Nghiên cứu điều chế sét hữu cơ từ bentonit thanh hóa với tetrađecyltrimetylamoni bromua và bước đầu thăm dò ứng dụng

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM LÃ MẠNH CƯỜNG NGHIÊN CỨU ĐIỀU CHẾ SÉT HỮU CƠ TỪ BENTONIT THANH HÓA VỚI TETRAĐECYLTRIMETYLAMONI BROMUA VÀ BƯỚC ĐẦU THĂM DÒ ỨNG DỤNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC VẬT CHẤT THÁI NGUYÊN - 2015 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM LÃ MẠNH CƯỜNG NGHIÊN CỨU ĐIỀU CHẾ SÉT HỮU CƠ TỪ BENTONIT THANH HÓA VỚI TETRAĐECYLTRIMETYLAMONI BROMUA VÀ BƯỚC ĐẦU THĂM DÒ ỨNG DỤNG Chuyên ngành: Hóa vô Mã số: 60.44.01.13 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC VẬT CHẤT Người hướng dẫn khoa học: TS Phạm Thị Hà Thanh THÁI NGUYÊN - 2015 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: Đề tài: “Nghiên cứu điều chế sét hữu từ bentonit Thanh Hóa với tetrađecyltrimetylamoni bromua bước đầu thăm dò ứng dụng” thân thực chưa công bố công trình khác Các số liệu, kết đề tài trung thực Nếu sai thật xin chịu trách nhiệm Thái nguyên, tháng 04 năm 2015 Tác giả Lã Mạnh Cường i Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn LỜI CẢM ƠN Trước tiên, em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn chỉ bảo tận tình của TS Pha ̣m Thi Ha ̣ ̀ Thanh, cô giáo trực tiếp hướng dẫn em làm luận văn Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo, cô giáo Khoa Hóa học, thầy cô Khoa sau Đại học, thầy cô Ban Giám hiệu Trường Đại học Sư phạm, Đại học Thái Nguyên giảng dạy, tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ em trình học tập, nghiên cứu, để hoàn thành luận văn khoa học Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo, cô giáo cán phòng thí nghiệm Khoa Hóa học, Trường Đại học Sư phạm, Đa ̣i ho ̣c Thái Nguyên; khoa Hoá học, Trường Đại học Khoa ho ̣c Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội; Viện Khoa ho ̣c Vâ ̣t liê ̣u, Viê ̣n Hàn lâm Khoa học và Công nghê ̣ Việt Nam bạn đồng nghiệp giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi để em hoàn thành luận văn Mặc dù có nhiều cố gắng, song thời gian có hạn, khả nghiên cứu thân hạn chế, nên kết nghiên cứu nhiều thiếu xót Em mong nhận góp ý, bảo thầy giáo, cô giáo, bạn đồng nghiệp người quan tâm đến vấn đề trình bày luận văn, để luận văn hoàn thiện Em xin trân trọng cảm ơn! Thái Nguyên, tháng năm 2015 Tác giả Lã Mạnh Cường ii Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT, KÍ HIỆU iv DANH MỤC BẢNG BIỂU v DANH MỤC CÁC HÌNH vi MỞ ĐẦU Chương TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu bentonit 1.1.1 Thành phần bentonit 1.1.2 Cấu trúc bentonit 1.1.3 Tính chất bentonit 1.1.4 Ứng dụng bentonit 1.1.5 Một số phương pháp hoạt hóa bentonit 1.1.6 Nguồn tài nguyên bentonit 1.2 Sét hữu 1.2.1 Giới thiệu sét hữu 1.2.2 Cấu trúc sét hữu 1.2.3 Tính chất sét hữu 11 1.2.4 Ứng dụng sét hữu 12 1.2.5 Tổng hợp sét hữu 13 1.3 Giới thiệu phenol đỏ 16 1.3.1 Cấu tạo tính chất 16 1.3.2 Ứng dụng tác hại phenol đỏ 18 1.3.3 Một số thành tựu xử lý hợp chất phenol 19 1.4 Giới thiệu phương pháp hấp phụ 20 1.4.1 Khái niệm 20 1.4.2 Hấp phụ vật lý hấp phụ hóa học 20 1.4.3 Cân hấp phụ tải trọng hấp phụ 20 Số hóa Trung tâm Học liệu – iii ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn 1.4.4 Các phương trình trình hấp phụ 22 Chương THỰC NGHIỆM 26 2.1 Hóa chất, dụng cụ 26 2.1.1 Hóa chất 26 2.1.2 Dụng cụ, máy móc 26 2.2 Thực nghiệm 27 2.2.1 Khảo sát trình điều chế sét hữu 27 2.2.2 Khảo sát số yếu tố ảnh hưởng đến khả hấp phụ phenol đỏ bent-TH và sét hữu điều chế 28 2.3 Các phương pháp nghiên cứu 29 2.3.1 Phương pháp nhiễu xa ̣ tia X (XRD) 29 2.3.2 Phương pháp phân tích nhiệt 30 2.3.3 Phương pháp phổ hồng ngoại (IR) 31 2.3.4 Phương pháp hiển vi điện tử quét (SEM) 31 2.3.5 Phương pháp xác định hàm lượng cation hữu sét hữu 32 2.3.6 Phương pháp trắc quang 33 Chương KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 34 3.1 Điều chế sét hữu 34 