Khóa luận tốt nghiệp Tổng hợp vật liệu αMnO2 có cấu trúc nanomet Ứng dụng để hấp phụ kim loại Pb trong dung dịch nước

GVHD: ThS Đinh Văn Phúc Khóa luận tốt nghiệp LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành khóa luận này, em xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến ThS Đinh Văn Phúc tận tình bảo, hướng dẫn động viên em suốt trình thực đề tài nghiên cứu Em chân thành cảm ơn quý Thầy, Cô khoa Hóa, Trường Đại Học Đồng Nai tận tình truyền đạt kiến thức năm em học tập Với vốn kiến thức tiếp thu trình học không tảng cho trình thực khóa luận mà hành trang quí báu để em bước vào đời cách vững tự tin Em chân thành cảm ơn quý thầy cô anh, chị trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho em trình thực nghiên cứu Xin chân thành cảm ơn bạn, em lớp ĐHSP Hóa K2, K3 trường Đại Học Đồng Nai giúp đỡ em trình làm thực nghiệm để em hoàn thành đề tài tốt nghiệp Cuối em xin gửi lời cám ơn đến gia đình ủng hộ động viên em hoàn thành đề tài nghiên cứu Trong trình làm khóa luận, em cố gắng hết sức, nhiên không tránh khỏi thiếu sót Vì vậy, em mong góp ý, bảo quý thầy cô để em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Đồng Nai, Ngày 01 Tháng 05 Năm 2016 Sinh viên thực Nguyễn Thị Phương Tú i GVHD: ThS Đinh Văn Phúc Khóa luận tốt nghiệp MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i MỤC LỤC ii DANH MỤC CÁC HÌNH v DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU vi DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT vii MỞ ĐẦU viii CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN .1 1.1 Giới thiệu Mangan dioxit 1.1.1 α-MnO2 1.1.2 β-MnO2 1.1.3 γ-MnO2 1.2 Các phương pháp tổng hợp oxit mangan 1.2.1 Phương pháp điện phân 1.2.2 Phương pháp hóa học 1.2.3 Phương pháp thuỷ nhiệt 1.2.4 Phương pháp sol-gel 1.3 Một số kết nghiên cứu nước giới 1.3.1 Một số kết nghiên cứu giới 1.3.2 Một số kết nghiên cứu Việt Nam 1.4 Tổng quan kim loại chì 1.4.1 Giới thiệu sơ lược kim loại nặng 1.4.2 Giới thiệu kim loại chì CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 11 2.1 Các phương pháp nghiên cứu cấu trúc MnO2 11 2.1.1 Phương pháp nhiễu xạ tia X (X-Ray diffraction – XRD) 11 2.2.2 Phương pháp hiển vi điện tử quét (Scanning Electron Microscopy - SEM) 11 2.2.3 Phương pháp hiển vi điện tử truyền qua (Transmission Electron Microscope – TEM) 11 2.2.4 Phương pháp đo diện tích bề mặt (BET - BJH) 12 2.2 Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS 12 2.2.1 Phương pháp hấp thụ nguyên tử 12 ii GVHD: ThS Đinh Văn Phúc Khóa luận tốt nghiệp 2.2.2 Cường độ vạch phổ hấp thụ nguyên tử 13 2.2.3 Kỹ thuật nguyên tử hóa mẫu 13 2.2.4 Thiết bị phép đo AAS 13 2.2.5 Các kĩ thuật đo ghi phổ 14 2.2.6 Các yếu tố ảnh hưởng 15 2.2.7 Độ nhạy, giới hạn phát khoảng xác định phép đo AAS 15 2.2.8 Phương pháp phân tích định lượng phép đo AAS 16 2.2.9 Ưu nhược điểm, phạm vi ứng dụng phép đo AAS 16 2.3 Nghiên cứu hấp phụ kim loại lên vật liệu MnO2 17 2.3.1 Nghiên cứu động học hấp phụ 17 2.3.2 Nghiên cứu đẳng nhiệt hấp phụ 18 CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM 22 3.1 Hóa chất, thiết bị, dụng cụ 22 3.1.1 Hóa chất 22 3.1.2 Thiết bị 22 3.1.3 Dụng cụ 22 3.2 Thí nghiệm 22 3.2.1 Điều chế MnO2 dạng nano 22 3.2.2 Khảo sát khả hấp phụ Pb2+ vật liệu hấp phụ MnO2 dạng nano 23 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 25 4.1 Kết khảo sát hình thái, kích thước, cấu trúc vật liệu MnO2 25 4.1.1 Khảo sát ảnh hưởng tỉ lệ thể tích C2H5OH: H2O 25 4.1.2 Khảo sát tốc độ khuấy tổng hợp vật liệu 26 4.1.3 Khảo sát nhiệt độ nung vật liệu 27 4.1.4 Thuộc tính vật liệu α-MnO2 29 4.2 Kết khảo sát cân động học hấp phụ 30 4.2.1 Đồ thị đường chuẩn xác định Pb2+ 30 4.2.2 Khảo sát ảnh hưởng pH 30 4.2.3 Khảo sát ảnh hưởng thời gian khuấy 31 4.2.4 Khảo sát ảnh hưởng khối lượng 32 4.2.5 Khảo sát ảnh hưởng tốc độ khuấy 32 4.2.6 Khảo sát ảnh hưởng nồng độ 33 iii GVHD: ThS Đinh Văn Phúc Khóa luận tốt nghiệp 4.2.7 Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ khuấy 34 4.3 Nghiên cứu động học 35 4.3.1 Mô hình động học biểu kiến bậc 35 4.3.2 Mô hình động học biểu kiến bậc 35 4.4 Phương trình đẳng nhiệt hấp phụ 36 4.4.1 Mô hình Langmuir 36 4.4.2 Mô hình Freundlich 37 4.4.3 Mô hình Sips 38 4.4.4 Mô hình Tempkin 39 4.4.5 Mô hình Dubinin – Radushkevich 40 TÀI LIỆU THAM KHẢO .42 PHỤ LỤC 45 iv GVHD: ThS Đinh Văn Phúc Khóa luận tốt nghiệp DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Cấu trúc tinh thể α-MnO2 Hình 1.2 Cấu trúc tinh thể β-MnO2 Hình 1.3 Cấu trúc tinh thể γ-MnO2 Hình 2.1 Máy quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS 6800 Shimazdu 14 Hình 4.1 Ảnh phổ SEM mẫu T1 (a), T2 (b), T3 (c), T4 (d), T5 (e) 25 Hình 4.2 Ảnh phổ SEM vật liệu MnO2 tổng hợp tốc độ khuấy 750 rpm (a), 850 rpm (b), 950 rpm (c), 1050 rpm (d), 1200 rpm (e) 26 Hình 4.3 Kết phân tích nhiệt TGA mẫu T3 27 Hình 4.4 Ảnh chụp XRD cấu trúc α-MnO2 to = 400oC (a), to = 600oC (b), to =800oC (c) 28 Hình 4.5 Ảnh phổ SEM vật liệu nano MnO2 nung nhiệt độ 4000C (a), 6000C (b), 8000C (c) 29 Hình 4.6 Đồ thị đường chuẩn xác định Pb2+ 30 Hình 4.7 Ảnh hưởng pH đến hấp phụ Pb2+ α-MnO2 30 Hình 4.8 Ảnh hưởng thời gian đến hấp phụ Pb2+của α-MnO2 31 Hình 4.9 Ảnh hưởng khối lượng vật liệu đến hấp phụ Pb2+ α-MnO2 32 Hình 4.10 Ảnh hưởng vận tốc khuấy đến hấp phụ Pb2+của α-MnO2 33 Hình 4.11 Ảnh hưởng nồng độ đến hấp phụ Pb2+của α-MnO2 33 Hình 4.12 Ảnh hưởng nhiệt độ đến hấp phụ Pb2+của α-MnO2 34 Hình 4.13 Mô hình động học biểu kiến bậc 