HẠT SiO2 TỔNG HỢP TỪ RHA BIẾN TÍNH Fe VÀ ỨNG DỤNG XỬ LÝ ASEN(III) TRONG NƯỚC

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN - - PHẠM THỊ MỸ THANH ĐẶNG PHƯƠNG TRANG HẠT SiO2 TỔNG HỢP TỪ RHA BIẾN TÍNH Fe VÀ ỨNG DỤNG XỬ LÝ ASEN(III) TRONG NƯỚC LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH HÓA HỌC 2017 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN - - PHẠM THỊ MỸ THANH ĐẶNG PHƯƠNG TRANG HẠT SiO2 TỔNG HỢP TỪ RHA BIẾN TÍNH Fe VÀ ỨNG DỤNG XỬ LÝ ASEN(III) TRONG NƯỚC LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH HÓA HỌC CÁN BỘ HƯỚNG DẪN Ts LƯƠNG HUỲNH VỦ THANH 2017 Trường Đại học Cần Thơ Khoa Khoa học Tự nhiên Bộ mơn: Hóa học Cộng Hòa Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam Độc lập – Tự – Hạnh phúc - - NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN Cán hướng dẫn: Ts Lương Huỳnh Vủ Thanh Tên đề tài: “Hạt SiO2 tổng hợp từ RHA biến tính Fe ứng dụng xử lý Asen(III) nước” Sinh viên thực hiện: Phạm Thị Mỹ Thanh MSSV: B1303976 Đặng Phương Trang MSSV: B1303991 Lớp Hóa học – Khóa 39 Nội dung nhận xét: Nhận xét hình thức luận văn tốt nghiệp: ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… Nhận xét nội dung luận văn tốt nghiệp: Đánh giá nội dung thực đề tài: ………………………………………… ………………………………………………………………………………… Những vấn đề hạn chế: ………………………………………… ……… ………………………………………………………………………………… Nhận xét sinh viên thực đề tài: ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… Kết luận, đề nghị điểm: ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… Cần Thơ, ngày … tháng … năm 2016 Cán hướng dẫn Lương Huỳnh Vủ Thanh Trường Đại học Cần Thơ Khoa Khoa học Tự nhiên Bộ mơn: Hóa học Cộng Hòa Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam Độc lập – Tự – Hạnh phúc - - NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN Cán phản biện: …………………………………………………………… Tên đề tài: “Hạt SiO2 tổng hợp từ RHA biến tính Fe ứng dụng xử lý Asen(III) nước” Sinh viên thực hiện: Phạm Thị Mỹ Thanh MSSV: B1303976 Đặng Phương Trang MSSV: B1303991 Lớp Hóa học – Khóa 39 Nội dung nhận xét: Nhận xét hình thức luận văn tốt nghiệp: ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… Nhận xét nội dung luận văn tốt nghiệp: Đánh giá nội dung thực đề tài: ………………………………………… ………………………………………………………………………………… Những vấn đề hạn chế: ………………………………………… ……… ………………………………………………………………………………… Nhận xét sinh viên thực đề tài: ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… Kết luận, đề nghị điểm: ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… Cần Thơ, ngày … tháng … năm 2016 Cán phản biện Trường Đại học Cần Thơ Khoa Khoa học Tự nhiên Bộ mơn: Hóa học Cộng Hòa Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam Độc lập – Tự – Hạnh phúc - - NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN Cán phản biện: …………………………………………………………… Tên đề tài: “Hạt SiO2 tổng hợp từ RHA biến tính Fe ứng dụng xử lý Asen(III) nước” Sinh viên thực hiện: Phạm Thị Mỹ Thanh MSSV: B1303976 Đặng Phương Trang MSSV: B1303991 Lớp Hóa