3.1.1 Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ phản ứng 34 3.1.2 Khảo sát ảnh hưởng tỉ lệ khối lượng TĐTM/bentonit 36 3.1.3 Khảo sát ảnh hưởng pH dung dịch 38 3.1.4 Khảo sát ảnh hưởng thời gian phản ứng 40 3.2 Đánh giá cấu trúc đặc điểm sét hữu điều chế điều kiện tối ưu 42 3.2.1 Nghiên cứu bằ ng phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD) 43 3.2.2 Nghiên cứu phương pháp phổ hồng ngoại 44 3.2.3 Nghiên cứu phương pháp phân tích nhiệt 45 3.2.4 Nghiên cứu phương pháp hiển vi điện tử quét (SEM) 48 3.3 Khảo sát khả hấ p phu ̣ phenol đỏ của sét hữu điề u chế 49 3.3.1 Xây dựng đường chuẩn phenol đỏ 49 3.3.2 Khảo sát thời gian đạt cân hấp phụ 50 iv Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn 3.3.3 Khảo sát ảnh hưởng khối lượng bentonit, sét hữu điề u chế 51 3.3.4 Khảo sát ảnh hưởng nồng độ phenol đỏ 52 3.3.5 Khảo sát dung lượng hấp phụ phenol đỏ theo mô hình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir 53 KẾT LUẬN 57 TÀ I LIỆU THAM KHẢO 58 PHỤ LỤC 61 v Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT, KÍ HIỆU Chữ viết tắt, kí hiệu Nội dung MMT Montmorillonit TĐTM Tetrađecyltrimetylamoni bromua Bent-TH Bentonit (Thanh Hóa) Shc Sét hữu XRD X-ray diffraction - Nhiễu xạ tia X SEM Kính hiể n vi điê ̣n tử quét iv Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Ảnh hưởng độ dài mạch ankyl đến khoảng cách lớp d001 diện tích sét bị che phủ 11 Bảng 3.1: Ảnh hưởng nhiệt độ phản ứng đến giá trị d001 hàm lượng (%) cation hữu xâm nhập mẫu sét hữu 35 Bảng 3.2: Ảnh hưởng tỉ lệ khối lượng TĐTM/bentonit đến giá trị d001 hàm lượng (%) cation hữu xâm nhập mẫu sét hữu 37 Bảng 3.3: Ảnh hưởng pH dung dịch đến giá trị d001 hàm lượng (%) cation hữu xâm nhập mẫu sét hữu 40 Bảng 3.4: Ảnh hưởng thời gian phản ứng đến giá trị d001 hàm lượng (%) cation hữu xâm nhập mẫu sét hữu 42 Bảng 3.5: Kế t quả phân tić h giản đồ nhiê ̣t của bent-TH và sét hữu điề u chế ở điề u kiê ̣n tố i ưu 47 Bảng 3.6: Số liệu xây dựng đường chuẩn phenol đỏ 49 Bảng 3.7: Sự phụ thuộc dung lượng hiệu suất hấp phụ vào thời gian 50 Bảng 3.8: Ảnh hưởng khối lượng bentonit Thanh Hóa, sét hữu đến dung lượng hiệu suất hấp phụ phenol đỏ 51 Bảng 3.9: Ảnh hưởng nồng độ phenol đỏ đến dung lượng hiệu suất hấp phụ bentonit sét hữu 53 v Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Cấu trúc mạng lưới không gian MMT [10] Hình 1.2: Sự định hướng ion ankylamoni lớp silicat 10 Hình 1.3: Sự xếp cation hữu kiểu đơn lớp, hai lớp giả ba lớp 10 Hình 1.4: Cấu tạo phân tử, cấu trúc không gian phenol đỏ 17 Hình 1.5: Đường hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir 24 Hình 1.6: Sự phụ thuộc Cf/q vào Cf .24 Hình 2.1: Quy trình tổng hợp sét hữu [4] 27 Hình 2.2: Sơ đồ nguyên lý máy hiển vi điện tử quét (SEM) 31 Hình 3.1: Giản đồ XRD bent-TH mẫu sét hữu điều chế nhiệt độ 30oC, 40oC, 50oC, 60oC, 70oC [Phụ lục 1] 34 Hình 3.2: Đồ thị biểu diễn phụ thuộc giá trị d001 theo nhiệt độ phản ứng mẫu sét hữu điều chế 35 Hình 3.3: Giản đồ XRD bent-TH mẫu sét hữu điều chế tỉ lệ TĐTM/ bentonit 0,3; 0,4; 0,5; 0,6; 0,7 [Phụ lục 2] 36 Hình 3.4: Đồ thị biểu diễn phụ thuộc giá trị d001 theo tỉ lệ khối lượng TĐTM/ bentonit của các mẫu sét hữu điề u chế .37 Hình 3.5: Giản đồ XRD bent-TH và mẫu sét hữu điều chế dung dich ̣ có pH lầ n lươ ̣t là 7, 8, 9, 10, 11 [Phụ lục 3] .39 Hình 3.6: Đồ thi ̣biể u diễn sự phu ̣ thuô ̣c của giá tri ̣d001 theo pH dung dich ̣ .39 Hình 3.7: Giản đồ XRD bent-TH và mẫu sét hữu phản ứng thời gian giờ, giờ, giờ, giờ, giờ [ Phụ lục ] .41 Hình 3.8: Đồ thị biểu diễn phụ thuộc giá trị d001 theo thời gian phản ứng 41 Hình 3.9: Giản đồ XRD mẫu bent-TH 43 Hình 3.10: Giản đồ XRD sét hữu điều chế ở điề u kiê ̣n tố i ưu 43 Hình 3.11: Phổ hồng ngoại bent-TH .44 Hình 3.12: Phổ hồng ngoại tetrađecyltrimetylamoni bromua (TĐTM) 44 Hình 3.13: Phổ hồng ngoại sét hữu điều chế điều kiện tối ưu 45 Hình 3.14: Giản đồ phân tić h nhiê ̣t của