Các phương pháp đánh giá đặc tính của vật liệu hấp ph

Header Page of 126 LỜI CẢM ƠN Với lòng biết ơn sâu sắc, em xin gửi lời cảm ơn đến Tiến sỹ Nguyễn Mạnh Tường – Viện Hóa học vật liệu (Viện Khoa học – Công nghệ Quân sự) đã dành nhiều thời gian tâm huyết hướng dẫn nghiên cứu giúp em hoàn thành luận văn tốt nghiệp Em chân thành cảm ơn Phó Giáo sư, Tiến sỹ Nguyễn Văn Nội – Trường Đại học Khoa học Tự nhiên (Đại học Quốc gia Hà Nội) Thạc sỹ Đỗ Thị Thủy – Viện Hóa học vật liệu (Viện Khoa học – Công nghệ Quân sự) giúp đỡ em hoàn thành luận văn Nhân đây, em xin chân thành cảm ơn thầy cô Khoa Hóa học – Trường Đại học Khoa học Tự nhiên (Đại học Quốc gia Hà Nội) anh chị phòng Vật liệu nano (Viện Hóa học vật liệu, Viện Khoa học – Công nghệ Quân sự) tạo điều kiện giúp đỡ để em học tập hoàn thành luận văn tốt nghiệp Đồng thời em xin cảm ơn người thân gia đình, bạn bè tạo điều kiện giúp đỡ để em hoàn thành luận văn Hà Nội, ngày 12 tháng 12 năm 2012 Học viên Nguyễn Tuấn Nam Footer Page of 126 Header Page of 126 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Tiếng Anh AAS Atomic Absorption Tiếng Việt Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử Spectrometric CNT Carbon nanotube Ống nano cacbon CVD Chemical vapor diposition Phương pháp lắng đọng pha hoá học MWCNT Multi – layer carbon Ống nano cacbon đa lớp nanotubes SEM Scanning electron Phương pháp hiển vi điện tử quét microscopy SWCNT: Single – layer carbon nanotube Footer Page of 126 Ống nano cacbon đơn lớp Header Page of 126 MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU Chương 1: TỔNG QUAN 1.1 Vật liệu 1.1.1 Vật liệu nano phương pháp chế tạo 1.1.2 Ống nano cacbon (CNT) 1.1.2 Vật liệu gốm xốp (Ceramic) 13 1.2 Ô nhiễm Asen phương pháp xử lí 13 1.2.1 Dạng tồn As tự nhiên 13 1.2.2 Độc tính As .17 1.2.3 Tình trạng ô nhiễm As 19 1.2.4 Một số công nghệ xử lý ô nhiễm As 23 Chương 2: THỰC NGHIỆM 26 2.1 Mục tiêu nội dung nghiên cứu .26 2.1.1 Mục tiêu nghiên cứu 26 2.1.2 Nội dung nghiên cứu 26 2.2 Hóa chất, dụng cụ 26 2.2.1 Dụng cụ 26 2.2.2 Hóa chất vật liệu 26 2.3 Các phương pháp đánh giá đặc tính vật liệu hấp phụ 27 2.3.1 Phương pháp tính toán dung lượng hấp phụ cực đại 27 2.3.2 Phương pháp hiển vi điện tử quét SEM 29 2.3.3 Phương pháp xác định diện tích bề mặt 31 2.4 Kỹ thuật thực .33 2.5 Chế tạo xúc tác .33 2.6 Chế tạo gốm xốp 36 2.7 Chế tạo Gốm/CNT .38 2.7.1 Chế tạo CNT gốm xốp 38 2.7.2 Khảo sát khả hấp phụ As vật liệu .41 Footer Page of 126 Header Page of 126 Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .42 3.1 Chế tạo vật liệu .42 3.1.1 Chế tạo xúc tác 42 3.1.2 Chế tạo gốm xốp 42 3.1.3.Chế tạo CNT gốm xốp 48 3.2 Khảo sát khả hấp phụ As vật liệu 56 KẾT LUẬN 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO 61 Footer