35 Hình 4.14 Mô hình động học biểu kiến bậc 35 Hình 4.15 Đồ thị theo mô hình phi tuyến dạng Langmuir 36 Hình 4.16 Đồ thị theo mô hình phi tuyến dạng Freundlich 37 Hình 4.17 Đồ thị theo mô hình phi tuyến dạng Sips 38 Hình 4.18 Đồ thị theo mô hình phi tuyến dạng Tempkin 39 Hình 4.19 Đồ thị theo mô hình phi tuyến dạng Dubinin - Radushkevich 40 v GVHD: ThS Đinh Văn Phúc Khóa luận tốt nghiệp DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Cấu trúc tinh thể MnO2 Bảng 4.1 Ảnh hưởng pH 30 Bảng 4.2 Ảnh hưởng thời gian 31 Bảng 4.3 Ảnh hưởng khối lượng 32 Bảng 4.4 Ảnh hưởng tốc độ khuấy 32 Bảng 4.5 Ảnh hưởng nồng độ 33 Bảng 4.6 Ảnh hưởng nhiệt độ 34 Bảng 4.7 Các thông số mô hình biểu kiến bậc 35 Bảng 4.8 Các thông số mô hình biểu kiến bậc 36 Bảng 4.9 Các thông số mô hình Langmuir dạng phi tuyến 36 Bảng 4.10 Các thông số mô hình Freundlich dạng phi tuyến 37 Bảng 4.11 Các thông số mô hình Sips dạng phi tuyến 38 Bảng 4.12 Các thông số mô hình Tempkin dạng phi tuyến 39 Bảng 4.13 Các thông số mô hình Dubinin – Radushkevich dạng phi tuyến 40 vi GVHD: ThS Đinh Văn Phúc Khóa luận tốt nghiệp DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Å : angstrong ppm : parts per million, phần triệu ppb : parts per billion, phần tỉ rpm : revolutions per minute, vòng/phút VLHP : vật liệu hấp phụ XRD : X-Ray diffraction, Phương pháp nhiễu xạ tia X AAS : Atomic Absorption Spectrometer, máy quang phổ hấp thu nguyên tử SEM : Scanning Electron Microscopy, phương pháp hiển vi điện tử quét TEM : Transmission Electron Microscope, phương pháp hiển vi điện tử truyền qua vii GVHD: ThS Đinh Văn Phúc Khóa luận tốt nghiệp MỞ ĐẦU Lí chọn đề tài Quá trình công nghiệp hóa, đại hóa nước ta giai đoạn phát triển mạnh mẽ thành thị mà nông thôn Chúng mang lại thành tựu to lớn cho đất nước, góp phần xây dựng đất nước phát triển nâng cao đời sống nhân dân Tuy nhiên, với lợi ích đó, phải đối mặt với tác động xấu mà đem lại Đó môi trường tự nhiên ngày ô nhiễm, đặc biệt môi trường nước không khí, chất thải, khí thải từ khu công nghiệp gây Thực tế cho thấy có nhiều dòng sông bị nhuộm màu đen chất thải sinh hoạt công nghiệp khiến cá tôm tồn được, có làng ung thư nguồn nước bị nhiễm kim loại nặng asen, chì, Ô nhiễm môi trường cách giải vấn đề đề tài nhà khoa học quan tâm Một hướng nghiên cứu tổng hợp vật liệu kích thước nano có khả hấp phụ kim loại nặng để xử lí nguồn nước bị ô nhiễm Mangan dioxit hợp chất vô quan trọng, có nhiều ứng dụng thực tế Trên giới có nhiều công trình nghiên cứu hấp phụ kim loại nặng mangan dioxit kích thước nano Kết công bố cho thấy chúng vật liệu xử lí kim loại nặng có hiệu cao Trong khóa luận này, tiến hành tổng hợp vật liệu nano MnO2 phản ứng oxi hóa khử KMnO4 etanol theo