Đang tải... (xem toàn văn)
Hàng năm, các ngành công nghiệp luyện kim, khai khoáng và sản xuất hóa chất thải ra một lượng rất lớn các muối sắt(II) và sắt(III). Việc nghiên cứu sử dụng chúng một cách kinh tế là một nhiệm vụ quan trọng trong việc bảo vệ môi trường. Trong các hướng xử lý các muối này, điều chế các loại sắt(III) oxide và hydroxide tồn tại trong tự nhiên như akaganeite, goethite, hematite, ferri hydroxide 2line… ở kích thước nano có triển vọng lớn ứng dụng vào xử lý môi trường. Đã có nhiều nghiên cứu tổng hợp akaganeite, tuy nhiên chưa có công trình nào nghiên cứu về ảnh hưởng của các yếu tố tổng hợp đến tính chất hấp phụ của vật liệu này và tác động nhiệt đến tính chất hấp phụ của nó. Luận văn này khảo sát vấn đề nêu trên đối với việc tổng hợp akaganeite nano từ sắt(III) chloride, nhằm tạo cơ sở cho các nghiên cứu sâu hơn về điều kiện tổng hợp ra loại vật liệu akaganeite nano có ứng dụng hiệu quả cao trong thực tế xử lý môi trường.
ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ********* NGUYỄN THỊ NGỌC THƠ NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP NANOAKAGANEITE VÀ CÁC SẢN PHẨM NHIỆT CỦA NÓ DÙNG LÀM CHẤT XỬ LÍ MƠI TRƯỜNG LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH - 2011 ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ********* NGUYỄN THỊ NGỌC THƠ NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP NANOAKAGANEITE VÀ CÁC SẢN PHẨM NHIỆT CỦA NÓ DÙNG LÀM CHẤT XỬ LÍ MƠI TRƯỜNG CHUN NGÀNH: HĨA VƠ CƠ MÃ SỐ: 60.44.25 LUẬN VĂN THẠC SĨ HĨA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS: HỒNG ĐƠNG NAM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH – 2011 Lời cảm ơn Tơi xin chân thành cảm ơn Thầy Hồng Đơng Nam tận tình hướng dẫn giúp đỡ tơi nhiều để thực đề tài Cảm ơn gia đình động viên tôi, tạo điều kiện thuận lợi để tơi thực ước mơ Tơi xin cảm ơn quý Thầy Cô, bạn Sinh Viên, Cao Học Viên K16 – Hóa Vơ Cơ giúp đỡ tơi nhiều q trình thực nghiệm Cảm ơn tất Lời cảm ơn Tơi xin chân thành cảm ơn Thầy Hồng Đơng Nam tận tình hướng dẫn giúp đỡ tơi nhiều để thực đề tài Cảm ơn gia đình động viên tôi, tạo điều kiện thuận lợi để tơi thực ước mơ Tơi xin cảm ơn quý Thầy Cô, bạn Sinh Viên, Cao Học Viên K16 – Hóa Vơ Cơ giúp đỡ tơi nhiều q trình thực nghiệm Cảm ơn tất i Mục lục Mục lục i DANH MỤC CÁC BẢNG SỐ LIỆU v DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ, SƠ ĐỒ vii MỞ ĐẦU Chương TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan akaganeite β-FeOOH 1.1.1 Giới thiệu 1.1.2 Cấu trúc 1.1.3 Hình thái kích thước tinh thể 1.1.4 Diện tích bề mặt riêng tính xốp 1.1.5 Tính chất 1.1.5.1 Phổ IR 1.1.5.2 Phổ XRD 11 1.1.5.3 Phổ DTA/TG 11 1.1.5.4 Sự biến đổi nhiệt akaganeite 14 1.1.6 Một số ứng dụng akaganeite 16 1.2 Các phương pháp điều chế akaganeite 17 1.2.1 Đi từ hệ Fe(III) 17 1.2.2 Đi từ hệ Fe(II) 19 1.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến hình thành sản phẩm akaganeite .19 1.3.1 Ảnh hưởng pH 19 1.3.2 Ảnh hưởng thời gian thủy phân 22 1.3.3 Ảnh hưởng nguồn sắt 23 1.3.4 Ảnh hưởng cation/anion lạ .24 1.3.4.1 Ảnh hưởng cation Cu2+, Al3+, Cr3+ .24 1.3.4.2 Ảnh hưởng F- 25 1.3.5 Ảnh hưởng chất hữu 25 1.3.5.1 Ảnh hưởng urea 25 1.3.5.2 Ảnh hưởng urotropin (hexamethylenetetramine) 26 1.3.5.3 Ảnh hưởng natri polyanethol sulphonate 26 1.3.6 Ảnh hưởng nồng độ tác chất 27 1.3.7 Ảnh hưởng nhiệt độ thủy phân 29 ii 1.4 Hấp phụ bề mặt oxyhydroxide sắt .30 1.4.1 Các nhóm chức bề mặt oxide/oxyhydroxide sắt 30 1.4.2 Điện tích bề mặt 31 1.4.3 Hấp