1. Trang chủ
  2. » Luận Văn - Báo Cáo

NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VẬT LIỆU NANO SILICA VÀ ỨNG DỤNG XỬ LÝ KIM LOẠI CHÌ TRONG NƯỚC

50 489 4

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Định dạng
Số trang 50
Dung lượng 10,47 MB

Nội dung

•Nghiên cứu điều chế vật liệu nano silica •Nghiên cứu đặc điểm của vật liệu nano silica sau khi điều chế•Nghiên cứu hiệu quả xử lý kim loại chì trong nước của nano silica và các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý

Trang 1

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘITRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

KHOA MÔI TRƯỜNG

Nguyễn Văn Thành

NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VẬT LIỆU NANO SILICA VÀ ỨNG DỤNG XỬ LÝ KIM LOẠI CHÌ TRONG NƯỚC

Khóa luận tốt nghiệp đại học hệ chính quy

Ngành: Khoa học môi trường (Chương trình đào tạo: Chất lượng cao)

Cán bộ hướng dẫn: ThS Nguyễn Xuân Huân

Hà Nội - 2018

Trang 2

LỜI CẢM ƠN

Trước tiên tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc tới ThS Nguyễn Xuân Huân,Khoa Môi trường, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên đã chỉ bảo tận tình và giúp

đỡ tôi trong thời gian thực hiện khóa luận

Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong khoa Môi trường, TrườngĐại học Khoa học Tự nhiên đã truyền đạt kiến thức quý báu trong suốt thời gian tôihọc tập tại trường

Tôi cũng xin cảm ơn phòng thí nghiệm Nghiên cứu môi trường, phòng thínghiệm bộ môn Tài nguyên và môi trường đất đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôihoàn thành các thí nghiệm

Cuối cùng tôi xin cảm ơn gia đình và bạn bè luôn ủng hộ và động viên trongquá trình học tập cũng như hoàn thành khóa luận

Hà Nội, ngày 28 tháng 05 năm 2018

Sinh viên thực hiện

Sinh viên: Nguyễn Văn Thành

Trang 3

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

Chữ viết tắt Giải nghĩa

b Hằng số đặc trưng chất hấp phụ và chất bị hấp phụ

Ce Nồng độ dung dịch tại trạng thái cân bằng

Co Nồng độ dung dịch ban đầu

Trang 4

DANH MỤC HÌNH

Hình 1 Hiện tượng các tia X nhiễu xạ trên các mặt tinh thể chất rắn 15

Hình 2 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của kính hiển vi điện tử truyền qua 16

Hình 3 Mô hình phát xạ huỳnh quang 17

Hình 4 Sơ đồ cấu tạo và cơ chế hoạt động của máy PCD Mütek 05 Phân bố ion trong dung dịch khi không có dòng chuyển động (a) và có dòng chuyển động (b).19 Hình 5 Dung dịch sol nano silica 22

Hình 6 Sản phẩm nano silica 22

Hình 7 Giản đồ XRD của nano silica 23

Hình 8 Giản đồ XRD của nano silica điều chế bởi Xuejing Chen, Jianguo Jiang, Feng Yan, Sicong 23

Hình 9 Phổ huỳnh quang tia X của vật liệu nano silica 24

Hình 10 Phổ IR của các hạt nanosilica 24

Hình 11 Ảnh Fe-SEM của các hạt nanosilica 26

Hình 12 Ảnh Fe-SEM của các hạt nanosilica chế tạo bởi Thái Hoàng và nhóm nghiên cứu 26

Hình 13 Ảnh hưởng của pH đến sự biến thiên điện tích bề mặt của nano silica 27

Hình 14 Nồng độ chì (Pb2+) sau xử lý và hiệu suất xử lý ở các thời gian khác nhau 28

Hình 15 Nồng độ chì (Pb2+) sau xử lý và hiệu suất xử lý ở các pH khác nhau 30

Hình 16 Đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir chì của vật liệu nano silica 32

Hình 17 Nồng độ chì (Pb2+) sau xử lý và hiệu suất xử lý khi thay đổi nồng độ chì (Pb2+) ban đầu 32

Hình 18 Nồng độ chì sau xử lý và hiệu suất xử lý chì của nano silica 34

Trang 5

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1 Kết quả phân tích định lượng các nguyên tố có trong mẫu 23Bảng 2: Kết quả xác định điện tích bề mặt của vật liệu nano silica ở các pH khácnhau 27Bảng 3 Số liệu khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất xử lý 28Bảng 4 Số liệu khảo sát ảnh hưởng của pH đến hiệu suất xử lý 29Bảng 5 Số liệu về nồng độ chì (Pb2+) sau xử lý và tính toán số liệu thiết lập phươngtrình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir 31Bảng 6 Số liệu khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng nano silica đưa vào đến hiệusuất xử lý chì 33

Trang 6

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2

1.1 Tổng quan về công nghệ nano và vật liệu nano 2

1.1.1 Khái niệm công nghệ nano và vật liệu nano 2 1.1.2 Lịch sử hình thành của công nghệ nano 2 1.1.3 Đặc điểm, tính chất của vật liệu nano 3 1.1.4 Tổng quan về vật liệu nano silica 4 1.1.4.1 Khái quát vật liệu nano silica 4

1.1.4.2 Các phương pháp chế tạo vật liệu 6

1.1.4.3 Một số ứng dụng của nano silica 8

1.2 Tổng quan về kim loại chì và ô nhiễm kim loại chì trong nước 9

1.2.1 Một vài nét về kim loại chì 9 1.2.2 Nguồn gốc ô nhiễm kim loại chì trong nước 10 1.2.3 Tác động của ô nhiễm kim loại chì 11 1.2.4 Quy chuẩn Việt Nam về kim loại chì trong nước 12 CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 14

2.1 Đối tượng nghiên cứu 14

2.2 Nội dung nghiên cứu 14

2.3 Phương pháp nghiên cứu 14

2.3.1 Phương pháp tổng hợp tài liệu 14 2.3.2 Phương pháp chế tạo vật liệu nano silica 14 2.3.3 Phương pháp nghiên cứu một số đặc điểm của vật liệu nano silica 14 2.3.3.1 Phương pháp nhiễu xạ tia X (Xray diffracsion: XRD) 15