học – Khóa 39 Nội dung nhận xét: Nhận xét hình thức luận văn tốt nghiệp: ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… Nhận xét nội dung luận văn tốt nghiệp: Đánh giá nội dung thực đề tài: ………………………………………… ………………………………………………………………………………… Những vấn đề hạn chế: ………………………………………… ……… ………………………………………………………………………………… Nhận xét sinh viên thực đề tài: ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… Kết luận, đề nghị điểm: ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… Cần Thơ, ngày … tháng … năm 2016 Cán phản biện LỜI CẢM TẠ Con xin gửi lời cám ơn sâu sắc đến cha mẹ ủng hộ, động viên chăm lo cho Em xin chân thành cảm ơn thầy Lương Huỳnh Vủ Thanh tận tình hướng dẫn, bảo em suốt trình làm luận văn Em xin cảm ơn tồn thể q thầy Bộ Mơn Hóa Học, Khoa Khoa Học Tự Nhiên, trường Đại Học Cần Thơ dạy dỗ, truyền đạt kiến thức quý báu suốt năm em học tập trường Cảm ơn anh chị bạn nhóm đề tài Các anh chị bạn chia sẻ kiến thức, động viên, giúp đỡ cho chúng em suốt trình làm luận văn Xin cám ơn bạn lớp Hóa Học K39 nhiệt tình hỗ trợ giúp đỡ suốt thời gian thực luận văn tốt nghiệp Cần Thơ, ngày… tháng … năm 2017 Sinh viên thực Phạm Thị Mỹ Thanh Đặng Phương Trang i TÓM TẮT Trong nghiên cứu này, từ tro vỏ trấu (RHA) tiến hành tổng hợp hạt nano silica hạt silica biến tính Fe Mẫu nano silica silica biến tính Fe đem đo phổ nhiễu xạ tia X (XRD), quang phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FTIR) để xác định cấu trúc pha, thành phần pha, độ tinh khiết Các hạt SiO2 chế tạo có pha vơ định hình, dạng hình cầu, kích thước hạt từ 15 - 20 nm có độ tinh khiết cao Diện tích bề mặt BET Langmuir 62,4718 m2/g, 300,6351 m2/g Các hạt Fe/SiO2 tạo thành tốt với điều kiện pH 2,4, thời gian trình tạo hạt 90 phút, hàm lượng FeCl3.6H2O g tốc độ khuấy 600 vòng/phút Các hạt Fe/SiO2 sử dụng để hấp phụ As(III) nước đánh giá yếu tố ảnh hưởng đến trình hấp phụ thời gian, pH, lượng chất hấp phụ Kết thí nghiệm cho thấy, hạt Fe/SiO2 loại bỏ 91,8% lượng As(III) với điều kiện tối ưu tìm thấy pH 8,7, thời gian hấp phụ 30 phút lượng chất hấp phụ tương ứng 0,2 g Từ khóa: RHA, tro trấu, Fe, As, hấp phụ, nano SiO2 ii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam kết luận văn hoàn thành dựa kết nghiên cứu kết nghiên cứu chưa dùng cho luận văn cấp khác Cần Thơ, ngày … tháng … năm 2017 Sinh viên thực Phạm Thị Mỹ Thanh Đặng Phương Trang iii MỤC LỤC Chương GIỚI THIỆU 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục tiêu nghiên cứu Chương TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Tổng quan tro, tro trấu SiO2 2.1.1 Giới thiệu chung trấu trạng sử dụng trấu nước ta 2.1.2 Khai thác trấu sử dụng trấu sản xuất công nghiệp 2.1.3 Sơ lược thành phần hóa học tro trấu 2.1.4 Đặc điểm cấu tạo ứng dụng SiO2 2.2 Tổng quan Asen 2.2.1 Nguyên tố Asen 2.2.2 Các dạng tồn Asen 2.2.3 Tổng quan tình hình nhiễm As 2.2.3.1 Tình hình nhiễm As giới 2.2.3.2 Tình hình nhiễm As Việt Nam 2.2.3.3 Ảnh hưởng Asen đến sức khỏe người 2.3 Các phương pháp xử lý 