Page of 126 Header Page of 126 DANH MỤC BẢNG Bảng 3.1 Đặc trưng số hệ xúc tác .42 Bảng 3.2 Gốm xốp với thành phần: 50 g + 10 g +5 g xúc tác + 30% theo V chất tạo xốp .46 Bảng 3.3 Gốm xốp với thành phần: 50 g + 10 g +7 g xúc tác + 50% theo V chất tạo xốp .46 Bảng 3.4 Thành phần: 50 g + 10 g +5 g xúc tác + 40 % theo V chất tạo xốp .47 Bảng 3.5 Gốm xốp với thành phần: 50 g + 10 g + g xúc tác + 30% chất tạo xốp 47 Bảng 3.6 Gốm xốp gắn CNT với thành phần: 50 g + 10 g +5 g xúc tác + 30% chất tạo xốp .48 Bảng 3.7 Gốm xốp gắn CNT với thành phần: 50 g + 10 g +7 g xúc tác + 30% chất tạo xốp .48 Bảng 3.8 Gốm xốp gắn CNT với thành phần: 50 g + 10 g +5 g xác tác + 30% chất tạo xốp .49 Bảng 3.9 Thành phần vật liệu chế tạo gốm xốp .49 Bảng 3.10 Kết đo mức độ xốp hàm lượng CNT gốm xốp .50 Bảng 3.11 Kết khảo sát thời gian hấp phụ vật liệu Asen .57 Bảng 3.12 Các giá trị tính cho cân hấp phụ theo Langmuir 58 Footer Page of 126 Header Page of 126 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Cấu trúc graphit tạo mặt graphen Hình 1.2 Mô tả cách cuộn graphen để có CNT Hình 1.3 Mô tả cấu trúc SWCNT MWCNT Hình 1.4 Mô tả cấu trúc SWCNT .8 Hình 1.5 Ảnh hưởng pH đến dạng tồn As 15 Hình 1.6 Đồ thị Eh-pH dạng tồn As hệ gồm As-O2-H2O 25 oC áp suất bar 16 Hình 1.7 Đồ thị Eh-pH hệ As-Fe-H2O 17 Hình 1.8 Bản đồ ô nhiễm As đồng lưu vực sông Hồng .21 Hình 1.9 Tình hình nhiễm As Hà nội 12/1999 22 Hình 1.10 Tình hình nhiễm As nước ngầm số bãi giếng khai thác nước ngầm Hà Nội, 2001 22 Hình 1.11 Bản đồ ô nhiễm As lưu vực sông MeKong –Việt Nam 23 Hình 2.1 Đường hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir .27 Hình 2.2 Đồ thị để xác định số phương trình Langmuir 28 Hình 2.3 Sơ đồ nguyên lý kính hiển vi điện tử quét 31 Hình 2.4 Dạng đồ thị đường thẳng BET 32 Hình 2.5 Sơ đồ thiết bị trình tổng hợp xúc tác 34 Hình 2.6 Thiết bị chế tạo xúc tác phương pháp phương pháp cháy ướt 35 Hình 2.7 Sơ đồ quy trình chế tạo vật liệu gốm xốp có gắn CNT .37 Hình 2.8 Sơ đồ thiết bị phản ứng .39 Hình 2.9 Thiết bị gián đoạn tổng hợp ống nano cacbon PTN 40 Hình 3.1 Đồ thị phân bố kích thước hạt cao lanh 43 Hình 3.2 Đồ thị phân bố kích thước hạt đất sét 44 Hình 3.3 Đồ thị phân bố kích thước hạt xúc tác 45 Hình 3.4 Vật liệu gốm xốp trước sau gắn CNT (chế tạo sở chất tạo xốp) 50 Hình 3.6 Ảnh SEM gốm xốp/nano cacbon 51 Hình 3.7 Ảnh SEM gốm xốp/nano cacbon 51 Footer Page of 126 Header Page of 126 Hình 3.8 Đồ thị đường hấp phụ đẳng nhiệt BET N2 vật liệu gốm xốp 52 Hình 3.9 Đồ thị biểu diễn theo tọa độ BET N2 gốm xốp 52 Hình 3.10 Đồ thị biểu diễn theo tọa độ Langmuir vật liệu hấp phụ N2 .53 gốm xốp .53 Hình 3.11 Đồ thị đường hấp phụ đẳng nhiệt BET N2 gốm xốp/CNT 54 Hình 3.12 Đồ thị biểu diễn theo tọa độ BET vật liệu hấp phụ N2 gốm xốp/CNT 