bent-TH .46 Hình 3.15: Giản đồ phân tích nhiê ̣t của sét hữu điề u chế ở điề u kiê ̣n tố i ưu 46 vi Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn Nhận xét: Từ kết thực nghiệm cho thấy mô hình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir mô tả tốt hấp phụ bent-TH và sét hữu điề u chế phenol đỏ, điều thể qua hệ số hồi qui phương trình cao lớn 0,99 Bent-TH sau đươ ̣c biế n tính bằ ng muối amoni bậc bốn tạo sét hữu có khả hấ p phu ̣ phenol đỏ tố t nhiề u so với bent-TH chưa biế n tin ́ h Điề u đó đươ ̣c thể hiê ̣n qua dung lươ ̣ng hấ p phụ cực đa ̣i của sét hữu điề u chế rấ t cao (qmax= 333,333 mg/g), còn của bent-TH thấ p (qmax= 32,258 mg/g) Từ giá trị b tính bảng 3.23 giá trị Ci bảng 3.9 thay vào công thức (1.8) tính giá trị R1 (Bent-TH) = 0,157, R2 (Shc)= 3,09 10-3 Như trình hấp phụ sét hữu điều chế phenol đỏ thuận lợi 56 KẾT LUẬN Qua mô ̣t thời gian nghiên cứu chúng đã thu các kế t quả sau: Đã khảo sát ảnh hưởng số yếu tố đến trình điều chế sét hữu từ nguồn nguyên liệu ban đầu bent-TH Kết cho thấ y điều kiện tối ưu để điều chế sét hữu là: + Nhiệt độ phản ứng 50oC + Tỉ lệ khối lượng TĐTM/bentonit 0,5 + pH dung dịch + Thời gian phản ứng giờ Bằ ng các phương pháp nghiên cứu: phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD), phương pháp phổ hồng ngoại, phương pháp phân tích nhiệt, phương pháp kính hiển vi điện tử quét (SEM) cho thấ y đã điề u chế đươ ̣c sét hữu có giá trị d001 = 37,967Å, sản phẩ m đã có sự có mă ̣t của cation hữu với hàm lươ ̣ng xâm nhâ ̣p 32,33%, sét hữu điều chế có cấu trúc lớp độ xốp cao Đã nghiên cứu số yếu tố ảnh hưởng đến khả hấp phụ phenol đỏ sét hữu điều chế điều kiện tối ưu so với bent-TH Kết cho thấy điều kiện khảo sát : + Thời gian đạt cân hấp phụ 60 phút (bent-TH) 45 phút (sét hữu cơ) + Khối lượng vật liệu hấp phụ 0,05gam dung lượng hấp phụ lớn hiệu suất hấp phụ ổn định Như sét hữu điều chế có khả hấp phụ phenol đỏ tốt nhiều so với bent-TH Đã mô tả trình hấp phụ của bent-TH, sét hữu điều chế theo mô hình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir, xác định dung lượng hấp phụ cực đại sét hữu điề u chế phenol đỏ 333,33mg/g và số Langmuir b = 0,042 57 TÀ I LIỆU THAM KHẢO I Tiếng Việt Lê Thị Thi Hạ (2011), Biến tính bentonit muối amin bậc bốn ứng dụng để hấp phụ hợp chất hữu nước bị ô nhiễm, Khóa luận tố t nghiê ̣p, Trường Đa ̣i ho ̣c Khoa ho ̣c Tự nhiên, Đa ̣i học Quố c gia Hà nô ̣i Trần Tứ Hiếu (2003), Phân tích trắc quang phổ hấp thụ UV – Vis, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội Nguyễn Trọng Nghĩa (2011), Điề u chế sét hữu từ khoáng bentonite Bình Thuận và khảo sát khả ứng dụng chúng, Luận án Tiến sĩ Hóa học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội Đỗ Hữu Phương (2010), Nghiên cứu trình hoạt hóa khoáng bentonit Thanh Hóa thăm dò khả ứng dụng xử lý môi trường, Luận văn thạc sĩ khoa học, Trường Đa ̣i ho ̣c Khoa ho ̣c Tự nhiên, Đa ̣i ho ̣c Quố c gia Hà nô ̣i Nguyễn Hữu Phú (1998), Giáo trình hấp phụ xúc tác bề mặt vật liệu vô mao quản, NXB khoa học kĩ thuật Phạm Thị Hà Thanh, Nghiêm Xuân Thung, Phạm trọng Long, Nguyễn Thị Ngọc Tú (2010) “Khảo sát trình điều chế sét hữu từ bentonit (Prolabo) đimetylđioctađecylamoni clorua” Tạp chí khoa học công nghệ, Tập 48(2), tr 951-956 II Tiếng anh Akçay G., Akçay M., Yurdakoç K (2006), “The characterization of prepared organomontmorillonite and sorption of phenoxyalkanoic acid herbicides from aqueous solution”, Journal of Colloid and Interface Science, 296, pp 428-433 Alexandre M., Dubois P (2000), “Polymer-layered silicate nanocomposites: preparation, properties and uses of a new class of materials”, Materials Science and Engineering, 28, pp 1-63 Ajayan P.M., L.S Schadler, P.V Braun (Editor) (2003), “Nanocomposite Science and Technology” Wiley-VCH Verlag GmbH Co KGaA, Weinheim 58 10 Benito R., Garcia-Guinea J., Valle-Fuentes F.J., Recio P (1998), “Mineralogy, geochemistry and