phương pháp sol-gel nghiên cứu khả hấp phụ kim loại nặng vật liệu này.Vì vậy, thực đề tài: “Tổng hợp vật liệu α-MnO2 có cấu trúc nanomet Ứng dụng để hấp phụ kim loại Pb dung dịch nước” Đối tượng nghiên cứu Vật liệu hấp phụ kích thước nanomet α-MnO2 khả hấp phụ ion kim loại Pb2+ dung dịch vật liệu viii GVHD: ThS Đinh Văn Phúc Khóa luận tốt nghiệp Mục đích nghiên cứu  Chế tạo vật liệu hấp phụ α-MnO2 kích thước nanomet từ hóa chất đơn giản, rẻ tiền KMnO4 C2H5OH phương pháp sol-gel  Đánh giá khả hấp phụ kim loại chì vật liệu hấp phụ α-MnO2 nano chế tạo Nhiệm vụ nghiên cứu Trong đề tài này, tập trung nghiên cứu vấn đề sau:  Nghiên cứu trình tổng hợp vật liệu α-MnO2, khảo sát hình thái, cấu trúc, kích thước thuộc tính vật liệu  Nghiên cứu trình hấp phụ ion Pb2+ dung dịch nước vật liệu αMnO2 yếu tố ảnh hưởng  Xác định mô hình biểu kiến phương trình đẳng nhiệt phù hợp với trình hấp phụ  Xác định chất trình hấp phụ Phương pháp nghiên cứu 5.1 Phương pháp lý thuyết Tìm hiểu tài liệu từ tạp chí, internet, sách, giáo trình, công trình nghiên cứu phương pháp tổng hợp vật liệu nano Mangan đioxit ứng dụng việc hấp phụ ion kim loại Pb2+ từ dung dịch nước 5.2 Phương pháp kiểm tra, đánh giá tính chất cấu trúc α-MnO2  Phương pháp nhiễu xạ tia X sử dụng để xác định cấu trúc vật liệu  Phương pháp kính hiển vi điện tử SEM TEM sử dụng để xác định hình thái bề mặt kích thước vật liệu  Phương pháp đo diện tích bề mặt BET sử dụng để xác định diện tích bề mặt vật liệu 5.3 Áp dụng α-MnO2 để hấp thu kim loại chì từ dung dịch nước  Khảo sát điều kiện tối ưu để hấp thu kim loại  Khảo sát khả hấp phụ kim loại nặng nồng độ khác cách phân tích nồng độ trước sau hấp phụ ix GVHD: ThS Đinh Văn Phúc Khóa luận tốt nghiệp  Khảo sát ảnh hưởng pH  Khảo sát ảnh hưởng thời gian  Khảo sát ảnh hưởng tốc độ khuấy  Khảo sát ảnh hưởng khối lượng vật liệu  Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ  Sử dụng phương pháp phân tích phổ nguyên tử để đánh giá khả hấp phụ vật liệu nguyên tố Chì  Dung lượng hấp phụ vật liệu  Hiệu suất hấp phụ Bố cục khóa luận Nội dung chia làm chương:  Chương 1: Tổng quan  Chương 2: Phương pháp nghiên cứu  Chương 3: Thực nghiệm  Chương 4: Kết thảo luận x GVHD: Th.S Đinh Văn Phúc Khóa luận tốt nghiệp ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ ĐẾN SỰ TẠO THÀNH TINH THỂ  - MnO2 t = 4000C t = 6000C t = 6000C t = 8000C t = 8000C 47 GVHD: Th.S Đinh Văn Phúc Khóa luận tốt nghiệp ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ ĐẾN SỰ TẠO THÀNH TINH THỂ  - MnO2 t = 6000C t = 8000C 48 GVHD: Th.S Đinh Văn Phúc Khóa luận tốt nghiệp KẾT QUẢ PHÂN TÍCH NHIỆT 49 GVHD: Th.S Đinh Văn Phúc Khóa luận tốt nghiệp Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - Sample T3-400 250 240 230 220 210 200 d=3.528 190 180 170 160 140 130 d=1.413 d=2.116 Lin (Cps) 150 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 20 30 40 50 60 2-Theta - Scale File: Phuc DHDN mau T3-400.