54 Hình 3.13 Đồ thị biểu diễn theo tọa độ Langmuir vật liệu hấp phụ N2 gốm xốp/CNT 55 Hình 3.14 Đồ thị biểu diễn thời gian đạt cân hấp phụ Asen vật liệu 57 Hình 3.15 Đồ thị để tính dung lượng hấp phụ cực đại theo Langmuir 58 Hình 3.16 Đường cong cân hấp phụ đẳng nhiệt theo Langmuir .59 Footer Page of 126 Header Page of 126 LỜI MỞ ĐẦU Nước tài nguyên thiên nhiên vô quý giá, nước có sống Đối với người không yếu tố quan trọng nước Chúng ta sống khó khăn thiếu lượng, thiếu chỗ ở, chí thức ăn tồn thiếu nước Hiện nay, tình trạng ô nhiễm nước ngày nghiêm trọng Nước bị ô nhiễm thường chứa chất có hại cho thể người hợp chất kim loại nặng, hợp chất lưu huỳnh, nitơ, Asen số hợp chất hữu khác Trong đó, việc sử dụng nước ngầm ô nhiễm Asen thường gây số bệnh ung thư da, rối loạn hệ thần kinh, ảnh hưởng đến thận, tóc, máu Cả ống nano cacbon gốm xốp biết đến vật liệu mao quản có khả hấp phụ cách tuyệt vời ion phần tử nhỏ nước Với mục đích khai thác tiềm hai loại vật liệu công nghệ môi trường mà cụ thể xử lý nước bị ô nhiễm Asen, chọn thực đề tài: “Nghiên cứu chế tạo, đặc trưng cấu trúc vật liệu ống nano cacbon gắn gốm ứng dụng để xử lý Asen nước bị ô nhiễm” Footer Page of 126 Header Page of 126 Chương 1: TỔNG QUAN 1.1 Vật liệu 1.1.1 Vật liệu nano phương pháp chế tạo Công nghệ nano làm thay đổi sống nhờ vào khả can thiệp người kích thước nano mét, đó, vật liệu nano thể nhiều tính chất đặc biệt lý thú Khoa học công nghệ nano phát triển mạnh thời gian gần Các chuyên gia hàng đầu giới cho công nghệ nano năm ngành công nghệ đột phá, có tác dụng tích cực vòng 25 năm tới kinh tế giới Ở nước ta khoa học công nghệ nano nhà khoa học nhà quản lý quan tâm Vật liệu nano với kích thước cỡ nano mét một, hai ba chiều thể nhiều tính chất khác biệt với vật liệu dạng khối Vật liệu nano có tính chất ưu việt như: độ bền học cao, tính siêu thuận từ, hoạt tính hóa học hoạt tính xúc tác cao vật liệu nano ứng dụng nhiều lĩnh vực như: chuyển hóa lượng, cảm biến khí, gốm cách điện, sơn phủ chống mài mòn, xử lý môi trường, pin nhiên liệu, xúc tác Công nghệ nano ứng dụng nhiều lĩnh vực khoa học công nghệ, thay đổi chất hầu hết đối tượng người tạo kỉ Nói chung, công nghệ nano kỹ thuật sử dụng kích thước từ 0,1nm tới 100 nm để tạo biến đổi hoàn toàn lý tính cách sâu sắc hiệu ứng lượng tử (quantum size effect) Trong công nghệ nano có phương thức từ xuống (topdown) nghĩa chia nhỏ hệ thống có kích thước lớn để tạo đơn vị có kích thước nano phương thức từ lên (bottom-up) nghĩa lắp ghép hạt cỡ phân tử hay nguyên tử lại để thu kích thước nano Đặc biệt gần đây, việc thực công nghệ nano theo phương thức bottom-up trở thành kỹ thuật tạo hình thái vật liệu mà người mong muốn, nên thu hút nhiều quan tâm Trong bối cảnh người ta nói tới hoá học đặc