2.3.1 Các phương pháp xử lý 2.3.2 Một số cơng trình nước 2.4 Tổng quan hấp phụ 10 2.4.1 Các khái niệm 10 2.4.2 Các mơ hình q trình hấp phụ 10 2.4.2.1 Mơ hình động học hấp phụ 10 2.4.2.2 Cân hấp phụ- mơ hình đẳng nhiệt hấp phụ 11 a Phương trình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir 12 b Mơ hình đẳng nhiệt hấp phụ Freundlich 14 c Mơ hình đẳng nhiệt hấp phụ Tenkin 15 d Mơ hình đẳng nhiệt hấp phụ Dubinin - Radushkevich (D - R) 15 2.4.3 Đặc điểm hấp phụ môi trường nước 16 2.5 Một số cơng thức tính tốn hấp phụ iv 16 Hình 4.7 Giản đồ nhiễu xạ tia X hạt nano silica biến tính Fe 4.1.2.3 Kết đo FTIR Kết đo FTIR hạt Fe/SiO2 trình bày Hình 4.8 Kết cho thấy đỉnh phổ số sóng 630 cm-1 tương ứng với dao động Fe-O-Fe (Shen, Cai et al., 2012) Đỉnh phổ có số sóng 1.637,85 cm-1 dao động uốn nhóm O-H (Sharma Jeevanandam, 2013) Đỉnh phổ số sóng 1000 1188 cm-1 tương ứng với dao động SiO2 (Shen, Cai et al., 2012) Đỉnh phổ 471,64 cm-1 dao động uốn Si-O-Si Đỉnh phổ có số sóng 3.459,01 cm-1 dao động kéo dãn nhóm O-H ((Ibrahim, El-Hemaly et al., 1980) Khơng có đỉnh tìm thấy số sóng 2.500 3.000 cm-1 chứng tỏ khơng có hợp chất gốc hữu mẫu nano silica biến tính Fe Qua cho thấy mẫu có độ tinh khiết cao đặc biệt khơng có tạo liên kết hóa học, phủ đồng kết tủa với hạt SiO2 1637 630 3459 471 1188 Hình 4.8: Phổ FTIR hạt nano silica biến tính Fe 29 4.2 Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến trình tạo hạt silica biến tính Fe 4.2.1 Ảnh hưởng pH đến trình tạo hạt Kết ảnh hưởng pH đến trình tạo hạt trình bày sau: Bảng 4.2 Kết ảnh hưởng pH đến trình tạo hạt Tốc độ khuấy (vòng/phút) 600 T (phút) 90 Hàm lượng FeCl3.6H2O (g) Lượng chất hấp phụ (g) 0,2 Hiệu suất hấp phụ As H(%) pH 1,5 14,2 2,0 18,9 2,4 91,8 2,8 85,8 3,5 89,6 Hình 4.9: Biểu đồ ảnh hưởng pH đến trình tạo hạt Khi pH tăng hiệu suất hấp phụ As (H) tăng dần Ban đầu pH tăng từ 1,5 lên hiệu suất có tăng nhẹ, từ 14,2 lên 18,9% tăng 4,7% Tuy nhiên điểm pH 2,4 có tăng mạnh hiệu suất, pH có H cao 91,8% tăng 72,9% so với điểm pH Ở pH 2,8 3,5 có giảm nhẹ không đáng kể H nằm mức cao 85,5 89,6% Điều giải thích sau: pH tăng lượng sắt bám bề mặt hạt silica nhiều Tuy nhiên, q nhiều làm cho hạt có kích thước lớn nên làm giảm diện tích bề mặt vật liệu hấp phụ Điều xem nguyên nhân dẫn đến giảm hiệu suất hấp phụ As nước Lượng sắt phủ lên đạt hiệu hấp phụ nhiều q trình tạo hạt đạt pH 2,4 Từ đó, chọn pH 2,4 giá trị pH để thực thí nghiệm 30 4.2.2 Ảnh hưởng hàm lượng Fe đến trình tạo hạt Kết ảnh hưởng hàm lượng sắt đến trình tạo hạt trình bày sau: Bảng 4.3 Kết ảnh hưởng hàm lượng sắt đến trình tạo hạt Tốc độ khuấy (vòng/phút) 600 T (phút) 90 Lượng chất hấp phụ (g) pH 2,4 0,2 Hàm lượng Hiệu FeCl3.6H2O suất hấp phụ As (g) H(%) 0,5 15,9 1,0 91,8 1,5 92,9 Hình 4.10: Biểu đồ ảnh hưởng hàm lượng Fe đến trình tạo hạt Khi hàm lượng Fe tăng H tăng Hàm lượng sắt ban đầu 0,5 g, lúc hiệu suất đạt thấp, 15,9% Tuy nhiên tăng hàm lượng sắt lên 1,0 g 1,5 g hiệu suất đạt cao, tương ứng 91,8 92,9% tăng 75,9 