Nghiên cứu cố định Zr IV trên chất mang thích hợp để tách và làm giàu hợp chất Se trong môi trường nước

Nghiên cứu cố định Zr IV trên chất mang thích hợp để tách và làm giàu hợp chất Se trong môi trường nước Nghiên cứu cố định Zr IV trên chất mang thích hợp để tách và làm giàu hợp chất Se trong môi trường nước luận văn tốt nghiệp thạc sĩ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI NGUYỄN THỊ KIM THOA NGHIÊN CỨU CỐ ĐỊNH Zr(IV) TRÊN CHẤT MANG THÍCH HỢP ĐỂ TÁCH VÀ LÀM GIÀU HỢP CHẤT Se TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội, 2012 TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI NGUYỄN THỊ KIM THOA NGHIÊN CỨU CỐ ĐỊNH Zr(IV) TRÊN CHẤT MANG THÍCH HỢP ĐỂ TÁCH VÀ LÀM GIÀU HỢP CHẤT Se TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC Chuyên nghành: Hóa Phân tích Mã số: 60 44 29 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Người hướng dẫn khoa học: PGS TS Đỗ Quang Trung Hà Nội, 2012 DANH MỤC BẢNG Bảng Tên Trang Bảng 1.1 Hằng số cân axít Se 250C Bảng 1.2 Hàm lượng Selen ăn hàng ngày người lớn trẻ em theo khuyến cáo Viện Y Học Mỹ Bảng 2.1 Khảo sát khoảng tuyến tính xác định Se(IV) 22 Bảng 2.2 Kết chuẩn độ xác đinh nồng độ dung dịch Na2S2O3 theo 24 K2Cr2O7 Bảng 2.3 Kết chuẩn độ xác đinh nồng độ dung dịch I2 theo 25 Na2S2O3 Bảng 2.4 Kết chuẩn độ xác nồng độ dung dịch Se(IV) I2 25 Bảng 3.1 Ảnh hưởng hưởng nồng độ [H+] đến khả chế tạo vật 27 liệu Bảng 3.2 Ảnh hưởng hưởng nồng độ đầu Zr(IV) đến khả chế 28 tạo vật liệu Bảng 3.3 Tải trọng hấp phụ Se(IV) loại vật liệu trước sau 30 cố định Zr(IV) Bảng 3.4 Ảnh hưởng pH đến khả hấp phụ Se(IV) nhựa 32 PuroliteC100 cố định Zr(IV) Bảng 3.5 Kết khảo sát thời gian cân hấp phụ Se(IV) nhựa 33 PuroliteC100 cố định Zr(IV) Bảng 3.6 Ảnh hưởng nồng độ đầu Se(IV) đến khả hấp phụ 34 Se(IV) nhựa PuroliteC100 cố định Zr(IV) Bảng 3.7 Kết ảnh hưởng ion cản đến khả hấp phụ Se(IV) nhựa PuroliteC100 cố định Zr(IV) 37 Bảng 3.8 Ảnh hưởng pH đến khả hấp phụ Se(IV) nhựa 39 MuromaxB1 cố định Zr(IV) Bảng 3.9 Ảnh hưởng thời gian cân đến khả hấp phụ Se(IV) 40 nhựa MuromaxB1 cố định Zr(IV) Bảng 3.10 Ảnh hưởng nồng độ đầu Se(IV) đến khả hấp phụ 41 Se(IV) nhựa MuromaxB1 cố định Zr(IV) Bảng 3.11 Ảnh hưởng ion cản đến khả hấp phụ Se(IV) 44 nhựa MuromaxB1 cố định Zr(IV) Bảng 3.12 Khảo sát khả giải hấp Se(IV) khỏi nhựa PuroliteC100 45 cố định Zr(IV) Bảng 3.13 Khảo sát khả giải hấp Se(IV) khỏi nhựa MuromaxB1 48 cố định Zr(IV) Bảng 3.14 Ảnh hưởng loại hóa chất đến khả giải hấp 51 Se(IV) khỏi nhựa MuromaxB1 cố định Zr(IV) Bảng 3.15 Kết đánh giá khả làm giàu xác định lượng vết 52 Se(IV) nhựa PuroliteC100 cố định Zr(IV) Bảng 3.16 Kết đánh giá khả làm giàu xác định lượng vết Se(IV) nhựa MuromaxB1 cố định Zr(IV) 51 DANH MỤC HÌNH Hình Tên Trang Hình 1.1 Sự phụ thuộ c dạng tồ n tạ i củ a Se theo pH Hình 1.2 Khả phân ly củ a ion phụ thuộ c vào pH 18 Hình 2.1 Đường chuẩ n Se(IV) nồ ng độ từ 0,1 – 0,7 ppm 22 Hình 3.1 Ảnh hưởng hưởng nồng độ [H+] đến