phụ anion .32 1.4.4 Các kiểu phối trí bề mặt 35 1.4.5 Hấp phụ arsenic akaganeite 35 Chương THỰC NGHIỆM 40 2.1 Mục tiêu nghiên cứu 40 2.2 Nội dung nghiên cứu 40 2.3 Các phương pháp kĩ thuật dùng nghiên cứu 41 2.3.1 Phương pháp SEM (Scanning Electron Microscope): .41 2.3.2 Phương pháp BET: .41 2.3.3 Phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD): 43 2.3.4 Phương pháp phân tích nhiệt vi sai: 44 2.3.5 Phương pháp trắc quang: 45 2.3.6 Phương pháp quang phổ hấp thu nguyên tử (AAS): 46 2.4 Các cơng thức tính tốn .47 2.4.1 Xác định xác nồng độ KMnO4 theo H2C2O4.2H2O 47 2.4.2 Xác định xác nồng độ FeCl3 47 2.4.3 Xác định nồng độ congo đỏ 48 2.4.4 Xác định dung lượng hấp phụ hiệu suất hấp phụ 48 2.5 Hóa chất – Dụng cụ - Thiết bị 48 2.6 Tiến trình thực nghiệm 49 2.6.1 Pha dung dịch .49 2.6.1.1 Dung dịch FeCl3 49 2.6.1.2 Dung dịch NaOH 49 2.6.1.3 Dung dịch KMnO4 ~ 0,05N không chứa vết MnO2 .50 2.6.1.4 Dung dịch axit oxalic 0,1N 50 2.6.1.5 Các dung dịch H2SO4 (1:1) ; HCl (1:2) ; H3PO4 đặc 50 2.6.1.6 Dung dịch SnCl2 10%: .50 2.6.1.7 Dung dịch HgCl2 bão hòa (~ 4,5%) .50 2.6.1.8 Hỗn hợp bảo vệ Zymmerman: 50 2.6.1.9 Dung dịch đệm pH = 8,60 50 2.6.1.10 Dung dịch Na2HAsO4.7H2O 1g/l (dung dịch gốc) .51 2.6.2 Xác định xác nồng độ dung dịch .51 iii 2.6.2.1 Dung dịch KMnO4 .51 2.6.2.2 Dung dịch FeCl3 51 2.6.3 Phương pháp điều chế nano-akaganeite .52 2.6.4 chế Các thí nghiệm khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến tính chất sản phẩm điều .54 2.6.5 Khảo sát hoạt tính sản phẩm phản ứng hấp phụ congo đỏ 55 2.6.6.1 Sơ lược congo đỏ .56 2.6.6.2 Dựng đường chuẩn xác định nồng độ congo đỏ C32H22O6N6S2Na2 .56 2.6.6.3 So sánh khả hấp phụ mẫu điều chế mục 2.6.5 58 2.6.6.4 Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến trình hấp phụ congo đỏ sản phẩm Ak-1-1-NP-5 59 2.6.6 Khảo sát khả giải hấp congo đỏ 61 2.6.7 Khảo sát khả hấp phụ metylen blue (MB) 62 2.6.8 Khảo sát hoạt tính xúc tác 62 2.6.9 Khảo sát khả hấp phụ arsenate mẫu chọn .63 2.6.10 Khảo sát sản phẩm nhiệt akaganeite .65 2.6.8.1 Khảo sát chế độ nung mẫu: 66 2.6.8.2 So sánh hoạt tính hấp phụ CR mẫu nung chưa nung .67 2.6.11 Xử lí mẫu As thực .67 Chương KẾT QỦA VÀ BIỆN LUẬN .69 3.1 Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến tính chất sản phẩm tổng hợp .69 3.1.1 Nồng độ Fe3+ 69 3.1.2 Nồng độ OH- 72 3.1.3 Nhiệt độ phản ứng .74 3.1.4 Tốc độ khuấy trộn .76 3.1.5 Kết luận yếu tố ảnh hưởng đến tính chất akaganeite tổng hợp 79 3.2 Khảo sát yếu tố ảnh hưởng trình hấp phụ CR akaganeite tổng hợp 79 3.2.1 Khảo sát dung lượng hấp phụ theo thời gian .79 3.2.2 Ảnh hưởng pH 80 3.2.3 Ảnh hưởng nhiệt độ hấp phụ .82 3.2.4 Khảo sát khả hấp phụ CR nồng độ khác 84 3.2.5 Đẳng nhiệt hấp phụ .85 3.3 Khảo sát khả giải hấp congo đỏ 86 3.4 Khảo sát khả hấp phụ metylen blue akaganeite tổng hợp 86 3.5 Khảo sát hoạt tính xúc tác akaganeite có mặt O2 khơng khí 87 iv 3.6 Khảo sát khả hấp phụ As(V) akaganeite tổng hợp 87 3.6.1 Khảo sát dung lượng hấp phụ theo thời gian .87 3.6.2 Khảo sát ảnh hưởng pH .88 3.6.3 Khảo sát khả hấp phụ As(V) nồng độ khác 89 3.6.4 Đẳng nhiệt hấp phụ As(V) 90 3.7 Khảo sát biến đổi nhiệt akaganeite tổng hợp 92 3.7.1 Kết phân tích nhiệt DTA/TG akagaeite tổng hợp 92 3.7.2 Khảo sát thành phần pha sản phẩm nhiệt .93 3.7.3 Khảo sát thành phần pha sản phẩm nung nhiệt độ trước sau peak tỏa nhiệt .95 3.7.4 Khảo sát hình thái sản phẩm nhiệt .95 3.7.5 Khảo sát diện tích bề mặt riêng sản phẩm nhiệt 97 3.8 So sánh khả hấp phụ congo đỏ akaganeite chưa nung với sản phẩm sau nung 98 3.9 Xử lí mẫu thực: nước sơng nhiễm As .99 Chương KẾT LUẬN .100 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC v DANH MỤC CÁC BẢNG SỐ LIỆU CHƯƠNG Bảng 1.1 Ảnh hưởng việc thêm HCl trình thuỷ phân FeCl3 90oC 20 Bảng 1.2 Ảnh hưởng nồng độ tác chất trình thuỷ phân FeCl3 27 Bảng 1.3 Tóm tắt cơng trình nghiên cứu hấp phụ As 38 CHƯƠNG Bảng 2.1 Hoá chất 48 Bảng 2.2 Dụng cụ 49 Bảng 2.3 Thiết bị 49 Bảng 2.4 Bảng tóm tắt kí hiệu sản phẩm tổng hợp 55 Bảng 2.5 Cách chuẩn bị dung dịch CR để dựng đường chuẩn 57 Bảng 2.6 Giá trị mật độ quang dung dich CR dựng đường chuẩn 57 Bảng 2.7 Bảng tóm tắt kí hiệu sản phẩm nung Ak-1-1-NP-5 66 CHƯƠNG Bảng 3.1 Dung lượng hấp phụ congo đỏ sản phẩm tổng hợp thay đổi nồng độ Fe3+ 70 Bảng 3.2 Kết BET sản phẩm Ak-x-1-NP-5 72 Bảng 3.3 Dung lượng hấp phụ congo đỏ sản phẩm tổng hợp thay đổi nồng độ OH- 72 Bảng 3.4 Kết BET sản phẩm Ak-1-y-NP-5 74 Bảng 3.5 Dung lượng hấp phụ congo đỏ sản phẩm tổng hợp thay đổi nhiệt độ 75 Bảng 3.6 Kết BET sản phẩm Ak-1-1-t-5 76 Bảng 3.7 Dung lượng hấp phụ congo đỏ sản phẩm tổng hợp thay đổi tốc độ khuấy 77 Bảng 3.8 Kết BET sản phẩm Ak-1-1-NP-k 78 Bảng 3.9 Độ hấp phụ CR mẫu Ak-1-1-NP-5 theo thời gian 79 vi Bảng 3.10 Độ hấp phụ CR mẫu Ak-1-1-NP-5theo pH 81 Bảng 3.11 Độ hấp phụ CR mẫu Ak-1-1-NP-5 nhiệt độ khác theo thời gian 83 Bảng 3.12 Độ hấp phụ CR mẫu Ak-1-1-NP-5 nồng độ CR khác 84 Bảng 3.13 Hiệu suất giải hấp NaOH tỉ lệ thể tích 86 Bảng 3.14 So sánh hoạt tính sản phẩm tổng hợp khơng có có O2 87 Bảng 3.15 Dung lượng hiệu suất hấp phụ As(V) theo thời gian 87 Bảng 3.16 Dung lượng % hấp phụ As(V) theo pH dung dịch ban đầu 88 Bảng 3.17 Dung lượng hấp phụ As(V) theo nông độ As(V) 89 Bảng 3.18 Kết BET mẫu akaganeite chưa nung so với nung 100oC, 300oC, 500oC 97 Bảng 3.19 Dung lượng % hấp phụ CR mẫu chưa nung sau nung 98 Bảng 3.20 Nồng độ As(V) mẫu thực trước sau xử lí 99 TRƯỜNG ĐHKHTN KHOA HĨA VƠ CƠ VÀ ỨNG DỤNG (f) (e) (d) (c) (b) (a) Hình 3.19 XRD mẫu akaganeite chưa nung nung: (a) chưa nung, (b) N100, (c) N200, (d) N300, (e) N400, (f) N500 Sản phẩm thu nung mẫu 300oC cho thấysự suy biến peak akaganiete, cho thấy sản phẩm akaganeite chúng tơi có chuyển thành pha akaganeite kết tinh kém, khơng có chuyển qua maghemite - Fe2O3 số nhà nghiên cứu trước công bố Kết thu phổ IR xác nhận kết luận (xem phần 3.7.3) Ở sản phẩm nung 400oC thấy xuất pha hematite Như có hình thành hematite từ sụp đổ cấu trúc akaganeite kết tinh Điều đáng ý có giảm khối lượng đột ngột 1,79% đường TG 406,6oC Được biết rằng, ion Cl-, ion đặc biệt hấp phụ đường hầm cấu trúc akaganeite, có vai trị định tính bền vững chất Do sập đổ cấu trúc akaganeite thành α-Fe2O3 có liên quan mạnh mẽ đến lượng chloride cách ion bị 94 TRƯỜNG ĐHKHTN KHOA HÓA VƠ CƠ VÀ ỨNG DỤNG phóng thích Lượng chloride loại bỏ hoàn toàn vùng nhiệt độ Sau peak tỏa nhiệt này, độ kết tinh hematite tăng theo nhiệt độ Điều thấy rõ giản đồ XRD sản phẩm nung 5000C 3.7.3 Khảo sát thành phần pha sản phẩm nung nhiệt độ 50 (b) (a) 3800 3500 3200 2900 2600 2300 2000 1800 1600 Wavenumber cm-1 1400 1200 1000 900 800 700 600 408 476 567 799 1633 3435 30 40 Transmittance [%] 60 70 80 trước sau peak tỏa nhiệt 500 400 Hình 3.20 Kết IR sản phẩm nung 370oC 430oC (a:370o; b:430oC) Để làm rõ loại bỏ Cl- peak toả nhiệt sắc nhọn 406,6oC, chúng tơi tiến hành phân tích IR mẫu nung nhiệt độ trước sau peak toả nhiệt, cụ thể 3700 430oC Kết cho thấy mẫu gần tương đồng nhau, cho thấy suy biến akaganeite