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 20.000 ° - End: 70.010 ° - Step: 0.030 ° - Step time: s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 10 s - 2-Theta: 20.000 ° - Theta: 10.000 ° - Ch 50 70 GVHD: Th.S Đinh Văn Phúc Khóa luận tốt nghiệp Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - Sample T3-600 350 340 330 320 310 300 290 280 270 200 190 180 d=1.355 d=3.092 Lin (Cps) 210 d=1.421 220 d=1.531 230 d=1.821 240 d=2.139 250 d=2.386 d=3.527 260 170 160 150 140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 20 30 40 50 60 2-Theta - Scale File: Phuc DHDN mau T3-600.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 20.000 ° - End: 70.010 ° - Step: 0.030 ° - Step time: s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 11 s - 2-Theta: 20.000 ° - Theta: 10.000 ° - Ch 01-072-1982 (C) - Manganese Oxide - alpha-MnO2 - Y: 197.03 % - d x by: - WL: 1.5406 - Tetragonal - a 9.81500 - b 9.81500 - c 2.84700 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 90.000 - Body-centered - I4/ 51 70 GVHD: Th.S Đinh Văn Phúc Khóa luận tốt nghiệp Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - Sample T3-800C d=2.394 400 d=1.353 d=1.420 d=1.538 d=1.633 d=2.150 200 d=1.829 d=3.102 d=2.461 Lin (Cps) d=3.513 300 100 21 30 40 50 60 2-Theta - Scale File: Phuc DHDN mau T3-800.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 20.000 ° - End: 70.010 ° - Step: 0.030 ° - Step time: s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 13 s - 2-Theta: 20.000 ° - Theta: 10.000 ° - Ch 01-072-1982 (C) - Manganese Oxide - alpha-MnO2 - Y: 197.47 % - d x by: - WL: 1.5406 - Tetragonal - a 9.81500 - b 9.81500 - c 2.84700 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 90.000 - Body-centered - I4/ 52 70 GVHD: Th.S Đinh Văn Phúc Khóa luận tốt nghiệp KẾT QUẢ PHÂN TÍCH BỀ MẶT VẬT LIỆU 53 GVHD: Th.S Đinh Văn Phúc Khóa luận tốt nghiệp 54 GVHD: Th.S Đinh Văn Phúc Khóa luận tốt nghiệp 55 GVHD: Th.S Đinh Văn Phúc Khóa luận tốt nghiệp 56 GVHD: Th.S Đinh Văn Phúc Khóa luận tốt nghiệp Bảng Khảo sát ảnh hưởng pH đến trình hấp phụ Pb2+ vật liệu α-MnO2 pH Ce (1) Ce (2) Ce (3) 4,46 7,2 2,48 2,72 4,52 7,3 2,49 2,83 4,8 7,26 2,6 2,75 Ce (TB) 4,59 7,25 2,52 2,77 Ce(TB)xn 91,89 72,51 25,23 27,67 CO (TB) 2,4412 2,4412 2,4412 2,4412 Co (TB) xn 244,12 244,12 244,12 244,12 m v H q 0,1 0,1 0,1 0,1 0,05 0,05 0,05 0,05 62,36 70,3 89,66 88,67 76,115 85,805 109,445 108,225 Bảng Khảo sát ảnh hưởng thời gian đến trình hấp phụ Pb2+ vật liệu α-MnO2 Thời gian 10 15 20 