biệt hoá học cao phân tử trở thành phương tiện quan trọng phương thức bottom-up Footer Page of 126 Header Page 10 of 126 Phương pháp từ xuống Phương pháp từ xuống phương pháp tạo hạt kích thước nano từ hạt có kích thước lớn hơn, dùng kỹ thuật nghiền biến dạng để biến vật liệu có kích thước lớn nano Phương pháp bao gồm công đoạn tán, nghiền, hợp kim học Theo phương pháp này, vật liệu dạng bột nghiền đến kích thước nhỏ Ngày máy nghiền thường dùng máy nghiền kiểu hành tinh hay máy nghiền quay Phương pháp học có ưu điểm đơn giản, dụng cụ chế tạo không đắt tiền chế tạo với lượng lớn vật liệu Tuy nhiên, lại có nhược điểm hạt bị tụ lại với nhau, phân bố kích thước hạt không đồng nhất, dễ bị nhiễm bẩn từ dụng cụ chế tạo thường khó đạt hạt có kích thước nhỏ Phương pháp thường dùng để chế tạo vật liệu hữu kim loại Trong phương pháp nghiền, vật liệu dạng nghiền bột trộn lẫn với viên bi làm từ vật liệu cứng đặt cối Máy nghiền phá vỡ bột đến kích thước nano Kết thu vật liệu nano không chiều Phương pháp từ lên Hình thành vật liệu nano từ nguyên tử ion Phương pháp từ lên phát triển mạnh mẽ tính linh động chất lượng sản phẩm cuối Phần lớn vật liệu nano điều chế từ phương pháp Nó phương pháp vật lí, phương pháp hóa học kết hợp hai phương pháp hóa học vật lí Phương pháp vật lí Đây phương pháp tạo vật liệu từ nguyên tử chuyển pha Nó bao gồm hai phương pháp: * Phương pháp chuyển pha: Vật liệu đun nóng làm nguội với tốc độ nhanh để thu trạng thái vô định hình, xử lý nhiệt để xảy chuyển pha vô định hình thành tinh thể (kết tinh) Footer Page 10 of 126 Header Page 56 of 126 + Hàm lượng xúc tác cao có nhiều điểm gốm xốp có hạt xúc tác, dẫn đến lượng CNT tạo nhiều Tuy nhiên tăng lượng xúc tác dẫn đến tăng lượng nano cacbon tạo thành dẫn đến độ bến vật liệu bị giảm đi, kết luận với lượng xúc tác 5g vật liệu tạo thành chứa ~10% nano cacbon, vật liệu tương đối bền  Nghiên cứu độ xốp vật liệu sau gắn CNT Với phương pháp tương tự xác định độ xốp vật liệu chưa gắn CNT, xác định độ xốp vật liệu sau gắn CNT: Bảng 3.8 Gốm xốp gắn CNT với thành phần: 50 g M1 + 10 g M2 +5 g M3 + 30% M4 theo thể tích Mẫu 4h 5h 6h 7h Khối lượng trước ngâm nước (g) 5,760 6,721 5,146 6,845 Khối lượng sau ngâm nước (g) 7,200 8,824 6,489 8,604 Tỷ lệ xốp (%) 25 24,3 26,1 25,7 Tỷ lệ xốp vật liệu sau gắn CNT giảm cách đáng kể so với vật liệu gốm xốp ban đầu dù CNT có cấu trúc rỗng Nguyên nhân lượng CNT tạo chiếm bớt phần không gian gốm xốp Từ kết nghiên cứu cho phép lựa chọn thành phần chế độ công nghệ sau: Bảng 3.9 Thành phần vật liệu chế tạo gốm xốp Nguyên liệu Tỷ lệ thành phần Cao lanh (M1) 50 Đất sét (M2) 10 Xúc tác (M3) Chất tạo xốp (M4) 30% theo thể tích tổng nguyên liệu Cách tiến hành: Cao lanh, đất sét, chất xúc tác chất tạo xốp trộn theo tỉ lệ định (bảng 3.9), hỗn hợp đưa qua hệ thống nghiền ướt với lượng nước vừa đủ, tiến hành nghiền thời gian – 6h Vật liệu tạo hình để khô tự 49 Footer Page 56 of 126 Header Page 57 of 126 nhiên sau tiến hành nung Sau nung vật liệu chuyển sang thiết bị CVD sử dụng khí hydrocacbon thời gian 15 phút Vật liệu sau chế tạo đo đạc khảo sát kết đưa bảng sau: Bảng 3.10 Kết đo mức độ xốp hàm lượng CNT gốm xốp Mẫu 4h 5h 6h 7h 8h Mức độ xốp (%) 29,5 28 28,8 29,2 28,7 Hàm lượng CNT (%) 9,0 9,5 10,5 9,9 9,3 Thấy mức độ xốp khả cấy CNT lên bề mặt gốm xốp không phụ thuộc nhiều vào thời gian nhiệt phân khối lượng xúc tác Với hàm lượng xúc tác g vật liệu gốm xốp có độ xốp 29%, thời gian 15 phút gắn - 10% CNT Dưới hình ảnh vật liệu gốm xốp gốm xốp có gắn CNT: Hình 3.4 Vật liệu gốm xốp trước sau gắn CNT (chế tạo sở chất tạo xốp) a b 50 Footer Page 57 of 126 Header Page 58 of 126 Hình 3.5 Vật liệu gốm xốp/nano cacbon: a-gốm xốp; b-gốm xốp/nano cacbon Hình thái học vật liệu gốm xốp/nano cacbon xác định ảnh SEM, kết hình 3.6 3.7 Hình 3.6 Ảnh SEM gốm xốp/nano cacbon Hình 3.7 Ảnh SEM gốm xốp/nano cacbon 51 Footer Page 58 of 126 Header Page 59 of 126 Nano cacbon hình thành phủ khoảng trống lỗ xốp gốm xốp với đường kính trung bình ~ 50 nm chiều dài khoảng µm Vật liệu gốm xốp/CNT xác định diện tích bề mặt Kết sau: Hình 3.8 Đồ thị đường hấp phụ đẳng nhiệt BET N2 vật liệu gốm xốp Hình 3.9 Đồ thị biểu diễn theo tọa độ BET N2 gốm xốp 52 Footer Page 59 of 126 Header Page 60 of 126 Hình 3.10 Đồ thị biểu diễn theo tọa độ Langmuir vật liệu hấp phụ N2 gốm xốp Hình 3.11 Đồ thị biểu diễn diện tích bề mặt riêng vật liệu hấp phụ N2 gốm xốp 53 Footer Page 60 of 126 Header Page 61 of 126 Hình 3.12 Đồ thị đường hấp phụ đẳng nhiệt BET N2 gốm xốp/CNT Hình 3.13 Đồ thị biểu diễn theo tọa độ BET vật liệu hấp phụ N2 gốm xốp/CNT 54 Footer Page 61 of 126 Header Page 62 of 126 Hình 3.14 Đồ thị biểu diễn theo tọa độ Langmuir vật liệu hấp phụ N2 gốm xốp/CNT Hình 3.15 Đồ thị biểu diễn diện tích bề mặt riêng vật liệu gốm xốp/CNT 55 Footer Page 62 of 126 Header Page 63 of 126 + Từ đồ thị đường hấp phụ đẳng nhiệt BET N2 gốm xốp, p/po = lượng N2 hấp phụ vật liệu khoảng 0,15 cm3/g p/po tăng từ 0,85 đến lượng N2 hấp phụ vật liệu tăng đột biến từ 0,7 đến 3,1 cm3/g Tuy nhiên, từ đồ thị đường hấp phụ đẳng nhiệt BET N2 gốm xốp có gắn CNT, p/po = lượng N2 hấp phụ vật liệu cm3/g p/po tăng từ 0,85 đến lượng N2 hấp phụ vật liệu tăng đột biến từ 12 đến 47 cm3/g Như vậy, sau gắn CNT, lượng N2 hấp phụ vật liệu tăng ~ 17 lần + Ngoài kết đo diện tích bề mặt vật liệu gốm xốp có gắn ống nano cacbon theo BET diện tích tăng lên ~ 16 lần (12,6 m2/g) so với vật liệu gốm xốp chưa gắn ống nano cacbon (0,8 m2/g) + Không vậy, từ đồ thị biểu diễn diện tích bề mặt riêng gốm