uses of the mordenite-bentonite ash-tuff beds of Los Escullos, Almeria, Spain”, Journal of Geochemical Exploration, 62, pp.229-240 11 Bessho K, Degueldre C (2009), “Generation and sedimentation of colloidal bentonite particles in water”, Applied Clay Science, 43, pp 253-259 12 Breen C., Watson R (1998), “Acid-activated organoclays: preparation, characterisation and catalytic activity of polycation-treated bentonites”, Applied Clay Science, 12, pp 479-494 13 Bergaya F., Theng B.K.G., Lagaly G (2006), Handbook of Clay Science, First Edition Elsevier 14 Boulet P., Greenwell H.C., Stackhouse S., Coveney P.V (2006), “Recent advances in understanding the structure and reactivity of clays using electronic structure calculations”, Journal of Molecular Structure: Theochem, 762, pp 33-48 15 Charles E Weaver Lin D Pollard (1973), “The Chemistry of Clay Minerals Elsevier Scientific Publishing Company 16 Grim R.E., Guven N (1978), “Bentonite: Geology, Mineralogy, Properties and Uses”, Elsevier Scientific Publishing Company 17 Kaufhold S., Dohrmann R., Klinkenberg M., Siegesmund S., Ufer K (2010), “N2-BET specific surface area of bentonites”, Journal of Colloid and Interface Science, 349, pp 275-2821 18 Komine H (2004), “Simplified evaluation for swelling characteristics of bentonites”, Engineering Geology, 71, pp 265-279 19 Lagaly G., Reese M., Abend S (1999), “Smectites as colloidal stabilizers of emulsions II Rheological properties of smectite-laden Emulsions”, Applied Clay Science, 14, pp.279-298 20 Lee J.Y., Lee H.K (2004), “Characterization of organobentonite used for polymer nanocomposites” Mater Chem Phys., 85, pp 410–415 21 Ozturk N., Tabak A., Akgöl S., Denizli A (2007), “Newly synthesized bentonite–histidine (Bent–Hist) micro-composite affinity sorbents for IgG adsorption”, Colloids Surf., A Physicochem Eng Asp., 301, pp 490–497 59 22 Tang, Y., Hu, Y., Song, L., Gui, Z., Chen, Z., Fan, W (2003), “Preparation and thermal stability of polypropylene/montmorillonite nanocomposites”, Polym Degrad Stab., 82, pp 127–131 23 Velde B (1985), “Clay minerals”, Elsevier Science Publishers B.V 24 Wang T., Zhu J., Zhu R., Ge F., Yuan P., He H (2010), “Enhancing the sorption capacity of CTMA-bentonite by simultaneous intercalation of cationic polyacrylamide”, Journal of Hazardous Materials, 178, pp.1078-1084 60 PHỤ LỤC Giản đồ XRD của các mẫu sét hữu khảo sát ảnh hưởng của nhiêṭ đô ̣ phản ứng Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - Sample TH-30 400 d=35.793 200 d=17.563 Lin (Cps) 300 100 10 2-Theta - Scale File: Thanh TN mau TH-30.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 1.000 ° - End: 10.000 ° - Step: 0.008 ° - Step time: s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: s - 2-Theta: 1.000 ° - Theta: 0.500 ° - Chi: 0.00 ° o Hin ̀ h 1.1: Giản đồ XRD của mẫu sét hữu điề u chế ở 30 C Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - Sample TH-40 d=35.888 400 200 d=17.722 Lin (Cps) 300 100 2-Theta - Scale File: Thanh TN mau TH-40.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 1.000 ° - End: 10.000 ° - Step: 0.008 ° - Step time: s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: s - 2-Theta: 1.000 ° - Theta: 0.500 ° - Chi: 0.00 ° o Hin ̀ h 1.2: Giản đồ XRD mẫu sét hữu điề u chế ở 40 C 10 TH-0,8 SampleTH-50 ADVANCE-Bruker- -Sample D8ADVANCE-Bruker VNU,D8 HUS,VNU, Chemistry,HUS, FacultyofofChemistry, Faculty 700 600 d=37.967 Lin (Cps) 500 400 300 200 100 10 2-Theta - Scale File: s -s Temp.: 2525 °C°C (Room) - Time Started: s6-s2-Theta: 1.000 ° - °Theta: 0.500 ° - °Chi: 0.00 ° ° °0.00 - Chi: 0.500 - Theta: 1.000 - 2-Theta: Started: - Time (Room) - Temp.: time:1.1 - Steptime: 0.008° -° Step - Step:0.008 10.000° -° Step: End:10.000 1.000° °- -End: Start:1.000 locked- -Start: 2Th/Thlocked Type:2Th/Th TH-0,8.raw- -Type: mau TH-50.raw TN mau Thanh TN File: Thanh o Hin ̀ h 1.3: Giản đồ XRD của mẫu sét hữu điề u chế ở 50 C Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - Sample TH-60 d=35.543 400 200 d=17.722 Lin (Cps) 300 100 2-Theta - Scale File: Thanh TN mau TH-60.