khả chế tạo 27 vật liệu Hình 3.2 So sánh khả hấp phụ Se(IV) loại vật liệu trước sau cố định Zr(IV) 31 Hình 3.3 Ảnh hưởng pH đến khả hấp phụ Se(IV) nhựa PuroliteC100 cố định Zr(IV) 32 Hình 3.4 Ảnh hưởng thời gian cân đến khả hấp phụ 34 Se(IV) nhựa PuroliteC100 cố định Zr(IV) Hình 3.5 Đường hấ p phụ đẳ ng nhiệ t Se(IV) củ a nhựa PuroliteC100 cố định Zr(IV) 35 Hình 3.6 Đồ thị xác đị nh hệ số phương trình langmuir củ a nhựa PuroliteC100 cố định Zr(IV) Ảnh hưởng pH đến khả hấp phụ Se(IV) nhựa 36 Hình 3.7 39 MuromaxB1 cố định Zr(IV) Hình 3.8 Ảnh hưởng thời gian cân đến khả hấp phụ Se(IV) nhựa MuromaxB1 cố định Zr(IV) 41 Hình 3.9 Đường hấp phụ đẳng nhiệt Se(IV) nhựa MuromaxB1 cố định Zr(IV) 42 Hình 3.10 Đồ thị xác định hệ số phương trình langmuir nhựa MuromaxB1 cố định Zr(IV) Ảnh hưởng NaOH đến khả giải hấp Se(IV) khỏi 43 Hinh 3.11 46 nhựa PuroliteC100 cố định Zr(IV) Hình 3.12 Ảnh hưởng HCl đến khả giải hấp Se(IV) khỏi nhựa PuroliteC100 cố định Zr(IV) 46 Hình 3.13 Ảnh hưởng NaCl đến khả giải hấp Se(IV) 47 Hình 3.14 khỏi nhựa PuroliteC100 cố định Zr(IV) Ảnh hưởng NaOH đến khả giải hấp Se(IV) khỏi 48 nhựa MuromaxB1 cố định Zr(IV) Hình 3.15 Ảnh hưởng HCl đến khả giải hấp Se(IV) khỏi 49 nhựa MuromaxB1 cố định Zr(IV) Hình 3.16 Ảnh hưởng NaCl đến khả giải hấp Se(IV) khỏi 49 nhựa MuromaxB1 cố định Zr(IV) Hình 3.17 Kết hấp phụ động nhựa PuroliteC100 cố định Zr(IV) với Se(IV) 50 DANH MỤC VIẾT TẮT Tiếng việt Tiếng anh Kí hiệu Độ hấp thụ quang Absorbance Abs Hiệu độ hấp thụ quang Delta Absorbance ∆Abs Detector bắt điện tử Electron Capture Detector ECD Metyl dacam Metyl orange MO Nhựa PuroliteC100 PuroliteC100 resin PC-0 Nhựa MuromaxB1 MuromaxB1 resin MB1-0 Nhựa PuroliteA100 PuroliteA100 resin PA-0 Than hoạt tính Activated coal AC-0 Nhựa PuroliteC100 gắn Zr(IV) Zr(IV) loaded PuroliteC100 resin PC-1 Nhựa PuroliteA100 gắn Zr(IV) Zr(IV) loaded PuroliteA100 resin PA-1 Nhựa MuromaxB1 gắn Zr(IV) Zr(IV) loaded MuromaxB1 resin MB1-1 Cơ quan bảo vệ môi sinh Hoa kỳ United State environmental projection agency EPA MỤC LỤC MỞ ĐẦU Chương 1: TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu Selen 1.1.1 Dạng tồn Se tự nhiên .2 1.1.2 Vai trò Selen .4 1.1.3 Tình trang nhiễm Selen phương pháp xử lý ô nhiễm Selen môi trường nước .6 1.2 Các phương pháp phân tích xác định Se 1.2.1 Phương pháp phân tích khối lượng 1.2.2 Phương pháp phân tích thể tích 1.2.3 Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) 1.2.4 Phương pháp huỳnh quang .10 1.2.5 Phương pháp kích hoạt phóng xạ .11 1.2.6 Phương pháp trắc quang 11 1.2.7 Một số nghiên cứu xác định Selen theo phương pháp động học - xúc tác trắc quang 12 1.2.8 Phương pháp vơn – ampe hịa tan .13 1.3 Các phương pháp tách làm giàu hợp chât Se môi trường nước .14 1.3.1 Phương pháp chiết lỏng - lỏng 14 1.3.2 Phương pháp chiết pha rắn 14 1.4 Ứng dụng hợp chất Zr(IV) xử lý môi trường 15 1.5 Ứng dụng nhựa trao đổi ion xử lý nước 18 Chương 2: THỰC NGHIỆM 20 2.1 Mục