Tổng hợp oxit sắt(III) fe2o3 cấp hạt nano bằng phương pháp sol – gel, thử khả năng hấp phụ ion pb2+ trong môi trường nước

LỜI MỞ ĐẦU Với phát triển vũ bão khoa học công nghệ, hệ vật liệu nhà khoa học quan tâm, vật liệu có kích thước nanomet (1÷100 nm) với nhiều tính chất đặc biệt Dạng vật liệu mở lĩnh vực cơng nghệ khả ứng dụng Việc tổng hợp vật liệu nano vài năm trở lại ý Có nhiều phương pháp để tổng hợp vật liệu phương pháp đồng kết tủa phân hủy nhiệt, phương pháp sol–gel, phương pháp sử dụng tiền chất Trong phương pháp sol–gel phương pháp sử dụng thành công tổng hợp vật liệu nano có ưu điểm bật: cho sản phẩm có độ tinh khiết cao, tính đồng lớn, nhiệt độ tổng hợp thấp, điều khiển thơng số vật liệu thông qua điều khiển yếu tố phản ứng Vật liệu nano có tính chất thú vị bắt nguồn từ kích thước chúng nhỏ bé so sánh với kích thước tới hạn nhiều tính chất hóa lý vật liệu Do vật liệu nano có nhiều ứng dụng sinh học, vũ trụ, ngành công nghiệp Oxit sắt dạng hạt (cỡ micromet) ứng dụng nhiều công nghệ sơn, chất màu, chất độn Khi giảm kích thước hạt oxit sắt xuống kích thước nanomet mở triển vọng việc ứng dụng vào công nghệ sinh học, lượng, điện tử… Đặc biệt công nghệ xử lý nước uống y học tìm tế bào ung thư Việc xử lý kim loại nặng nước uống hấp phụ hạt nano oxit sắt nhà khoa học quan tâm nhiều Vì chúng tơi chọn đề tài : “Tổng hợp oxit sắt(III) Fe2O3 cấp hạt nano phương pháp sol – gel, thử khả hấp phụ ion Pb2+ mơi trường nước” làm khóa luận tốt nghiệp Đại học – Chun ngành hóa vơ cơ, với mong muốn làm sáng tỏ số tính chất ưu việt loại vật liệu thực tế CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 1.1 Cấu trúc sắt oxit [14] Oxit sắt (III) (hematit) có cấu tạo giống tinh thể corun dạng thù hình Al2O3 α-Al2O3 dạng thù hình bền vững Tinh thể corun gồm phân mạng xếp khít lục phương ion oxi Cation Al3+ chiếm 2/3 hốc bát diện, hốc T+ T- bỏ trống O2 ·· · o · O2- o o o oo o o Al3+ Al3+ Hình Cấu trúc tinh thể corun Al2O3 Khoảng cách hai lớp xếp khít oxi 2,16 Å Tế bào nguyên tố thuộc hệ mặt thoi, chiều dài cạnh 5,12 Å, góc nhọn cạnh 5017’ Tế bào tố có ion nhơm ion oxi 1.2 Kiến trúc tinh thể oxit sắt [8] Cả oxit sắt hợp chất không hợp thức dễ biến đổi lẫn nhau, qua sơ đồ: Fe2O3 Fe3O4 FeO Sự tăng nhiệt độ tác dụng chất khử làm cho cân chuyển dịch theo chiều thuận, ngược lại tăng lượng khí oxi làm cho cân chuyển dịch theo chiều nghịch Nguyên nhân sai lệch với thành phần hợp thức biến đổi lẫn Fe3O4, FeO Fe2O3 – γ có kiến trúc tinh thể giống Trong tinh thể ion O2- xếp sít kiểu lập phương tạo nên lỗ trống bát diện, tâm lỗ trống ion Fe2+ ion Fe3+ Trong tinh thể FeO có kiến trúc kiểu NaCl, ion Fe 2+ phối trí ion O2- ion O2- phối trí ion Fe 2+, nghĩa lỗ trống bát diện khơng có ion Nếu tất lỗ trống bát diện có ion Fe 2+ oxit sắt có cơng thức lí tưởng FeO Khi số ion Fe2+ thay 2/3 ion Fe3+, tinh thể có kiến trúc khuyết oxit có cơng thức Fe 1-xO (thường x ~ 0,05) Nếu trình thay tiếp tục tổng số 2/3 số ion sắt Fe3+, nửa chiếm lỗ trống bát diện tinh thể có kiến trúc khuyết oxit có cơng thức Fe3O4 Ion Fe3+ có bán kính 0,64 Å bé Fe2+ có bán kính 0,76 Å nên chiếm lỗ trống tứ diện bé lỗ trống bát