77% so với hàm lượng sắt bạn đầu Điều lý giải sau: hàm lượng sắt lớn lượng sắt phủ lên bề mặt hạt nano silica nhiều, mang lại hiệu suất hấp phụ cao Kết phù hợp với nghiên cứu Zengqiang Tan đồng Nhằm tiết kiệm chi phí cho q trình tạo hạt ứng dụng thực tế xử lí As nước thải, lựa chọn giá trị hàm lượng sắt 1,0 g tối ưu để thực thí nghiệm 31 4.2.3 Ảnh hưởng thời gian khuấy đến trình tạo hạt Kết ảnh hưởng thời gian khấy đến trình tạo hạt trình bày sau: Bảng 4.4 Kết khảo sát ảnh hưởng thời gian khấy đến trình tạo hạt Tốc độ Hàm lượng khấy FeCl3.6H2O (vòng/phút) (g) 600 Luợng chất hấp phụ (g) pH 2,4 0,2 T Hiệu suất hấp phụ As H(%) (phút) 30 11,0 60 35,6 90 91,8 180 82,4 270 84,7 Hình 4.11: Biểu đồ ảnh hưởng thời gian khấy đến trình tạo hạt Khi T tăng H tăng khơng ổn định Ban đầu tăng thời gian khấy hiệu suất tăng Tuy nhiên ban đầu có tăng nhẹ, cụ thể thời gian 30 phút hiệu suất đạt 11%, đến 60 phút hiệu suất đạt 35,6% tăng 24,6% Đến mốc thời gian 90 phút hiệu suất đạt cao 91,8% tăng 56,2% , điều cho thấy 90 phút thời gian tối ưu để tạo hạt biến tính với hiệu suất hấp phụ tối đa Tiếp tục tăng thời gian khấy lên 180 270 phút hiệu suất cao, nhiên có giảm nhẹ so với mốc 90 phút Cụ thể 82,4 84,7% cho mốc 180 270 phút Điều giải thích rằng: tăng thời gian khấy trình tạo hạt thời gian khuấy dài làm cho hàm lượng sắt bám lên bề hạt hạt nano silica nhiều Tuy nhiên khấy lâu hàm lượng 32 sắt bám nhiều bám chồng chất lên nhau, lớp sắt bao phủ dày dẫn đến hiệu suất hấp phụ giảm, không đáng kể Nghiên cứu tìm thời gian tối ưu cho trình tạo hạt, rút ngắn thời gian so với nghiên cứu Zengqiang Tan đồng (2012) với khoảng thời gian khuấy Nhằm tiết kiệm thời gian đồng thời thu hiệu hấp phụ cao, việc lựa chọn thời gian 90 phút để khảo sát trình tạo hạt thí nghiệm 4.2.4 Ảnh hưởng tốc độ khuấy đến trình tạo hạt Kết ảnh hưởng tốc độ khuấy đến trình tạo hạt trình bày sau: Bảng 4.5 Kết ảnh hưởng tốc độ khuấy đến trình tạo hạt Hàm lượng T (phút) FeCl3.6H2O (g) 90 Lượng chất hấp phụ (g) pH 2,4 0,2 Tốc độ khấy Hiệu suất (vòng/phút) hấp phụ As H (%) 400 91,3 600 91,8 800 92,0 Hình 4.12: Biểu đồ ảnh hưởng tốc độ khuấy đến trình tạo hạt Từ bảng số liệu biểu đồ thấy tốc độ khuấy không làm ảnh hưởng nhiều đến trình tạo hạt hiệu suất hấp phụ Ở tốc độ khuấy khác 400, 600 800 vòng/phút hiệu suất hấp phụ khơng có thay đổi nhiều, giữ mức cao 91,3, 91,8, 92,0% Tuy nhiên nhằm tìm lựa chọn tối ưu cho trình tạo hạt chọn giá trị tốc độ khuấy 600 vòng/phút cần thiết cho việc thực thí nghiệm 33 4.3 Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến trình hấp phụ As hạt nano silica biến tính 4.3.1 Ảnh hưởng pH đến trình hấp phụ As Kết ảnh hưởng pH đến trình hấp phụ As trình bày sau: Bảng 4.6 Kết khảo sát ảnh hưởng pH đến trình hấp phụ As Tốc độ khuấy (vòng/phút) 600 C (mg/L) 100 Lượng chất T (phút) hấp phụ (g) 0,2 30 Hiệu suất hấp phụ As H (%) pH 3,0 55,2 5,0 62,8 8,7 91,8 10,0 48,9 Hình 4.13: Biểu đồ khảo sát ảnh hưởng pH đến trình hấp phụ As pH có ảnh hưởng lớn đến hiệu