40 60 80 100 120 150 180 210 240 Ce (1) Ce (2) Ce (3) 5,29 4,71 4,15 3,67 2,77 2,58 2,56 2,41 2,48 5,25 2,44 2,75 2,55 5,46 4,46 4,04 4,59 2,73 2,57 2,56 2,5 2,49 5,25 2,41 2,38 2,57 5,45 4,71 3,89 3,4 2,73 2,57 2,57 2,52 2,6 5,25 2,5 2,33 2,57 Ce (TB) 5,4 4,63 4,03 3,89 2,74 2,57 2,56 2,48 2,52 5,25 2,45 2,49 2,56 Ce (TB) x n Co(TB) Co (TB)xn 54,02 46,26 40,28 38,87 27,4 25,72 25,62 24,76 25,23 26,24 24,48 24,88 25,64 2,4412 2,4412 2,4412 2,4412 2,4412 2,4412 2,4412 2,4412 2,4412 2,4412 2,4412 2,4412 2,4412 244,12 244,12 244,12 244,12 244,12 244,12 244,12 244,12 244,12 244,12 244,12 244,12 244,12 57 m 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 v 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 H 77,87 81,05 83,5 84,08 88,77 89,46 89,51 89,86 89,66 89,25 89,97 89,81 89,5 q 95,05 98,93 101,92 102,63 108,36 109,2 109,25 109,68 109,45 108,94 109,82 109,62 109,24 GVHD: Th.S Đinh Văn Phúc Khóa luận tốt nghiệp Bảng Khảo sát ảnh hưởng khối lượng VLHP đến trình hấp phụ Pb2+ vật liệu α-MnO2 Co (1) 4,407 4,407 4,407 4,407 Co(2) 4,260 4,260 4,260 4,260 Co(3) 4,865 4,865 4,865 4,865 Ce (1) Ce (2) Ce (3) 6,4936 4,4118 4,3384 3,6693 6,3755 4,4381 4,3331 3,6329 6,4721 4,4223 4,2912 3,7892 Ce (TB) Ce (TB) xn Co (TB)xn 6,4471 644,7067 902,1333 4,4241 442,4067 902,1333 4,3209 216,0450 902,1333 3,6971 73,9427 902,1333 m 0,1 0,2 0,3 0,4 H q 28,53532 50,95995 76,05177 91,80358 128,71 114,93 114,35 103,52 Bảng Khảo sát ảnh hưởng vận tốc khuấy đến trình hấp phụ Pb2+ vật liệu α-MnO2 Vận tốc khuấy Co (1) 1,5 2,0 3,0 4,0 4,77 4,77 4,77 4,77 Co(2) 4,71 4,71 4,71 4,71 Co(3) 4,77 4,77 4,77 4,77 Ce (1) Ce (2) Ce (3) 1,99 2,03 1,79 2,12 1,98 1,97 1,75 2,06 1,94 2,05 2,33 2,04 58 Ce (TB) 1,97 2,02 1,96 2,08 Ce (TB) xn Co (TB)xn 19,68 20,16 19,57 20,76 237,51 237,51 237,51 237,51 H 91,71 91,51 91,76 91,26 q 108,91 108,68 108,97 108,38 GVHD: Th.S Đinh Văn Phúc Khóa luận tốt nghiệp Bảng Khảo sát ảnh hưởng nồng độ đến trình hấp phụ Pb2+ vật liệu α-MnO2 Co (1) Co(2) Co(3) Co (TB) Ce (1) Ce (2) Ce (3) Ce (TB) 1,99 2,14 2,48 2,68 2,90 3,36 3,47 1,93 2,13 2,49 2,87 3,04 3,39 3,49 1,98 2,13 2,60 2,88 3,07 3,35 3,45 1,96 2,13 2,52 2,81 3,00 3,37 3,47 1,59 1,39 2,64 2,53 3,39 4,49 4,91 1,60 1,35 2,58 2,55 3,38 4,41 4,85 1,59 1,36 2,58 2,56 3,28 4,41 4,55 1,59 1,37 2,60 2,55 3,35 4,44 4,77 59 Ce Co (TB) x (TB)xn n 7,97 196,33 13,69 213,33 25,98 252,32 50,93 281,24 66,98 300,37 88,71 336,73 95,40 346,81 H q 95,94 93,58 89,70 81,89 77,70 73,66 72,49 94,18 99,82 113,17 115,16 116,69 124,01 125,70 GVHD: Th.S Đinh Văn Phúc Khóa luận tốt nghiệp Bảng Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ đến trình hấp phụ Pb2+ vật liệu α-MnO2 t = 313K Co (1) Co(2) Co(3) Co (TB) 4,2997 