2.3.3.2 Phương pháp kính hiển vi điện tử quét (SEM) 15

Trang 7

2.3.3.3 Phương pháp trắc phổ huỳnh quang tia X (X-ray fluorescence - XRF) 16

2.3.2.4 Phương pháp phổ hồng ngoại (FTIR) 17

2.3.2.5 Phương pháp xác định điện tích bề mặt bằng cách ứng dụng kỹ thuật phân tích thế điện động 18

2.3.4 Nghiên cứu hiệu quả xử lý chì bằng vật liệu nano silica 19 2.3.4.1 Phương pháp pháp phổ phát xạ plasma ICP-OES 19

2.3.4.2 Bố trí thí nghiệm ảnh hưởng của thời gian đến hiệu quả xử lý chì (Pb2+) 20

2.3.4.3 Bố trí thí nghiệm ảnh hưởng của pH đến hiệu quả xử lý chì (Pb2+) 20

2.3.4.4 Bố trí thí nghiệm ảnh hưởng nồng độ chì (Pb2+) ban đầu đến hiệu quả xử lý bằng nano silica 20

2.3.4.5 Ảnh hưởng của lượng nano silica đầu vào đến hiệu quả xử lý chì (Pb2+) 21

2.3.4.6 Phương pháp tính toán tải trọng hấp phụ cực đại 21

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 22

3.1 Kết quả chế tạo vật liệu nano silica 22

3.2 Một số đặc điểm của vật liệu đã điều chế 22

3.2.1 Kết quả nghiên cứu nhiễu xạ tia X (XRD) 22 3.2.2 Kết quả nghiên cứu trên phổ huỳnh quang tia X (XRF) 23 3.2.3 Kết quả nghiên cứu phổ hồng ngoại (FTIR) 24 3.2.4 Kết quả chụp ảnh Fe-SEM của vật liệu nano silica 25 3.2.5 Kết quả xác định điện tích bề mặt của vật liệu nano silica 26 3.3 Kết quả nghiên cứu hiệu quả xử lý chì trong nước của nano silica và các điều kiện đi kèm 27

3.3.1 Ảnh hưởng của thời gian đến hiệu quả xử lý chì (Pb2+) 27

3.3.2 Ảnh hưởng của pH đến hiệu quả xử lý chì (Pb2+) 29

3.3.3 Ảnh hưởng của nồng độ chì ban đầu đến hiệu quả xử lý chì (Pb2+) của vật liệu nano silica 31

3.3.4 Ảnh hưởng của nồng độ nano silica ban đầu đến hiệu quả xử lý chì (Pb2+)

33

Trang 8

KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 35

1 Kết luận 35

2 Khuyến nghị 35

Tài liệu tham khảo 37

Trang 9

MỞ ĐẦU

Ngày nay cùng với sự phát triển mạnh mẽ của nền công nghiệp, nông nghiệp

và đô thị hóa, con người phải đối mặt với nhiều nguy cơ về ô nhiễm môi trường,đặc biệt là vấn đề ô nhiễm kim loại nặng điển hình là ô nhiễm kim loại chì trongnước đang nhận được nhiều sự quan tâm

Chì là nguyên tố tự nhiên có khối lượng nguyên tử cao, tỉ trọng lớn và đượcứng dụng phổ biến trong công nghiệp, nông nghiệp, sinh hoạt, y tế và công nghệ.Tuy nhiên, việc sử dụng rộng rãi chì trong nhiều lĩnh vực cùng với các nguồn gây ônhiễm chì như khai thác mỏ, nước thải làng nghề, nước thải công nghiệp, luyệnkim đã và đang làm tăng mối quan ngại về tác động tiềm tàng của chúng đối tớisức khỏe con người và môi trường Vì vậy, việc nghiên cứu xử lý ô nhiễm kim loạichì trong nước đang được cho là hướng nghiên cứu mang ý nghĩa thực tiễn cao cầnđược khuyến khích hiện nay Có nhiều phương pháp xử lý chì khác nhau đã được ápdụng như: phương pháp hóa lý (kết tủa hóa học, oxy hóa-khử, trao đổi ion, xử lýđiện hóa) và sinh học (hấp phụ và hấp thụ bằng thực vật thủy sinh, vật liệu sinh học,chuyển hóa sinh học) Tuy nhiên, công nghệ nano là một công nghệ mới được ứngdụng hiệu quả trong xử lý ô nhiễm Vật liệu nano silica là vật liệu nano có nhiều ưuđiểm và tính năng vượt trội như tỷ trọng thấp, bền nhiệt, cơ học và trơ hóa học, nógiúp tăng khả năng và hiệu quả của việc ứng dụng vào xử lý các vấn đề môi trường

Như vậy, đề tài “Nghiên cứu tổng hợp vật liệu nano silica và ứng dụng xử lý kim loại chì trong nước” là công trình nghiên cứu tiếp nhận được công nghệ tiên

tiến, có khả năng áp dụng thực tế với những nội dung chính: Điều chế vật liệu nanosilica và nghiên cứu khả năng xử lý kim loại chì trong nước

Trang 10

CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tổng quan về công nghệ nano và vật liệu nano

1.1.1 Khái niệm công nghệ nano và vật liệu nano [2]

Nano có nghĩa là nanomét (ký hiệu: nm) bằng một phần tỷ mét một đơn vị đolường để đo kích thước những vật cực nhỏ Cơ cấu nhỏ nhất của vật chất là nguyên

tử có kích thước: 0,1 nm, phân tử là tập hợp của nhiều nguyên tử: 1 nm, vi khuẩn:

50 nm, hồng huyết cầu: 10.000 nm

Công nghệ nano là ngành công nghệ điều khiển hình dáng, kích thước trênquy mô nanomet (1nm = 10-9m) trong thiết kế, phân tích, chế tạo và ứng dụng cáccấu trúc, thiết bị, hệ thống Công nghệ nano bao gồm các vấn đề chính sau đây:

 Cơ sở khoa học nano

 Phương pháp quan sát và can thiệp ở quy mô nanomet

 Chế tạo vật liệu nano

 Ứng dụng vật liệu nano

Vật liệu nano là vật liệu trong đó ít nhất một chiều có kích thước nanomet, cóthể tồn tại ở 3 trạng thái là rắn, lỏng và khí Hiện nay, chúng ta đang chủ yếu tậptrung nghiên cứu vật liệu nano ở trạng thái rắn, sau đó mới đến các chất lỏng và khí

Hình dáng vật liệu nano được phân ra thành 3 loại chính gồm:

 Vật liệu nano không chiều – cả 3 chiều đều có kích thước nano, khôngcòn chiều tự do điện tử (ví dụ: hạt nano, đám nano)

 Vật liệu nano một chiều – hai chiều có kích thước nano, một chiều tự docho điện tử (ví dụ: ống nano, dây nano)

 Vật liệu hai chiều – một chiều có kích thước nano, điện tử được tự do trên

2 chiều (ví dụ: màng mỏng)

Ngoài ra, hình dáng vật liệu nano còn có loại vật liệu có cấu trúc nano haycác hợp phần nano (trong đó chỉ có một phần của vật liệu có kích thước nm) hoặccấu trúc của nó có nano không chiều, 1 chiều và 2 chiều đan xen lẫn nhau.[2]

1.1.2 Lịch sử hình thành của công nghệ nano

Trang 11

Thuật ngữ công nghệ nano (nanotechnology) xuất hiện từ những năm 70 của

thế kỷ XX, chỉ việc thiết kế, phân tích, chế tạo và ứng dụng các cấu trúc, thiết bị và

hệ thống bằng việc điều khiển hình dáng, kích thước trên quy mô nanômét Chúng

có độ chính xác rất cao 0,1 - 100nm, tức là chính xác đến từng lớp nguyên tử, phân

tử

Tiền tố nano xuất hiện trong tài liệu khoa học lần đầu tiên vào năm 1908, khiLohman sử dụng nó để chỉ các sinh vật rất nhỏ với đường kính 200nm Năm 1974,Tanigushi lần đầu tiên sử dụng thuật ngữ công nghệ nano hàm ý sự liên kết các vậtliệu cho kỹ thuật chính xác trong tương lai Hiện tại trong khoa học, tiền tố nanobiểu thị con số 10-9 tức kích thước 1 phần tỷ mét Cho tới nay, vẫn chưa có đượcmột định nghĩa thống nhất về công nghệ nano Theo cơ quan Hàng không Vũ trụHoa Kỳ (NASA), công nghệ nano là công nghệ chế tạo ra các cấu trúc, vật liệu,thiết bị và hệ thống chức năng với kích thước đo bằng (khoảng từ 1 đến 100nm) vàkhai thác ứng dụng các đặc tính độc đáo của những sản phẩm này Công nghệ nanocũng có thể hiểu là ngành công nghệ dựa trên các hiểu biết về các quy luật, hiệntượng, tính chất của cấu trúc vật lý có kích thước đặc trưng ở thang nano

