Do đó, việc nghiên cứu phương pháp phân chia, làm sạch các NTĐH từ nguồn đất hiếm trong nước và triển khai ứng dụng chúng là một vấn đề hết sức có ý nghĩa nhằm thúc đẩy sự phát triển của ngành công nghệ khai thác, chế biến đất hiếm, góp phần đáng kể vào sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa của đất nước. Trong khi đó, Việt Nam là nước có thành phần các NTĐH thuộc nhóm nhẹ là chủ yếu đồng thời nó có rất nhiều ứng dụng quan trọng trong các ngành công nghiệp hiện đại. Vì vậy, việc nghiên cứu các phương pháp để tách các nguyên tố này cũng rất quan trọng và cần thiết, trong đó có phương pháp sử dụng nhựa trao đổi ion đang được sử dụng nhiều và mạng lại hiệu quả cao. Nhưng việc tìm ra được vật liệu để trao đổi và điều kiện trao đổi đạt hiệu quả cao nhất cũng là vấn đề rất quan trọng.
Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp MỞ ĐẦU Trong năm gần đây, với phát triển khoa học cơng nghệ, tính ưu việt nguyên tố đất (NTĐH) ngày khám phá, ứng dụng vào đời sống nhiều lĩnh vực khác Từ nhiều năm nay, việc nghiên cứu triển khai công nghệ ứng dụng đất đạt kết đầy thuyết phục Đặc biệt năm cuối kỷ 20, với phát triển mạnh ngành công nghiệp đại, đất với tính chất vật lý hóa học vơ phong phú cho ta ứng dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực kinh tế quốc dân NTĐH nguyên liệu thiếu lĩnh vực chế tạo sợi cáp quang, vật liệu từ, vật liệu gốm siêu dẫn, vật liệu cho công nghiệp điện tử, vật liệu hạt nhân, chế tạo hợp kim trung gian, biến tính tăng chất lượng thép, dùng làm chất khử màu, tạo màu cho thủy tinh, chế tạo lăng kính thấu kính chịu nhiệt, vật liệu mài bóng thiết bị quang học Đặc biệt, sản xuất chất xúctác cơng nghệ xử lý khí thải, cơng nghệ xúc tác hóa dầu tổng hợp hữu cơ, chế phẩm dinh dưỡng kích thích sinh trưởng cho trồng mang lại hiệu kinh tế cao nông nghiệp, gốm siêu dẫn [1,2,11,12] Như vậy, NTĐH có vai trò quan trọng kinh tế, môi trường công nghệ nên giai đoạn nay, nhiều quốc gia giới quan tâm nghiên cứu sử dụng So với nước giới, nước ta số nước có tài nguyên phong phú đất (trữ lượng lớn khoảng 10 oxit, loại mỏ đa dạng đất nhẹ Đông Pao, Nam Nậm Xe, đất nặng Yên Phú, Mường Hum, sa khống ven biển,…)[3] Do đó, việc nghiên cứu phương pháp phân chia, làm NTĐH từ nguồn đất nước triển khai ứng dụng chúng vấn đề có ý nghĩa nhằm thúc đẩy phát triển ngành công nghệ khai thác, SVTH: Lưu Thị Xuyến Lớp: ĐH CN Hóa Vô Cơ – K5 Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp chế biến đất hiếm, góp phần đáng kể vào nghiệp cơng nghiệp hóa, đại hóa đất nước Trong đó, Việt Nam nước có thành phần NTĐH thuộc nhóm nhẹ chủ yếu đồng thời có nhiều ứng dụng quan trọng ngành cơng nghiệp đại Vì vậy, việc nghiên cứu phương pháp để tách nguyên tố quan trọng cần thiết, có phương pháp sử dụng nhựa trao đổi ion sử dụng nhiều mạng lại hiệu cao Nhưng việc tìm vật liệu để trao đổi điều kiện trao đổi đạt hiệu cao vấn đề quan trọng Đó lí em tìm hiểu trình bày khóa luận tốt nghiệp mình: “Nghiên cứu trình hấp phụ nguyên tố đất Lantan (La) Praseodym (Pr) nhựa poly (hydroxamic axit)” Do kiến thức thời