghiên cứu, ứng dụng nhóm nghiên cứu thời gian qua tiếp tục triển khai vào thực tế sản Lớp KTMT 2012B 67 Viện Khoa học Công nghệ Môi trường Luận văn thạc sỹ Trần Thị Liên xuất Một số sản phẩm ứng dụng rộng rãi phạm vi nước đem lại hiệu kinh tế- xã hội Vấn đề nghiên cứu ứng dụng polyme ưa nước nhiều tiềm năng, cần có quan tâm, đầu tư thích đáng Nhà nước, nhà khoa học, doanh nghiệp Thông qua đó, vừa nâng cao trình độ khoa học, vừa làm chủ công nghệ, thúc đẩy sản xuất phát triển, tạo sản phẩm có chất lượng giá thành cạnh tranh, hạn chế nhập khẩu, đem lại hiệu kinh tế, đáp ứng nhu cầu phát triển đất nước Lớp KTMT 2012B 68 Viện Khoa học Công nghệ Môi trường Luận văn thạc sỹ Trần Thị Liên TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng việt [1] Đặng Kim Chi (2005), Hoá học môi trường, Nhà xuất khoa học kỹ thuật [2] Khoa hóa, Trường ĐH công nghiệp Hà nội – Giáo trình Hóa phân tích định lượng [3] Nguyễn Văn Khôi (2007), Polyme ưa nước hóa học ứng dụng, Nhà xuất khoa học tự nhiên công nghệ [4] Nguyễn Hữu Phú – 2003, Hóa lý hóa keo, Nhà xuất khoa học kỹ thuật [5] Nguyễn Thanh Tùng, Phạm Thị Thu Giang, Nguyễn Thị Hường, Nguyễn Văn Khôi, Phạm Thị Thu Hà (2010), Tạp chí phân tích Hóa, Lý, Sinh học, 15(1), 32-35 [6] PGS.TS.Đặng Đình Kim, PGS.TS Lê Văn Cát cộng (2002), Đề tài: Nghiên cứu công nghệ xử lý nước thải công nghiệp chứa kim loại nặng ( Pb, Hg, Ni, Cr, Cu) phương pháp hoá học sinh học [7] Trần Văn Nhân, Ngô Thị Nga (2002), Giáo trình công nghệ xử lý nước thải, Nhà xuất KHKT [8] Trịnh Thị Thanh (2000), Độc học, Môi trường Sức khỏe người NXB Đại học quốc gia Hà Nội [9] Tuyển tập báo cáo khoa học hội nghị môi trường toàn quốc năm Lớp KTMT 2012B (1998) 69 Viện Khoa học Công nghệ Môi trường Luận văn thạc sỹ Trần Thị Liên Tiếng anh [9] Abd-El-Aziz A., Carraher C., Pittman C and Zeldi M., (2005), Macromolecules containing metal and metal- link elements, JohnWilery & Sons, Inc., USA 5,8 [10] Ahmed I., Ghonaim A., Abdel Hakim A., Moustafa M and Kamal El-Din A., (2008), Synthesis and characterization of polymers for removing of some heavy metal ions of industrial wastewater, J Applied Sciences Research,(4), 1946 - 1958 [11] Atiq Malik, Hao Liu, (2013), Industrial polymer effluent treatment by chemical coagulation and flocculation Original Research Article, Journal of Environmental Chemical Engineering, Volume 1, Pages 684-689 [12] Atkins P., Overton T., Rourk J., Weller M., Spiro T and Stiefel E.,( 2006), Shriver and Atkins Inorganic Chemistry, Freeman, W and company, New Yourk, 220-224, 460-472 [13] Baeurle S., (2009), Multiscale modelling of polymer materials using field - theoretic methodologies: a survey about recent developments, J Mathematical Chemistry, (46), 363–426 [14] B L RIVAS (1999), “Water-Soluble Copolymers of 1-Vinyl-2-pyrrolidone and Acrylamide Derivatives: Synthesis, Characterization, and Metal Binding Capability Studied by Liquid-Phase Polymer-Based Retention Technique” Journal of Applied Polymer Science, Vol (72), 741–750 [15] Chuh-Yean Chen et al (2007), “ Removal of heavy metal ions by a chelating resin containing glycine as chelating groups”, Separation and Purification Technology, (54), 396–403 [16] Environmental Water (2013), Wastewater Treatment by Biological Methods, ,Pages 179-204 [17] Fu F., Chen R and Xiong Y., (2006), Application of NMR spectroscopy to the study of equilibrium dynamics of uranyl(2+)-fluoride complexes, J Separation and Purification Technology, (52), 388-393 Lớp KTMT 2012B 70 Viện Khoa học Công nghệ Môi trường Luận văn thạc sỹ Trần Thị Liên [18] Jacek A Wiśniewski, Małgorzata Kabsch-Korbutowicz, Sylwia Łakomska, (2011), Donnan dialysis and electrodialysis as viable options for removing bromates from natural water, Desalination, Volume 281, Pages 257-262 [19] Kiefer R and Holl W., (2001), Sorption of heavy metals onto selective ion exchange resins with aminophosphonate functional groups, J Industrial & Engineering Chemistry Research, (40), 4570-4576 [20] Kaliyappan T and Kannan P., (2000), Coordination polymers, J Progress in Polymer Science, (25), 343-370 [21] Li C., Cheng C., Choo K, and Yen W., (2008), Polyelectrolyte enhanced ultrafiltration (PEUF) for the removal of Cd(II): Effects of organic ligands and solution pH, J Chemosphere, (72), 630-635 [22] Moloney M., (2008), Functionalized polymers by chemical surface modification, J Physics D: Applied Physics, (41), 1-9 [23] Micio M., Albu A., Mateescu C., Voicu G., Rusen E., Marculescu B and Mutihac L., (2007), New polymeric structures designed for tremoval of Cu(II) ions from aqueous solutions, J Applied Science, (103), 1397-1405 [24] Nguyen Van Khoi, Nguyen Thanh Tung, Pham Thi Thu Ha, Trinh Duc Cong (2006), Advances in Natural Sciences, 7(2), 131 -135 [25] Painter P., and Coleman M., (1997), Fundamentals of polymer science, Technomic Publishing Company, Inc, USA 1,155 [26] Rivas B., Villegas S., Ruf B., (2006), Water insoluble polymers containing amine, sulfonic acid, and carboxylic acid group: synthesis, characterization, and metal- ion- retention properties, J Applied polymer science, (99), 3266- 3274 [27] Rivas B., Pereira E., Gallegos P., Homper D and Geckeler K., (2004), Metal ion binding capability of the water-soluble poly (vinyl phosphonic acid) for mono,di-, and trivalent cations, J Applied polymer science, (92), 2917- 2922 [28] Reddy K and Reddy A., (2003), Removal of heavy metal ions using the chelating polymers derived by the condensation of poly(3-hydroxy-4-acetylphenyl Lớp KTMT 2012B 71 Viện Khoa học Công nghệ Môi trường Luận văn thạc sỹ Trần Thị Liên methacrylate) eith different diamines, J Applied Polymer Science, (88), 414421 [29] Rivas B and Maureira A., (2007), Poly(2-acrylamido glycolic acid): A water - soluble polymer with ability to interact with metal ions in homogenous phase, J Inorganic Chemistry Communications, (10), 151–154 [30] ‘’Removal of copper(II) from aqueous phase by Purolite C100-MB cation exchange resin in fixed bed columns’’ (2009) Journal of Hazardous Materials, Volume 161, Issues 2–3, Pages 737-746 [31] S.E Cunningham, W.A.M Mcminn, T.R.A Magee, P.S Richardson (2008): Effect of processing conditions on the water absorption and texture kinetics of potato, Journal of Food Engineering, Volume 84, Issue 2, Pages 214-223 [32] Shin