5,3482 6,4031 6,77 7,1266 7,7653 4,7205 4,9666 6,1517 6,8147 7,1444 7,7387 4,1713 5,1031 6,3134 6,7521 7,1088 7,6326 4,3972 5,1393 6,2894 6,7789 7,1266 7,7122 Ce (1) Ce (2) Ce (3) Ce (TB) 0,9198 1,1857 2,3074 4,1254 6,1247 9,1567 0,9578 1,1383 2,3261 4,1621 6,0708 9,1173 0,8722 1,1383 2,2699 4,3181 6,0528 9,1783 0,9166 1,1541 2,3011 4,2019 6,0828 9,1508 Ce Co (TB) x (TB)xno n 9,1660 219,86 11,5410 256,97 23,0113 314,47 42,0187 338,95 60,8277 356,33 91,5077 385,61 H 95,83 95,51 92,68 87,60 82,93 76,27 q 105,3462 122,712 145,7293 148,464 147,7512 147,0512 Bảng Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ đến trình hấp phụ Pb2+ vật liệu α-MnO2 t = 323K Co (1) Co(2) Co(3) Co (TB) Ce (1) Ce (2) Ce (3) 4,2997 5,3482 6,4031 6,77 7,1266 7,7653 4,7205 4,9666 6,1517 6,8147 7,1444 7,7387 4,1713 5,1031 6,3134 6,7521 7,1088 7,6326 4,3972 5,1393 6,2894 6,7789 7,1266 7,7122 0,1556 0,5576 1,8754 4,1254 6,1517 7,7741 0,1364 0,5385 1,9319 4,1070 5,9447 7,8095 0,1748 0,5098 1,9225 4,1713 5,9807 7,6945 60 Ce (TB) Ce (TB) xn 0,1556 1,5560 0,5353 5,3530 1,9099 19,099 4,1346 41,3457 6,0257 60,2570 7,7594 77,5937 Co (TB)xn 219,86 256,97 314,47 338,95 356,33 385,61 H 99,29 97,92 93,93 87,80 83,09 79,88 q 109,15 125,81 147,69 148,80 148,04 154,01 Khóa luận tốt nghiệp [...]... sự đã tổng hợp thành công vật liệu γMnO2 và khảo sát khả năng hấp phụ của nó với ion kim loại Zn2+ trong nước Kết quả cho thấy dung lượng hấp phụ của vật liệu này với Zn2+ là 55,23 mg/g So sánh với ba mô hình của Langmuir, Freundlich và Sip cho thấy rằng, quá trình hấp phụ tuân theo Sips 1.4 Tổng quan về kim loại chì 1.4.1 Giới thiệu sơ lược về kim loại nặng Kim loại nặng là những kim lọai có khối... sau: 𝐶𝑒 𝑞𝑒 = 𝐶𝑒 𝑞𝑚 + 1 𝑞𝑚 𝐾𝐿 (2.10) Trong đó: KL: hằng số (cân bằng) hấp phụ Langmuir qe: dung lượng hấp phụ (lượng chất bị hấp phụ/ 1 đơn vị chất hấp phụ) qm: dung lượng hấp phụ tối đa của chất hấp phụ (lượng chất bị hấp phụ/ 1 đơn vị chất hấp phụ) Ce: nồng độ dung dịch hấp phụ Phương trình phi tuyến có dạng: qe = 𝑞𝑚 𝐾𝐿 𝐶𝑒 1+ 𝐾𝐿 𝐶𝑒 2.11) 2.3.2.2 Phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Freundlich Mô hình đẳng... ion kim loại Kim loại nặng dưới dạng ion dễ bị cây cỏ, thực vật hấp thụ, làm thực vật 8 GVHD: ThS Đinh Văn Phúc Khóa luận tốt nghiệp nhiễm kim loại nặng Con người và động vật có nguy cơ nhiễm độc kim loại nặng nếu ăn các thực vật này - Môi trường nước: Tồn tại dưới dạng ion hoặc phức chất Môi trường nước là môi trường có khả năng phát tán kim loại nặng đi xa và rộng nhất Kim loại nặng trong nước làm ô... dung dịch và pha loãng dung dịch thu được với hệ số thích hợp để đo AAS 3.2.2.3 Khảo sát ảnh hưởng của khối lượng Lấy lần lượt 0,1g; 0,2g; 0,3g; 0,4g vật liệu hấp phụ MnO2 đi hấp phụ 