xốp, mao quản có đường kính từ - nm diện tích lớn ~ 0,13 m2/g.nm từ đồ thị gốm xốp gắn CNT, với mao quản có đường kính từ – nm diện tích ~ 1,7 m2/g.nm Như vậy, diện tích bề mặt riêng mao quản từ – nm mao quản có khả tốt hấp phụ ion kim loại nặng tăng ~ 13 lần Điều đồng nghĩa với khả hấp phụ gốm xốp sau gắn CNT tăng lên nhiều 3.2 Khảo sát khả hấp phụ As vật liệu Vật liệu gốm xốp có gắn nano cacbon mục đích sử dụng nghiên cứu làm nhiệm vụ lọc thô, nhiên khả lọc vật liệu đóng vai trò chất hấp phụ Để khảo sát khả hấp phụ vật liệu tiến hành nghiên cứu dung lượng hấp phụ vật liệu Asen, kết nghiên cứu đưa số liệu Khảo sát thời gian cân hấp phụ vật liệu Asen Quá trình hấp phụ theo thời gian vật liệu, với điều kiện sau: Nồng độ đầu vào dung dịch Asen C0 = 500 ppb Khối lượng vật liệu: 2,5 g Thể tích dung dịch hấp phụ : 50 ml Thời gian hấp phụ: 0,5; 1; 2; 3; 4;5 56 Footer Page 63 of 126 Header Page 64 of 126 Sau khoảng thời gian lấy mẫu xác định nồng độ Asen lại Ct dung dịch Kết phân tích thể bảng 3.11 hình 3.14 Bảng 3.11 Kết khảo sát thời gian hấp phụ vật liệu Asen Thời gian (h) C0 (ppb) Ct (ppb) Hiệu suất (%) 500 500 500 380 24,0 500 292 41,6 500 230 54,0 500 190 62,0 500 187 62,6 500 183 63,4 70 Hiệu suất (%) 60 50 40 30 20 10 0 Thời gian (h) Hình 3.14 Đồ thị biểu diễn thời gian đạt cân hấp phụ Asen vật liệu Từ đồ thị ta thấy h đầu tốc độ hấp phụ tăng nhanh, sau h thứ tư tốc độ hấp phụ tăng chậm không thay đổi Có thể nói sau h tiếp xúc, trình hấp phụ đạt cân Trong trình khảo sát tiến hành thí nghiệm h Dung lượng hấp phụ kết thu sau: 57 Footer Page 64 of 126 Header Page 65 of 126 Bảng 3.12 Các giá trị tính cho cân hấp phụ theo Langmuir STT Co (ppm) Ct (ppm) q (mg/g) Ct/q 10 1,23 0,43 2,80 20 3,7 0,81 4,53 50 12,8 1,86 6,88 80 22,9 2,85 8,02 100 34,9 3,25 10,72 150 62,1 4,39 14,12 200 89,2 5,54 16,10 Hình 3.15 Đồ thị để tính dung lượng hấp phụ cực đại theo Langmuir 58 Footer Page 65 of 126 Header Page 66 of 126 Hình 3.16 Đường cong cân hấp phụ đẳng nhiệt theo Langmuir Từ kết khảo sát dung lượng hấp phụ cực đại tính theo cân hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir vật liệu Asen là: q = 1/0,146 = 6,85 (mg As/g) 59 Footer Page 66 of 126 Header Page 67 of 126 KẾT LUẬN Trên sở kết nghiên cứu luận văn rút số kết luận sau: Đã chế tạo xúc tác sở oxit kim loại NiMgO Đã đưa phương pháp chế tạo vật liệu xốp có chứa xúc tác với tỷ lệ xốp 30% sở chất tạo xốp đồng thời khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến trình chế tạo vật liệu: nhiệt độ, tỷ lệ chất tạo xốp Các kết nghiên cứu cho thấy chế tạo vật liệu nhiệt độ ~ 1100oC , thời gian nung mẫu 4-5 Đã tiến hành gắn CNT gốm xốp phương pháp CVD Kết nghiên cứu thành phần, chụp SEM, phân tích nhiệt, BET cho thấy lượng CNT bám gốm xốp