suất q trình hấp phụ As Từ Hình 4.13 thấy hấp phụ As phụ thuộc lớn vào giá trị pH Khi pH tăng hiệu suất hấp phụ As tăng qua mốc 8,7 hiệu suất hấp phụ giảm Ban đầu tăng pH hiệu suất hấp phụ As tăng lên Ở pH 8,7 hiệu suất hấp phụ As đạt giá trị cao 91,8%, sau pH tiếp tục tăng lên 10 lúc hiệu suất lại giảm xuống 48,9% Điều lý giải sau: với khoảng pH từ đến As tồn dạng H3AsO3 khơng mang điện tích hạt Fe/SiO2 mang điện tích dương nên khơng diễn lực hút tĩnh điện Tuy nhiên nhờ vào Fe có lực hấp phụ đặc biệt As đủ để hiệu suất hấp phụ đạt cao cụ thể pH có hiệu suất 55,2 34 62,8% Khi pH trình hấp phụ 8,7, lúc As chủ yếu tồn hai dạng H3AsO3 H2AsO3-, H2AsO3- có tâm axit nên xảy lực hút tĩnh điện As hạt Fe/SiO2 thêm vào Fe lại có lực đặc biệt với As, hai nguyên nhân làm cho hiệu suất hấp phụ trình đạt cao Tương tự tăng pH hấp phụ trình lên 10, lúc As tồn dạng H3AsO3, H2AsO3- HAsO32- chủ yếu H3AsO3 nồng độ H2AsO3- HAsO32- thấp, bên cạnh HAsO32- có hai tâm axit nên hiệu suất hấp phụ giảm Thêm vào pH lớn phần vật liệu Fe/SiO2 bị biến đổi điện tích từ dương thành âm, dẫn đến lực hút tĩnh điện yếu hiệu suất giảm Nghiên cứu có kết gần giống với nghiên cứu Nguyễn Trung Thành, “Tổng hợp vật liệu FexMnyOz/tro trấu với hàm lượng sắt tẩm cao hấp phụ asen nước ngầm”, 2015, đăng tạp chí khoa học trường Đại Học Cần Thơ 100 80 [H3AsO3] [H2 AsO3 ][HAsO3]2- H% 60 [AsO3]3- 40 20 0 10 12 14 pH Hình 4.14: Giản đồ biễu diễn dạng tồn As nước Với kết này, lựa chọn pH tối ưu cho thí nghiệm 8,7 35 4.3.2 Ảnh hưởng thời gian đến trình hấp phụ As Kết ảnh hưởng thời gian đến trình hấp phụ As đươc trình bày sau: Bảng 4.7 Kết ảnh hưởng thời gian đến trình hấp phụ As t (phút) Lượng chất C0 hấp (mg/L) phụ (g) V (mL) pH Hiệu Q Ce suất hấp (mg/ (mg/L) phụ As g) H(%) 26,3 18,4 73,7 22,5 19,5 77,5 15,5 21,1 84,5 8,2 23,0 91,8 60 7,9 23,0 92,1 90 7,6 23,1 92,4 15 30 0,2 100 8,7 50 Hình 4.15: Biểu đồ ảnh hưởng thời gian đến trình hấp phụ As Hình 4.15 cho thấy hấp phụ ban đầu diễn nhanh t = phút hiệu suất hấp phụ 73,7%, sau có tăng nhẹ mức thời gian phút không đáng kể 3,8% Hiệu suất đạt 84,5% mốc thời gian hấp phụ 15 phút đến thời gian hấp phụ khoảng 30 phút đạt 91,8% Kết có tương đồng so với nghiên cứu Nguyễn Trung Thành (2015) loại bỏ 50% sau phút kết so với nghiên cứu 73,7% 36 Đường cong động học hấp phụ chia làm hai phần: phần tuyến tính từ t = phút đến t = 30 phút phần khơng tuyến tính (có dạng nửa parabol) từ t = 30 phút đến t = 90 phút Từ t = 30 phút đến t = 90 phút: Q H% ổn định, có tăng khơng nhiều Chọn t = 30 phút giá trị thời gian hấp phụ để thực thí nghiệm Khi t = 90 phút hấp phụ đạt cân bằng: Chọn t = 90 phút thời gian đạt cân hấp phụ Phương trình động học hấp phụ biểu kiến bậc nhất: ln(Qe-Qt) = ln(Qe) – k1.t Bảng 4.8 Các giá trị ln(Qe – Qt) theo thời gian t (phút) Qe (mg/L) Qt (mg/L) ln(Qe – Qt) 18,4 1,5476 19,5 1,2809 21,1 0,6931 23,0 -2,3026 15 23,1 30 Hình 4.16: Sự phụ thuộc ln(Qe – Qt) theo thời gian t Phương trình động học biểu kiến bậc hai: t t   Qt