1.1.3 Đặc điểm, tính chất của vật liệu nano [2]

Các vật liệu có kích thước nano mét, mỗi nguyên tử được tự do thể hiện toàn

bộ tính chất của mình trong tương tác với môi trường xung quanh Điều này đã làmxuất hiện ở vật liệu nano nhiều đặc tính nổi trội, là khả năng xúc tác hấp phụ và cáctính chất điện, quang, từ, xúc tác

Kích thước hạt nhỏ bé còn là nguyên nhân làm xuất hiện ở vật liệu nano 3hiệu ứng: hiệu ứng lượng tử, hiệu ứng bề mặt, hiệu ứng kích thước

 Hiệu ứng bề mặt

Ở vật liệu nano, tỷ số các nguyên tử nằm trên bề mặt trên tổng số các nguyên

tử của vật liệu lớn hơn nhiều so với các vật liệu dạng khối, nên số các tâm hoạt hóa

và diện tích bề mặt của vật liệu cũng tăng lên rất nhiều so với vật liệu dạng khối Vìthế các hiệu ứng có liên quan đến bề mặt như: khả năng hấp phụ, độ hoạt động bềmặt… của vật liệu nano sẽ lớn hơn nhiều Điều đó đã mở ra những ứng dụng mớitrong lĩnh vực xúc tác, hấp phụ và nhiều hiệu ứng khác mà các nhà khoa học đangquan tâm, nghiên cứu

 Hiệu ứng kích thước

Trang 12

Các vật liệu truyền thống thường đặc trưng bởi một số các đại lượng vật lý,hóa học không đổi như độ dẫn điện của kim loại, nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi,tính axit… Tuy nhiên, các đại lượng vật lý và hóa học này chỉ bất biến nếu kíchthước vật liệu đủ lớn (thường là lớn hơn 100nm) Khi giảm kích thước vật liệuxuống đến cấp độ nano mét (nhỏ hơn 100nm), thì các đại lượng lý, hóa ở trên khôngcòn bất biến nữa, ngược lại chúng sẽ thay đổi Hiện tượng này gọi là hiệu ứng kíchthước Kích thước mà ở đó vật liệu bắt đầu có sự thay đổi các tính chất được gọi làkích thước giới hạn Ví dụ như: Điện trở của một kim loại ở kích thước vĩ mô mà tathấy hàng ngày sẽ tuân theo định luận Ohm Nếu ta giảm kích thước của vật liệuxuống nhỏ hơn quãng đường tự do trung bình của điện tử trong kim loại (thường làvài nm đến vài trăm nm) thì định luật Ohm không còn đúng nữa Lúc đó điện trởcủa vật liệu có kích thước nano sẽ tuân theo các quy tắc lượng tử.

Các nghiên cứu cho thấy các tính chất điện, từ, quang, hóa học… của các vậtliệu đều có kích thước tới hạn trong khoảng từ 1nm đến 100nm, nên ở vật liệu nanocác tính chất này đều có biểu hiện khác thường so với vật liệu truyền thống

 Hiệu ứng lượng tử

Đối với các vât liệu thông thường hình thành từ rất nhiều nguyên tử (1µm3vật liệu có khoảng 1012 nguyên tử) Các hiệu ứng lượng tử được trung bình hóa chotất cả các nguyên tử, vì thế mà ta có thể bỏ qua những khác biệt ngẫu nhiên củatừng nguyên tử mà chỉ xét giá trị trung bình của chúng Nhưng đối với vật liệunano, do kích thước của vật liệu nhỏ, hệ có rất ít nguyên tử nên các tính chất lượng

tử thể hiện rõ hơn và không thể bỏ qua Điều này làm xuất hiện ở vật liệu nano cáchiệu ứng lượng tử như hiệu ứng đường ngầm…

1.1.4 Tổng quan về vật liệu nano silica

1.1.4.1 Khái quát vật liệu nano silica

Nano silica là loại vật liệu nano có tiềm năng ứng dụng cao do có ưu điểm:

tỷ trọng thấp, bền nhiệt và cơ học và trơ hóa học Hạt nano silica chứa tâm màu làcác hạt SiO2 xốp kích thước nano chứa được một số lượng lớn phân tử màu hữu cơtrong một hạt silica đơn Nền silica lại ổn định về cấu trúc, không độc, có khả năngtương thích sinh học cao Nano silica dễ dàng biến tính để tăng hiệu quả sử dụngcủa từng mục đích

a) Cấu trúc của nano silica [17]

Trang 13

Silica là tên thường gọi của đioxit silic (SiO2), có cấu trúc mạng lưới khônggian ba chiều, trong đó mỗi nguyên tử ôxi nằm ở đỉnh, còn silic nằm ở tâm của tứdiện đều, nếu các tứ diện này được sắp xếp một cách trật tự và đều đặn ta có silicacấu trúc tinh thể, ngoài ra silica còn có cấu trúc vô định hình Silica không tồn tạidưới dạng phân tử riêng lẻ mà tồn tại dưới dạng tinh thể, nghĩa là dưới dạng mộtphân tử khổng lồ.

Silica được tìm thấy phổ biến trong tự nhiên ở dạng cát hay thạch anh, cũngnhư trong cấu tạo thành tế bào của tảo cát Silica là một khoáng vật phổ biến trong

vỏ Trái Đất Silica có thể tổng hợp được ở nhiều dạng khác nhau như: Silica gel,Silica khối, aerogel, xerogel, silica keo, silica xốp,

Trong tự nhiên với điều kiện áp suất thường, silica tồn tại chủ yếu ở dạngtinh thể hoạc vi tinh thể (thạch anh, triđimit, cristobalit, cacedoan, đá mã não) Một

số dạng silica có cấu trúc tinh thể được tạo ra ở nhiệt độ và áp suất cao như coesit

và stishovit Như vậy, mỗi dạng đa hình này lại có hai dạng: dạng α bền ở nhiệt độthấp, dạng β bền ở nhiệt độ cao

Tất cả những dạng tinh thể này đều bao gồm những nhóm tứ diện SiO4 nốivới nhau qua những nguyên tử O chung Trong tứ diện SiO4, nguyên tử Si nằm ởtrung tâm của tứ diện liên kết hóa trị với bốn nguyên tử O nằm ở các đỉnh của tứdiện Như vậy mỗi nguyên tử O liên kết với hai nguyên tử Si ở hai tứ diện khácnhau và tính trung bình cứ trên mặt nguyên tử Si có hai nguyên tử O và công thứccủa silic đioxit là SiO2