gian có hạn, khóa luận em nhiều thiếu sót, em mong nhận góp ý thầy để viết hoàn chỉnh hiểu biết em vấn đề toàn diện Em xin chân thành cảm ơn! SVTH: Lưu Thị Xuyến Lớp: ĐH CN Hóa Vơ Cơ – K5 Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp MỤC LỤC SVTH: Lưu Thị Xuyến Lớp: ĐH CN Hóa Vơ Cơ – K5 Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN Lý thuyết trình hấp phụ giải hấp 1.1.1 Các khái niệm 1.1.1.1.Hấp phụ Hấp phụ q trình tích lũy chất bề mặt phân cách pha (khí rắn, lỏng - rắn, khí - lỏng, lỏng - lỏng) Chất hấp phụ chất mà phần tử lớp bề mặt có khả hút phần tử pha khác nằm tiếp xúc với Chất hấp phụ có bề mặt riêng lớn khả hấp phụ mạnh Bề mặt riêng diện tích bề mặt đơn phân tử tính lg chất hấp phụ Chất bị hấp phụ chất bị hút khỏi pha thể tích đến tập trung bề mặt chất hấp phụ Thông thường trình hấp phụ trình tỏa nhiệt Sự hấp phụ xảy lực tương tác phân tử chất hấp phụ chất bị hấp phụ Tùy theo chất lực tương tác mà người ta phân biệt hấp phụ vật lý hấp phụ hóa học Hấp phụ vật lý gây lực Vander Waals pần tử chất bị hấp • phụ bề mặt chất hấp phụ, liên kết yếu, dễ bị phá vỡ Vì hấp phụ vật lý có tính thuận nghịch cao Cấu trúc điện tử phần tử chất tham gia trình hấp phụ vật lý bị thay đổi Hấp phụ vật lý khơng đòi hỏi hoạt hóa phân tử xảy nhanh • Hấp phụ hóa học gây lực liên kết hóa học bề mặt chất hấp phụ phần tử chất bị hấp phụ, có lực liên kết mạnh lực liên kết ion, lực liên kết cộng hóa trị, lực liên kết phối trí gắn kết phần tử chất bị hấp phụ với phần tử chất hấp phụ thành hợp chất bề mặt Năng lượng liên kết lớn (có thể tới hàng trăm kJ/mol), SVTH: Lưu Thị Xuyến Lớp: ĐH CN Hóa Vơ Cơ – K5 Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp liên kết tạo thành bền khó bị phá vỡ Vì hấp phụ hóa học thường không thuận nghịch vượt đơn lớp phân tử Trong hấp phụ hóa học, cấu trúc điện tử phần tử chất tham gia q trình hấp phụ có biến đổi sâu sắc dẫn đến hình thành liên kết hóa học Sự hấp phụ hóa học đòi hỏi hoạt hóa phân tử xảy chậm Trong thực tế, phân biệt hấp phụ vật lý hấp phụ hóa học tương đối ranh giới chúng không rõ rệt Một số trường hợp tồn đồng thời hai hình thức hấp phụ Ở vùng nhiệt độ thấp thường xảy hấp phụ vật lý, tăng nhiệt độ khả hấp phụ vật lý giảm, khả hấp phụ hóa học tăng lên [7,8] 1.1.1.2.Giải hấp phụ Giải hấp phụ chất bị hấp phụ khỏi bề mặt chất hấp phụ Quá trình dựa nguyên tắc sử dụng yếu tố bất lợi trình hấp phụ Đây phương pháp tái sinh vật liệu hấp phụ nên mang đặc trưng hiệu kinh tế Một số phương pháp tái sinh vật liệu hấp phụ: - Phương pháp hóa lý: Có thể thực chỗ, cột hấp phụ nên tiết kiệm thời gian, cơng dỡ, vận chuyển, khơng làm vỡ vụn chất hấp phụ thu hồi chất hấp phụ trạng thái nguyên vẹn Phương pháp hóa lý thực theo cách: chiết với dung môi, sử dụng phản ứng oxi hóa - khử, áp đặt điều kiện làm dịch chuyển cân khơng có lợi cho q trình hấp phụ - Phương pháp nhiệt: Sử dụng cho trường hợp chất bị hấp phụ bay sản phẩm phân hủy nhiệt chúng có khả bay SVTH: Lưu Thị Xuyến Lớp: ĐH CN Hóa Vơ Cơ – K5 Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội - Khóa luận tốt nghiệp Phương