tiêu, nội dung, phương pháp nghiên cứu 20 2.1.1 Mục tiêu 20 2.1.2 Nội dung nghiên cứu 20 2.1.3 Phương pháp động học - xúc tác trắc quang xác định Selen 20 2.2 Hóa chất thiết bị 22 2.2.1 Hóa chất 22 2.2.2 Thiết bị .25 2.3 Vật liệu 26 Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 27 3.1 Khảo sát điều kiện cố định Zr(IV) vật liệu 27 3.1.3 Cố định Zr(IV) nhựa PuroliteC100 MuromaxB1 28 3.1.4 So sánh khả hấp phụ Se(IV) cácloại vật liệu trước sau cố định Zr(IV) 30 3.2 Khảo sát khả hấp phụ Se(IV) nhựa PuroliteC100 MuromaxB1 cố định Zr(IV) 31 3.2.1 Khảo sát khả hấp phụ Se(IV) nhựa PuroliteC100 cố định Zr(IV) 31 3.2.2 Khảo sát khả hấp phụ Se(IV) nhựa MuromaxB1 cố định Zr(IV) .38 3.3 Khảo sát khả giải hấp nhựa PuroliteC100 MuromaxB1 cố định Zr(IV) 45 3.3.1 Ảnh hưởng loại hóa chất đến khả giải hấp Se(IV) nhựa PuroliteC100 cố định Zr(IV) 45 3.3.2 Ảnh hưởng loại hóa chất đến khả giải hấp Se(IV) nhựa MuromaxB1 cố định Zr(IV) 47 3.4 Đánh giá khả làm giàu xác định lượng vết Se(IV) nhựa PuroliteC100 MuromaxB1 cố định Zr(IV) .51 3.4.1 Đánh giá khả làm giàu xác định lượng vết Se(IV) nhựa PuroliteC100 cố định Zr(IV) 51 3.4.2 Đánh gíá khả làm giàu xác định lượng vết Se(IV) nhựa MuromaxB1 cố định Zr(IV) 51 Kết Luận 53 Tài Liệu Tham Khảo Error! Bookmark not defined MỞ ĐẦU Nước nguồn tài nguyên thiên nhiên quý giá thiếu cho sống, đâu có nước có sống Tuy nhiên, với phát triển xã hội, q trình thị hóa, cơng nghiệp hóa, thâm canh nông nghiệp ngày phát triển làm ô nhiễm nguồn nước Nhiều nơi, nguồn nước bề mặt, chí nguồn nước ngầm bị nhiễm nghiêm trọng, gây ảnh hưởng xấu tới chất lượng nước, sức khỏe người động vật, làm giảm suất chất lượng trồng Selen nguyên tố phi kim quan tâm nhiều sinh học vừa vi chất dinh dưỡng vừa có tính độc Điều ghi nhận nhiều tự nhiên Selen vi chất dinh dưỡng thể người, có vai trị quan trọng enzyme chống oxi hóa Một số selenprotein điều chỉnh chức tuyến giáp đóng vai trị quan trọng hệ miễn dịch Tuy nhiên lại có tính độc dùng thái quá, bị rối loạn đường tiêu hóa, rụng tóc, bong, tróc móng tay chân, mệt mỏi, kích thích tổn thương thần kinh Nếu nghiêm trọng gây bệnh xơ gan, phù phổi tử vong Do việc phân tích nghiên cứu kiểm sốt nhiễm Selen vấn đề quan trọng Có nhiều phương pháp phân tích sử dụng xác định nồng độ Selen phương pháp phân tích thể tích, phương pháp trọng lượng, phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử,…Tuy nhiên Selen mẫu môi trường sinh học thường nồng độ nhỏ mẫu phức tạp cần phải tách làm giàu trước xác định Do tiến hành nghiên cứu cố định Zr(IV) nhựa PuroliteC100 MuromaxB1 nhằm mục đích tách làm giàu hợp chất Selen trước phân tích 70,00 y = 0,103x + 18,10 R² = 0,992 60,00 Ce/qe 50,00 40,00 30,00 20,00 10,00 0,00 0,00 50,00 100,00 150,00 200,00 250,00 300,00 350,00 400,00 Ce(ppm) Hình 3.10: Đồ thị xác định hệ số phương trình langmuir nhựa MuromaxB1 cố định Zr(IV) Dựa vào đồ thị ta có tải trọng hấp phụ se(IV) nhựa MuromaxB1 cố định Zr(IV) 𝑞𝑚𝑎𝑥 = = 9,7(𝑚𝑔/𝑔) 0,103 Qua đồ thị hình 3.9 hình 3.10 cho thấy, mơ hình hấp phụ Se(IV) nhựa MuromaxB1 cố định Zr(IV) phù hợp với phương trình Langmuir (hệ số tương quan R2 phương trình hồi quy tuyến tính đạt 0,992) Tính tốn theo phương trình Langmuir, tải trọng hấp phụ cực đại Se(IV) nhựa MuromaxB1 cố định Zr(IV) 9,7mg/g Qua kết trình bày cho thấy tải trọng hấp phụ Se(IV) vật liệu lớn, thời gian đạt cân hấp phụ nhựa MuromaxB1 cố định Zr(IV) 3.2.2.4 Ảnh hưởng ion cản đến khả hấp phụ Se(IV) nhựa MuromaxB1 cố định Zr(IV) Để xem xét khả ứng dụng vật liệu thực tế, tiến hành khảo sát ảnh hưởng số ion đến khả hấp phụ Se(IV) nhựa MuromaxB1 43 cố định Zr(IV) Các ion lựa chọn khảo sát gồm: Cu2+, Mn2+, Mg2+, F-, CO32-, SO42-, PO43- Tiến hành thí nghiệm: Lắc 0,5g nhựa MuromaxB1 cố định Zr(IV) với 50ml dung dịch Se(IV) 10ppm, có nồng độ ion thay đổi Sau 2h, xác định nồng độ Se(IV) lại dung dịch, từ tính hiệu suất hấp phụ Se(IV) vật liệu có ion ảnh hưởng khơng có ion ảnh hưởng Các kết thể bảng 3.11 Bảng 3.11: Ảnh hưởng ion đến khả hấp phụ Se(IV) nhựa MuromaxB1 cố định Zr(IV) Nồng độ ion Ion ảnhhưởng CoSe(ppm) Ce(ppm) qe(mg/g) H% 10 6,558 0,344 100 ảnh hưởng (ppm) Mẫu so sánh Cu2+ 100 10 7,174 0,283 82,3 Mn2+ 100 10 8,319 0,168 48,8 Mg2+ 100 10 7,879 0,212 61,6 CO32- 50 10 7,042 0,296 86 100 10 9,419 0,058 16,7 50 10 6,822 0,318 92,4 100 10 8,935 0,107 31,1 50 10 8,099 0,190 55,2 100 10 9,640 0,036 10,5 50 10 6,954 0,305 88,7 100 10 7,526 0,247 71,8 (SO4)2(PO4)3F- Nhận xét: Kết bảng 3.11 cho thấy, cation kim lại có ảnh hưởng đáng kể đến khả hấp phụ Se(IV) vật liệu, ion Mn2+ có ảnh hưởng nhiều Cịn anion nồng độ tăng hiệu suất hấp phụ Se(IV) nhựa MuromaxB1 cố định Zr(IV) giảm, anion (SO4)2- nồng độ 50ppm có ảnh hưởng nhất, anion CO32- nồng độ 100ppm ảnh hưởng nhiều 44 Điều giải thích tương tự nhựa PuroliteC100 cố định Zr(IV) Khả hấp phụ Se vật liệu giảm mạnh có mặt ion PO43-, có hấp phụ cạnh tranh Se PO43- Sự cạnh tranh giải thích tính chất hóa học giống hợp chất Selen photpho dung dịch, đặc biệt cấu trúc hóa học, số ion hóa giá trị pKa 3.3 Khảo sát khả giải hấp nhựa PuroliteC100 MuromaxB1 cố định Zr(IV) 3.3.1 Ảnh hưởng loại hóa chất đến khả giải hấp Se(IV) nhựa PuroliteC100 cố định Zr(IV) Để đánh giá khả giải hấp loại hóa chất khỏi nhựa PuroliteC100 cố định Zr(IV) chúng tơi tiến hành sau: Lấy bình nón 250ml bình 0,5g nhựa PuroliteC100 cố định Zr(IV) lắc với 50ml dung dịch Se(IV)100ppm, sau 2h gạn rửa nước cất nhiều lần trung tính Sau lấy 0,5g vật liệu lắc 50ml dung dịch dung dịch NaOH 0,5M, HCl 1M, NaCl 1M 2h Lấy dung dịch lại trung hòa rồi, xác định lượng Se(IV) bị rửa giải Bảng 3.12: Khảo sát khả giải hấp Se(IV) khỏi nhựa PuroliteC100 cố định Zr(IV) Dung dịch rửa Số lần rửa giải Co(ppm) Ce(ppm) H% Lần 100 43,367 43,367% Lần 100 1,291 1,291% Lần 100 0,558 0,558% Lần 100 4,974 4,974% Lần 100 1,977 1,977% Lần 100 1,892 1,892% Lần 100 11,352 11,352% Lần 100 0,982 0,982% Lần 100 0,255 0,255% giải NaOH