Qe k2 Qe2 37 Bảng 4.9 Các giá trị t/Qt theo thời gian t t (phút) Qt (mg/L) t/Qt 18,4 0,1630 19,5 0,2564 15 21,1 0,7109 30 23,0 1,3043 60 23,0 2,6086 90 23,1 3,8961 y = 0.0428x + 0.0425 R² = 0.9999 t/Qt 2 1 0 20 40 60 80 100 t (phút) Hình 4.17: Sự phụ thuộc t/Qt theo thời gian t Từ Hình 4.16 4.17 thấy với phương trình động học biểu kiến bậc giá trị R2 = 0,9391 Với phương trình động học biểu kiến bậc hai giá trị R2 = 0,9999 Ta khẳng định động học hấp phụ As hạt silica biến tính Fe tổng hợp từ tro vỏ trấu tuân theo động học biểu kiến bậc hai, tốc độ phản ứng tăng nhanh tỉ lệ với bình phương nồng độ As bị hấp phụ 38 4.3.3 Ảnh hưởng lượng chất đến trình hấp phụ As Kết ảnh hưởng lượng chất hấp phụ đến trình hấp phụ As trình bày sau: Bảng 4.10: Kết ảnh hưởng lượng chất hấp phụ đến trình hấp phụ As Tốc độ khấy pH (vòng/phút) 600 T (phút) 8,7 C (mg/L) 30 100 Lượng chất hấp phụ (g) Hiệu suất hấp phụ As H (%) 0,025 23,5 0,05 50,0 0,1 79,3 0,2 91,8 0,4 98,0 Hình 4.18: Biểu đồ ảnh hưởng lượng chất hấp phụ đến trình hấp phụ As Khi lượng chất hấp phụ tăng hiệu suất hấp phụ tăng lên Khi lượng chất hấp phụ 0,025 g hiệu suất hấp phụ đạt thấp 23,5% Tiếp theo lượng chất hấp phụ tăng lên 0,05 g hiệu suất tăng lên đạt 50% Tương tự lượng chất hấp phụ 0,1, 0,2 0,4 g hiệu suất đạt 79,3, 91,8 98,0% Khả hấp phụ tăng nhanh tăng lượng chất hấp phụ từ 0,025 lên 0,2 g Lượng chất hấp phụ 0,4 g có khả xử lí hầu hết lượng As tồn mơi trường, lại lượng nhỏ không đáng kể khoảng 2% Điều cho thấy mối quan hệ mật thiết lượng chất hấp phụ khả hấp phụ As Điều giải thích tăng khối lượng tăng diện tích bề mặt để hấp phụ As nên H tăng 39 Chương 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 Kết luận Đề tài đạt kết sau: - Tổng hợp thành công hạt nano silica từ tro vỏ trấu phương pháp kết tủa đơn giản với hiệu suất 80,63% Các hạt nano silica có hình thái dạng cầu đồng kích thước, đường kính dao động từ 15 - 20 nm - Tổng hợp thành công hạt silica biến tính sắt với với điều kiện tốt như: pH 2,4, hàm lượng FeCl3.6H2O g, thời gian khuấy 90 phút tốc độ khuấy 600 vòng/phút Kết phân tích giãn đồ nhiễu xạ tia X, FTIR hạt silica biến tính sắt cho thấy cấu trúc pha vơ định hình so sánh với kết điều chế hạt nano silica - Hạt nano silica biến tính sắt sử dụng hấp phụ asen nước Có 91% As nồng độ 100 mg/L hấp phụ 0,2 g hạt nano silica biến tính sắt khoảng thời gian 30 phút pH 8,7 Cơ chế q trình hấp phụ As hạt nano silica biến tính sắt Fe có lực hấp phụ đặc biệt As tương tác tĩnh điện hạt Fe/SiO2 với dạng tồn As môi trường nước 5.2 Kiến nghị Đề tài cần mở rộng theo hướng nghiên cứu sau: - Khảo sát thêm vài yếu tố ảnh hưởng đến trình tạo hạt Fe/SiO2 nhiệt độ - Khảo sát thêm ảnh hưởng nồng độ đầu đến trình hấp phụ- đẳng nhiệt hấp phụ - Nghiên cứu quy trình biến tính đơn giản để tăng khả hấp phụ vật liệu 40 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Đỗ Văn Ái, Mai Trọng Nhuận, Nguyễn Khắc Vinh (2000), Một số đặc điểm phân bố Asen tự nhiên vấn đề ô nhiễm Asen môi