pháp vỉ sinh: phương pháp tái tạo khả hấp phụ vật liệu hấp phụ nhờ vi sinh vật [7] 1.1.1.3.Cân hấp phụ Hấp phụ vật lý trình thuận nghịch Khi tốc độ hấp phụ (quá trình thuận) tốc độ giải hấp phụ (quá trình nghịch) trình hấp phụ đạt trạng thái cân Dung lượng hấp phụ cân khối lượng chất bị hấp phụ đơn vị khối lượng chất hấp phụ trạng thái cân điều kiện xác định nồng độ nhiệt độ [9,10] (1.1) Trong đó: q: Dung lượng hấp phụ cân (mg/g) V: Thể tích dung dịch chất bị hấp phụ (1) m: Khối lượng chất bị hấp phụ (g) Co: Nồng độ chất bị hấp phụ thời điểm ban đầu (mg/1) Ccb: Nồng độ chất bị hấp phụ thời điểm cân (mg/1) Hiệu suất hấp phụ tỉ số nồng độ dung dịch bị hấp phụ nồng độ dung dịch ban đầu (1.2) SVTH: Lưu Thị Xuyến Lớp: ĐH CN Hóa Vơ Cơ – K5 Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp 1.1.2 Các mơ hình q trình hấp phụ 1.1.2.1.Mơ hình động học hấp phụ Đối với hệ hấp phụ lỏng - rắn, động học hấp phụ xảy theo loạt giai đoạn nhau: - Chất bị hấp phụ chuyển động tới bề mặt chất hấp phụ Đây giai đoạn khuếch tán dung dịch - Phần tử chất bị hấp phụ chuyển động tới bề mặt chất hấp phụ chứa hệ mao quản Đây giai đoạn khuếch tán màng - Chất bị hấp phụ khuếch tán vào bên hệ mao quản chất hấp phụ Đây giai đoạn khuếch tán mao quản - Các phần tử chất bị hấp phụ gắn vào bề mặt chất hấp phụ Đây giai đoạn hấp phụ thực Trong tất giai đoạn đó, giai đoạn có tốc độ chậm định hay khống chế chủ yếu trình động học hấp phụ Với hệ hấp phụ mơi trường nước, q trình khuếch tán thường chậm đóng vai trò định [7,10] 1.1.2.2.Mơ hình hấp phụ đẳng nhiệt Khi nhiệt độ không đổi, đường biểu diễn q = f T ( p C) gọi đường hấp phụ đẳng nhiệt Đường hấp phụ đẳng nhiệt biểu diễn phụ thuộc dung lượng hấp phụ thời điểm vào nồng độ cân áp suất chất bị hấp phụ thời điểm nhiệt độ xác định Đối với chất hấp phụ chất rắn, chất bị hấp phụ chất lỏng, khí đường hấp phụ đẳng nhiệt mô tả qua phương trình như: phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Henry, Freundlich, Langmuir [9,10] SVTH: Lưu Thị Xuyến Lớp: ĐH CN Hóa Vơ Cơ – K5 Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp * Phương trình hấp phụ đắng nhiệt Langmuir Phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir thiết lập giả thiết: - Tiểu phân bị hấp phụ liên kết với bề mặt trung tâm xác định - Mỗi trung tâm có tiểu phân - Bề mặt chất hấp phụ đồng nhất, nghĩa lượng hấp phụ tiểu phân không phụ thuộc vào có mặt tiểu phân hấp phụ trung tâm bên cạnh Phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir có dạng: (1.3) Trong đó: q : Dung lượng hấp phụ cân (mg/g) qmax : Dung lượng hấp phụ cực đại (mg/g) : Độ che phủ Ccb : Nồng độ chất bị hấp phụ thời điểm cân (mg/1) b : Hằng số Langmuir Phương trình Langmuir hai tính chất đặc trưng hệ : + Trong vùng nồng độ nhỏ b.Ccb « q = qmaxax-b.Ccb mơ tả vùng hấp phụ tuyến tính + Trong vùng nồng độ lớn b.C cb » q = qmaxax-b.Ccb mơ tả vùng hấp phụ bão hòa Khi nồng độ chất hấp phụ nằm hai giới hạn đường đẳng nhiệt biểu diễn đoạn cong Phương trình đẳng nhiệt Langmuir biểu diễm dạng phương trình đường thẳng: SVTH: Lưu Thị Xuyến Lớp: ĐH CN