50ml dung dịch chì 950ppm ở pH = 4, vận tốc khuấy v = 150 rpm, thời gian khuấy t = 120 phút Sau đó, lọc dung dịch và pha loãng dung dịch thu được với hệ số thích hợp để đo AAS 23 GVHD: ThS Đinh Văn Phúc Khóa luận tốt nghiệp. .. kim loại 9 GVHD: ThS Đinh Văn Phúc Khóa luận tốt nghiệp không phản ứng với các axit sulfuric hoặc clohydric Nó hòa tan trong axit nitric giải phóng khí nitơ oxit và tạo thành dung dịch chứa Pb( NO3)2 3Pb + 8H+ + 8NO3- → 3 Pb2 + + 6NO3− + 2NO + 4 H2O Chì (II) oxit cũng hòa tan trong các dung dịch hydroxit kim loại kiềm để tạo thành muối plumbit tương ứng [10] PbO + 2OH− + H2O → Pb( OH)42− Clo hóa các dung. .. vật liệu hấp phụ MnO2 dạng nano 3.2.2.1 Khảo sát ảnh hưởng của pH Lấy 0,1g vật liệu hấp phụ MnO2 đi hấp phụ 50ml dung dịch chì 250ppm ở các pH = 2, 3, 4, 5, vận tốc khuấy v = 150 rpm, thời gian khuấy t = 120 phút Sau đó, lọc dung dịch và pha loãng dung dịch thu được với hệ số thích hợp để đo AAS 3.2.2.2 Khảo sát ảnh hưởng của thời gian Lấy 0,1g vật liệu hấp phụ MnO2 đi hấp phụ 50ml dung dịch chì 250ppm... bị hấp phụ chuyển động tới bề mặt chất hấp phụ Đây là giai đoạn khuếch tán trong dung dịch - Phân tử chất bị hấp phụ chuyển động đến bề mặt ngoài của chất hấp phụ chứa các hệ mao quản – giai đoạn khuếch tán màng - Chất bị hấp phụ khuếch tán vào bên trong hệ mao quản của chất hấp phụ - giai đoạn khuếch tán trong mao quản - Các phân tử chất bị hấp phụ chiếm chỗ các trung tâm hấp phụ - giai đoạn hấp phụ. .. dùng để xác định bản chất của quá trình hấp phụ (vật lí hoặc hóa học) Dạng tuyến tính của mô hình D – R được trình bày như phương trình sau đây: Lnqe = lnqm – βε2 (2.17) Trong đó: qe (mg/g) là lượng ion kim loại bị hấp phụ trên một đơn vị khối lượng vật liệu hấp phụ 20 GVHD: ThS Đinh Văn Phúc Khóa luận tốt nghiệp qm (mg/g) là khả năng hấp phụ tối đa β: là hằng số của năng lượng hấp phụ (mol2/J2), có. .. Khảo sát ảnh hưởng của vận tốc khuấy Lấy 0,1g vật liệu hấp phụ MnO2 đi hấp phụ 50ml dung dịch chì 250ppm ở pH = 4, vận tốc khuấy v = 150, 200, 300, 400 rpm, thời gian khuấy t = 120 phút Sau đó, lọc dung dịch và pha loãng dung dịch thu được với hệ số thích hợp để đo AAS 3.2.2.5 Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ Lấy 0,1g vật liệu hấp phụ MnO2 đi hấp phụ 50ml dung dịch chì ở các nồng độ C0 = 200ppm, 225ppm,... là vật liệu dễ tổng hợp, không đắt tiền, thân thiện với môi trường Trên thế giới, có rất nhiều nhà khoa học đã tổng hợp được vật liệu oxit nano MnO2, Fe2O3, TiO2 bằng các phương pháp sol-gel, thủy nhiệt, đốt cháy tổng hợp, phản ứng oxi hóa – khử, để từ đó nghiên cứu khả năng hấp phụ các ion kim loại nặng, các chất phẩm màu, các chất hữu cơ của chúng F.A Al-Sagheer và các cộng sự [4] đã tổng hợp vật liệu