bắt đầu hình thành pha hematite Đặc biệt vai nhỏ khoảng 750cm-1được cho dao động liên kết hidro O-H…Cl thấy xuất mẫu 370oC gần biến mẫu 430oC Điều cho phép kết luận loại bỏ Cl- peak toả nhiệt 406,6oC 3.7.4 Khảo sát hình thái sản phẩm nhiệt 95 TRƯỜNG ĐHKHTN KHOA HĨA VƠ CƠ VÀ ỨNG DỤNG Cùng với biến đổi pha nung nóng, thay đổi hình thái học quan sát Ảnh SEM mẫu akaganeite chưa nung nung nhiệt độ khác trình bày hình 3.21 Nhận xét: Ở 100oC, hình dạng sản phẩm hình kim khơng khác với sản phẩm ban đầu, nhiên thấy rõ có giải kết đám Akaganeite chưa nung N100 N400 N300 N500 Hình 3.21 Ảnh SEM sản phẩm akaganeite chưa nung sau nung nhiệt độ khác 96 TRƯỜNG ĐHKHTN KHOA HĨA VƠ CƠ VÀ ỨNG DỤNG Ở 300oC, hình dáng sản phẩm không khác nhiều so với akaganeite ban đầu, tinh thể hình kim có kích thước ngắn rõ rệt có tượng thiêu kết nhẹ Điều phù hợp với phổ XRD akaganeite có suy biến mức độ kết tinh Ở 400oC, hematite hình thành có dạng hạt đậu với chiều dài khoảng 40-50nm chiều ngang khoảng 20nm Nhưng 500oC hematite thu có dạng hình trịn gần tròn, dạng trội hematite, với đường kính khoảng 150nm, tương ứng với cấu trúc tinh thể ổn định giản đồ XRD 3.7.5 Khảo sát diện tích bề mặt riêng sản phẩm nhiệt Diện tích bề mặt riêng mẫu sau nung nóng xác định để so sánh với mẫu akganeite chưa nung.Ở đây, so sánh mẫu akaganiete chưa nung với mẫu N100, N300, N500 Kết ghi nhận bảng 3.18, phụ lục 36 – 38 Bảng 3.18 Kết BET mẫu akaganeite chưa nung so với nung 100oC, 300oC, 500oC Mẫu Nhiệt độ nung mẫu 0C Diện tích bề mặt riêng m2/g Akaganeite Không nung 129,818 N100 100 126,894 N300 300 80,892 N500 Nhận xét: 500 8,940 Các mẫu sau nung có diện tích bề mặt giảm dần nhiệt độ tăng dần Diện tích bề mặt mẫu 1N100 giảm không đáng kể so với mẫu chưa nung (thay đổi 2,25%) Điều phù hợp với kết XRD 97 TRƯỜNG ĐHKHTN KHOA HĨA VƠ CƠ VÀ ỨNG DỤNG SEM Do kết luận, 100oC tính chất mẫu không thay đổi nhiều Sự suy biến akaganeite 300oCkéo theo giảm diện tích bề mặt (37,69%) Khi akaganeite chuyển đổi thành hematite dạng hình trịn với cấu trúc ổn định 500oC, diện tích bề mặt giảm đáng kể (tương ứng giảm 93,11%) Kết giải thích hạt hematite hình thành với kích thước lớn nhiều (đường kính hạt khoảng 150nm) 3.8 So sánh khả hấp phụ congo đỏ akaganeite chưa nung với sản phẩm sau nung Các kết ghi nhận bảng 3.19 hình 3.22 Bảng 3.19 % dung lượng hấp phụ CR mẫu chưa nung sau nung % mẫu chưa nung N100 N200 N300 N400 N500 Co (mg/g) 25,60 25,60 26,26 25,60 25,86 25,60 C (mg/g) 8,46 6,75 8,46 12,38 14,74 20,76 % hấp phụ 66,97% 73,61% 67,79% 51,63% 43,01% 18,91% Q (mg CR/g Ak) 86,40 94,72 89,66 67,20 56,98 26,24 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% KN N100 N200 N300 N400 N500 mẫu Hình 3.22 Đồ thị so sánh % hấp phụ sản phẩm akaganeite chưa nung sau nung 98 TRƯỜNG ĐHKHTN KHOA HĨA VƠ CƠ VÀ ỨNG DỤNG Nhận xét: Theo kết quả, khả hấp phụ mẫu nung 100oC 200oC cao so với mẫu chưa nung mẫu nung nhiệt độ cịn lại Nhưng có loại nước từ nhóm OH cấu trúc, có suy biến trạng thái kết tinh akaganeite cuối hình thành hematite tính chất mẫu bị thay đổi, đặc biệt việc loại bỏ hoàn toàn Cl làm sập cấu trúc đường hầm kéo theo số tâm hấp phụ giảm dẫn đến khả hấp phụ giảm dần, điều tương ứng với diện tích BET nhỏ mẫu N500 3.9 Xử lí mẫu thực: nước sơng nhiễm As Kết xử lý mẫu thực ghi nhận bảng 3.20 Bảng 3.20 Nồng độ As(V) mẫu thực trước sau xử lí C As(V) trước hấp phụ sau hấp phụ (ppb) 1185 7,44 Q Q (µg/g) (µmolAs/gAk) 5879,76 78,48 % hấp phụ 99,37 Nhận xét: Theo kết