Ba dạng đa hình của silic đioxit có cách sắp xếp khác nhau của nhóm tứ diệnSiO4 trong tinh thể: Trong thạch anh, những nhóm tứ diện được sắp xếp sao cho cácnguyên tử Si nằm trên đường xoắn ốc Tùy theo chiều của đường xoắn ốc mà ta cóthạch anh quay trái hay quay phải Trong triđimit, các nguyên tử Si chiếm vị trí củacác nguyên tử S và Zn trong mạng lưới vuazit Trong cristobalit, các nguyên tử Sichiếm vị trí của các nguyên tử S và Zn trong mạng lưới sphelarit

Ngoài ba dạng trên, trong tự nhiên còn có một số dạng khác nữa của silicđioxit có cấu trúc vi tinh thể Mã não là chất rắn, trong suốt, gồm có những vùng cómàu sắc khác nhau và rất cứng Opan là một loại đá quý không có cấu trúc tinh thể

Nó gồm những hạt cầu SiO2 liên kết với nhau tạo nên những lỗ trống chứa khôngkhí, nước hay hơi nước Opan có các màu sắc khác nhau như vàng, nâu, đỏ, lục vàđen do có chứa các tạp chất

Trang 14

Gần đây người ta chế tạo được hai dạng tinh thể mới của silic đioxit nặnghơn thạch anh là coesit (được tạo nên ở áp suất 35000 atm và nhiệt độ 250oC) vàstishovit (được tạo nên ở áp suất 120.000 atm và nhiệt độ 1300oC).

Silic đioxit đã nóng chảy hoặc khi đun nóng bất kì dạng nào khi để nguộichậm đến nhiệt độ hóa mềm, ta đều thu được một vật liệu vô định hình giống nhưthủy tinh Khác với dạng tinh thể, chất giống thủy tinh có tính đẳng hướng và khôngnóng chảy ở nhiệt độ không đổi mà hóa mềm ở nhiệt độ thấp hơn nhiều so với khinóng chảy ra Bằng phương pháp Rơnghen người ta xác định được rằng trong trạngthái thủy tinh, mỗi nguyên tử vẫn được bao quanh bởi những nguyên tử khác giốngnhư trong trạng thái tinh thể nhưng những nguyên tử đó sắp xếp một cách hỗn loạnhơn

b) Tính chất

Silica (SiO2) màu trắng, có tỉ trọng 2,4 g/cm3 và khối lượng phân tử là 59,96g/mol Các tính chất nhiệt của các hạt nano silica được các nhà khoa học nghiên cứu vàtìm thấy là nóng chảy ở 1600oC và sôi ở 2230oC Silica xốp, diện tích bề mặt lớn vì vậysilica rất dễ hấp phụ, ví dụ trong không khí ẩm silica hấp phụ nước trên bề mặt tạo cácnhóm OH− Silica không hòa tan trong nước và bất kỳ dung môi, không độc, không mùi,

ổn định hóa học

Silic đioxit rất trơ về mặt hóa học Nó không tác dụng với oxi, clo, brom và axitngay cả khi đun nóng Ở điều kiện thường, nó chỉ tác dụng với F2 và HF

SiO2 + 2F2 → SiF4 + O2SiO2 + 4HF → SiF4 + 2H2OSilic đioxit còn tan trong kiềm hay cacbonat kim loại kiềm nóng chảy:

SiO2 + 2NaOH → Na2SiO3 + H2OSiO2 + Na2CO3 → Na2SiO3 + CO2Những phản ứng này cũng xảy ra chậm ở trong dung dịch khi đun sôi silic đioxit

ở dạng bột mịn

1.1.4.2 Các phương pháp chế tạo vật liệu

Có nhiều phương pháp tổng hợp nano silica từ các nguồn với dung môi, xúctác, pH, nhiệt độ khác nhau Smith và đồng nghiệp đã tổng hợp hạt nano silica cókích thước từ 20-80 nm bằng việc thủy phân tetraetoxysilan (TEOS) trong dung

Trang 15

dịch etanol với xúc tác bazơ (dung dịch NH3) [21] Branda đã tổng hợp silica từTEOS và 3-aminopropyl trietoxysilan [13] Roque-Malherbe và Mar-quez đã tổnghợp silica theo phương pháp của Stöber sử dụng hỗn hợp etanol và metanol (Stöberchỉ sử dụng etanol) [19]

a) Phản ứng nhiệt phân

Phương pháp này thường dùng để tổng hợp muội silica, SiCl4 được chuyểnsang pha khí ở nhiệt độ cao bằng ngọn lửa hydro oxy rồi phản ứng với nước theophương trình:

SiCl4 + 2H2 → SiO2 + HClSilica tạo thành có diện tích bề mặt rất lớn, mịn và bề mặt trơn, dễ phân tántrong nền polyme Vì vậy, muội silica thường dược ứng dụng nhiều trong côngnghiệp chất dẻo sơn

b) Phản ứng thủy phân và phương pháp sol – gel [14,20]

Phương pháp sol – gel do R.Roy đề xuất năm 1956 cho phép trộn lẫn cácchất ở quy mô nguyên tử Phương pháp là một chuỗi các phản ứng hóa học bắt đầu

đi từ dung dịch sol của các precursor dạng lỏng và rắn… Các hạt sol được phản ứngthủy phân và ngưng tụ để thành gel Gel được sấy, nung để loại bỏ các chất hữu cơ

và hình thành sản phẩm cuối cùng ở trạng thái rắn

Những phần tử ban đầu để tạo thành những hạt sol Sol hình thành từ cácthành tố kim loại như á kim, bao quanh bởi những ligand khác nhau (hữu cơ kimloại) hoặc những gốc muối vô cơ (muối vô cơ kim loại).Hữu cơ kim loại là hợp chấtcủa kim loại – nhóm hữu cơ M(OR)z, M là kim loại hoá trị z và M = Si, Ti, Zr, Al,

Sn, Ce…; OR = (OCnH2n+1): nhóm alkoxide Muối vô cơ kim loại SnCl2.2H2O,SnCl4, SnCl4.5H2O, Zn(CH3COO)2.2H2O, Cd(CH3COO)2.2H2O…

Ưu điểm của phương pháp này là các giai đoạn của phản ứng có thể điềukhiển được để tạo sản phẩm như mong muốn, không gây ô nhiễm môi trường Sửdụng phương pháp sol – gel, ta có thể chế tạo ra các hợp chất ở dạng khối, bột siêumịn, màng mỏng và sợi Để tổng hợp các hạt nano silica theo phương pháp sol – gelthường đi từ hai khuynh hướng chính: thủy phân muối, thủy phân các alkoxide

 Phương pháp sol- gel theo con đường thủy phân muối

Na2SiO3 + H2SO4 → SiO2 + H2O + Na2SO4

Trang 16

Kết quả tạo thành sol, rồi sol đông tụ thành gel, sau khi rửa, sấy khô và nung,

ta thu được nano silica

 Phương pháp sol- gel đi từ các alkoxide

Phản ứng tổng hợp nano silica bằng phương pháp sol-gel thường là phản ứngthủy phân tetraalkoxysilan, phương pháp này được mô tả bởi hai loại phản ứng cơbản là phản ứng thủy phân và polyme hóa ngưng tụ