Hóa Vơ Cơ – K5 Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp (1.4) Xây dựng đồ thị biểu diễn phụ thuộc Ccb/q vào Ccb xác định số b, qmax phương trình Hình 1.1 Đường hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir Hình 1.2 Sự phụ thuộc Ccb/q vào Ccb tgα = => = = (1.5) (1.6) Từ giá trị qmax ta tính số b * Phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Freundlich Phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Freundlich phương trình thực nghiệm mơ tả hấp phụ khí chất tan lên vật hấp phụ rắn phạm vi lớp Phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Freundlich có dạng: SVTH: Lưu Thị Xuyến Lớp: ĐH CN Hóa Vơ Cơ – K5 Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp q = k (1.7) Trong đó: q : Dung lượng hấp phụ cân (mg/g) k : Hằng số hấp phụ Freundlich Ccb : Nồng độ chất bị hấp phụ thời điểm cân (mg/l) n : Hằng số, lớn Để xác định số, đưa phương trình dạng đường thẳng (1.8) Xây dựng đồ thị biểu diễn phụ thuộc lgq vào lgCcb xác định giá trị k, n [9,10] Trong đề tài nghiên cứu cân hấp phụ vật liệu hấp phụ Lantan, Praseodym theo mơ hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir 1.1.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến trình hấp phụ 1.1.3.1.Độ pH Một yếu tố có ảnh hưởng độ pH trình tương tác polyme với ion kim loại Tính trao đổi ion vật liệu chủ yếu định nhóm chức Mật độ nhóm chức xác định dung lượng trao đổi ion với kim loại nhựa.Bản chất nhóm chức ảnh hưởng đến cân trình trao đổi mà chất chất nhóm chức trước hết thể cường độ axit- bazo Nhóm axit yếu phân ly pH cao, vùng pH thấp liên kết với H + trở nên trung hòa - COOH khả trao đổi liên kết với kim loại Ngược lại nhóm axit mạnh - SO3 phân li vùng pH ln có tác dụng trao đổi ion liên kết với kim loại Tương tự vậy, nhóm bazo yếu – NH 3+ anionit yếu proton tạo thành nhóm trung hòa – NH vùng pH cao, nhóm bazo mạnh trạng thái ion vùng pH cao Do đó, dung dịch có tính axit hay tính bazơ đóng vai trò quan trọng SVTH: Lưu Thị Xuyến 10 Lớp: ĐH CN Hóa Vơ Cơ – K5 Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Từ số liệu thực nghiệm thể bảng 3.5, 3.6 hình 3.5, ta thấy khoảng pH khảo sát (3,00 ÷ 7,00), La 3+ pH khoảng từ – độ hấp phụ tăng nhanh, pH tăng thêm độ hấp phụ lại giảm đi, Pr3+ độ hấp phụ tăng theo chiều tăng độ pH tăng chậm đạt cực đại đạt pH = Điều giải thích sau: Trong mơi trường axit mạnh (pH thấp), phần tử chất hấp phụ chất bị hấp phụ tích điện (+) lực tương tác phần tử lực đẩy tĩnh điện, bên cạnh nồng độ ion H+ cao xảy cạnh tranh với cation kim loại trình hấp phụ nên làm giảm hiệu suất hấp phụ Tương tự, pH tăng, nồng độ ion H+ giảm, nồng độ cation kim loại gần khôngđổi hấp phụ cation kim loại giải thích giống trao đổi phản ứng H+ - M2+ (M: kim loại) Vì vậy, La3+ chọn pH = 6, Pr3+ chọn pH = giá trị pH tối ưu sử dụng thí nghiệm 3.3.2 Ảnh hưởng thời gian đến độ hấp phụ Để khảo sát ảnh hưởng thời gian tới độ hấp phụ, ta sử dụng 0,3 g nhựa để hấp phụ 50ml chứa ion KLĐH điều chỉnh pH pH tối ưu đệm axetat khuấy thời gian định Kết thu được trình bày bảng 3.7 ảnh hưởng thời gian đến độ hấp