trường Việt Nam, Hội thảo Asen quốc tế [2] Trương Hồi Chính Huỳnh Quyền (2012) “Nghiên cứu quy trình thu hồi Silica từ tro trấu, ứng dụng tổng hợp phụ gia cho xi măng mác cao” (Phần 1) Tạp chí Khoa học Công nghệ - Đại học Đà Nẵng, 8(57): -14 [3] Jain, A.K., Gupta, V.K., Bhatnagar, A and Suhas (2003) Utilization of industrial waster products as absorbents for the removal of dyes Journal of Hazardous Material, B101: 31 – 42 [4] Garg, V.K., Amita, M., Kumar, R and Gupta, R (2004) Basic dye (methylene blue) removal from Simulated wastewater by adsorption using Indian Rosewood Sandust: a timber industry Dyes and Pignents, 63: 250-343 [5] Ho, Y.S and McKay, G (2003) Sorption of dyes and copper ions onto biosorbents Process Biochemistry, 38: 1047-1061 [6] Nguyễn Vĩnh Khanh Nghiên cứu công nghệ sản xuất nhiên liệu rắn thay than đá từ chất thải rắn tro trấu Trường Đại học Nguyễn Tất Thành [7] Nguyễn Tiến Tài (2012) Nghiên cứu công nghệ sản xuất nhiên liệu sinh học hệ từ trấu phương pháp nhiệt phân thiết bị phản ứng tầng sôi Báo cáo kết khoa học công nghệ đề tài Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam [8] Londeree, D.J (2002) Silica–titania composites for water treatment Thesis University of Florida [9] Zhuravlev, L.T (2000) The surface chemistry of amorphous silica Zhuravlev model Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, Volume 173, Issues 1–3: – 38 [10] Rothon, R.N and DeArmitt, C (2003) Particulate-filled polymer composites 2nd edtion RAPRA Technology Ltd Shawbury, Shrewsbury, Shropshire, UK [11] Cảnh NB Đánh giá trạng ô nhiễm asen nước ngầm Hà Nội, ứng dụng vật liệu hydroxit sắt III phế thải để hấp phụ asen nước ngầm DH NÔNG LÂM THÁI NGUYÊN 2014 [12] Mohan D., Pittman Jr C U (2007), “Arsenic removal from water/wastewater using adsorbents - A critical review”, Journal of Hazardous Materials, Vol 142, pp – 53 [13] Đỗ Văn Ái, Mai Trọng Nhuận, Nguyễn Khắc Vinh, Một số đặc điểm phân bố asen tự nhiên vấn đề ô nhiễm asen môi trường Việt Nam, Hội thảo Quốc Tế ô nhiễm asen: Hiện trạng, Tác động đến sức khỏe cộng đồng giải pháp phòng ngừa, Hà Nội, 2000, 21-32 41 [14] Pal B N., Granular ferric hydroxide for elimination ò Arsenic from dringking water, M/S PalTrockner [P] Ltd 25/1B Ibrahimpur Road, Cacutta 700 032 [15] A Gomez-Caminero, P Howe, M Hughes, E Kenyon, D.R Lewis, M Moore, Arsenic and arsenic compound, Inorganic chemistry, 2001 [16] Nguyễn Trọng Uyển, Trần Hồng Côn, Phạm Hùng Việt, Hoàng Văn Hà (2000); Nghiên cứu CN xử lý asen nước sinh hoạt, Hội thảo quốc tế ô nhiễm asen, Hà Nội [17] Elisabeth Eiche cộng (2008), “Geochemical processes underlying a sharp contrast in groundweter arsenic concentretions in a village on the Red River delta, Vietnam”, Applied Geochemistry, 23, 3143– 3154 [18] Luu Minh Dai, Dao Ngoc Nhiem, Nguyen Duc Van, Pham Ngoc Chuc, Vu The Ninh, A perovskite – type NdFeO3 : Synthesis and characterization, International Conference on Spectroscopy & materials Sicence ICS&M 2015 – November 