quả, mẫu điều chế hấp phụ As(V) tốt mơi trường thực, nồng độ As(V) cịn lại ngưỡng cho phép 99 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Cù Thành Long – Vũ Ngọc Vinh (2002), Hướng dẫn thực hành phân tích định lượng phương pháp hóa học kết hợp với phương pháp xử lý thống kê đại, NXB Đại Học Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh [2] Nguyễn Thị Thanh Nhàn (2009), Tổng hợp Ferrihydrite từ FeCl2 khảo sát tính chất hấp phụ nó, Luận văn thạc sĩ hóa học, Khoa Hóa Vô ứng dụng Trường ĐHKHTN-ĐHQG Tp HCM [3] Vương Thị Luyến, Nguyễn Thanh Tùng, Trần Thị Mỹ Linh, Nguyễn Thy Phương (2007), Tổng hợp vật liệu sắt hydroxit silicagel nhằm hấp phụ loại bỏ Arsen nước ngầm, Khoa Hóa học Trường ĐHKHTN- ĐHQG Hà Nội [4] Iu V Kariakin II Anggelov ( 1976), Hóa chất tinh khiết, NXB Khoa học kỹ thuật Hà Nội, Hà Nội Tiếng Anh [5] A.L Mackay (1962), β-Ferric oxyhydroxide- akaganeite, Min Mag 33: 270 – 280 [6] A Saric; K Nomura; S Popovic; N Ljubesic; S Music (1998), Effects of urotropin on the chemical and microstructural properties of Fe-oxide powders prepared by the hydrolysis of aqueous FeCl3 solutions, Materials Chemistry and Physics 52: 214 – 220 [7] A Saric; K Nomura; S Popovic; N Ljubesic; S Music (1998), Microstructural properties of Fe-oxide powders obtained by precipitation from FeCl3 solutions, Materials Science and Engineering B56: 43 – 52 [8] A.T Howe & K.J Gallagher (1975), Mossbauer studies in the colloidal system β-FeOOH – β-Fe2O3: Structures and dehydration mechanism, J Chem Soc Faraday Trans I 71: 22 – 34 [9] C Remazeilles; Ph Refait (2007), On the formation of β-FeOOH (akaganeite)in the chloride-containing enviroments, Corrosion Science 49: 844 – 857 [10] Daniel Teclu, George Tivchev, Mark Laing, Mike Wallis(2008), Bioremoval of arsenic species from contaminated watersby sulphatereducing bacteria,water research 42: 4885–4893 [11] Dhanarekha Vasireddy, 2005, Arsenic adsorption onto iron-chitosan composite from drinking water, University of Missouri-Columbia [12] D.G Chambaere & E De Grave (1984), A study of nonstoichiometric halogen and water content of β-FeOOH, Phys Stat Sol 83: 93 – 102 [13] D.G Chambaere & E De Grave (1985), The β-FeOOH to α-Fe2O3 phase transformation: Structural and magnetic phenomena, Phys Chem Min 12: 176 – 184 [14] D.N Bakoyannakis; E.A Deliyanni; A.I Zouboulis; K.A Matis; L Nalbandian; Th Kehagias (2003), Akaganeite and goethite-type nanocrystal: synthesis and characterization, Microporous and Mesoporous Materials 59: 35 – 42 [15] E.A Deliyanni; D.N Bakoyannakis; A.I Zouboulis; K.A Matis; L Nalbandian (2001), preparation and Akaganeite-type characterization, β-FeO(OH) Micoporous and nanocrystals: Mesoporous Materials 42: 49 – 57 [16] E Murad (1979), Mossbauer and X-ray data on β-FeOOH (akaganeite), Clay Min 14: 273-283 [17] E Murad & J.L Bishop (2000), The infrared spectrum of synthetic akaganeite β-FeOOH, Am Min 85: 716 – 721 [18] E Paterson & J.M Tait (1997), Nitrogen adsorption on synthetic akaganeite and its structural implications, Clay Min 12: 345 – 352 [19] E Paterson; R Swaffield and D.R Clark (1982), Thermal decomposition of synthetic akaganeite (β-FeOOH), Thermochimica Acta, 54: 201 – 211 [20] Ernest O.Kartinen; Jr and Christopher J Martin (1995), An overview of arsenic removal processes, Desalination 103: 79 - 88 [21] E.R Nightingade & R.F Benck (1960), Precipitation of crystalline iron (III) oxide from homogeneous solution, Anal Chem 32: 566 – 567 [22] Esperanza Barrios; Lourdes Hernan; Julian Morales and Jose L Tirado (1986), Effect of grinding in synthetic akaganeite, Journal of Colloid and Interface Science, 113, No 1, 212 – 217 [23] Feihu Li et al., (2009),Synthesis of mesostructured ferric oxyhydroxides templated by alkyl surfactants: Effect of pH, F- and solvents, and their adsorption isotherms for As(V), Microporous and Mesoporous Materials [24] G.A.Waychunas et al.,(1993),Surface chemistry of ferrihydrite: Part EXAFS studies of the geometryof coprecipitated and adsorbed arsenate, Geochimica et Cosmochimica Acta, Vol 57, 2251-2269 [25] H Braun & K.J Gallagher (1972), β-Fe2O3: a new structural form of iron(III) oxide, Nature 240: 13 – 14 [26] H Naono; J Sonoda; K Oka & M Hakuman (1993), Evaluation of microporous texture of undecomposed and decomposed β-FeOOH fine particles by means of adsortion isotherms of nitrogen gas and water vapour, Studies in Surface Science and Catalysis, Volume 80, 1993, 467 – 474 [27] H Naono; R Fujiwara; H Sugioka; K Sumiya & H Yanazawa (1982), Micropore formation due to thermal decomposition of acicular microcrystals of β-FeOOH, J Colloid Interface Sci 87, 317 – 332 [28] H.S Altundogan; S Altundogan; F Tumen; M Bildik (2002), Arsenic adsorption from aqueous solutions by activated red mud, Waste Manage 22: 357-363 [29] I Dezsi; L Keszthelyi; D Kulgawczuk; B Molnar & N.A Eissa (1967), Mossbauer study of β- and δ-FeOOH and their disintegrationproducts, Phys Stat Sol 22: 617-629 [30] J.A Davis & J.O Leckie (1978), Surface ionization and complexationat the oxide/water interface II Surface properties of amorphous iron oxuhydroxide and adsorption of metal ions, J Colloid Interface Sci 67: 90-107 [31] J.D Bernal & D.R Dasgupta & A.L Mackay (1959), The oxides and hydroxides of iron and their structural interrelationships, Clay Bull 4: 15-29 [32] J Ellis, R Giovanoli & W Stumn (1976), Anion exchange properties of β-FeOOH, Chimia 30: 194-197 [33] J.E Post & V.F Buchwald (1991), Crystal structure refinement of akaganeite, Am Min 76: 272-277 [34] J.G Parsons; C Luna; C.E Botez; J Elizalde; J.L Gardea-Torresdey (2009), Microwave-assisted synthesis of iron (III) oxyhydroxides/oxides characterized using transmission electron microscopy, X-ray diffraction, and X-ray absorption spectrocsopy, Journal of Physics and Chemistry of Solids 70: 555-560 [35] J.M Gonzalez-Calbet & M.A Alario-Franco (1982), A Thermogravimetric and electron microscopy study of the decomposition of akaganeite, Thermochimica Acta, 58: 45 – 51 [36] J.M Gonzalez-Calbet & M.A Alario-Franco (1981), The porous structure of synthetic akaganeite, Pergarnon Press L.td 43: 257 – 264 [37] J Morales; J.L Tirado & M Macias (1984), Changes in crystallite size and microstrains of hematite derive from the thermal decomposition of synthetic akaganeite, J Solid State Chem 53: 303-312 [38] Juan Carlo Villalba, Vera R.L Constantino, Fauze Jacó Anaissi (2010), Iron oxyhydroxide nanostructured in montmorillonite clays: Preparation and characterization, Journal of Colloid and Interface Science 349: 49– 55 [39] K.E Garcia; C.A Barrero; A.L Morales; J.M Greneche (2008), Characterization of akaganeite synthesizeed in presence of Al3+, Cr3+ and Cu2+ ions and urea, Materials Chemistry and Physics 112: 120 – 126 [40] K Inouye; H Ichimura; K Kaneko & T Ishikawa (1974), The effect of copper(II) on the formation and thermal change of synthetic β-FeOOH, Bull Chem Soc