phụ thể hình 3.6 Bảng 3.9 Ảnh hưởng thời gian tới độ hấp phụ La3+ Thời gian (phút ) 30 C0 (M) 5.10-3 Ccb (M) 2.10-3 SVTH: Lưu Thị Xuyến 42 Pr3+ q H C0 (mg/g) (%) (M) 69,5 60 5.10-3 Ccb (M) 4,3.10-3 q H (mg/g) (%) 16,45 Lớp: ĐH CN Hóa Vơ Cơ – K5 14 Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp 60 5.10-3 1,6.0-3 78,76 68 5.10-3 4,15.10-3 19,98 17 70 5.10-3 1,4.10-3 83,4 72 5.10-3 4,12.10-3 20,68 17,6 80 5.10-3 1,3.10-3 85,72 74 5.10-3 4,1.10-3 21,15 18 90 5.10-3 1,2.10-3 88,03 76 5.10-3 3,9.10-3 25,85 22 120 5.10-3 1,2.10-3 88,03 76 5.10-3 3,8.10-3 28,2 24 180 5.10-3 1,2.10-3 88,03 76 5.10-3 3,8.10-3 28,2 24 Hình 3.12 Ảnh hưởng thời gian đến độ hấp phụ Qua số liệu thực nghiệm bảng 3.7 hình 3.6 cho thấy, thời gian phản ứng(thời gian tiếp xúc nhựa với ion KLĐH) tăng nồng độ ion kim loại lại dung dịch giảm đến khoảng thời gian định ion nồng độ ion lại dung dịch không đổi biểu hấp phụ đạt đến cực đại Vì vậy, La3+ em chọn thời gian tối ưu 90 phút, Pr 3+ 120 phút thời gian nghiên cứu thí nghiệm SVTH: Lưu Thị Xuyến 43 Lớp: ĐH CN Hóa Vơ Cơ – K5 Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội SVTH: Lưu Thị Xuyến 44 Khóa luận tốt nghiệp Lớp: ĐH CN Hóa Vơ Cơ – K5 Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp 3.3.3 Ảnh hưởng nồng độ ion kim loại đến độ hấp phụ nhựa Dạng đường cong hấp phụ chế hấp phụ định, đường đẳng nhiệt hấp phụ mơ tả thơng qua nhiều dạng phương trình đẳng nhiệt Chúng tơi chọn khảo sát dạng đường đẳng nhiệt Freundlich Langmuir Tiến hành thí nghiệm hấp phụ 50 ml dung dịch La 3+ Pr3+ có nồng độ khác 0,3g PHA 3.3.3.1 Lantan (III) Kết khảo sát ảnh hưởng nồng độ ion La 3+ dung dịch đến độ hấp phụ trình bày bảng 3.8 hình 3.7, 3.8, 3.9 Bảng 3.10 Độ hấp phụ La3+ nồng độ khác C0 (mg/l) 200 300 500 700 900 1000 Ccb (mg/l) 13,9 28,74 69,5 166,8 347,5 444,8 q(mg/g) 31,02 45,21 71,75 88,87 92,08 92,53 SVTH: Lưu Thị Xuyến 45 Lớp: ĐH CN Hóa Vơ Cơ – K5 Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Hình 3.13 Đường đẳng nhiệt hấp phụ La3+ Từ hình vẽ, ta thấy nồng độ La3+ tăng độ hấp phụ tăng, nồng độ thấp độ hấp phụ tăng nhanh so với nồng độ cao tăng nồng độ đến 1000mg/l hấp phụ đạt cân bằng, độ hấp phụ không thay đổi SVTH: Lưu Thị Xuyến 46 Lớp: ĐH CN Hóa Vơ Cơ – K5 Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Hình 3.14 Đường đẳng nhiệt Freundlich dạng tuyến tính ion La3+ Hình 3.15 Đường đẳng nhiệt Langmuir dạng tuyến tính ion La3+ Khi xây dựng đường đẳng nhiệt hấp phụ theo Freundlich Langmuir ta thấy dạng đường đẳng nhiệt La3+ phù hợp với đường đẳng nhiệt Langmuir (R2 = 0,999) so với đường đẳng nhiệt Freundlich (R = 0,903) Dựa vào SVTH: Lưu Thị Xuyến 47 Lớp: ĐH CN Hóa Vơ Cơ – K5 Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp phương trình đường thẳng tổng quát mơ hình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir (1.4) phương trình thực nghiệm hình 3.9 ta tính dung lượng hấp phụ cực đại sau: → 4,807 = + 0,287 → qmax = 98,41 (mg/g) → b = 2,92.10-3 Dung lượng hấp phụ cực đại số Langmuir La 3+ 98,41 (mg/g) 2,92.10-3 3.3.3.2 Praseodym (III) Kết khảo sát ảnh hưởng