D., Ko Y., Choi U and Kim W., (2004), Synthesis and characterization of novel chelate fiber containing amine and amidine groups, J Polymer for Advanced Technologies, (15), 459-466 [33] Samal S., Das R., Dey R and Acharya S., (2000), Chelating resins VI:Chelating resins of formaldehyde condensed phenolicSchiff bases derived from 4,4–diaminodiphenyl ether with hydroxybenzaldehydes—synthesis, characterization, andmetal ion adsorption studies, J Applied Polymer Science, (77), 967–981 [34] The complete book on – Water soluble polymer [35] Tjoon Tow Teng, Sook San Wong, Ling Wei Low, (2014) Coagulation– Flocculation Method for the Treatment of Pulp and Paper Mill Wastewater, The Role of Colloidal Systems in Environmental Protection, Pages 239-259 [36] Taek Seung Lee, Dong Won Jeon (2001) , “Formation of Metan Complex in a Poly(hidroxamic axit) Resin Bead”, Fibers and Polymers, vol.2, no 1, p.13 – 17 [37] Weiwei Wang, “Separation and purification of scandium by solvent extraction and related technologies”, (wileyonlinelibrary.com) DOI 10.1002/jctb.2655 [38] Xu Ying (2006), “Experimental research on heavy metal wastewater treatment with dipropyl dithiophosphate”, Journal of Hazardous Materials B137, 1636–1642 Lớp KTMT 2012B 72 Viện Khoa học Công nghệ Môi trường Luận văn thạc sỹ Trần Thị Liên [39] Zander N., (2009), Chelating polymers and environmental remediation, Army Research Laboratory, CR-0623 [40] Zander N., (2009), Chelating polymers and environmental remediation, Army Research Laboratory, CR-0623 Lớp KTMT 2012B 73 Viện Khoa học Công nghệ Môi trường [...]... tử, và trạng thái oxy hóa của kim loại Các kim loại với mức năng lượng ổn định như dạng spin thấp d6 có cấu hình bát diện, trong khi các kim loại như Zn2+ với d10 có cấu hình tứ diện Mặt khác, sự phân cực của kim loại cũng ảnh hưởng đến độ mạnh của việc hút kim loại của polyme[ 12]  Độ chọn lọc kim loại Độ chọn lọc của các phối tử polyme khi liên kết với các ion kim loại đóng một vai trò quan trọng trong... Môi trường Luận văn thạc sỹ Trần Thị Liên 1.2.7 Một số kết quả nghiên cứu về tương tác polyme – kim loại Trong thời gian gần đây, một số polyme ưa nước có khả năng hấp thụ kim loại nặng đã được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực xử lý môi trường nhằm loại bỏ những chât gây ô nhiễm [15] Các loại polyme này đã được sử dụng làm tác nhân tạo phức để cố định và tách kim loại nặng nhờ có chứa... 43-, SO42-, Cl- chỉ tạo kết tủa với một số các ion kim loại nhất định do vậy chúng chỉ được dùng khi dòng thải chứa đơn kim loại hoặc một vài kim loại nhất định Đối với mỗi kim loại khác nhau có pH thích hợp để kết tủa khác nhau tùy thuộc vào khả năng tạo kết tủa của M(OH) n và tùy thuộc vào nồng độ các kim loại có trong nước thải cần xử lý Trong nước thải các kim loại thường tồn tại dưới dạng ion... thải Trong hầu hết trường hợp khả năng tách ion kim loại tăng với độ pH tăng, mặc dù mức độ là khác nhau với các ion kim loại khác nhau Còn ở độ pH thấp, polyme ở dạng proton do đó các nguyên tử nitơ được tích điện dương và không thể nhường điện tử cho các cation kim loại khiến cho hiệu quả tách kim loại giảm [21,34,40]  