17 – 19, 2015– Duy Tan University, Vetnam, 104 – 108 [19] Trần Hữu Hoan (2004), “Sáu giải pháp giảm thiểu asen khả thi cho vùng phát bị ô nhiễm”, Báo cáo hội thảo trinh diễn thiết bị xử lý asen nước sinh hoạt, Trung tâm nước vệ sinh môi trường nông thôn, Hà Nội, Tr 3-11 [20] Phạm Hùng Việt, Phạm Thị Kim Trang, Michael Berg, Nguyễn Thị Minh Huệ, Bùi Hồng Nhật, Vũ Mai Lan, Trần Thị Hảo,Phạm Thị Dần, Vũ Thị Mai, Nguyễn Văn Mùi (2004), “Nguy nhiễm Asen (Thạch tín) nước giếng khoan số vùng thuộc đồng Bắc Bộ”, Hội nghị khoa học lần thứ III trường Đại học khoa học tự nhien, Hà Nội, Tr 1-7 [21] Baric D., Sigvardsson E (2007), Distribution and mobilisation of Arsenic in Red river delta aquifers, Vietnam Master theis, Goteborg, Sweeden, 84pp [22] Ravencroft, P., McArthur, J M., Hoque, B A (2001), “Geochemical and paleohydrological controls on pollution of groundwater by arsenic” In: W R Chappell et al (Eds), Arsenic exposure and health effect IV., Amsterdam [23] Chowdhury T.R., Basu G.K., Mandal B.K., Biswas B.K., Samanta G., Chowdhury U.K., Chandra C.R., Lohd D., Roy S.L., Saha K.C, Roy S., Kabir S., Quamruzzaman Q., Chakraborti D (1999), “Arsenic poisoning in the Ganges delta”, Nature 401: 545-546 [24] Dowling, C B., Poreda, R J., Basu, A R., Peter, S L., Aggarwal, P K (2002), “Geochemical study of arsenic release mechanisms in Bengal Basin groundwater”, Water Resour Res 38: pp1-20 [25] Gerry Jacobson (1998), “Arsenic poisoning groundwater in Bengal The worst hydrogeological problem in thr world”, Geo-environment Newsletter 13 [26] Harvey, C F., Swartz, C H., Badruzzaman, A B M., Keon-Blute, N., Yu W., Ali, A., Jay, J., Beckie, R., Niedan, V., Brabander, D., Oates, P M., Ashfaque, K N., Islam, S., Hemond, H F., Ahmed, M F (2002), “Arsenic 42 mobility and groundwater extraction in Bangladesh”, Science 298, pp 16021606 [27] Nickson, R., McArthur, J., Burgess, W., Ahmed, K M., Ravenscroft, P., Rahman, M., (1998), “Arsenic poisoning of Bangladesh groundwater”, Nature 395, 331-338 [28] Ravencroft, P., McArthur, J M., Hoque, B A (2001), “Geochemical and paleohydrological controls on pollution of groundwater by arsenic” In: W R Chappell et al (Eds), Arsenic exposure and health effect IV, Amsterdam [29] Dinesh Mohan, Charles U Pittman Jr (2007), ”Arsebic removal from water/wastewater using adsorbent – A critical rewiew 43 ... SiO2 tổng hợp từ RHA biến tính Fe ứng dụng xử lý asen(III) nước 1.2 Mục tiêu nghiên cứu Nghiên cứu tiến hành với mục tiêu: - Tổng hợp hạt nano silica từ tro vỏ trấu - Tổng hợp hạt silica biến tính. .. KHOA HỌC TỰ NHIÊN - - PHẠM THỊ MỸ THANH ĐẶNG PHƯƠNG TRANG HẠT SiO2 TỔNG HỢP TỪ RHA BIẾN TÍNH Fe VÀ ỨNG DỤNG XỬ LÝ ASEN(III) TRONG NƯỚC LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH HÓA HỌC CÁN BỘ HƯỚNG... phúc - - NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN Cán phản biện: …………………………………………………………… Tên đề tài: Hạt SiO2 tổng hợp từ RHA biến tính Fe ứng dụng xử lý Asen(III) nước Sinh viên thực hiện: