Đang tải... (xem toàn văn)
Nghiên cứu biến tính ống nano cacbon bằng 8 Hydroxyquinoline và ứng dụng để tách một số kim loại nặng khỏi nước Nghiên cứu biến tính ống nano cacbon bằng 8 Hydroxyquinoline và ứng dụng để tách một số kim loại nặng khỏi nước luận văn tốt nghiệp thạc sĩ
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Cao Thị Diệu NGHIÊN CỨU BIẾN TÍNH ỐNG NANO CACBON BẰNG – HYDROXYQUINOLINE VÀ ỨNG DỤNG ĐỂ TÁCH MỘT SỐ KIM LOẠI NẶNG KHỎI NƯỚC LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – 2014 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Cao Thị Diệu NGHIÊN CỨU BIẾN TÍNH ỐNG NANO CACBON BẰNG – HYDROXYQUINOLINE VÀ ỨNG DỤNG ĐỂ TÁCH MỘT SỐ KIM LOẠI NẶNG KHỎI NƯỚC Chun ngành: Hóa mơi trường Mã số: 60440120 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS Nguyễn Mạnh Tường PGS.TS Nguyễn Văn Nội Hà Nội - 2014 LỜI CẢM ƠN Với lòng biết ơn sâu sắc em xin chân thành cảm ơn PGS.TS Nguyễn Văn Nội – trường Đại học Khoa học Tự nhiên TS Nguyễn Mạnh Tường - Viện Hóa học Vật liệu/ Viện Khoa học Công nghệ Quân giao đề tài nghiên cứu tạo điều kiện thí nghiệm thuận lợi giúp em hồn thành khóa luận tốt nghiệp Em xin chân thành cảm ơn TS Nguyễn Thị Hịa tận tình hướng dẫn giúp đỡ em suốt trình làm nghiên cứu khoa học Em xin cảm ơn tập thể anh chị em phịng vật liệu Nano – Viện Hóa học – Vật liệu – Viện khoa học quân tạo cho em môi trường nghiên cứu thuận lợi động viên em suốt thời gian qua Hà nội, ngày 15 tháng 11 năm 2014 Học viên Cao Thị Diệu MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan vật liệu nano cacbon 1.1.1 Giới thiệu vật liệu nano cacbon 1.1.2 Cấu trúc tính chất ống nano cacbon 1.1.3 Các phương pháp chế tạo ống nano cacbon 1.1.4 Các ứng dụng nano cacbon 10 1.2 Tổng quan ứng dụng 8-hydroxyquinoline xử lý nước 15 1.3 Ô nhiễm kim loại nặng phương pháp xử lý .16 1.3.1 Ô nhiễm kim loại đồng kim loại chì 16 1.3.2 Các phương pháp xử lý .22 CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM 27 2.1 Mục tiêu nội dung nghiên cứu 27 2.1.1 Mục tiêu 27 2.1.2 Nội dung nghiên cứu 27 2.2 Hóa chất dụng cụ 27 2.2.1 Dụng cụ - Thiết bị .27 2.2.2 Hóa chất 28 2.3 Các phương pháp nghiên cứu .29 2.3.1 Phương pháp hiển vi điện tử quét (SEM) 29 2.3.2 Phương pháp hiển vi điện tử truyền qua (TEM) .30 2.3.3 Phương pháp phổ hồng ngoại (IR) 30 2.3.4 Phương pháp phân tích nhiệt trọng lượng (TGA) 31 2.3.5 Phương pháp xác định diện tích bề mặt riêng 31 2.3.6 Phương pháp tính tốn tải dung lượng hấp phụ cực đại theo mơ hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir 32 2.3.7 Phương pháp phân tích phổ hấp phụ nguyên tử AAS .34 2.4 Thực nghiệm 35 2.4.1 Chế tạo vật liệu hấp phụ 35 2.4.2 Khảo sát khả hấp phụ đồng, chì mơi trường nước vật liệu 37 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 39 3.1 Kết chế tạo vật liêu hấp phụ 39 3.1.1 Kết hình thái học vật liệu 39 3.1.2 Kết phân tích phổ IR 40 3.1.3 Kết phân tích nhiệt 43 3.1.4 Kết đo diện tích bề mặt riêng .44 3.2 Nghiên cứu khả hấp phụ vật liêu 46 3.2.1 Khảo sát thời gian cân hấp phụ Cu2+, Pb2+ 46 