HCl NaCl 45 Hiệu suất(%) 50,00% 45,00% 40,00% 35,00% 30,00% 25,00% 20,00% 15,00% 10,00% 5,00% 0,00% NaOH( lần 1) NaOH( lần 2) NaOH( lần 3) Dung dịch NaOH 0,5M Hình 3.11: Ảnh hưởng NaOH đến khả giải hấp Se(IV) khỏi nhựa PuroliteC100 cố định Zr(IV) 6,00% Hiệu suất(%) 5,00% 4,00% 3,00% 2,00% 1,00% 0,00% HCl(lần 1) HCl(lần 2) Dung dịch HCl 1M HCl(lần 3) Hình 3.12: Ảnh hưởng HCl đến khả giải hấp Se(IV) khỏi nhựa PuroliteC100 cố định Zr(IV) 46 12,00% Hiệu suất (%) 10,00% 8,00% 6,00% 4,00% 2,00% 0,00% NaCl(lần 1) NaCl(lần 2) NaCl(lần 3) Dung dịch NaCl 1M Hình 3.13 : Ảnh hưởng NaCl đến khả giải hấp Se(IV) khỏi nhựa PuroliteC100 cố định Zr(IV) Nhận xét: Nhìn vào bảng 3.12 ta thấy dung dịch NaOH có khả giải hấp tốt nhất, môi trường bazơ hiệu suất cao hơn, mơi trường trung tính axít hiệu suất rửa giải thấp Se(IV) liên kết bền với Zr(IV) Điều chứng tỏ hiệu suất rửa giải thấp tức liên kết Se(IV) Zr(IV) bền, chúng tơi chọn dung dịch NaOH để giải hấp Se(IV) khỏi vật liệu 3.3.2 Ảnh hưởng loại hóa chất đến khả giải hấp Se(IV) nhựa MuromaxB1 cố định Zr(IV) Để đánh giá khả giải hấp nhựa MuromaxB1 cố định Zr(IV) tiến hành thí nghiệm sau: Lấy bình nón 250ml bình 0,5g nhựa MuromaxB1 cố định Zr(IV) đem lắc với 50ml dung dịch Se(IV) 100ppm, sau 2h đo quang xác định lượng Se(IV) lại, từ xác định lượng Se(IV) cố định lên vật liệu Đối với nhựa MuromaxB1 cố định Zr(IV) sau lắc với 50ml Se(IV) 100ppm, đem gạn rửa nước cất nhiều lần trung tính Sau lấy 0,5g vật liệu đem lắc 50ml dung dịch NaOH 0,5M, HCl 1M, NaCl 1M 2h Lấy dung dịch lại trung hòa để xác định lượng Se(IV) bị rửa giải Thí nghiệm lặp lại lần ta thu kết quả: 47 Bảng 3.13: Ảnh hưởng loại hóa chất đến khả giải hấp Se(IV) khỏi nhựa MuromaxB1 cố định Zr(IV) Dung dịch rửa giải Số lần rửa giải Co(ppm) Ce(ppm) H% NaOH Lần 100 75,7 75,7% Lần 100 1,87 1,87% Lần 100 0,53 0,53% Lần 100 0,57 0,57% Lần 100 0,484 0,484% Lần 100 0,690 0,690% Lần 100 0,523 0,523% Lần 100 0,297 0,297% HCl NaCl 80,00% 70,00% Hiệu suất H% 60,00% 50,00% 40,00% 30,00% 20,00% 10,00% 0,00% NaOH(1) NaOH(2) NaOH(3) Dung dịch NaOH 0,5M Hình 3.14: Ảnh hưởng NaOH đến khả giải hấp Se(IV) khỏi nhựa MuromaxB1 cố định Zr(IV) 48 0,58% Hiệu suất H% 0,56% 0,54% 0,52% 0,50% 0,48% 0,46% 0,44% HCl(1) HCl(2) Dung dịch HCl 1M Hình 3.15 : Ảnh hưởng HCl đến khả giải hấp Se(IV) khỏi nhựa MuromaxB1 cố định Zr(IV) 0,80% Hiệu suất H% 0,70% 0,60% 0,50% 0,40% 0,30% 0,20% 0,10% 0,00% NaCl(1) NaCl(2) NaCl(3) Dung dịch NaCl 1M Hình 3.16 : Ảnh hưởng NaCl đến khả giải hấp Se(IV) khỏi nhựa MuromaxB1 cố định Zr(IV) Nhận xét: Nhìn vào bảng 3.10 tương tự khảo sát nhựa PuroliteC100 cố định Zr(IV) ta thấy dung dịch NaOH có khả giải hấp tốt nhất, mơi trường bazơ hiệu xuất rửa giải cao nhất, mơi trường trung tính axít hiệu suất rửa giải thấp Se(IV) liên kết bền với Zr(IV), điều chứng tỏ hiệu suất thấp tức liên kết Se(IV) Zr(IV) bền, chúng tơi chọn dung dịch NaOH để giải hấp Se(IV) khỏi vật liệu 49 Vậy ta thấy hiệu suất rửa giải nhựa PuroliteC100 cố định Zr(IV) NaOH cao nhựa MuromaxB1 cố định Zr(IV) Tuy nhiên hiệu suất rửa giải NaOH cao nhất, loại vật liệu chọn NaOH để giải hấp Se(IV) khỏi vật liệu 3.3 Khảo sát khả hấp phụ động Se(IV) nhựa PuroliteC100 cố định Zr(IV) Do vật liệu có chất giống phần chúng tơi khảo sát loại vật liệu đại diện Cho dung dịch Se(IV) có nồng độ 2ppm chạy qua cột có chứa 10ml nhựa PuroliteC100 cố định Zr(IV) với tốc độ dòng 0,1ml/phút Lần lượt lấy 10ml mẫu, xác định nồng độ Se(IV) đầu xây dựng đồ thị nồng độ Se(IV) đầu thể tích dung dịch chạy qua cột ta thu kết hình 3.9 Nồng độ Se(IV)đầu cột (ppm) 2,5 1,5 0,5 0 10 20 30 40 50 Bed volume Hình 3.17: Kết hấp phụ động nhựa PuroliteC100 cố định Zr(IV)với Se(IV) Từ đồ thị ta thấy thể tích dung dich chạy qua cột tăng nồng độ Se(IV) đầu cột tăng theo, cột đạt cân sau cho 350ml Se(IV) 2ppm chạy qua cột Từ ta thấy 10g vật liệu xử lý 350ml nước có chứa Se(IV) 2ppm 50 3.4 Đánh giá khả làm giàu xác định lượng vết Se(IV) nhựa PuroliteC100 MuromaxB1 cố định Zr(IV) 3.4.1 Đánh giá khả làm giàu xác định lượng vết Se(IV) nhựa PuroliteC100 cố định Zr(IV) Hệ số làm giàu thông số để đánh giá khả xác định lượng vết Se(IV) vật liệu Để xác định hệ số làm giàu tiến hành: Chuẩn bị 500ml dung dịch Se(IV) nồng độ 100ppb qua cột nhồi 0,5g nhựa PuroliteC100 cố định Zr(IV) với tốc độ 1,5ml/phút Sau chạy hết Se(IV) cho chạy qua 100ml nước cất Sau cho chạy lần dung dịch NaOH 1M, lần lấy 5ml Cuối đem chạy cột 5ml nước cất Trộn mẫu thu lại, lấy 6ml dung dịch đem đo quang xác định nồng độ Se(IV) rửa giải Kết thu được: Bảng 3.14 Kết đánh giá khả làm giàu xác định lượng vết Se(IV) nhựa PuroliteC100 cố định Zr(IV) Mẫu Abs Mẫu blank 0,808 Mẫu rửa giải 0,602 Nồng độ Se rửa giải là: 1,49ppm Hệ số làm giàu 25 lần Hiệu suất làm giàu: H% = Ce Ve 1,49 ∙ 0,025 ∙ 100% = ∙ 100% = 74,7% Co Vo 0,1 ∙ 0,5 Như ta thấy chất phân tích làm giàu đáng kể, với hệ số làm giàu 25 lần Nồng độ Se(IV) rửa giải 1,49 hiệu suất đạt 74,7% 3.4.2 Đánh gíá khả làm giàu xác định lượng vết Se(IV) nhựa MuromaxB1 cố định Zr(IV) Chuẩn bị 500ml dung dịch Se(IV) nồng độ 100ppb chạy qua cột nhồi 0,5g nhựa MuromaxB1 cố định Zr(IV) với tốc độ 1,5ml/phút Sau chạy hết Se(IV) 100ppb cho chạy qua 100ml nước cất Sau cho chạy lần dung dịch NaOH 1M, lần lấy 5ml Cuối đem chạy cột 5ml nước cất Trộn 51 mẫu thu lại, lấy 4ml dung dịch đem đo quang xác định nồng độ Se(IV) rửa giải Kết thu được: Bảng 3.15: Kết đánh giá khả làm giàu xác định lượng vết Se(IV) nhựa MuromaxB1 cố định Zr(IV) Mẫu Abs Mẫu blank 0,836 Mẫu rửa giải 0,710 Nồng độ Se(IV) rửa giải là: 0,97 ppm Hệ số làm giàu 25 lần Hiệu suất làm giàu : H% = Ce Ve 0,97 ∙ 0,025 ∙ 100% = ∙ 100% = 48,5% Co Vo 0,1 ∙ 0,5 Như ta thấy chất phân tích làm giàu đáng kể, với hệ số làm giàu 25 lần nồng độ Se(IV) rửa giải nhựa MuromaxB1 cố định Zr(IV) 0,97ppm 52 Kết Luận Trong thời gian thực luận văn chúng tơi thu số kết sau: +) Đã nghiên cứu điều kiện cố đinh Zr(IV) vật