nồng độ đến độ hấp phụ nhựa trình bày bảng 3.9 hình 3.10, 3.11, 3.12 Bảng 3.11 Độ hấp phụ Pr3+ nồng độ khác C0 (mg/l) 100 300 500 700 900 1000 Ccb (mg/l) 11,62 63,72 125 235,54 418,992 516,64 q(mg/g) 14,73 39,38 62,5 77,41 80,168 80,56 SVTH: Lưu Thị Xuyến 48 Lớp: ĐH CN Hóa Vơ Cơ – K5 Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Hình 3.16 Đường đẳng nhiệt hấp phụ Pr3+ Từ hình 3.10, ta nhận thấy độ hấp phụ tăng tăng nồng độ Pr 3+ nồng độ Pr3+ thấp, độ hấp phụ tăng nhanh so với nồng độ Pr3+ cao SVTH: Lưu Thị Xuyến 49 Lớp: ĐH CN Hóa Vơ Cơ – K5 Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Hình 3.17 Đường đẳng nhiệt Freundlich dạng tuyến tính ion Pr3+ Hình 3.18 Đường đẳng nhiệt Langmuir dạng tuyến tính ion Pr3+ Dựa vào số liệu thực nghiệm cho thấy mơ hình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir mô tả tốt hấp phụ nhựa ion La 3+ Khi xây dựng đường đẳng nhiệt hấp phụ theo Freundlich Langmuir ta thấy dạng đường đẳng nhiệt Pr3+ phù hợp với đường đẳng nhiệt Langmuir (R = 0,995) so với đường đẳng nhiệt Freundlich (R = 0,941) Theo phương trình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir (1.4) phương trình thực nghiệm hình 3.12, tương tự với cách tính lantan ta tìm dung lượng hấp phụ tối đa Pr3+ 90,4 mg/g SVTH: Lưu Thị Xuyến 50 Lớp: ĐH CN Hóa Vơ Cơ – K5 Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp 3.4 Động học trình giải hấp phụ 3.4.1 Ảnh hưởng dung mơi rửa giải tới q trình giải hấp Kết khảo sát ảnh hưởng dung môi rửa giải tới trình giải hấp ion La3+ Pr3+ trình bày bảng 3.10, 3.11 hình 3.13, 3.14 Bảng 3.12 Ảnh hưởng dung môi tới q trình giải hấp La3+ Thời gian Dung mơi HCl 0,5M Đệm axetat pH = (mg/l) (mg/l) H (%) (mg/l) (mg/l) H (%) 10 555,2 20,88 3,76 555,2 139 25,04 20 555,2 23,98 4,32 555,2 173,75 31,3 30 555,2 27,04 4,87 555,2 239,12 43,07 40 555,2 29,65 5,34 555,2 312,8 55,34 50 555,2 34,81 6,27 555,2 361,49 65,11 60 555,2 39,86 7,18 555,2 435,94 78,52 70 555,2 41,36 7,45 555,2 500,46 90,14 80 555,2 41,58 7,49 555,2 518,2 93,73 90 555,2 41,58 7,49 555,2 527,77 95,06 (phút) Từ bảng số liệu 3.10, ta thấy khả gải hấp đệm axetat pH = tốt so với axit HCl 0,5M La 3+ Nồng độ giải hấp tăng nhanh khoảng thời gia từ 50 – 70 phút SVTH: Lưu Thị Xuyến 51 Lớp: ĐH CN Hóa Vơ Cơ – K5 Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Bảng 3.13 Ảnh hưởng dung mơi tới q trình giải hấp Pr3+ Thời gian Dung môi HCl 0,5M Dung môi đệm axetat pH = C0’ (M) Ct’ (M) H(%) C0’ (M) Ct’ (M) H (%) 10 483,36 98,32 20,34 483,36 172,75 35,74 20 483,36 132,49 27,41 483,36 186,82 38,65 30 483,36 178,75 36,98 483,36 204,9 42,39 40 483,36 216,5 44,79 483,36 235,25 48,67 50 483,36 253,72 52,49 483,36 260,92 53,98 60 483,36 297,46 61,54 483,36 321,1 66,43 70 483,36 352,76 72,98 483,36 378,28 78,26 80 483,36 365,76 75,64 483,36 388,77 80,43 90 483,36 365,76 75,64 483,36 388,77 80,43 (phút) Từ kết thực nghiệm bảng 3.11, ta nhận thấy khả giải hấp dung môi tốt Pr3+ Qua bảng 3.10 3.11, ta thấy độ chọn lọc HCl 0,5M Pr 3+ tốt so với La3+, q trình tách, chiết ta sử dụng HCl 0,5M để thu Pr3+ tốt SVTH: Lưu Thị