Japan 47: 743-744 [41] K.J Gallagher & D.N Phillips (1969), Hydrogen exchange studies and proton transfer in γ-iron(III) oxyhydroxide, Chimi 23: 465-470 [42] K Kandori; Y Kawashima & T Ishikawa (1991), Characterization of monodispersed hematite particles by gas and Fourier transform infrarred spectroscopy, J Chem Soc Faraday Trans I 87: 2241 – 2246 [43] Li-Ying Zhang; Jie Feng; De-Sheng Xue (2007), An investigation of thermal decomposition of β-FeOOH nanowire arrays assembled in AAO templates, Materials Letters 61: 1363 – 1367 [44] Mirna Habuda – Stanic et al., (2008),Arsenite and arsenate sorption by hydrous ferric oxide/polymeric material, Desalination 229: 1-9 [45] M Ding; B.H.W.S De Jong; S.J Roosendaal and A Vredenberg (2000), XPS studies on the electronic structure of bonding between solid and solutes: Adsorption of arsenate, chromate, phosphate, Pb2+ and Zn2+ ions on amorphous black ferric oxyhyrdoxide, Geochimica et Cosmochimica Acta, Vol 64 No 7, 1209 – 1219 [46] M Dolores Merono; Julian Morales and Jose L Tirado (1985), Thermal behaviour of synthetic akaganeite under different experimental conditions, Thermochimica Acta, 92: 525 – 528 [47] M Streat, K Hellgardt, N.L.R Newton (2008), Hydrous ferric oxide as an adsorbent in water treatment Part 1: Preparation and physical characterization, Process safety and Enviromental Protection 86: 1–9 [48] M Streat, K Hellgardt, N.L.R Newton (2008), Hydrous ferric oxide as an adsorbent in water treatment Part 2: Adsorption studies, Process safety and Enviromental Protection 86: 11 – 20 [49] M Streat, K Hellgardt, N.L.R Newton (2008), Hydrous ferric oxide as an adsorbent in water treatment Part 3: Batch and mini-column adsorption of arsenic, phosphorus, fluorine and cadmium ions, Process safety and Enviromental Protection 86: 21 – 30 [50] N.G Holm; M.J Dowler; T Wadsten & G Arrhenius (1983), βFeOOH.Cln (akaganeite) and Fe1-xO (wustite) in hot brine from the Atlantis II deep (Red Sea) and the uptake of amino acids by synthetic βFeOOH.Cln, Geochim Cosmochim Acta 47: 1465-1470 [51] N Nagai; H Hosoito; M Kiyama; T Shinyo & T Takada (1980), The thermal decomposition of intermediate products of β-FeO(OH), Ferrites proceedings international conferance ICF 3: 247 – 249 [52] P Refait and J.M.R Genin (1997), The machanisms of oxidation of ferrous hydroxychloride β-Fe2(OH)3Cl in aqueous solution: The formation of akaganeite vs goethite, Corrosion Science, Vol 39, No 3: 539 – 553 [53] Pushpa Kumari, Parul Sharma, Shalinni Srivastava, M.M Srivastava (2006), Biosorption studies on shelled Moringa oleifera Lamarck seed powder: Removal and recovery of arsenic from aqueous system, Int J Miner Process 78, 131 – 139 [54] R.J Atkinson; A.M Posner & J.P Quirk (1977), Crystal nucleation and growth in hydrolysing iron (III) chloride solutions, Clays Clay Min 25: 49 – 56 [55] R.M Cornell (1992), Preparation and properties of Si substitued akaganeite (β-FeOOH), Z.Pflanzenernahr Bodenk 155: 449 – 453 [56] R.M.Cornell, U.Schwertmann (2003), TheIron oxides: Structure, Properties, Reactions, Occurences and Uses, WILEY-VCH [57] S Goni-Elizalde; M E Garcia-Clavel (1988), Thermal Behaviour in air of iron oxyhydroxides obtained from the method of homogeneous precipitation Part II Akaganeite sample, Thermochimica Acta, 129: 325 – 334 [58] S Music; A Saric; S Popovic (1997), Effects of urotropin on the formation of β-FeOOH, Journal of Molecular Structure 410-411: 153 – 156 [59] S