liệu  Chọn điều kiện cố định Zr(IV) tốt vật liệu nồng độ H+ nồng độ Zr(IV) 0,2M 0,01M  Xác định tải trọng hấp phụ Se(IV) loại vật liệu trước sau cố định Zr(IV) Từ lựa chọn nhựa PuroliteC100 MuromaxB1 cố định Zr(IV) để tiến hành khảo sát +)Khảo sát khả hấp phụ Se(IV) nhựa PuroliteC100 MuromaxB1 cố định Zr(IV) kết thu được:  Đối với nhựa PuroliteC100 cố định Zr(IV) pH = sau 3h đạt cân hấp phụ Se(IV) Khi khảo sát ảnh hưởng nồng độ đầu Se(IV) đến khả hấp phụ Se(IV) vật liệu, tìm qmax = 12,34 mg/g  Đối với nhựa MuromaxB1 cố định Zr(IV) pH = sau 4h đạt cân hấp phụ Se(IV) Khi khảo sát ảnh hưởng nồng độ đầu Se(IV) đến khả hấp phụ Se(IV) vật liệu, tìm qmax = 9,7mg/g  Đã khảo sát ảnh hưởng số ion cản đến khả hấp phụ Se(IV) nhựa PuroliteC100 MuromaxB1 cố định Zr(IV)  Khảo ảnh hưởng NaOH; HCl; NaCl đến khả giải hấp Se(IV) khỏi vật liệu thu NaOH có khả giải hấp tốt  Khảo sát khả hấp phụ động nhựa PuroliteC100 cố định Zr(IV) +)Đánh giá khả làm giàu xác định lượng vết Se(IV) phương pháp động học – xúc tác trắc quang: Thu hệ số làm giàu 25 lần, hiệu suất làm giàu đạt 74,7% nhựa PuroliteC100 cố định Zr(IV) 48,5% nhựa MuromaxB1 53 Các kết nghiên cứu cho thấy nhựa PuroliteC100 nhựa MuromaxB1 sau cố định Zr(IV) có ứng dụng thực tiễn cao xử lý Se(IV) môi trường nước Trong thời gian tới bước triển khai mở rộng chế tạo vật liệu để phục vụ cho nhu cầu người dân 54 Tài Liệu Tham Khảo Tiếng Việt Nguyễn Thị Thúy Hằng (2010), Phân tích dạng Se(IV), Se(VI) vô mẫu nước ngầm thực phẩm phương pháp động học – xúc tác trắc quang, luận văn thạc sĩ khoa học, Đại học khoa học tự nhiên-ĐHQG Hà Nôi Nguyễn Ngọc Khánh(2010), Nghiên cứu xử lý hợp chất asen photphat nguồn nước nhiễm với than hoạt tính cố định Zr(IV), luận văn thạc sĩ khoa học, Đại học khoa học tự nhiên, ĐHQG Hà Nội Lê Minh Đức(2010), Kỹ thuật xúc tác, Hóa học Cơng nghiệp, Trường Đại học bách khoa Đà Nẵng Nguyễn Thị Phương Thảo, Phạm Thúy Nga (2005), "Xác định As, Se mẫu máu, nước tiểu phương pháp hấp thụ nguyên tử sử dụng kỹ thuật hidrua hóa (AAS – HVG)”, Tạp chí phân tích Hóa, Lý Sinh học, tập 10( 3), tr 39 - 40 Quách Đức Tín, Nguyễn Thị Xuân, Phạm Thị Nhung Lý, Nguyễn Thị Thủy, Mai Trọng Nhuận (2008), Địa hóa nguyên tố Se mối liên quan với sức khỏe Từ Vọng Nghi,(1990), số phương pháp phân tích điện hóa đại, Đại học khoa học tự nhiên-ĐHQG Hà Nôi Tiếng Anh Asem A Atia, Ahmed M Donia, Khalid Z Elwakeel (2004), “Adsorption behaviour of non-transition metal ions on a synthetic chelating resin bearing iminoacetate functions”, Separation and Purification Technology 43 ,43–48 Biplob Kumar Biswas, Jun-ichi Inoue, Katsutoshi Inoue, Kedar Nath Ghimire, Hiroyuki Harada, Keisuke Ohto, Hidetaka Kawakita (2008), “Adsorptive removal of As(V) and As(III) from water by a Zr(IV)-loaded orange waste gel”, Journal of Hazardous Materials 154 ,1066–1074 Cutter G.A., (1989), “The estuarine behavior of selenium in San Francisco Bay”, Estuarine, Coastal Shelf Sci., 28/1 : 13-34 