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 1.000 ° - End: 10.000 ° - Step: 0.008 ° - Step time: s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: s - 2-Theta: 1.000 ° - Theta: 0.500 ° - Chi: 0.00 ° o Hin ̀ h 1.4: Giản đồ XRD của mẫu sét hữu điề u chế ở 60 C 10 Faculty of of Chemistry, Chemistry, HUS, HUS, VNU, VNU, D8 D8 ADVANCE-Bruker ADVANCE-Bruker Sample SampleTH-70 TH-61h Faculty 600 500 d=34.597 300 d=17.748 Lin (Cps) 400 200 100 10 2-Theta - Scale ° -° Step time: 1 s -s Temp.: 2525 °C°C (Room) - Time Started: s6- s2-Theta: 1.000 ° - Theta: 0.500 ° - Chi: 0.000.00 °- ° File: Thanh Thanh TN TN mau mau TH-70.raw TH-6h.raw Type: Type:2Th/Th 2Th/Thlocked locked- -Start: Start:1.000 1.000° °- -End: End:10.000 10.000° °- Step: - Step:0.008 0.008 - Step time: - Temp.: (Room) - Time Started: - 2-Theta: 1.000 ° - Theta: 0.500 ° - Chi: o Hin ̀ h 1.5: Giản đồ XRD của mẫu sét hữu điề u chế ở 70 C Giản đồ XRD mẫu sét hữu khảo sát ảnh hưởng của tỉ lê ̣ khố i lươ ̣ng TĐTM/bentonit 0,3 FacultyofofChemistry, Chemistry,HUS, HUS, VNU, ADVANCE-Bruker - Sample TH-9 Faculty VNU, D8D8 ADVANCE-Bruker - Sample TH-0,3 700 600 400 d=34.974 300 d=17.905 Lin (Cps) 500 200 100 2-Theta - Scale File: Thanh Type: 2Th/Th ° -°End: 10.000 ° - Step: 0.008 ° - Step time:time: s -1 Temp.: 25 °C 25 (Room) - Time -Started: s - 2-Theta: 1.000 ° - 1.000 Theta:°0.500 ° - Chi: 0.00 File: ThanhTN TNmau mauTH-0,3.raw TH-9.raw Type: 2Th/Thlocked locked- -Start: Start:1.000 1.000 - End: 10.000 ° - Step: 0.008 ° - Step s - Temp.: °C (Room) Time Started: s - 2-Theta: - Theta: 0.500 ° -°Chi: 0.00 ° - Hin ̀ h 2.1: Giản đồ XRD của mẫu sét hữu điề u chế ở tỉ lê ̣ khố i lươ ̣ng TĐTM/bentonit 0,3 10 Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - Sample TH-0,4 700 600 400 d=36.285 Lin (Cps) 500 300 200 100 10 2-Theta - Scale File: Thanh TN mau TH-0,4.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 1.000 ° - End: 10.000 ° - Step: 0.008 ° - Step time: s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: s - 2-Theta: 1.000 ° - Theta: 0.500 ° - Chi: 0.00 ° Hin ̀ h 2.2: Giản đồ XRD của mẫu sét hữu điề u chế ở tỉ lệ khố i lươ ̣ng TĐTM/bentonit 0,4 Faculty of of Chemistry, HUS, VNU, D8D8 ADVANCE -Bruker - Sample TH-0,5 Faculty Chemistry, HUS, VNU, ADVANCE-Bruker - Sample TH-60 d=35.543 400 200 d=17.722 Lin (Cps) 300 100 2-Theta - Scale File: Thanh Thanh TN Type: 2Th/Th 2Th/Thlocked locked Start: Start:1.000 1.000°° End: 10.000 °° Step: Step: 0.008 0.008 °° Step Step time: time: 1 ss Temp.: Temp.: 25 25 °C °C (Room) (Room) Time File: TN mau mau TH-0,5.raw TH-60.raw Type: End: 10.000 TimeStarted: Started: 66ss 2-Theta: 2-Theta: 1.000 1.000 °° Theta: Theta: 0.500 0.500 °° Chi: Chi: 0.00 0.00 °° - Hin ̀ h 2.3: Giản đồ XRD của mẫu sét hữu điề u chế ở tỉ lê ̣ khối lượng TĐTM/bentonit 0,5 10 FacultyofofChemistry, Chemistry,HUS, HUS,VNU, VNU, ADVANCE-Bruker - Sample TH-0,5 0,6 Faculty D8D8 ADVANCE-Bruker - Sample TH-0,6 800 700 600 400 d=37.689 Lin (Cps) 500 d=17.796 300 200 100 10 2-Theta - Scale 1.000 ° -°End: 10.000 ° - °Step: 0.008 ° - Step time: s1 - Temp.: 25 °C - Time Started: s - 15 2-Theta: 1.000 °1.000 - Theta: 0.500 °0.500 - Chi: °0.00 ° - 0.00 File: Thanh Thanh TN TN mau mauTH-0,6.raw TH-0,5.raw- -Type: Type:2Th/Th 2Th/Thlocked locked- Start: - Start: 1.000 - End: 10.000 - Step: 0.008 ° - Step time: s - Temp.: 25(Room) °C (Room) - Time Started: s - 2-Theta: ° - Theta: - Chi: Hin ̀ h 2.4: Giản đồ XRD của mẫu sét hữu điề u chế tỉ lê ̣ khối lượng TĐTM/bentonit 0,6 Faculty D8D8 ADVANCE-Bruker - Sample TH-0,7 FacultyofofChemistry, Chemistry,HUS, HUS,VNU, VNU, ADVANCE-Bruker - Sample TH-0,6 0,7 700 600 400 300 d=17.852 Lin (Cps) d=36.462 500 200 100 