3.2.2 Ảnh hưởng pH đến trình hấp phụ Cu2+, Pb2+ 50 3.2.3 Xác định dung lượng hấp phụ cực đại Cu2+, Pb2+ 52 3.2.4 Kết khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ đến trình hấp phụ Pb2+ 55 3.3 Nghiên cứu khả ứng dụng xử lý Pb2+ vật liêu .56 3.3.1.Kết khảo sát xử lý Pb2+ mơ hình động 56 3.3.2.Kết khảo sát khả tái sinh vật liệu 57 KẾT LUẬN 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO 62 KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu Tiếng Anh Tiếng Việt AAS Atomic absorption Spectroscopy Phổ hấp thụ nguyên tử CNF Cacbon nano Fiber Sợi nano cacbon CNT Carbon nanotube Ống nano cacbon IR Infrared Hồng ngoại MWCNT Multi Walled Cacbon Nanotubes Ống nano cacbon đa lớp SEM Scanning Electron Microscope Hiển vi điện tử quét SWCNT Single Walled Cacbon Nanotubes Ống nano cacbon đơn lớp TEM Transmission Electron Microscope Hiển vi điện tử truyền qua - HQ – hydroxyquinoline – hydroxyquinoline CNT-a Carbon nanotubes modified by acid Ống nano cacbon biến tính axit CNT/8-HQ Carbon nanotubes modified by – hydroxyquinoline Ống nano cacbon biến tính - hydroxyquinoline DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Hình 1.1 Cấu trúc graphit tạo mặt graphen Hình 1.2 Mơ tả cách cuộn graphen để có CNT Hình 1.3 Mơ tả cấu trúc SWCNT MWCNT Hình 1.4 Mơ tả cấu trúc SWCNT Hình 1.5 Cơ chế mọc ống nano cacbon Hình 1.6 Hệ thiết bị chế tạo CNT phương pháp hồ quang điện Hình 1.7 Hệ chế tạo CNTs phương pháp dùng chùm laser Hình 1.8 Hệ thiết bị chế tạo CNTs phương pháp CVD Hình 1.9 Mơ hình xen Li hấp thụ H2 10 Hình 1.10 Màn hình hiển thị sử dụng CNTs 11 Hình 1.11 Típ STM, AFM có gắn CNTs 11 Hình 1.12 Típ CNTs biến tính 12 Hình 1.13 Vật liệu CNTs-COOH dùng cho để xác định nồng độ cồn 12 Hình 1.14 Áo chống đạn siêu bền, vỏ tàu vũ trụ làm CNTs 12 Hình 1.15 Transistor trường sử dụng ống nanno carbon 13 Hình 2.1 Các kiểu đường hấp phụ-giải hấp đẳng nhiệt theo IUPAC 32 Hình 2.2 Đường hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir 33 Hình 2.3 Đồ thị để xác định số phương trình Langmuir 34 Hình 2.4 Sơ đồ q trình biến tính MWCNT hỗn hợp axit: 36 Hình 3.1 Hình ảnh mẫu vật liệu CNT/8-HQ 39 Hình 3.2 Hình ảnh SEM CNT- a (a) CNT/8-HQ (b) 40 Hình 3.3 Hình ảnh TEM CNT- a (a) CNT/8-HQ (b) 40 Hình 3.4 Phổ IR 8–HQ, vật liệu CNT- a CNT/8-HQ 42 Hình 3.5 Giản đồ phân tích nhiệt 8-HQ, CNT-a, CNT/8-HQ 43 Hình 3.6 Đồ thị đường hấp phụ đẳng nhiệt BET N2 vật liệu 44 Hình 3.7 Đồ thị biểu diễn theo tọa độ BET vật liệu hấp phụ N2 45 Hình 3.8 Đồ thị biểu diễn theo tọa độ Langmuir vật liệu hấp phụ N2 45 Hình 3.9 Đồ thị biểu diễn phụ thuộc đường kính mao quản thể tích riêng mao quản 46 Hình 3.10 Đồ thị biểu diễn thời gian đạt cân hấp phụ Cu2+ vật liệu MWCNT-a MWCNT/8-HQ 47 Hình 3.11 Đồ thị biểu diễn thời gian đạt cân hấp phụ Pb2+ vật liệu MWCNT-a MWCNT/8-HQ 49 Hình 3.12 Ảnh hưởng pH đến khả hấp phụ Cu2+, Pb2+ vật liệu MWCNT /8-HQ 51 Hình 3.13 Đường thẳng xác định hệ số phương trình Langmuir Cu2+ MWCNT-a MWCNT/8 -HQ 53 Hình 3.14 Đường thẳng xác định hệ số phương trình Langmuir Pb2+của MWCNT-a MWCNT/8-HQ 54 Hình 3.15 Ảnh hưởng nhiệt độ đến khả hấp phụ Pb2+ vật liệu 56 Hình 3.16 Đồ thị biểu diễn khả hấp phụ động vật liệu Pb2+ 57 Hình 3.17 Khả tái sinh vật liệu 58 DANH MỤC BẢNG Bảng 3.1 Kết khảo sát thời gian đạt cân hấp phụ Cu2+ vật liệu MWCNT-a MWCNT/8-HQ 47 Bảng 3.2 Kết khảo sát thời gian đạt cân hấp phụ Pb2+ vật liệu MWCNT-a MWCNT-8HQ 48 Bảng 3.3 Ảnh hưởng pH đến khả hấp phụ Cu2+, Pb2+ vật liệu MWCNT/8-HQ 50 Bảng 3.4 Kết khảo sát tải trọng hấp phụ cực đại Cu2+ vật liệu MWCNT-a MWCNT/8-HQ 52 Bảng 3.5 Kết khảo sát tải trọng hấp phụ cực đại Pb2+ vật liệu MWCNT-a MWCNT/8-HQ 54 Bảng 3.6 Kết khảo sát nhiệt độ tối ưu hấp phụ Pb2+ 55 Bảng 3.7 Kết khảo sát khả tái sinh vật liệu 58 MỞ ĐẦU Nước nguồn tài nguyên vô quan trọng cho tất sinh vật trái đất, có người với 80% thể nước Song thực tế nguồn nước bị ô nhiễm nghiêm trọng hoạt động người, đặc biệt nguồn ô nhiễm từ hoạt động công nghiệp Nguồn nước bị ô nhiễm thường chứa hợp chất có hại cho sức khỏe người hợp chất hữu cơ, vô cơ, nguyên tố phóng xạ… Trong đáng lưu ý ion kim loại nặng Một số kim loại nặng sắt, kẽm có nước cần thiết cho sinh vật người chúng nguyên tố vi lượng mà sinh vật cần nhiên với hàm lượng cao lại nguyên nhân gây độc cho người, gây nhiều bệnh hiểm nghèo ung thư, đột biến Đặc biệt đau lịng nguyên nhân gây nên làng ung thư Hiện giới có nhiều phương pháp để xử lý ion kim loại nặng nước, đáng lưu ý phương pháp hấp phụ với ưu điểm trội công nghệ xử lý đơn giản, hiệu tốc độ xử lý nhanh[21] Một vật liệu quan tâm làm vật liệu hấp phụ ống nano cacbon (CNT) Tuy nhiên hiệu xử lý, mức độ chọn lọc độ nhậy vật liệu hạn chế Việc sử dụng ống nano cacbon biến tính biện pháp quan trọng nhằm tăng cường hiệu xử lý, độ chọn lọc kim loại nặng Bề mặt ống nano cacbon biến tính nhiều cách khác nhau, chẳng hạn hình thành liên kết hóa học chất biến tính với bề mặt CNT hấp phụ vật lý chất biến tính lên CNT Với mục đính khai thác tiềm ứng dụng CNT việc xử lý nước sinh hoạt, đặc biệt loại bỏ kim loại nặng nước; tơi chọn hướng nghiên cứu biến tính ống nano cacbon – hydroxyquinoline thử nghiệm xử lý với hai đại diện kim loại nặng kim loại đồng, chì đề tài “Nghiên cứu biến tính ống nano cacbon – hydroxyquinoline ứng dụng để tách số kim loại nặng khỏi nước” Cao häc Hãa – K23 Hình 3.12 Ảnh hưởng pH đến khả hấp phụ Cu2+, Pb2+ vật liệu CNT/8-HQ Từ hình 3.12 ta thấy vật liệu CNT/8-HQ hấp phụ chì tốt nồng độ pH=6, hấp phụ đồng tốt nồng độ pH=7 Ở pH >7 chì đồng dễ dàng kết tủa gây khó khăn cho q trình đo kết quả, nghiên cứu tiến hành kiểm tra chì pH=6, đồng pH=7 Khả hấp phụ Pb2+ tăng theo pH giải thích dựa vào phản ứng thuận nghịch sau: Ở mơi trường dư H+ phản ứng chuyển dịch theo chiều nghịch làm giảm điện tích âm bề mặt vật liệu khả hấp phụ chì giảm Hơn giá trị pH thấp nồng độ tính linh động ion H+ lớn, ngăn cản ion kim loại nặng tiếp xúc với trung tâm hấp phụ bề mặt vật liệu Do làm giảm khả hấp phụ Cu2+ Pb2+ 51 Cao häc Hãa – K23 3.2.3 Xác định dung lượng hấp phụ cực đại Cu2+, Pb2+ Dung lượng hấp phụ cực Cu2+ Pb2+ xác định