diện Trong toàn lỗ trống bát diện đó, ion Fe 2+ Fe3+ xếp cách ngẫu nhiên đến mức ion khơng phải đổi chỗ cho mà thực tế cần electron nhảy từ ion sang ion khác bên cạnh kết electron chuyển động tồn tinh thể Đó ngun nhân tính dẫn điện ánh kim oxit sắt từ Nếu số ion Fe2+ lại tinh thể oxit sắt từ thay hết ion Fe3+ oxit sắt có cơng thức Fe2O3 1.3 Khả hấp phụ vật liệu rắn [10] 1.3.1 Sự hấp phụ: Là trình xảy chất khí hay chất lỏng bị hút bề mặt rắn xốp Chất khí bay gọi chất bị hấp phụ, chất rắn xốp dùng để hút khí hay gọi chất hấp phụ, khí khơng bị hấp phụ gọi khí trơ, q trình ngược lại hấp phụ gọi trình giải hấp phụ hay nhả hấp phụ Trong q trình có tỏa lượng nhiệt gọi nhiệt hấp phụ Bề mặt căng lớn tức độ xốp chất hấp phụ cao nhiệt hấp phụ tỏa lớn 1.3.2 Hấp phụ hóa học hấp phụ lý học a Hấp phụ hóa học Là q trình hấp phụ gây lực có chất hóa học Hấp phụ hóa học thường xảy nhiệt độ cao với tốc độ hấp phụ chậm Nhiệt hấp phụ khoảng 80 – 400 kj/mol tương đương với lực liên kết hóa học Hấp phụ hóa học thường kèm theo hoạt hóa phân tử bị hấp phụ nên cịn gọi hấp phụ hoạt hóa Hấp phụ hóa học giai đoạn đầu phản ứng xúc tác dị thể Hấp phụ hóa học nhà hóa học sử dụng để nghiên cứu phản ứng xúc tác, đặc biệt phản ứng xúc tác dị thể Ở chất xúc tác pha rắn, nhiều trường hợp chất bị hấp phụ liên kết với bề mặt rắn chất xúc tác tạo thành liên kết hóa học b Hấp phụ vật lý Là trình hấp phụ gây lực hấp phụ có chất vật lý khơng hình thành liên kết hóa học, thể lực liên kết yếu lực Van de Van, lực tương tác tĩnh điện lực phân tán London Hấp phụ vật lý xảy nhiệt độ thấp nhiệt hấp phụ thường nhỏ so với hấp phụ hóa học, khoảng 200 kj/mol Sự hấp phụ vật lý đặc trưng hấp phụ nước bề mặt silicagen 1.4 Các nguyên lý hiệu ứng dùng Một tính chất quan trọng cấu trúc nano phụ thuộc vào kích thước Vật chất dạng vi thể (nano – size) có tính chất mà vật chất dạng nguyên thể (bulk) thấy Khi kích thước vật chất nhỏ tới kích thước nanomet điện tử khơng cịn di chuyển chất đẫn điện dịng sơng, mà đặc tính lượng tử điện tử biểu dạng sóng Kích thước nhỏ dẫn tới tượng lượng tử tạo cho vật chất đặc tính kỳ thú Một vài hệ hiệu ứng lượng tử như: Hiệu ứng đường hầm: điện tử tức thời chuyển động xuyên qua lớp cách điện Lợi điểm hiệu ứng vật liệu điện tử xây dựng kích cỡ nano khơng đóng gói dày đặc chíp mà cịn hoạt động nhanh hơn, với điện tử lượng transistor thông thường Sự thay đổi tính chất vật chất chẳng hạn tính chất điện tính chất quang phi tuyến (non-linear optical) Bằng cách điều chỉnh kích thước, vật chất dạng vi mơ trở nên khác xa với vật chất dạng nguyên thể Hiện liên hệ tính chất vật chất kích thước chúng tuân theo “định luật tỉ lệ” (scaling law) Những tính chất vật chất, chẳng hạn nhiệt độ nóng chảy kim loại, từ tính chất rắn (chẳng hạn tính sắt từ tượng từ trễ) band gap chất bán dẫn (semiconductor) phụ thuộc nhiều vào kích thước tinh thể thành phần, miễn chúng nằm giới hạn kích thước nanomet Hầu hết thuộc tính vật rắn kết hợp kích thước đặc biệt, kích thước tính chất vật chất thay đổi 1.5 Một số phương pháp tổng hợp vật liệu nano 1.5.1 Phương pháp gốm truyền thống [16] Cơ sở trình q trình xâm nhập ngun tử chất