2-Theta - Scale locked - Start: 1.000 ° - °End: 10.000 ° - Step: 0.008 ° - Step time:time: s -1.Temp.: 25 °C25 (Room) - Time- Started: s - 2-Theta: 1.000 °1.000 - Theta: - Chi: 0.00 ° - 0.00 ° File: Thanh Thanh TN TNmau mauTH-0,7.raw TH-0,6.raw- -Type: Type:2Th/Th 2Th/Th locked - Start: 1.000 - End: 10.000 ° - Step: 0.008 ° - Step s - Temp.: °C (Room) Time Started: s - 2-Theta: ° - 0.500 Theta:° 0.500 ° - Chi: Hin ̀ h 2.5: Giản đồ XRD của mẫu sét hữu điề u chế tỉ lê ̣ khối lượng TĐTM/bentonit 0,7 10 Giản đồ XRD của các mẫu sét hữu khảo sát ảnh hưởng của pH dung dich ̣ Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE -Bruker - Sample TH-7 Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - Sample TH-8 700 600 400 d=34.468 Lin (Cps) 500 d=17.666 300 200 100 10 2-Theta - Scale File: Thanh TN TN mau mau TH-7.raw TH-8.raw Type: Type: 2Th/Th 2Th/Th locked locked Start: Start: 1.000 1.000 °° End: End: 10.000 10.000 °° Step: Step: 0.008 0.008°° Step Steptime: time:1 1.ss Temp.: Temp.:25 25°C °C(Room) (Room)- -Time TimeStarted: Started:55s s- -2-Theta: 2-Theta:1.000 1.000° °- -Theta: Theta:0.500 0.500° °- -Chi: Chi:0.00 0.00° °- - Hin ̀ h 3.2: Giản đồ XRD của mẫu sét hữu điề u chế pH bằ ng FacultyofofChemistry, Chemistry,HUS, HUS, VNU, ADVANCE-Bruker - Sample TH-7 Faculty VNU, D8D8 ADVANCE -Bruker - Sample TH-8 600 500 d=35.360 300 d=17.567 Lin (Cps) 400 200 100 2-Theta - Scale File: s - s2-Theta: 1.000 ° - Theta: 0.500 ° - Chi: 0.000.00 °- ° File: Thanh Thanh TN TN mau mau TH-8.raw TH-7.raw Type: Type: 2Th/Th 2Th/Thlocked locked Start: Start:1.000 1.000°° End: End:10.000 10.000° °- -Step: Step:0.008 0.008° °- -Step Steptime: time:1.1.s s- -Temp.: Temp.:2525°C°C(Room) (Room)- Time - TimeStarted: Started:6 17 - 2-Theta: 1.000 ° - Theta: 0.500 ° - Chi: Hin ̀ h 3.3: Giản đồ XRD của mẫu sét hữu điề u chế ở pH bằ ng 10 FacultyofofChemistry, Chemistry,HUS, HUS,VNU, VNU, ADVANCE-Bruker - Sample TH-60 Faculty D8D8 ADVANCE -Bruker - Sample TH-9 d=35.543 400 200 d=17.722 Lin (Cps) 300 100 10 2-Theta - Scale File: - Type: 2Th/Th locked - Start: 1.000 ° -°End: 10.000 ° - °Step: 0.008 ° - °Step time: s1.- sTemp.: 25 25 °C °C (Room) - Time Started: s 6- 2-Theta: 1.000 ° - Theta: 0.500 ° - Chi: 0.000.00 °- ° File: Thanh Thanh TN TN mau mauTH-9.raw TH-60.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 1.000 - End: 10.000 - Step: 0.008 - Step time: - Temp.: (Room) - Time Started: s - 2-Theta: 1.000 ° - Theta: 0.500 ° - Chi: Hin ̀ h 3.4: Giản đồ XRD của mẫu sét hữu điề u chế ở pH bằ ng Faculty Chemistry,HUS, HUS,VNU, VNU,D8D8ADVANCE-Bruker ADVANCE-Bruker- Sample - SampleTH-10 TH-11 10 Faculty ofof Chemistry, 700 600 400 d=35.101 300 d=17.590 Lin (Cps) 500 200 100 2-Theta - Scale mau TH-10.raw File: Thanh TN mau TH-11.raw - Type: 2Th/Th 2Th/Th locked locked Start: Start: 1.000 1.000 °° End: End: 10.000 10.000 °° Step: Step: 0.008 0.008 °° Step Step time: time: 1 ss Temp.: Temp.: 25 25 °C °C (Room) (Room) Time TimeStarted: Started:55ss 2-Theta: 2-Theta:1.000 1.000°° Theta: Theta:0.500 0.500°°- -Chi: Chi:0.00 0.00°°- Hin ̀ h 3.5: Giản đồ XRD mẫu sét hữu điề u chế ở pH bằ ng 10 10 Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker ADVANCE-Bruker Sample Sample TH-pH6 TH-11 600 500 d=33.237 300 d=18.007 Lin (Cps) 400 200 100 10 2-Theta - Scale ° - Chi: 0.500 ° - Theta: 1.000 s - 2-Theta: Started: - Time (Room) - Temp.: time: - Step 0.008 - Step: 10.000 - End: 1.000 - Start: locked 2Th/Th - Type: TH-pH6.raw mau TH-11.raw TN mau Thanh TN File: Thanh File: - Type: 2Th/Th locked - Start: 1.000 ° -°End: 10.000 ° - °Step: 0.008 ° - °Step time: 1 s -sTemp.: 25 25 °C °C (Room) - Time Started: s10 - 2-Theta: 1.000 ° - Theta: 0.500 ° - Chi: 0.000.0 °- Hin ̀ h 3.6: Giản đồ XRD của mẫu sét hữu điề u chế ở pH bằ ng 11 Giản đồ XRD của các mẫu sét hữu khảo sát ảnh hưởng của thời gian phản ứng Faculty FacultyofofChemistry, Chemistry,HUS, HUS,VNU, VNU,D8 