khoảng 9%, nano cacbon hình thành phủ khoản trống lỗ xốp gốm xốp với đường kính trung bình ~ 50 nm chiều dài khoảng µm Diện tích bề mặt vật liệu gốm xốp có gắn ống nano cacbon theo BET diện tích tăng lên ~ 20 lần (12,5 m2/g) so với vật liệu gốm xốp chưa gắn ống nano cacbon (0,6 m2/g) Khi đó, vật liệu bền vững để xử lý nước ô nhiễm Asen Khảo sát thời gian hấp phụ vật liệu gốm xốp/CNT Asen nồng độ đầu vào dung dịch Asen C0 = 500 ppb, 2,5g vật liệu với thể tích dung dịch hấp phụ 50 ml điểm thời gian hấp phụ: 0,5; 1; 2; 3; 4;5 h Kết sau h tiếp xúc, trình hấp phụ đạt cân Xác định dung lượng hấp phụ cực đại vật liệu với dung dịch Asen có nồng độ tăng dần là: 10 ppm, 20 ppm, 50 ppm, 100 ppm, 200 ppm, 300 ppm, 400 ppm, 500 ppm Kết cho thấy dung lượng hấp phụ cực đại tính theo cân hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir vật liệu Asen 6,85 mg As/g 60 Footer Page 67 of 126 Header Page 68 of 126 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt Hoàng Nhâm (2003), Hóa học vô Tập 3, NXBGD Lê Văn Cát (2002), Hấp phụ trao đổi ion kỹ thuật xử lý nước nước thải, Nhà xuất Thống Kê, Hà Nội Lê Văn Khoa (1995), Môi trường ô nhiễm, NXBGD Tài liệu tiếng Anh A Borrell, V.G Rocha, R.Torecillas, A Fernánder (2011),“ Surface coating on carbon nanofibers with alumina precursor by different synthesis routes ”, Composites Science and Technology, pp 18-22 Arnold Greenberg (1985), “Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater 16th Edition”, American Public Health Association, Washington, DC B.Xing, K.Yang, L.Zhu (2006), “Pollution prevention and treatment using nanotechnology”, Environ.Sci.Technol, 40, pp.18-55 Do Trong Su (1997), “Assessment of Underground water Pollution in Bac Bo Delta Plain and Proposal Solutions for Water Source Protection”, Geological Archives, Hanoi H S Nalwa “Handbook of Nanostructure Materials and Nanotechnology, Volume 5: Organics Polymers, and Biological Materials”, Copyright 2000 by Academic Press H.E Eguez, E.H Cho (1987), “ Adsorption of arsenic on activated charcoal”, J Metals 39, pp 38-41 10 Kim Phuong Nguyen, Ryuichi Itoi (2009), “Source and release mechanism of arsenic in aquifers of the Mekong Delta, Vietnam”, Journal of Contaminant Hydrology, 103, pp 58–69 11 King Lee (2002), “ Arsenic removal by reverse osmosis”, Desalination 143, pp 237-241 61 Footer Page 68 of 126 Header Page 69 of 126 12 L Lorenzen, J.S.J Van Deventer, W.M Landi (1995), “ Factors affecting the mechanism of the adsorption of arsenic species on activated carbon”, Miner Eng.8 (45), pp 557-569 13 M Daenen(N), R.D de Fouw (ST), B Hamers (ST, Treasurer), P.G.A Janssen(ST), K Schouteder (N), M.A.J Veld (ST, Project Manager) The Wondrous Warld of Carbon Nanotubes, 2003 14 Michael Berg, Hong Con Tran, Thi Chuyen Nguyen, Hung Viet Pham, Roland Schertenleib, and Walter Giger (2001), “Arsenic Contamination of Groundwater and Drinking Water in Vietnam: A Human Health Threat”, Environmental Science & Technology, 35 (13), pp 2621 – 2626 15 Poinern (2010), “Preparation, characterization and As (V) adsorption behaviour of CNT-ferrihydrite composites”, International Journal of Engineering, Science and Technology, pp 13-24 16 R.Q.Long, R.T.Yang (2001), “Carbon nanotubes as superior sorbent for dioxin removal”, J.Am.Chem.Soc, 123, pp 20-58 17 Renata S Amais, Juliana S.Ribeiro, Mariana G.Segatelli, InezV.P.Yoshida, Pedro O.Luccas, Cesar R.T.Tarley (2007), “Aseessment of nanocomposite alumina supported on multi-wall carbon nanotubes as sorbent for on-line nikel preconcentration in water samples”, Separation and Purification Technology 58, pp 122-128 18 S Iijima (2002) Phiscal B 323, pp 1-5 19 Shu Guang Wang (2007), “Removal of lead (II) from aqueous solution by adsorption onto manganese oxide coated carbon nanotubes”, Separation and Purification Technology, 58, pp 17-23 20 Tran Thi Ngoc Dung, Nguyen Thuy Phuong, Nguyen Manh Tuong (2011), “Studies on preparation of nanosilver- and carbonnanotubes- coated porous ceramic material used for waterpurification”, Proceedings of IWNA 2011 62 Footer Page 69 of 126 Header Page 70 of 126 21 Virender K Sharma, Mary Sohn (2009), “Aquatic arsenic: Toxicity, speciation, transformations, and remediation”, Environment International, 35, pp 743–759 22 X.G Meng, G.P Korfitis, M Dadachov, C Christodoulatos (2003), “Method of Preparing a Surface-activated Titanium Oxide Producr and of Using the Same in Water Treatment Processes”, Patent pending, application no 20030155302 23 X.L.Wang, B.S.Xing, K.Yang, L.Z.Zhu (2006), “Competitive sorption of pyrene, phenanthrene, and naphthalene on multiwalled carbon nano tubes”, Environ.Sci.Technol, 40, pp 58-04 24 Yunfei Xi, Megharaj Mallavarapu, Ravendra Naidu (2010), “ Reduction and adsorption of Pb2+ in a queous solution by nano-zero-valent-A SEM, TEM and XPS study”, Material Research Bullentin 45, pp 1361-1367 63 Footer Page 70 of 126 ... cỏc phng ph p trờn, cỏc vt liu nano cũn c iu ch bng cỏc phng ph p khỏc nh: Phng ph p kh húa hc, phng ph p ph n hy nhit,phng ph p bc chỏy gel, phng ph p siờu õm, phng ph p hỡnh thnh t phn ng pha... th l phng ph p vt lớ, phng ph p húa hc hoc kt hp c hai phng ph p húa hc v vt lớ Phng ph p vt lớ õy l phng ph p to vt liu t nguyờn t hoc chuyn pha Nú bao gm hai phng ph p: * Phng ph p chuyn pha:... - Phng ph p CVD nhit - Phng ph p CVD tng cng Plasma - Phng ph p CVD xỳc tỏc alcohol - Phng ph p CVD nhit cú laser h tr - Phng ph p mc pha hi - Phng ph p CVD vi xỳc tỏc CoMoCat So vi cỏc phng ph p