Xuyến 52 Lớp: ĐH CN Hóa Vơ Cơ – K5 Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp KẾT LUẬN Sau thời gian nghiên cứu Viện Hóa học, Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam, em thu số kết qua sau: Lập đường chuẩn La3+ Pr3+ sử dụng phương pháp trắc quang để xác định nồng độ kim loại Khảo sát điều kiện tối ưu trình hấp phụ La3+: - Độ pH dung dịch: pH = - Thời gian hấp phụ: t = 90 phút - Nồng độ tối ưu: C = 1000mg/l - Nhiệt độ: t0 = 250C - Dung lượng hấp phụ cực đại: qmax = 98,41mg/g Khảo sát điều kiện tối ưu trình hấp phụ Pr3+: - Độ pH dung dịch: pH = - Thời gian hấp phụ: t = 120 phút - Nồng độ tối ưu: C = 1000mg/l - Nhiệt độ: t0 = 250C - Dung lượng hấp phụ cực đại: qmax = 90,4 mg/g Bước đầu khảo sát dung môi trình giải hấp: - Đối với La3+ sử dụng dung môi đệm axetat pH = - Đối với Pr3+ sử dụng dung môi HCl 0,5M TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu Tiếng Việt Đặng Vũ Minh, Lưu Minh Đại (1999), Báo cáo số kết ứng dụng vi lượng đất nông nghiệp, Trung tâm Khoa học Tự nhiên Công nghệ Quốc gia, Hà Nội Lưu Minh Đại, Đặng Vũ Minh (2003), Phân chia ứng dụng đất hiếm, Tuyển tập 10 năm thành lập Viện Khoa học Vật liệu, Hà Nội SVTH: Lưu Thị Xuyến 53 Lớp: ĐH CN Hóa Vơ Cơ – K5 Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Trần Văn Trị (1998), Tài nguyên khoáng sản Việt Nam, tập IV, Viện Nghiên cứu Địa chất Khống sản, Bộ Cơng nghiệp Lê Hùng (2005), Giáo trình hóa học phức chất ngun tố đất hiếm, Khoa Hóa học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội Hoàng Nhuận (2005), Nghiên cứu điều kiện tách riêng rẽ Xeri, Lantan, Praseodim, Neodim từ tinh quặng đất Đông Pao, Luận án Tiến Sĩ Hóa học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội Hồ Viết Quý (2002), Chiết tách, phân chia, xác định chất dung môi hữu cơ, tập 2, NXB KH&KT Hà Nội Lê Văn Cát (2002), Hấp phụ trao đổi ion kĩ thuật xử lý nước thải, Nhà xuất Thống kê Hà Nội Lê Văn Cát (1999), Cơ sở hóa học kĩ thuật xử lý nước, Nhà xuất Thanh niên Hà Nội Nguyễn Đình Huề (2000), Hóa lí, Tập II, Nhà xuất Giáo dục [6] Phạm Luận (1998), Cơ sở lý thuyết phương pháp phân tích phổ phát xạ phổ hấp thụ nguyên tử, Phần II, Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội 10.Trần Văn Nhân, Nguyễn Thạc Sửu, Nguyễn Văn Tuế (2004), Giáo trình hóa lí, Tập II , Nhà xuất Giáo dục Tài liệu Tiếng Anh 11 B.Bharat (2004), Handbook of nanotechnology, Springer 12 K.C Patil, M.S Hegde, T Rattan, S.T Aruna (2004, Chemistry of nanocrystalline oxide materials, combustion synthesis, properties and application, World Scientific Publishing Co.Pte.Ltd 13 W.A Rambeck (2006), The Effect of Race Earth Elements on Growth Perfofmance, Tibia Minerralization and Blood Serum of Janpanese Quails, Iran 14 P.M.B Pillai (2000), Naturally Occurring Radioactive Materials in the Extraction and processing of Rare Earths, Indian Rare Earths Ltd SVTH: Lưu Thị Xuyến 54 Lớp: ĐH CN Hóa Vơ Cơ – K5 Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp 15 S Hossein Hosseini et al, “The Synthesis of Poly(Hydroxamic Acid) and Its Metal Complexes”, Iranian