D8ADVANCE-Bruker ADVANCE-Bruker- Sample - SampleTH-2h TH-1h 500 400 200 d=17.747 d=35.076 Lin (Cps) 300 100 2-Theta - Scale File: Thanh Thanh TN TN mau mauTH-2h.raw TH-1h.raw- -Type: Type:2Th/Th 2Th/Thlocked locked- -Start: Start:1.000 1.000° °- -End: End:10.000 10.000° °- Step: - Step:0.008 0.008° -° Step - Step time: - Temp.: (Room) - Time Started: - 2-Theta: 1.000 - Theta: 0.500 - Chi: 0.00 File: time: 1.1 s -s Temp.: 2525 °C°C (Room) - Time Started: s5-s2-Theta: 1.000 ° - °Theta: 0.500 ° - °Chi: 0.00 °-° Hin ̀ h 4.2: Giản đồ XRD của mẫu sét hữu điề u chế thời gian giờ 10 FacultyofofChemistry, Chemistry,HUS, HUS,VNU, VNU,D8 D8ADVANCE-Bruker ADVANCE-Bruker- -Sample SampleTH-3h TH-2h Faculty 500 400 d=35.688 Lin (Cps) 300 d=17.639 200 100 10 2-Theta - Scale Thanh TN TN mau mau TH-3h.raw TH-2h.raw Type: Type: 2Th/Th 2Th/Th locked locked Start: Start: 1.000 1.000°° End: End:10.000 10.000°° Step: Step:0.008 0.008°°- -Step Steptime: time:1.1.ss- -Temp.: Temp.:25 25°C °C(Room) (Room)- -Time TimeStarted: Started:5 6s s- -2-Theta: 2-Theta:1.000 1.000° -° Theta: - Theta:0.500 0.500° -° Chi: - Chi:0.00 0.00° -° File: Thanh Hin ̀ h 4.3: Giản đồ XRD mẫu sét hữu điề u chế thời gian giờ FacultyofofChemistry, Chemistry,HUS, HUS,VNU, VNU,D8 D8ADVANCE-Bruker ADVANCE-Bruker- -Sample SampleTH-4h TH-60 Faculty d=35.543 400 200 d=17.722 Lin (Cps) 300 100 2-Theta - Scale File: Thanh TN mau mau TH-4h.raw TH-60.raw Type: Type: 2Th/Th 2Th/Thlocked locked- -Start: Start:1.000 1.000° °- -End: End:10.000 10.000° °- -Step: Step:0.008 0.008° °- -Step Steptime: time:1.1.s s- Temp.: - Temp.:2525°C°C(Room) (Room) - Time Started: - 2-Theta: 1.000 - Theta: 0.500 - Chi: 0.00 Thanh TN - Time Started: s6 -s2-Theta: 1.000 ° - °Theta: 0.500 ° - °Chi: 0.00 ° -° Hin ̀ h 4.4: Giản đồ XRD mẫu sét hữu điề u chế thời gian giờ 10 FacultyofofChemistry, Chemistry,HUS, HUS, VNU, ADVANCE-Bruker - Sample TH-4h Faculty VNU, D8D8 ADVANCE-Bruker - Sample TH-5h 500 400 d=36.558 Lin (Cps) 300 d=17.567 200 100 10 2-Theta - Scale File: Thanh TN mau TH-5h.raw TH-4h.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 1.000 ° - End: 10.000 °° - Step: 0.008 ° - Step time: ss - Temp.: Temp.: 25 25 °C °C (Room) (Room) Time Time Started: Started: 55 ss 2-Theta: 2-Theta: 1.000 1.000 °° Theta: Theta: 0.500 0.500 °° Chi: Chi: 0.00 0.00 °° - Hin ̀ h 4.5: Giản đồ XRD của mẫu sét hữu điề u chế thời gian giờ Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - Sample TH-5h Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - Sample TH-6h6h 500 400 d=34.566 Lin (Cps) 300 d=17.954 200 100 2-Theta - Scale File: Thanh Thanh TN TN mau mauTH-6h.raw TH-5h.raw Type: Type:2Th/Th 2Th/Thlocked locked- -Start: Start:1.000 1.000°°- -End: End:10.000 10.000° °- -Step: Step:0.008 0.008° °- -Step Steptime: time:1.1.ss- -Temp.: Temp.:25 25°C °C(Room) (Room)- -Time TimeStarted: Started:5 6s s- -2-Theta: 2-Theta:1.000 1.000° °- Theta: - Theta:0.500 0.500° °- Chi: - Chi:0.00 0.00° °File: Hin ̀ h 4.6: Giản đồ XRD mẫu sét hữu điề u chế thời gian giờ 10 [...]... hữu cơ, đặc biệt là các chất hữu mạch vòng, các chất có phân tử lượng lớn Bên cạnh đó nguồn khoáng bentonit tại Việt Nam rất lớn phân bố từ Bắc vào Nam với trữ lượng lớn như Cổ Định – Thanh Hóa, Di Linh – Lâm Đồng, Thuận Hải – Bình Thuận, Trên những cơ sở khoa học và thực tiễn đó, tôi đã chọn đề tài: Nghiên cứu điều chế sét hữu cơ từ bentonit Thanh Hóa với tetrađecyltrimetylamoni bromua và bước đầu. .. học nghiên cứu phản ứng trao đổi cation giữa bentonit với các muối amoni hữu cơ và sự tương quan giữa tỷ lệ bề mặt phiến sét bị che phủ bằng các cation hữu cơ với số lớp cation hữu cơ sắp xếp trong không gian giữa hai phiến sét Khi bề mặt phiến sét bị che phủ hơn 50% thì các cation hữu cơ bắt đầu sắp xếp thành hai lớp 1.2.3 Tính chất của sét hữu cơ 1.2.3.1 Tính hấp phụ Do sét hữu cơ có tính ưa hữu cơ. .. của Trung