Ái lực phối tử kim loại Sự tương tác của kim loại và phối tử bị ảnh hưởng bởi... chuỗi thức ăn, vì thế họ vừa là thủ phạm vừa là nạn nhân của ô nhiễm kim loại nặng [8] 1.1.2 Một số phương pháp xử lý kim loại trong nước thải Hàm lượng ngày càng tăng của kim loại nặng trong môi trường là nguyên nhân gây nhiễm độc đối với đất, không khí và nước Việc loại trừ các thành phần chứa kim loại nặng độc ra khỏi các nguồn nước, đặc biệt là nước thải công nghiệp là mục tiêu môi trường quan trọng... và kim loại nặng Cấu trúc của polyme là một yếu tố quan trọng, nó mô tả cách sắp xếp của các monome trong chuỗi polyme Vì vậy, cấu trúc của polyme nào thì quyết định tính chất của polyme ấy Tính chất cơ bản nhất của một loại polyme là sự đồng nhất về thành phần monome Từ tính chất này khi hấp phụ các ion kim loại tạo ra các liên kết khác nhau trong quá trình tương tác Các liên kết có thề xảy ra khi polyme. .. xảy ra khi polyme tương tác với các ion kim loại 1.2.4.1 Liên kết Hydro Liên kết hydro được hình thành giữa các nhóm proton của polyme với các proton của dung dịch ion kim loại hoặc giữa các proton của polyme. Ví dụ: Liên kết hydro giữa các proton trong poly(acrylic axit) Hình 1.5: Liên kết hydro giữa các proton trong poly(acrylic axit) Tương tác giữa polyme ưa nước với các ion kim loại là quá trình... kích thước tương đối của các ion cần tách, việc “khoá” các nhóm chức phối tử có thể được sử dụng để tạo ra một kích thước phù hợp nhằm bẫy các ion kim loại cần tách [23] Lớp KTMT 2012B 26 Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường Luận văn thạc sỹ Trần Thị Liên 1.2.6 Ứng dụng polyme làm tác nhân xử lý kim loại trong nước thải Polyme tổng hợp có tiềm năng tốt cho việc loại bỏ các ion kim loại nặng từ nước thải... 1000 đồng/m3 nước thải tính riêng cho phân xưởng mạ và 300 đồng/ m3 nước thải tính chung cho cả công ty Đặc trưng bề mặt của silicagel là có chứa các nhóm silanol (SiOH) có khả năng trao đổi proton với các cation kim loại đã được ứng dụng để xứ lý kim loại nặng trong nước thải Các nghiên cứu của Trần Hồng Hà và các cộng sự [9] cho thấy dùng silicagel hút ẩm để hấp phụ một số ion kim loại nặng như Pb... của PGLY và ion kim loại nặng được trình bày tại hình sau Hình 1.8: Tương tác giữa PGLY với ion kim loại Kết quả nghiên cứu cho thấy dung lượng hấp thụ cực đại ở pH phù hợp của PGLY đối với Cu(II), Ni(II) và Cd(II) là khá cao, lần lượt đạt 1,22; 1,07 và 0,96 mmol/g Bên cạnh đó poly(hydroxamic) cũng là một trong các loại polyme có khả năng tạo phức bền với nhiều cation kim loại nặng như Cu 2+, Fe3+ ... ca ion kim loi 1.2.4.3 Liờn kt phi trớ v liờn kt to phc [9] Liờn kt polyme kim loi ch yu l s to thnh phc cht Mt phc cht polyme c coi l mt loi polyme cú cha kim loi, ú phi t l polyme v kim loi... cu tng tỏc gia polyme a nc vi kim loi nng c tin hnh nhm mc ớch x lý kim loi nng nc thi cụng nghip bng tỏc nhõn l polyme v nc 1.2 Tng quan v polyme a nc 1.2.1 Polyme [23,25] Polyme l cỏc hp cht... cỏc ion kim loi to thnh phc cht polyme kim loi - Ion kim loi c liờn kt vi tt c cỏc v trớ ca phi t dc theo mch chớnh ca chui polyme l cỏc nhúm chc to liờn kt phc vi ion kim loi - Ion kim loi