rắn khác loại vào lẫn nhau, trình gọi trình khuếch tán Quá trình khuếch tán xảy mạnh nung chất rắn nhiệt độ cao (cỡ 2/3 so với nhiệt độ nóng chảy) Các phản ứng pha rắn thường xảy chậm hạt tiếp xúc với nhau, ban đầu xảy nhanh sau lớp sản phẩm dày lên làm cho đường khuếch tán ion tiếp xúc với kéo dài làm giảm tốc độ phản ứng Theo phương pháp này, người ta dùng phối liệu ban đầu axit, muối cacbonat, muối axetat, hay muối khác kim loại hợp phần sau làm từ cơng đoạn sau: Chuẩn bị phối liệu Nghiền trộn Ép viên Nung Sản phẩm Phương pháp gốm truyền thống có ưu điểm như: dùng hóa chất, hóa chất khơng đắt tiền, thao tác dễ tự động hóa nên dễ dàng đưa vào dây chuyền sản xuất với lượng lớn Nhược điểm: đòi hỏi nhiều thiết bị phức tạp, tính đồng sản phẩm khơng cao, kích thước hạt lớn (cỡ milimet) nên ép tạo thành sản phẩm thường có độ rỗng lớn, phản ứng pha rắn diễn chậm 1.5.2 Phương pháp kết tinh [1,6] Quá trình kết tinh trình hình thành pha rắn từ pha lỏng pha thuỷ tinh Phương pháp kết tinh kĩ thuật chế tạo vật liệu thường cho sản phẩm dạng đơn tinh thể với kích thước lớn sản phẩm dạng khối rắn chứa nhiều loại tinh thể Giản đồ trạng thái cân pha lỏng – pha rắn (gọi trạng thái ngưng kết) thông tin quan trọng để xây dựng kĩ thuật chế tạo vật liệu theo phương pháp phải tiến hành nhiệt độ cao sản phẩm thu dạng khối lớn 1.5.3 Phương pháp đồng kết tủa [15,16] Theo phương pháp muối cation kim loại hòa tan dung dịch, sau cation kết tủa dạng hidroxit, muối cacbonat, muối oxalat Sản phẩm đem rửa, sấy khơ, nghiền, nung Tính đồng vật liệu cần điều chế phụ thuộc vào tính đồng thời kết tủa từ dung dịch Để ion kết tủa đồng thời chúng phải có tốc độ tan kết tủa gần giống Việc chọn điều kiện để ion kim loại kết tủa đồng thời khó khăn phức tạp, người ta phải sử dụng số biện pháp thay phần nước dung môi hữu Với điều kiện chế tạo tối ưu phương pháp cho ta hạt ban đầu cỡ vài trăm Å Các ion phản ứng dư cần vượt qua quãng đường khuếch tán 10 ÷ 50 lần kích thước mạng sở, nghĩa nhỏ nhiều lần so với phương pháp gốm Sản phẩm thu có tính đồng cao, bề mặt riêng độ tinh khiết lớn, giảm lượng thiêu kết 1.5.4 Phương pháp sol-gel [1,6] Trong năm gần đây, với đời phát triển cuả công nghệ nano, phương pháp sol-gel quan tâm nhiều nhiều thành cơng việc tổng hợp cáp hạt nano Phương pháp cho phép trộn lẫn chất quy mô nguyên tử hạt keo (từ ÷ 1000 Å) Nó gọi phương pháp sol-gel thực theo sơ đồ sau: Dung dịch sol gel xerogel oxit Phương pháp sol-gel phương pháp linh hoạt người ta điều khiển trình tạo sol, trình sấy, nung để tạo vật liệu có tính chất mong muốn Nó cho phép tổng hợp vật liệu nano oxit siêu mịn, có độ tinh khiết hóa học cao, có bề mặt riêng lớn Nhờ phương pháp sol-gel tổng hợp tinh thể có kích cỡ nanomet, pha thủy tinh, thủy tinh-gốm, gốmkim loại Phương pháp sol-gel đa dạng, nhìn chung chia thành phương pháp sol-gel từ alkoxide, phương pháp gel-keo, phương pháp sol-keo axit hữu a.Phương pháp sol-gel từ alkoxide Theo phương pháp người ta tạo gel từ alkoxide kim loại M(OR) n (trong M ion kim loại, R gốc alkyl) Để điều chế gel từ alkoxide, alkoxide kim loại thường hòa tan dung môi hữu khan thủy phân thêm lượng