JournaI of Polymer Science and Technology Vol4 No (1995) 16 A J DOMB., CRAVALHO The Synthesis of Poly(hydroxamic Acid) fromPoly(acrylamide) 17 Berry, William Wesley, “Process for fractionating a mixture of rare earth metal by ion exchange”, Patent EP0335538A2 18 D.Gherman (2010), Organothiophosphoric ligands – Agents for metal ions separation, PhD, Faculty of chemistry and chemical engineering, Babes – Bolyal university 19 O.A.E Desouky (2006), Liquid-liquid extraction of rare earth elements from sulfuric acid solutions, Degree of Ph.D, Depaterment of chemistry, university of Leeds 20.S R Kayasth, H.B Desai, Analytica Chimica Acta, 219 (1989) 313315 21.Zbigniew Hubick, “Studies on selective separation of Sc(III) from rare earth elements on selective ion-exchangers”, HydrometallurgyVolume 23, Issues 23, January 1990, Pages 319-331 22.Farhat Waqar, “Preconcentration of Rare Earth Elements in Seawater with Chelating Resin Having Fluorinated - Diketone Immobilized on Styrene Divinyl Benzene for their Determination by ICP-OES”, Journal of the Chinese Chemical Society, 2009, 56, 335-340 23.Wuxiangmei et al, “Studies on the absorption of Amino Metylene phosphonic acid resin for Homium (III)”, Journal of rare earth, Vol 21, No 6, Dec 2003, p.613 24.Chang Heon Lee, “A chelating resin containing 4-(2-thiazolylazo)resorcinol as the functional group Chromatographic application to the preconcentration and separation of some trace metal ions including SVTH: Lưu Thị Xuyến 55 Lớp: ĐH CN Hóa Vơ Cơ – K5 Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp uranium”, Analytica Chimica ActaVolume 351, Issues 1-3, 30 September 1997, Pages 57-63 25.Moore, “Selective separation of rare earth elements by ion exchange in an iminodiaxetic resin”, US006093376A, Jul.25,2000 26.Taek Seung Lee, “Formation of Metal Complex in a Poly(hydroxamic acid) Resin Bead”, Fibers and Polymers 2001, Vol.2, No.1, 13-17 27.P Selvi, “Gallium Recovery from Bayer’s Liquor Using Hydroxamic Acid Resin”, Central ElectroChemical Research Institute, Karaikudi 630 006, India, 2003 28 Dawood M Mohammed, “Separation of Uranium from Neodymium in a Mixture of Their Oxides”, Analyst August, 1987, VOL 112 29.Dursun Saraydin et al, “Uranyl ion binding properties of poly(hydroxamic acid)Hydrogels”, Polymer Bulletin 47, 81–89 (2001) 30 Karl A Gschneidner et al, “Handbook on the Physics and Chemistry of Rare Earths”, Elsevier, 1995 SVTH: Lưu Thị Xuyến 56 Lớp: ĐH CN Hóa Vơ Cơ – K5 ... cao vấn đề quan trọng Đó lí em tìm hiểu trình bày khóa luận tốt nghiệp mình: Nghiên cứu trình hấp phụ nguyên tố đất Lantan (La) Praseodym (Pr) nhựa poly (hydroxamic axit)” Do kiến thức thời gian... thường q trình hấp phụ trình tỏa nhiệt Sự hấp phụ xảy lực tương tác phân tử chất hấp phụ chất bị hấp phụ Tùy theo chất lực tương tác mà người ta phân biệt hấp phụ vật lý hấp phụ hóa học Hấp phụ vật... hình thức hấp phụ Ở vùng nhiệt độ thấp thường xảy hấp phụ vật lý, tăng nhiệt độ khả hấp phụ vật lý giảm, khả hấp phụ hóa học tăng lên [7,8] 1.1.1.2.Giải hấp phụ Giải hấp phụ chất bị hấp phụ khỏi