theo mơ hình hấp phụ Langmuir Theo mơ hình này, để xác định dung lượng hấp phụ cực đại, ta phải xây dựng đồ thị biểu diễn phụ thuộc nồng độ chất hấp phụ vào tỉ lệ nồng độ chất hấp phụ/dung lượng hấp phụ Dung lượng hấp phụ cực đại tỉ lệ nghịch hệ số góc đồ thị Lấy 0,05 g vật liệu CNT/8-HQ CNT-a cho vào 50 ml dung dịch Cu2+ có nồng độ ban đầu xác định: 10mg/l, 20mg/l, 40mg/l, 60mg/l, 80mg/l 100mg/l (Co) Sau thời gian 60 phút, lọc lấy mẫu đo xác định nồng độ Cu2+ cịn lại dung dịch (Ct) Từ tính dung lượng hấp phụ cực đại vật liệu Qmax (mg/g) Các kết tổng hợp bảng 3.4 hình 3.13 Bảng 3.4 Kết khảo sát dung lượng hấp phụ cực đại Cu2+ vật liệu CNT-a CNT/8-HQ CNT-a STT CNT/ 8- HQ C0 ( mg/l) Ct ( mg/l) Q (mg/g) Ct/Q Ct ( mg/l) Q (mg/g) Ct/Q 10 1,26 8,74 0,144 0,96 9,04 0,106 20 3,02 16,98 0,178 2,73 17,27 0,158 40 8,92 31,08 0,287 6,48 33,52 0,193 60 16,21 43,79 0,37 11,49 48,51 0,237 80 25,45 54,55 0,467 20,51 59,49 0,345 100 40,63 59,37 0,684 35,67 64,33 0,554 52 Cao häc Hãa – K23 Hình 3.13 Đường thẳng xác định hệ số phương trình Langmuir Cu2+ CNT-a CNT/8-HQ Từ hình 3.13 tính dung lượng hấp phụ Cu2+ cực đại vật liệu CNT/8-HQ vật liệu CNT-a: Đối với CNT/8-HQ, Qmax= 1/0,012=83,33 (mg/g) Và CNT-a, Qmax= 1/0.013 = 77 (mg/g) Tiến hành tương tự với Pb2+, kết tổng hợp bảng 3.5 hình 3.14 Từ hình 3.14, ta tính dung lượng hấp phụ Pb2+ cực đại vật liệu CNT/8-HQ vật liệu CNT-a: Đối với CNT/8-HQ, Qmax= 1/0.009 = 111 (mg/g) Và CNT-a, Qmax= 1/0.013 = 77 (mg/g) 53 Cao häc Hãa – K23 Bảng 3.5 Kết khảo sát dung lượng hấp phụ cực đại Pb2+ vật liệu CNT-a CNT/8-HQ CNT-a STT CNT/ 8- HQ C0 ( mg/l) Ct ( mg/l) Q (mg/g) Ct/Q Ct ( mg/l) Q (mg/g) Ct/Q 10 3,2 6,8 0,47 0,51 9,49 0,05 20 6,7 13,3 0,50 19 0,05 40 15,9 24,1 0,66 1,7 38,3 0,04 60 28,4 31,6 0,90 5,38 54,62 0,10 80 40,3 39,7 1,02 10,6 69,4 0,15 100 51,7 48,3 1,07 15,7 84,3 0,19 Hình 3.14 Đường thẳng xác định hệ số phương trình Langmuir Pb2+của CNT-a CNT/8-HQ Đối với đồ thị ta thấy sai số phương pháp (giá trị R2) gần 1, chứng tỏ độ tin cậy giá trị lớn 54 Cao häc Hãa – K23 Như dung lượng hấp phụ cực đại đồng chì chì ống nano cacbon sau biến tính với 8-HQ lớn so với dung lượng hấp phụ đồng, chì cực đại ống nano cacbon biến tính với axit (1,4 lần Pb2+ 1,1 lần Cu2+) Do có hạn chế điều kiện nghiên cứu nên thí nghiệm xin sâu kiểm tra hấp phụ với Pb2+ 3.2.4 Kết khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ đến trình hấp phụ Pb2+ Nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt độ đến trình hấp phụ phần giúp dự đoán chế hấp phụ vật liệu Nếu hấp phụ xảy theo chế hấp phụ hố học nhiệt độ gần khơng ảnh hưởng đến q trình hấp phụ Ngược lại, trình hấp phụ vật lý ảnh hưởng yếu tố Ta tiến hành xác định dung lượng hấp phụ cực đại Pb2+ CNT/8-HQ nhiệt độ khác nhau: 298K, 308K 318K Các kết tính tốn tổng hợp bảng 3.6 hình 3.15 Bảng 3.6 Kết khảo sát nhiệt độ tối ưu hấp phụ Pb2+ 298K C0 (mg/l) Ct Q (mg/l) (mg/g) 308K Ct/Q Ct Q (mg/l) (mg/g) 318K Ct/Q Ct Q (mg/l) (mg/g) Ct/Q 10 0,53 9,47 0,056 0,49 9,51 0,052 0,38 9,62 0,04 20 1,12 18,88 0,059 0,87 19,13 0,045 0,71 19,29 0,037 40 2,34 37,66 0,062 1,59 38,41 0,041 1,19 38,81 0,031 60 6,29 53,71 0,117 4,28 55,72 0,077 2,75 57,25 0,048 80 12,27 67,73 0,181 9,65 70,35 0,137 6,03 73,97 0,082 100 19,21 80,79 0,238 15,39 84,61 0,182 11,82 88,18 0,134 55 Cao häc Hãa – K23 Hình 3.15 Ảnh hưởng nhiệt độ đến khả hấp phụ Pb2+ vật liệu Từ đồ thị 3.15 ta xác định dung lượng hấp phụ cực đại nhiệt độ khác nhau: Qmax298 = 1/0,010= 100mg/g Qmax308 = 1/ 0,009 = 111mg/g Qmax318 = 1/0,008 = 125 mg/g Kết nghiên cứu nhiệt độ 298 K, 318K, 308K cho thấy dung lượng hấp phụ chì phụ thuộc vào nhiệt độ Dung lượng hấp phụ cực đại tăng nhiệt độ tăng Tại nhiệt độ 298K, dung lượng hấp phụ cực đại chì 100mg/g, 318K giá trị đạt 125 mg/g Như ảnh hưởng nhiệt độ cho ta thấy hấp phụ ion kim loại lên CNT/8HQ có khả q trình hấp phụ hóa học, có khả trình hấp phụ vật lý 3.3 Nghiên cứu khả ứng dụng xử lý Pb2+ vật liệu 3.3.1 Kết khảo sát xử lý Pb2+ mơ hình động Để áp dụng vật liệu chế tạo thực tế, khả hấp phụ động vật liệu khảo sát Cho dung dịch Pb2+có nồng độ 500 ppb chạy qua cột 56 Cao häc Hãa – K23 có đường kính 1cm chứa 1gam vật liệu CNT/8-HQ với tốc độ dòng 0,8 ml/phút Lần lượt lấy mẫu, xác định nồng độ chì đầu xây dựng đồ thị phụ thuộc nồng độ chì đầu thể tích dung dịch chạy qua cột Kết hình 3.16 Hình 3.16 Đồ thị biểu diễn khả hấp phụ động vật liệu Pb2+ Từ đồ thị ta thấy sau cho 3000 ml dung dịch chứa ion chì chảy qua cột hấp phụ với nồng độ ban đầu 500 µg/l, mẫu đầu nồng độ chì chưa vượt giới hạn 10 µg/l (Theo TCVN) Như khả xử lý vật liệu sử dụng cột nhồi là: 3.3.2 Kết khảo sát khả tái sinh vật liệu Khả tái sinh vật liệu cho thấy tiềm ứng dụng vật liệu vào thực tiễn Vật liệu có độ giải hấp lớn khả ứng dụng lớn Trong đề tài vật liệu nghiên cứu giải hấp pH Ta tiến hành lấy 0,05 g vật liệu CNT/8-HQ khuấy 50 ml dung dịch Pb2+ có nồng độ ban đầu 57 Cao häc Hãa – K23 100mg/l Vật liệu sau hấp phụ chì bão hịa lọc thu lấy phần vật liệu Lấy vật liệu thu lắc với 100 ml dung dịch HCl pH khác từ đến 2h, sau lọc lấy phần dung dịch để đo AAS xác định lượng Pb2+ dịch lọc, từ tính hiệu suất giải hấp Các kết tổng hợp bảng 3.7 hình 3.17 Bảng 3.7 Kết khảo sát khả tái sinh vật liệu C0 (mg/l) pH Hiệu suất giải hấp (%) 100 1,0 84,33 100 2,0 60,66 100 3,0 43,96 100 4,0 19,41 100 5,0 6,27 Hình 3.17 Khả tái sinh vật liệu 58 Cao häc Hãa – K23 Từ kết cho ta thấy hiệu suất giải hấp phụ thuộc rõ rệt vào pH Tại pH =5, vật liệu gần không giải hấp Hiệu suất giải hấp vật liệu lớn giá trị pH nhỏ Tại pH = 1, hiệu giải hấp vật liệu đạt 84% Như ta thấy vật liệu CNT/8-HQ có khả tái sinh pH=1 có khả ứng dụng vào thực tiễn để xử lý kim loại nặng khỏi nước 59 Cao häc Hãa – K23 KẾT LUẬN Trên sở kết nghiên cứu khóa luận rút số kết luận sau: Đã biến tính ống nano cacbon với 8-hydroxyquinoline Các phương pháp phân tích phổ hồng ngoại (IR), phân tích nhiệt TGA kính hiển vi điện tử quét (SEM) chứng minh thành cơng q trình biến tính Khả hấp phụ ion Pb2+ Cu2+ dung dịch vật liệu CNT/8HQ CNT-a khảo sát đại lượng thời gian cân hấp phụ, ảnh hưởng