Quốc Năm 1980, Công ty bắt 6 đầu sản xuất sét hữu cơ trên cơ sở bentonit – Na Từ đầu năm 1990 đã phát triển và sản xuất sét hữu cơ trên cơ sở bentonit - Ca Năm 1996, Công ty đã xây dựng một dây chuyền sản xuất sét hữu cơ lớn nhất của Trung Quốc Từ năm 1999, bắt đầu phát triển và sản xuất các loại sản phẩm sét hữu cơ dễ phân tán và trở thành công ty đầu tiên của Trung Quốc sản xuất vật liệu... cation hữu cơ được sử dụng làm tác nhân trao đổi, người ta còn sử dụng một số hợp chất hữu cơ khác Đã có nhiều công trình nghiên cứu điều chế vật liệu sét hữu cơ ở các điều kiện khác nhau được công bố Sét hữu cơ tổng hợp bằng phương pháp ướt theo các bước: đầu tiên phân tán sét trương nở trong nước với nồng độ nhỏ hơn 10% theo khối lượng, tốt nhất từ 2% đến 4%, khuấy mạnh để các hạt sét bị hiđrat hoá và. .. trình hấp phụ cation hữu cơ vào giữa các lớp bentonit xảy ra tốt hơn [3], [6] Ảnh hưởng của thời gian phản ứng Bản chất của tương tác giữa phân tử hữu cơ với bentonit là sự khuếch tán các cation hữu cơ vào giữa hai lớp sét nên thời gian phản ứng có ảnh hưởng đến chất lượng sét hữu cơ Khi thời gian phản ứng tăng, sự khuếch tán và hấp phụ của cation hữu cơ vào bentonit tăng lên và sau đó đạt giá trị... thấm…[6] 12 1.2.5 Tổng hợp sét hữu cơ 1.2.5.1 Các hợp chất hữu cơ được sử dụng để điều chế sét hữu cơ Các muối ankyl amoni bậc bốn Các muối ankyl amoni bậc bốn là loại hợp chất hữu cơ được sử dụng nhiều nhất để điều chế sét hữu cơ Chúng là chất hoạt động bề mặt kiểu cation và được tổng hợp bằng cách ankyl hóa hoàn toàn amoniac hoặc các amin Các ion ankylamoni bậc bốn thường được sử dụng nhiều hơn các ion... hợp từ 110oC đến 150oC d Hoạt hóa bằng chất hữu cơ Khi bentonit được hoạt hóa bằng chất hữu cơ nó sẽ tạo một lớp bao phủ tối ưu của chất hữu cơ trên bề mặt đất sét Vì vậy nó có khả năng hấ p phu ̣ tốt các chất hữu cơ 1.1.6 Nguồn tài nguyên bentonit 1.1.6.1 Tình hình nghiên cứu và sử dụng bentonit ở một số nước trên thế giới Trên thế giới nguồn khoáng bentonit được khai thác ngày càng nhiều và sử dụng. .. [8] Sét hữu cơ cũng được sử dụng làm chất chống sa lắng trong môi trường hữu cơ do sét hữu cơ có khả năng trương nở và tạo gel trong dung môi hữu cơ Hiện nay, sét hữu cơ ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, như đã được dùng làm chất tạo cấu trúc cho dung dịch khoan trong công nghiệp dầu khí, trong sơn lưu hóa nhiệt, chất làm sạch dầu trong nhũ tương dầu nước Ngoài ra, sét hữu cơ còn được sử dụng. .. phản ứng trao đổi cation là phương pháp khuếch tán trong môi trường nước [1],[3],[6] Tổng hợp sét hữu cơ bằng phương pháp khô Các phân tử chất hữu cơ có thể được chèn vào giữa các lớp sét khô bởi phản ứng ở trạng thái rắn Phương pháp này có ưu điểm là không sử dụng dung môi trong quá trình điều chế và có khả năng ứng dụng trong công nghiệp Phản ứng ở trạng thái rắn đầu tiên của sét và cation hữu cơ được... chiều dài mạch hữu cơ, một phần khác là do độ bền nhiệt động học của các cation amoni bậc 4 trên bề mặt các hạt sét lớn hơn so với độ bền nhiệt động học của chúng được hiđrat hóa Do vậy sét hữu cơ tương đối ổn định nhiệt, nó có thể sử dụng ở nhiệt độ lên tới 250oC 1.2.4 Ứng dụng của sét hữu cơ Sét hữu cơ đã được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như: Xử lý môi trường: sét hữu cơ là chất hấp ... tài: Nghiên cứu điều chế sét hữu từ bentonit Thanh Hóa với tetrađecyltrimetylamoni bromua bước đầu thăm dò ứng dụng Chương TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu bentonit 1.1.1 Thành phần bentonit Dựa vào... Thị Hà Thanh THÁI NGUYÊN - 2015 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: Đề tài: Nghiên cứu điều chế sét hữu từ bentonit Thanh Hóa với tetrađecyltrimetylamoni. .. phương pháp điều chế sét hữu Quá trình tổng hợp sét hữu dựa chế phản ứng xảy khoáng sét với hợp chất hữu Phản ứng thay xảy 13 phân tử nước lớp sét thay phân tử phân cực Các hợp chất hữu trung hoà