55 10 K.JohanssonU Örnemark, Å Olin, “Soid-phase extracction procedure for the determination of selenium by capillary gas chromattography”, Department of analytical chemistry, university of uppsala, P.O.Box 531, S-751 21 uppsala Sweden 11 Mc.Dowell L.R., Conrad J.H., Ellis G.L., Looski J.K., (1983) “Mineral for grazing ruminants in tropical regions” Gainesville, Univ Florida 86 pp 12 M.Tuzen a, K.O.Saygia, M.Soylakb (2008), “coprecipitation graphite furnace atomic absorption Spectrometric determination”, Talanta, 74(56), pp 744 746 13 M.S Dzul Erosaa, W.H Höllb,* J Horstc (2009), “Sorption of selenium species onto weakly basic anion exchangers”, Reactive & Functional Polymers 69, 576–585 14 Lucas Moore, Ph.D, Amir Mahmoudkhani (2011), Methods for Removing Selenium from Aqueous Systems, Proceedings Tailings and Mine Waste 2011 Vancouver, BC, November to 15 Norooz Maleki, Afsaneh Safevi, Mohammad Mahdi Doroodmand (2005), “Determination of selenium in water and soil by hydride generation atomic absorption spectrometry using solid reagents”, Talanta, 66, pp 858 - 862 16 Ondrej Hegedűs, Alžbeta Hegedűsová, Silvia Šimková, Vladimír Pavlík, Klaudia Jomova, (2008), “ Evaluation of the ET – AAS and HG – AAS methods of selenium determination in vegetables”, Journal of biochemical and biophysical methods, volume 70, issue 6, pp 1287 – 1291 17 RezaMilani Hosseeini, Yayghub Asadi Araz Bidari, Payam Hemmatkhanh, Sanaz Jaforvand, Mohammad(2008), “Selenium analysis in water samples by dispersive liquid liquid microextraction based on piazselenol formation and GC–ECD”, Microchimica Acta, Voleme 163, issue 3-4, pp243-249 18 Ulusoy Halil Ibrahim (2010), The Investigation of a Novel Indicator System for Trace Determination and Speciation of Selenium in Natural Water Samples by Kinetics pectrophotometric detection, Talanta, vol.31, no7, pp.1907-1914, ISSN: 0253-2964 56 19 Tatineni Balaji *, T.Yokoyama, Hideyuki Matsunaga * (2005), “Adsorption and removal of As(V) and As(III) using Zr-loaded lysine diacetic acid chelating resin”, hemosphere 59 ,1169–1174 20 Vimlesh Chand, Surendra Prasad (2009), “Trace determination anh chemical speciation of selenium in environmental water samples using catalytic kinetic spectrophotometric method”, Jounal of Hazardous Materials 165, 780-788 57 ... pháp nghiên cứu 2.1.1 Mục tiêu Chế tạo vật liệu hấp phụ cách cố định hợp chất Zr( IV) chất mang thích hợp để tách làm giàu hợp chất Se (IV) lượng vết môi trường nước 2.1.2 Nội dung nghiên cứu Nội...TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI NGUYỄN THỊ KIM THOA NGHIÊN CỨU CỐ ĐỊNH Zr( IV) TRÊN CHẤT MANG THÍCH HỢP ĐỂ TÁCH VÀ LÀM GIÀU HỢP CHẤT Se TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC Chuyên... phụ Se (IV) nhựa MuromaxB1 cố định Zr( IV) 3.2.2.1 Ảnh hưởng pH đến khả hấp phụ Se (IV) nhựa MuromaxB1 cố định Zr( IV) Để nghiên cứu ảnh hưởng pH đến khả hấp phụ Se (IV) nhựa MuromaxB1 cố định Zr( IV) ta