pH dung lượng hấp phụ cực đại - Quá trình hấp phụ Pb2+ đạt cân sau 60 phút; trình hấp phụ Cu2+ đạt cân sau khoảng 30 phút - Hiệu suất hấp phụ cực đại CNT/8-HQ đạt gần 80% ion Cu2+ đạt gần 100% ion Pb2+ Đối với vật liệu CNT-a, hiệu suất hấp phụ ion kim loại đạt 70% - Khả hấp phụ kim loại nặng vật liệu phụ thuộc pH Giá trị pH tối ưu cho trình hấp phụ ion kim loại nặng nằm khoảng – - Dung lượng hấp phụ cực đại vật liệu CNT/8-HQ Cu2+ 83 mg/g, Pb2+ 111 mg/g Dung lượng hấp phụ cực đại vật liệu lớn vật liệu CNT-a - Dung lượng hấp phụ cực đại Pb2+ CNT/8-HQ phụ thuộc vào nhiệt độ, cho thấy q trình hấp phụ vật liệu có khả q trình hấp phụ hóa học, có khả trình hấp phụ vật lý Bước đầu nghiên cứu khả sử dụng vật liệu vào thực tiễn - Kết hấp phụ theo mơ hình động cho thấy 1g vật liệu xử lý khoảng 3200ml dung dịch chứa Pb2+ có nồng độ đầu vào 500 µg/l, nồng độ chì đầu đạt 10 µg/l - Vật liệu hấp phụ chì dễ dàng giải hấp, tái sinh dung dịch HCl pH = 1,0 với hiệu suất giải hấp lớn 80% 60 Cao häc Hãa – K23 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt Nguyễn Đình Bảng (2004), Giáo trình phương pháp xử lý nước, nước thải, Trường ĐHKHTN, ĐHQG HN Phùng Văn Bé, Lê Tự Hải (2011), “Nghiên cứu tách ion Pb2+ dung dịch nước vật liệu hấp phụ tanin chiết tách từ vỏ keo tai tượng”, Tạp chí Khoa học cơng nghệ Đại học Đà Nẵng, tập 42(số 01) Nguyễn Xuân Chánh, Vũ Đình Cự (2004), Công nghệ nano điều khiển đến phân tử, NXB khoa học kỹ thuật – Hà Nội PGS.TS Trần Thị Đà( Chủ Biên)- GS.TS Nguyễn Hữu Đĩnh (2007), Phức chất - Phương pháp tổng hợp nghiên cứu cấu trúc, Nhà xuất khoa học kĩ thuật, tr 156-162 Nguyễn Ngọc Linh, Nguyễn Thị Thanh Thủy, Lê Đức Trung (2007), “Sử dụng vật liệu hấp phụ tự nhiên để xử lý kim loại nặng bùn thải cơng nghiệp”, Tạp chí Phát triển KH&CN, tập 10 (số 01) Nguyễn Thị Nhung, Nguyễn Thị Kim Thường (2008), “Nghiên cứu khả tách loại Pb2+ nước nano sắt kim loại”, Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học tự nhiên Công nghệ, 24, tr 305-309 Nguyễn Mạnh Tường, Trần Sơn Hải, Hà Quốc Bảng, Trần Danh Tuấn (122011), “Nghiên Cứu Tổng Hợp Ống Nano Cacbon Mỏng Đa Lớp Trên Xúc Tác Co-Mo/MgO”, Tạp chí Khoa học Kỹ thuật, (số 145) Nguyễn Mạnh Tường,… (4-2012) “Cơ sở liệu cho Qúa Trình Tổng Hợp Xúc Tác Để Điều Chế Ống Nano Cacbon Theo Phương Pháp Cháy Ướt”, Tạp chí Nghiên cứu khoa học công nghệ quân sự, (số 18) Trịnh Thị Thanh (2000), Độc học, Môi trường Sức khỏe người, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội 61 Cao häc Hãa – K23 10 Đỗ Thị Thủy (2012), “Nghiên cứu chế tạo vật liệu tổ hợp sở CNT/Al2O3 ứng dụng xử lý nước”, đề tài khoa học cơng nghệ cấp viện Hóa học Vật liệu – viện Khoa học công nghệ quân Tài liệu tiếng Anh 11 A Borrell, V.G Rocha, R.Torecillas, A Fernánder (2011), “Surface coating on carbon nanofibers with alumina precursor by different synthesis routes”, Composites Science and Technology, pp 18-22 12 A Ozcan, O Gok, A Ozcan (2009), Adsorption of lead(II) ions onto 8-hydroxy quinoline- immobilized bentonite, J Hazard Mater, 161, pp.499–509 