Music; A Vertes; G.W Simmons; I Czakonagy & H.jr Leidheiser (1982), Mossbauer spectroscopic study of the formation of Fe(III) oxyhydroxides and oxides by hydrolysis of aqueous Fe(III) salt solutions, J Colloid Interface Sci 85: 256-266 [60] S Music; M Gotic; N Ljubesic (1995), Influence of sodium polyanetholsulphonate on the morphology of β-FeOOH particles obtained from the hydrolysis of a FeCl3 solution, Materials Letters 25: 69-74 [61] S Music; S Krehula; S Popovic (2004), Effect of HCl additiions on forced hydrolysis of FeCl3 solutions, Materials Letters 58: 2640 – 2645 [62] S Music; S Krehula; S Popovic (2004), Thermal decomposition of βFeOOH, Materials Letters 58: 444 – 448 [63] S Music; S Krehula; S Popovic; Z Skoko (2003), Some factors influencing forced hydrolysis of FeCl3 solutions, Materials Letters 57: 1096 – 1102 [64] S.T Galbraith; T Braid & J.R Fryer (1979), Structural changes in βFeOOH caused by radiation damage, Acta Cryst Ạ: 197-200 [65] Shuwu Yang; Changjun Liu; Zhaokun Luan; Xianjia Peng; Haijing Ren; Jun Wang (2008),Arsenate removal from aqueous solutions using modified red mud, Journal of Hazardous Materials 152: 486–492 [66] T Hiemstra & W.H Van Riemsdijk (1999), Effect of different crystal faces on experimental interaction form and aggregation of hematite, Langmuir 15: 8045-8051 [67] T Ishikawa & K Inouye (1975), Role of chlorine in β-FeOOH on its thremal change and reactivity to sulfur dioxide, Bull Chem Soc Japan 48: 1580 – 1584 [68] T Ishikawa; S Nitta; & S Kondo (1986), Fourier-transformation infrared spectroscopy of colloid α-, β-, and γ- ferric oxide hydroxides, J Chem Soc Faraday Trans I 82: 2401 – 2410 [69] U Schwertmann, R.M Cornell (1991), Iron oxides in the laboratory, VCH Press New York, p 95 [70] Wagner R Meyer; Sandra H Pulcinelli; celso V Santilli; Aldo F Craievich (2000), Formation of colloidal particles of hydrous iron oxide by forced hydrolysis, Journal of Non-Crystalline Solids 273: 41 – 47 [71] Wolf, R.H.H; Wrischer, M & Sipalo-Zuljevic, J (1967), Electronmicroscopic investigation of the formation of colloidal β-FeOOH during slow hydrolysis of an aqueous ferric chloride solution at room temparature, Kolloid Z & Z.f.Polymer 215: 57 – 60 [72] Xuejun Guo; Yonghua Du; Fuhua Chen; Hung-Such Park; Yaning Xie (2007), Mechanism of removal of arsenic by bead cellulose loaded with iron oxyhydroxide (β-FeOOH): EXAFS study, Journal of Colloid and Interface Science 314: 427 – 433 [73] Yinghua Hu; Yan Shan; Kezheng Chen (2008), TG/DSC analysis of Fe8(OOH)16Cl1,3 nanospindles, Materials Research Bulletin 43: 2703 – 2708 [74] Zhong-Yong Yuan; Bao-Lian Su (2003), Surfactant-assisted nanoparticle assembly of mesoporous β-FeOOH (akaganeite), Chemical Physics Letters 381: 710 – 714 [75] http://en.wikipedia.org/wiki/Congo_red [76] http: //en.wikipedia.org/wiki/Akaganeite ... PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ********* NGUYỄN THỊ NGỌC THƠ NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP NANOAKAGANEITE VÀ CÁC SẢN PHẨM NHIỆT CỦA NÓ DÙNG LÀM CHẤT XỬ LÍ MƠI TRƯỜNG CHUN... cho nghiên cứu sâu điều kiện tổng hợp loại vật liệu akaganeite nano có ứng dụng hiệu cao thực tế xử lý môi trường 1 TRƯỜNG ĐHKHTN KHOA HÓA VƠ CƠ VÀ ỨNG DỤNG Chương TỔNG QUAN 1.1 Tổng. .. 43, 51, 57, 62, 67, 73] Cách thức hoạt động nhiệt akaganeite tổng hợp phụ thuộc nhiều vào: điều kiện tổng hợp, môi trường phân hủy nhiệt akaganeite [46] Nhiệt độ phân hủy akaganeite bắt đầu 150oC