Các phân tử mới được tạo thành sẽ nối với nhau theo phản ứng polyme hóa

để tạo ra bộ khung cấu trúc cuối cùng Quá trình sol- gel bao gồm cả hai phản ứng

cơ bản: đầu tiên là các phản ứng thủy phân tạo dung dịch hoạt tính, tiếp theo là phảnứng polyme hóa đa ngưng tụ cùng với sự tiếp tục thủy phân

Chất lượng và hình dạng của sản phẩm cuối cùng tùy thuộc vào loại alkoxide

và các chất khác sử dụng trong phản ứng Tỉ lệ mol giữa TEOS/H2O sẽ đóng vai tròquan trọng trong việc hình thành sản phẩm cuối cùng

Sau khi gel được hình thành, nó thường ở dạng xốp và còn chứa các chấtlỏng trong phần các lỗ xốp Các chất lỏng này sẽ thường được loại bỏ qua các quátrình sấy và xử lý nhiệt về sau Để nhận được các oxit sản phẩm cuối cùng, thì cáckhối gel xốp vô định hình này phải được nung để tách loại các chất lỏng còn lạitrong các lỗ xốp và loại bỏ bản thân các lỗ xốp Sol – gel còn là một phương phápsáng tạo ra các vật liệu mới, với nhiều ưu điểm trong nghiên cứu chế tạo vật liệumới như dùng để chế tạo ra các tinh thể dạng bột, bột siêu mịn, nano tinh thể, dạngthủy tinh khối, dạng màng mỏng Phương pháp này thường được sử dụng để tổnghợp vật liệu nano silica dạng xốp Sản phẩm nano silica tạo thành theo phương phápnày thường ưa nước, khó tương hợp với nền polyme và việc biến tính để sử dụngcho các mục đích khác nhau là rất cần thiết

1.1.4.3 Một số ứng dụng của nano silica

Các vật liệu silica đã tồn tại và được phát hiện từ rất lâu, tùy thuộc vào dạngtồn tại mà chúng được ứng dụng trong các lĩnh vực khác nhau như gạch, kính, xehơi, thủy tinh và gốm sứ, làm chất độn cho nhựa và các silica được dùng để lọcnước cho trồng trọt,… Các thể tích silica nhỏ được sử dụng như khói thêm vào cácchất rắn dạng bột trong mực in cho máy in và máy photocopy, chất dập lửa hoặcthậm chí là thức ăn hoặc tác nhân chống bọt ở dạng khối trong cáp cách điện, xúctác, phẫu thuật thẩm mĩ, chất hấp thu, phủ giấy, dược phẩm, đánh bóng,

Trang 17

Đối với nano silica, chúng có ưu điểm vượt trội so với các hạt nano khác là

dễ phân tán hơn trong các polyme Cùng với các đặc tính khác như có độ cứng cao,bền nhiệt, chống cào xước,… nên hạt nano silica được ứng dụng trong lớp phủnanocompozit để bảo vệ chống ăn mòn hay được sử dụng trong gia cường tính chấtcủa gỗ nhân tạo Ngoài ra, vật liệu silica còn được biến tính để có thể ứng dụngtrong lĩnh vực y sinh hay sử dụng như chất mang để xử lý ô nhiễm môi trường nhưloại bỏ phốt phát, phenol và một số kim loại nặng (Pb, Cd, Hg)

1.2 Tổng quan về kim loại chì và ô nhiễm kim loại chì trong nước

1.2.1 Một vài nét về kim loại chì

Chì là một nguyên tố hóa học trong bảng tuần hoàn hóa học viết tắt là Pb

(Latin: Plumbum) và có số nguyên tử là 82 Chì có hóa trị phổ biến là II, có khi là

IV Chì là một kim loại mềm, nặng, độc hại và có thể tạo hình Chì có màu trắngxanh khi mới cắt nhưng bắt đầu xỉn màu thành xám khi tiếp xúc với không khí Chìdùng trong xây dựng, ắc quy chì, đạn, và là một phần của nhiều hợp kim Chì có sốnguyên tố cao nhất trong các nguyên tố bền

Chì dạng bột cháy cho ngọn lửa màu trắng xanh Giống như nhiều kim loại,bột chì rất mịn có khả năng tự cháy trong không khí Khói độc phát ra khi chì cháy

b) Tính chất hóa học

Các dạng ôxi hóa khác nhau của chì dễ dàng bị khử thành kim loại Ví dụnhư khi nung PbO với các chất khử hữu cơ như glucose Một hỗn hợp ôxít và sulfuachì nung cùng nhau cũng tạo thành kim loại

2PbO + PbS → 3Pb + SO2

Trang 18

Chì kim loại chỉ bị ôxi hóa ở bề ngoài trong không khí tạo thành một lớp chìôxít mỏng, chính lớp ôxít này lại là lớp bảo vệ chì không bị ôxi hóa tiếp Chì kimloại không phản ứng với các axit sulfuric hoặc clohydric Nó hòa tan trong axitnitric giải phóng khí nitơ ôxít và tạo thành dung dịch chứa Pb(NO3)2.

3Pb + 8H+ + 8NO3- → 3Pb2+ + 6NO3- + 2NO + 4H2OKhi nung với các nitrat của kim loại kiềm, chì bị ôxi hóa thành PbO, và kimloại kiềm nitrat PbO đặc trưng cho mức ôxi hóa +2 của chì Nó hòa tan trong axitnitric và acetic tạo thành các dung dịch có khả năng kết tủa các muối củachì sulfat, cromat, cacbonat (PbCO3), và Pb3(OH)2(CO3)2 Chì sulfua cũng có thểđược kết tủa từ các dung dịch acetat Các muối này đều rất kém hòa tan trong nước.Trong số các muối halua, iodua là ít hòa tan hơn bromua và bromua ít hòa tan hơnclorua

Chì (II) ôxít cũng hòa tan trong các dung dịch hydroxit kim loại kiềm để tạothành muối plumbit tương ứng

PbO2 + 2OH− + 2H2O → Chì cũng có trạng thái ôxi hóa trộn lẫn giữa +2 và +4, đó là chì đỏ (Pb3O4).Chì dễ dàng tạo thành hợp kim đồng mol với kim loại natri, hợp kim nàyphản ứng với các alkyl halua tạo thành các hợp chất hữu cơ kim loại của chìnhư tetraethyl chì

Các phức chất với clo: Các hợp chất chì (II) tạo một loạt các phức chất với

ion clorua, với sự hình thành của chúng làm thay đổi sự ăn mòn hóa học của chì.Quá trình này sẽ hạn chế khả năng hòa tan của chì trong môi trường mặn

1.2.2 Nguồn gốc ô nhiễm kim loại chì trong nước

Trang 19

Ô nhiễm kim loại nặng trong nước nói chung và ô nhiễm kim loại chì nóiriêng do nhiều nguồn gây lên Chì có trong nước thải của các cơ sở sản xuất pin,acqui, luyện kim đen, hóa dầu, khai thác mỏ, sản xuất năng lượng, công nghệ mỹphẩm Hoặc đưa vào môi trường nước từ nguồn không khí bị ô nhiễm do sử dụngxăng pha chì trong các động cơ của phương tiện giao thông để chống kích nổ trongđộng cơ Thời gian lưu trung bình của hợp chất chì trong không khí là 14 ngày Doquá trình tích tụ và lắng đọng, các hợp chất này được giữ lại ở trên bề mặt trái đấthoặc đi vào đại dương Ngoài ra nước thải sinh hoạt, nước thải chăn nuôi cũng lànguyên nhân gây ô nhiễm kim loại chì trong nước.

1.2.3 Tác động của ô nhiễm kim loại chì

Độc tính của kim loại chì là rất cao, nó ảnh hưởng đến sức khỏe con người

và sinh vật

Ngộ độc chì xảy ra do trẻ em ngậm đồ chơi có pha chì Đặc biệt, ngộ độc chìkinh niên có thể xảy ra do: ăn các thực phẩm đóng hộp hàn bằng thiếc lẫn chì; uốngnước dẫn qua đường ống pha chì; hít phải bụi chì và các hợp chất của nó trong cácnhà máy sản xuất sơn, làm acquy, mạ kim loại, khai thác chì và đúc chữ in bằng chì;nhân viên tiếp xúc với xăng dầu chứa chì hữu cơ Chỉ cần hít thở không khí có nồng

độ 5mg/lít chì hữu cơ đã có thể tử vong

Ngộ độc chì chủ yếu từ đường thức ăn hoặc nước uống có nhiễm chì; nhưngcũng có thể xảy ra sau khi vô tình nuốt phải các loại đất hoặc bụi nhiễm chì hoặcsơn gốc chì Tiếp xúc lâu ngày với chì hoặc các muối của nó hoặc các chất ôxy hóamạnh như PbO2 có thể gây bệnh thận, và các cơn đau bất thường giống như đaubụng

Đối với phụ nữ mang thai, khi tiếp xúc với chì ở mức cao có thể bị sẩy thai.Tiếp xúc lâu dài và liên tục với chì làm giảm khả năng sinh sản ở nam giới

Ngộ độc chì là một dạng nhiễm độc kim loại do chì trong cơ thể gây ra Bộnão là cơ quan nhạy cảm nhất với nhiễm độc kim loại này Các triệu chứng có thểbao gồm đau bụng, táo bón, nhức đầu, khó chịu, rối loạn trí nhớ, không có khả năng

có con và ngứa ran ở bàn tay và bàn chân.Nó gây ra gần 10% tình trạng thiểu năngtrí tuệ do nguyên nhân không rõ khác và có thể gây ra các vấn đề về hành vi Một sốtác động là vĩnh viễn Trong những trường hợp nặng, thiếu máu, động kinh, hôn mê,hoặc tử vong có thể xảy ra

Trang 20

Tiếp xúc với chì có thể xảy ra do không khí, nước, bụi, thực phẩm hoặc sảnphẩm tiêu dùng bị ô nhiễm Trẻ em có nguy cơ cao hơn vì chúng có nhiều khả năngđặt các đồ vật trong miệng như những đồ chứa chì và hấp thụ một tỷ lệ lớn hơn chì

mà chúng ăn Phơi nhiễm tại nơi làm việc là nguyên nhân phổ biến gây ngộ độc chì

ở người lớn với nghề nhất định có nguy cơ đặc biệt Chẩn đoán thông thường bằngcách đo mức chì trong máu Các trung tâm kiểm soát dịch bệnh (US) đã thiết lậpgiới hạn trên cho chì máu ở người lớn ở 10μg/dl (10μg/100g) và cho trẻ ởg/dl (10μg/dl (10μg/100g) và cho trẻ ởg/100g) và cho trẻ ở5µg/dl Lượng chì tăng cũng có thể được phát hiện bởi những thay đổi trong các tếbào hồng cầu hoặc các đường đặc trong xương trẻ như được thấy trên tia X

Vào năm 2013, người ta tin rằng chì dẫn đến 853,000 ca tử vong Nó xảy raphổ biến nhất ở các nước đang phát triển Những người nghèo có nguy cơ caohơn Chì được cho là gây ra 0,6% gánh nặng bệnh tật của thế giới

Ngộ độc chì có thể phòng ngừa được Điều này bao gồm những nỗ lực cánhân như loại bỏ các vật chứa chì chứa trong nhà, những nỗ lực tại nơi làm việc nhưthông gió và giám sát cải tiến, và các chính sách toàn quốc như luật cấm các sảnphẩm như sơn và xăng, trong nước hoặc đất, và cung cấp cho việc dọn sạch đất bị ônhiễm Các phương pháp điều trị chính là loại bỏ nguồn chì và sử dụng các loạithuốc kết nối chì để nó có thể được loại bỏ khỏi cơ thể, được gọi là phương phápđiều trị chelation Liệu pháp Chelation ở trẻ em được khuyến cáo khi mức độ trongmáu lớn hơn 40–45 µg/dl Các loại thuốc được sử dụng bao gồm dimercaprol,edetate calcium disodium, và succimer

1.2.4 Quy chuẩn Việt Nam về kim loại chì trong nước

QCVN 08-MT:2015/BTNMT, Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt, theo đó nồng độ giới hạn chì (tổng số) sử dụng tốt cho mục đích

cấp nước sinh hoạt 0,02mg/l (cột A1, A2), sử dụng cho mục đích tưới tiêu, thủy lợi

Trang 21

giá trị giới hạn của nồng độ chì (tổng số) trong nước là 50µg/L Với vùng biển xa

bờ, giá trị giới hạn của nồng độ chì (tổng số) trong nước là 5µg/L

QCVN 40:2011/BTNMT, Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước thải công nghiệp, theo đó, giá trị giới hạn của nồng độ chì (tổng số) trong

nước thải công nghiệp được quy định là 0,1mg/l đối với nước thải công nghiệp khi

xả vào nguồn nước được dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt (cột A) và 0,5mg/lđối với nước thải công nghiệp khi xả vào nguồn nước không dùng cho mục đích cấpnước sinh hoạt (cột B)

Trang 22

CHƯƠNG 2

ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Đối tượng nghiên cứu

Vật liệu nano silica được điều chế tại phòng thí nghiệm Khoa môi trường,trường Đại học Khoa học tự nhiên

Mẫu nước được gây nhiễm kim loại chì (dạng Pb2+) để thử nghiệm khả năng

xử lý nước ô nhiễm bằng nano silica

2.2 Nội dung nghiên cứu

 Nghiên cứu điều chế vật liệu nano silica

 Nghiên cứu đặc điểm của vật liệu nano silica sau khi điều chế

 Nghiên cứu hiệu quả xử lý kim loại chì trong nước của nano silica và các yếu tốảnh hưởng đến hiệu quả xử lý

2.3 Phương pháp nghiên cứu

2.3.1 Phương pháp tổng hợp tài liệu

Các tài liệu được trích dẫn từ các nghiên cứu trong và ngoài nước có giá trịkhoa học cao được tổng hợp và bổ sung cho quá trình nghiên cứu

2.3.2 Phương pháp chế tạo vật liệu nano silica

Tổng hợp hạt nano silica bằng phương pháp sol-gel từ TEOS với xúc tácbazơ Phản ứng xảy ra theo cơ chế như sau:

Si(OC2H5)4 + 4H2O → Si(OH)4 + 4C2H5OH

Si(OH)4 → SiO2 + 2H2OVới phương pháp chế tạo này, sản phẩm thu được có kích thước nano (đườngkính hạt từ 60-100nm) phân bố đồng đều

2.3.3 Phương pháp nghiên cứu một số đặc điểm của vật liệu nano silica

Trong nghiên cứu này, vật liệu nano silica được kiểm tra đặc tính thông quaphương pháp nhiễu xạ tia X (XRD), phương pháp kính hiển vi điện tử quét (SEM),phương pháp phổ hồng ngoại (FTIR), phương pháp trắc phổ huỳnh quang tia X(XRF) và phương pháp xác định điện tích bề mặt bằng cách ứng dụng kỹ thuật phântích thế điện động

Trang 23

Nhiễu xạ tia X là hiện tượng các chùm tia X nhiễu xạ trên các mặt tinhthể của chất rắn do tính tuần hoàn của cấu trúc tinh thể tạo nên các cực đại và cựctiểu nhiễu xạ Kỹ thuật nhiễu xạ tia X (thường viết gọn là nhiễu xạ tia X) được sửdụng để phân tích cấu trúcchất rắnvật liệu Xét về bản chất vật lý, nhiễu xạ tia Xcũng gần giống với nhiễu xạ điện tử, sự khác nhau trong tính chất phổ nhiễu xạ là

do sự khác nhau về tương tác giữa tia X với nguyên tử và sự tương tác giữa điện

ΔL = 2.d.sinθ

Như vậy, để có cực đại nhiễu xạ thì góc tới phải thỏa mãn điều kiện:

ΔL = 2.d.sinθ = n.λ

Ở đây, n là số nguyên nhận các giá trị 1, 2,

Đây là định luật Vulf-Bragg mô tả hiện tượng nhiễu xạ tia X trên các mặt tinhthể

Hình 1 Hiện tượng các tia X nhiễu xạ trên các mặt tinh thể chất rắn

2.3.3.2 Phương pháp kính hiển vi điện tử quét (SEM)

Kính hiển vi điện tử quét (tiếng Anh: Scanning Electron Microscope, thường viết tắt là SEM), là một loại kính hiển vi điện tử có thể tạo ra ảnh với độ phân giảicao của bề mặt mẫu vật bằng cách sử dụng một chùm điện tử (chùm các electron)hẹp quét trên bề mặt mẫu Việc tạo ảnh của mẫu vật được thực hiện thông qua việcghi nhận và phân tích các bức xạ phát ra từ tương tác của chùm điện tử với bề mặtmẫu vật Độ phân giải của SEM được xác định từ kích thước chùm điện tử hội tụ,

Trang 24

mà kích thước của chùm điện tử này bị hạn chế bởi quang sai, chính vì thế mà SEMkhông thể đạt được độ phân giải tốt như TEM Ngoài ra, độ phân giải của SEM cònphụ thuộc vào tương tác giữa vật liệu tại bề mặt mẫu vật và điện tử Khi điện tửtương tác với bề mặt mẫu vật, sẽ có các bức xạ phát ra, sự tạo ảnh trong SEM và cácphép phân tích được thực hiện thông qua việc phân tích các bức xạ này Chụp ảnhSEM có thể cho ta biết cấu trúc bề mặt vật liệu.

Hình 2 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của kính hiển vi điện tử truyền qua 2.3.3.3 Phương pháp trắc phổ huỳnh quang tia X (X-ray fluorescence - XRF)

XRF huỳnh quang tia X – là kĩ thuật quang phổ được ứng dụng chủ yếutrong các mẫu chất rắn, trong đó sự phát xạ tia X thứ cấp được sinh ra bởi sự kíchthích các điện tử của mẫu bằng nguồn phát tia X Dựa vào việc ghi lại phổ tia X màphân tích được thành phần, nồng độ của mẫu với độ chính xác cao, có khả năngphân tích được nhiều nguyên tố và không làm mẫu bị phá hủy

Nguyên lý cơ bản của phương pháp này dựa trên việc khi bắn tia X mangnăng lượng lớn vào mẫu – nguyên tử: Mức năng lượng này lớn hơn nhiều so vớinăng lượng liên kết các lớp electron cấu tạo nên nguyên tử, xảy ra hiện tượng điện

tử các lớp điện tử bao quanh nhân bị bắn ra Do bị trống nên các photon lớp kế tiếpnhảy lại để lấp các lỗ trống mà photon bị đẩy ra ngoài Sự chuyển dịch các photonmang năng lượng này sẽ phát ra năng lượng - phát sáng được gọi là hiện tượnghuỳnh quang Mô tả đơn giản hơn, nguyên lý được hiểu như sau: Mỗi một nguyên

tố khi phát xạ sẽ có một phổ khác nhau, và cường độ màu sẽ đặc trưng cho hàm

Trang 25

lượng của nguyên tố trong mẫu Từ đó sẽ định tính và định lượng được nguyên tố

có trong mẫu phân tích Chính vì vậy, các nhà khoa học đã chế tạo ra máy quangphổ huỳnh quang XRF, với ứng dụng xác định hàm lượng, thành phần nguyên tốkim loại, phi kim tồn tại trong mẫu

Hình 3 Mô hình phát xạ huỳnh quang 2.3.2.4 Phương pháp phổ hồng ngoại (FTIR)

Phương pháp phân tích theo phổ hồng ngoại là một trong những kỹ thuậtphân tích rất hiệu quả Một trong những ưu điểm quan trọng nhất của phương phápphổ hồng ngoại vượt hơn những phương pháp phân tích cấu trúc khác (nhiễu xạ tia

X, cộng hưởng từ điện tử,…) là phương pháp này cung cấp thông tin về cấu trúcphân tử nhanh, có thể phân tích cấu trúc, định tính và cả định lượng mà không đòihỏi các phương pháp tính toán phức tạp cùng với hàm lượng chất mẫu phân tích rấtthấp Sự vận hành của máy quang phổ FTIR dựa trên 2 nguyên lý:

 Mỗi hợp chất hoá học hấp thụ năng lượng hồng ngoại ở 1 tần số đặc trưng

 Cấu trúc cơ bản của vật chất có thể được xác định bằng vị trí các vạch hấp thucủa phổ nhận được

Các số liệu ghi nhận được từ phổ hồng ngoại cung cấp rất nhiều thông tin vềchất nghiên cứu Dưới đây là một số ứng dụng của phương pháp FTIR

Nhận dạng vật liệu và định lượng:

 Hợp chất hữu cơ

Ngày đăng: 13/10/2018, 09:55

Nguồn tham khảo

Tài liệu tham khảo Loại Chi tiết
1. Vũ Ngọc Ban (2007), Giáo trình thực tập hóa lý, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Hà Nội, tr 45-49 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Giáo trình thực tập hóa lý
Tác giả: Vũ Ngọc Ban
Nhà XB: Nhà xuất bản Đại học Quốc giaHà Nội
Năm: 2007
2. La Vũ Thùy Linh (2010), “Công nghệ nano-cuộc cách mạng trong khoa học kỹ thuật thế kỷ 21”, Tạp chí Khoa học & ứng dụng, 12, tr 14 – 49 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Công nghệ nano-cuộc cách mạng trong khoa học kỹthuật thế kỷ 21”, "Tạp chí Khoa học & ứng dụng
Tác giả: La Vũ Thùy Linh
Năm: 2010
3. Nguyễn Ngọc Minh, Phạm Văn Quang, Đàm Thị Ngọc Thân, Nguyễn Thị Hương (2014), “Ứng dụng kỹ thuật phân tích thế điện động để xác định mật độ điện tích bề mặt của một số khoáng vật trong đất”, Tạp chí của hội khoa học đất Việt Nam, 43, tr 2-15 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Ứng dụng kỹ thuật phân tích thế điện động để xác định mật độđiện tích bề mặt của một số khoáng vật trong đất"”, Tạp chí của hội khoahọc đất Việt Nam
Tác giả: Nguyễn Ngọc Minh, Phạm Văn Quang, Đàm Thị Ngọc Thân, Nguyễn Thị Hương
Năm: 2014
4. Phạm Minh Tân (2015), “Chế tạo và nghiên cứu tính chất quang của hạt nano silica chứa tâm màu và thử nghiệm ứng dụng trong đánh dấu y – sinh”.Luận án tiến sĩ Vật lý, Viện hàn lâm khoa học và công nghệ Việt Nam Sách, tạp chí
Tiêu đề: Chế tạo và nghiên cứu tính chất quang của hạt nanosilica chứa tâm màu và thử nghiệm ứng dụng trong đánh dấu y – sinh”
Tác giả: Phạm Minh Tân
Năm: 2015
9. Thái Hoàng, Nguyễn Thúy Chinh, Nguyễn Thị Thu Trang, Vũ Quốc Mạnh (2012), “Tổng hợp nanosilica và vật liệu nanocompozit eva/silica có sử dụng chất trợ tương hợp evagma”, Tạp trí hóa học, 50 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Tổng hợp nanosilica và vật liệu nanocompozit eva/silica có sửdụng chất trợ tương hợp evagma”, "Tạp trí hóa học
Tác giả: Thái Hoàng, Nguyễn Thúy Chinh, Nguyễn Thị Thu Trang, Vũ Quốc Mạnh
Năm: 2012
11. Aguiar H., J. Serra, P.González and B. León (2009), “Structural study of sol-gel silicate glasses by IR and raman spectroscopies” Journal of Non- Crystalline Solids, 355(8), p. 475 – 480 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Structural study of sol-gelsilicate glasses by IR and raman spectroscopies” "Journal of Non-Crystalline Solids
Tác giả: Aguiar H., J. Serra, P.González and B. León
Năm: 2009
12. Ahmed M. N. and R. N. Ram (1992), “Removal of basic dye from waste-water using silica as adsorbent”, Environmental Pollution, p. 77, 79-86 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Removal of basic dye from waste-waterusing silica as adsorbent”
Tác giả: Ahmed M. N. and R. N. Ram
Năm: 1992
13. Branda F., B. Silvestri, G. Luciani, A. Costantini, F. Tescione (2010), “Synthesis structure and stability of amino functionalized PEGylated silica nanoparticles”. Physicochem. Eng. Aspects, 367, p. 12–16 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Synthesisstructure and stability of amino functionalized PEGylated silicananoparticles"”. "Physicochem. Eng. Aspects
Tác giả: Branda F., B. Silvestri, G. Luciani, A. Costantini, F. Tescione
Năm: 2010
16. Mercier L. and T. J. Pinnavaia (1998), “Heavy metal ion adsorbents formed by the grafting of thiol functionality to mesoporous silica molecular sieves”, Environ Sci Technol, 32, p. 2749–2754 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Heavy metal ion adsorbents formed bythe grafting of thiol functionality to mesoporous silica molecular sieves"”,"Environ Sci Technol
Tác giả: Mercier L. and T. J. Pinnavaia
Năm: 1998
17. Quercia G., A. Lazaro J. W. Geus and H. J. H. Brouwers (2013),“Characterization of morphology and texture of several amorphous nano- silica particles used in concrete”, Cement & Concrete Composites, 44, p.77–92 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Characterization of morphology and texture of several amorphous nano-silica particles used in concrete
Tác giả: Quercia G., A. Lazaro J. W. Geus and H. J. H. Brouwers
Năm: 2013
18. Rahele Rostamiana, Mojgan Najafic and Amir Abbas Rafati (2011), “Synthesis and characterization of thiol-functionalized silica nano hollow sphere as a novel adsorbent for removal of poisonous heavy metal ions from water:Kinetics, isotherms and error analysis”, Chemical Engineering Journal, 25, p. 171 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Synthesisand characterization of thiol-functionalized silica nano hollow sphere as anovel adsorbent for removal of poisonous heavy metal ions from water:Kinetics, isotherms and error analysis"”, Chemical Engineering Journal
Tác giả: Rahele Rostamiana, Mojgan Najafic and Amir Abbas Rafati
Năm: 2011
19. Roque-Malherbe R., F. Marquez (2004), “Synthesis and characterization of silica microsphere-based mesoporous materials”, Materials Science in Semiconductor Processing, 7, p. 467–469 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Synthesis and characterization ofsilica microsphere-based mesoporous materials”, "Materials Science inSemiconductor Processing
Tác giả: Roque-Malherbe R., F. Marquez
Năm: 2004
20. Singho N. D. and M. R. Johan (2012), “Complex impedance spectroscopy study of silica nanoparticles via sol-gel method”, International Journal of Electrochemical Science, 7, p. 5604 – 5615 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Complex impedance spectroscopy studyof silica nanoparticles via sol-gel method”, "International Journal ofElectrochemical Science
Tác giả: Singho N. D. and M. R. Johan
Năm: 2012
21. Smith W. E., C. F. Zukoski (2006), “Aggregation and gelation kinetics of fumed silica–ethanol suspensions”, Journal of Colloid and Interface Science, 304, p. 359–369 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Aggregation and gelation kinetics of fumedsilica–ethanol suspensions”, "Journal of Colloid and Interface Science
Tác giả: Smith W. E., C. F. Zukoski
Năm: 2006
22. Venkatathri N. (2007), “Synthesis of silica nanosphere from homogeneous and heterogeneous systems”, Bulletin of Materials Science, p. 615 - 617 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Synthesis of silica nanosphere from homogeneous andheterogeneous systems”
Tác giả: Venkatathri N
Năm: 2007
23. Wang J., S. Zheng, J. Liu and Z. Xu (2010), “Tannic acid adsorption on amino- functionalized magnetic mesoporous silica”, Chem. Eng. J. 165, p. 10–16 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Tannic acid adsorption on amino-functionalized magnetic mesoporous silica
Tác giả: Wang J., S. Zheng, J. Liu and Z. Xu
Năm: 2010
8. QCVN 40:2011/BTNMT, Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước thải công nghiệp Khác
10. ThS. Hoàng Thị Phương, GS.TS. Đinh Thị Ngọ, TS. Nguyễn Đăng Toàn, ThS.Trịnh Thanh Sơn, KS. Nguyễn Thị Ngọc Bích, KS. Ngô Hồng Anh, ThS Khác

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

w