13 B.Xing, K.Yang, L.Zhu (2006), “Pollution prevention and treatment using nanotechnology”, Environ.Sci.Technol, 40, pp.18-55 14 G Roy Chaudhury, PK Dash, VN Misra, K Srinivasa Rao, D Sarangi (2005), “Treatment of waste water containing Pb and Fe using ion-exchange techniques”, Journal of Chemical Technology and Biotechnology, 80, 892898 15 H Dierssen, W Balzer (2001), Landing simplified synthesis of an 8hydroxyquinoline chelating resin and a study of trace metal profiles from Jellyfish Lake, Palau, Mar Chem 73, 173–192 16 H S Nalwa “Handbook of Nanostructure Materials and Nanotechnology, Volume 5: Organics Polymers, and Biological Materials”, Copyright 2000 by Academic Press 17 J.Carletto, K Roux, H Maltez, E Martendal, E Carasek (2008), Use of 8hydroxyquinoline-chitosan chelating resin in an automated on-line preconcentration system for determination of zinc(II) by FAAS, J Hazard Mater, 157, 88–93 18 K.B.Ashim, K.N Tarun, K.D Sudip (2009), “Adsorption of Cd(II) and Pb(II) from aqueous solution on activated alumina” Colloid Interface Sci, 333, pp 14-26 62 Cao häc Hãa – K23 19 M.Atieh, Removal of chromium (VI) from polluted water using carbon nanotubes supported with activated carbon, Procedia Environ Sci (2011) 281–293 20 M Janik Czachor, J Tasny (1992), “A SER investigation of Fe(bpy)3+ complex on silver”, Electrochimica Acta, 37(12), pp 2347 – 2352 21 M Wilson et al (2002), “Nanotechnology-basic science and emerging technologies”, CRC Press 22 M.T Laumakis, P.J Martin, K Owens, S Pamucku (1995), “Proceeding of the International Conference on Hazard Waste Management”, New York: ASCE, , pp 528-535 23 P.J.F Haris (1990), “Carbon nanotubes and related structure – new materials for the twenty-first century”, Cambridge, Cambridge University Press 24 Poinern (2010),“Preparation, characterization and As(V) adsorption behavior of CNT-ferrihydrite composite” International Journal of Engineering, Science and Technology, pp 13-24 25 R.Q.Long, R.T.Yang (2001), “Carbon nanotubes as superior sorbent for dioxin removal”, J.Am.Chem.Soc, 123, pp 20-58 26 Renata S Amais, Juliana S.Ribeiro, Mariana G.Segatelli, InezV.P.Yoshida, Pedro O.Luccas, Cesar R.T.Tarley (2007), “Aseessment of nanocomposite alumina supported on multi-wall carbon nanotubes as sorbent for on-line nikel preconcentration in water samples”, Separation and Purification Technology 58, pp 122-128 27 Ren-Jang Wu, Yu-Ching Huang, Ming-Ru Yu, Tzu Hsuan Lin and Shih-Lin Hung (2008), “Application of m-CNTs/NaClO4/Ppy to a fast response, room working temperature ethanol sensor”, Sensors and Actuators B: Chemical, 134, pp 213-218 28 S Iijima (2002) Phiscal B 323, pp 1-5 29 Samia A Kosa, Ghalia Al-Zhrani, Mohamed Abdel Salam (2012) “Removal of heavy metals from aqueous solutions by multi-walled carbon nanotubes modified with 8-hydroxyquinoline” Chemical Engineering Journal, pp159-168 63 Cao häc Hãa – K23 30 Seung Mi Lee, Ki Soo Park, Young Chul Choi, Young Soo Park, Jin Moon Bok, Dong Jae Bae, Kee Suk Nahm, Yong Gak Choi, Soo Chang Yu, Namgyun Kim, Thomas Frauenheim, Young Hee Lee (2000), “Hydrogen adsorption and storage in carbon nanotubes”, Synthetic Metals, 113, pp 209– 216 31 Seung Woo Lee, Naoaki Yabuuchi, Betar M Gallant, Shuo Chen, Byeong-Su Kim,Paula T Hammond, Yang Shao-Horn ( 2010), “High-power lithium batteries from functionalized Nanotechnology , 5, pp.531-537 carbon-nanotube electrodes”, Nature 32 Shu Guang Wang (2007), “Removal of lead (II) from aqueous solution by adsorption onto manganese oxide coated carbon nanotubes”, Separation and Purification Technology, 58, pp 17-23 33 Somayeh Tajik, Mohammad Ali Taher (2011), “A new sorbent of modified MWCNTs for column preconcentration of ultra trace amounts of zinc in biologiacl and water samples”, Desalination, pp 1-8 34 T Milja, K Prathish, T Rao, Synthesis of surface imprinted nanospheres for selective removal of uranium from simulants of Sambhar Salt Lake and ground water, J Hazard Mater 188 (2011) 384–390 35 V.K Gupta, D Mohan, S Sharma S, K Srivastava (1997), “Design parameters for fixed bed reactors of activated carbon developed from fertilizer waste for the removal of some heavy metal ions”, 17, pp 517-522 36 V.K.Gupta, M Gupta, S Sarma (2011), “Process development for the removal of lead and chromium from aqueous solutions using red mud-an aluminium industry waste”, Water Res, 35, pp 1125-1134 37 X.L.Wang, B.S.Xing, K.Yang, L.Z.Zhu (2006), “Competitive sorption of pyrene, phenanthrene, and naphthalene on multiwalled carbon nano tubes”, Environ.Sci.Technol, 40, pp 58-04 38 Y Jei-Won, S Rengaraj, K Won-ho, K Younghun (2007), “Application of mg-mesoporous alumina prepared by using magnesium stearate as a template for the removal of nickel: kinetics, isotherm and error analysis”, Ind Eng Chem Res, 46, pp 2834-2842 64 Cao häc Hãa – K23 39 Yan Hui Lia, Zechao Di, Jun Ding, Dehai Wu,Zhaokun Luan, Yanqiu Zhu (2005), “Adsorption thermodynamic, kinetic and desorption studies of Pb2+ on carbon nanotubes”, Water Research 39, pp 605–609 40 Yunfei Xi, Megharaj Mallavarapu, Ravendra Naidu (2010), “Reduction and adsorption of Pb2+ in a queous solution by nano-zero-valent-A SEM, TEM and XPS study”, Material Research Bullentin 45, pp 1361-1367 41 Y Li, F.Liu, B.Xia, Q.Du, P.Zhang, D.Wang, Z.Wang, Y.Xia (2010), Removal of copper from aqueous solution by carbon nanotube/calcium alginate composites, J.Hazard Mater, 177, pp.876–880 65 Cao häc Hãa – K23 ... - Cao Thị Diệu NGHIÊN CỨU BIẾN TÍNH ỐNG NANO CACBON BẰNG – HYDROXYQUINOLINE VÀ ỨNG DỤNG ĐỂ TÁCH MỘT SỐ KIM LOẠI NẶNG KHỎI NƯỚC Chun ngành: Hóa mơi trường Mã số: 60440120 LUẬN VĂN THẠC... xử lý với hai đại diện kim loại nặng kim loại đồng, chì đề tài ? ?Nghiên cứu biến tính ống nano cacbon – hydroxyquinoline ứng dụng để tách số kim loại nặng khỏi nước? ?? Cao häc Hãa – K23 CHƯƠNG 1:... tiềm ứng dụng CNT việc xử lý nước sinh hoạt, đặc biệt loại bỏ kim loại nặng nước; tơi chọn hướng nghiên cứu biến tính ống nano cacbon – hydroxyquinoline thử nghiệm xử lý với hai đại diện kim loại