nước xác định Alkoxide kim loại thủy phân nhiệt độ thường đun nóng nhẹ có mặt axit bazơ làm xúc tác: M(OR)n + xH2O → M(OH)x(OR)n-x + x ROH Sau trình thủy phân trình ngưng tụ Đây trình phức tạp xảy có liên kết M - OH thực theo hai phản ứng sau: loại nước: - M-OH + HO-M’- → - M-O-M’- + H2O loại rượu: - M-OH + RO-M’- → - M-O-M’- + ROH trình ngưng tụ hình thành liên kết metaloxan: -M-O-M’O O - M’-O-MKhung lớn dần tới kích thước hạt keo Cuối khung polyme nối với tạo thành khung ba chiều đến lúc độ nhớt tăng lên đột ngột toàn hệ thống biến thành gel, nước rượu nằm lỗ khung gel Vì gel sinh đoạn cấu trúc oxit nên khoảng cách khuếch tán nhỏ Phản ứng phân hủy gel xảy nhiệt độ thấp cho sản phẩm có tính đồng cao, độ tinh khiết hóa học lớn, bề mặt riêng lớn Người ta khống chế kích thước hình dạng, tạo thành hạt hình cầu, màng mỏng vơ định hình Phương pháp đặc biệt thuận lợi việc tạo vật liệu oxit mà khuếch tán ion phản ứng pha rắn khó hỗn hợp có cấu tử dễ bay Như phương pháp sol-gel từ alkoxide kim loại thỏa mãn đầy đủ yêu cầu bột gốm lí tưởng: tính đồng cao, siêu mịn, hạt có dạng hình cầu, phân bố kích thước hạt hẹp… Tuy nhiên giá thành alkoxide kim loại cao nên hạn chế việc sử dụng phương pháp Do vậy, phương pháp sol-gel từ alkoxede phần lớn áp dụng nghiên cứu khoa học, sản xuất số sản phẩm đắt tiền, số màng mỏng, chất xúc tác đặc biệt… b.Phương pháp thủy phân muối Bản chất phương pháp trình tạo phức (phức hidroxo, oxo, aqua) ion kim loại với ion OH-, sau xảy ngưng tụ phức để hình thành nên hạt keo Phương pháp đơn giản rẻ tiền phương pháp sol - gel từ alkoxide phương pháp cho phép tổng hợp chủ yếu oxit đơn, tìm điều kiện cho tất ion kim loại tạo phức lúc để phức đa nhân khó c.Phương pháp sol - gel từ dung dịch muối kim loại phối tử hữu cơ: Cơ sở phương pháp dựa tạo phức kim loại với phối tử hữu (thường dùng đa axit) nhằm tạo cầu nối ion kim loại thông qua phối tử Quá trình tạo gel bao gồm giai đoạn: Tạo phức đơn nhân → phức đa nhân → hạt keo → gel Theo phương pháp axit hữu trộn vào kim loại, khuấy đun nóng, điều chỉnh pH NH Việc khuấy đun nóng thực liên tục sol tới lúc chuyển cách đột ngột thành gel Phương pháp sol-gel axit hữu đa dạng, người ta dùng axit citric, stearic, axetic, poli vinylancol…tương ứng với có phương pháp sol-gel citrat, stearat, axetat… Về vai trò axit cacboxylic, tạo phức với ion kim loại, phần hữu phức điều kiện xác định trùng hợp với tạo thành phần tử polyme mạng ba chiều, kết độ nhớt dung dịch tăng sol biến thành gel -M-O-C-C- ··· -C-C-O-M’O O Cơ chế xảy phần axit hữu có liên kết đôi (như axit meta acrylic), dung dịch chứa chất có khả trùng ngưng tạo este với axit (như etylen diamin, etylen glycol…) Nhóm cacboxylat phối trí với kim loại M theo kiểu sau M −O Oδ − M2δ+ C-R C-R O O O M M-O C-R C-R O M-O Sự phối trí theo kiểu khó xác định, phụ thuộc vào chất ion kim loại M, phối tử hữu điều kiện phản ứng Trong trình sol-gel, giai đoạn thuỷ phân đơng tụ tiền chất để hình thành sol, dạng đồng hạt oxit siêu nhỏ chất lỏng Chất đầu để tổng hợp sol hợp chất hoạt động kim loại alkoxide silic, nhơm, titan, sắt… giai đoạn điều khiển thay đổi pH, nhiệt độ thời gian phản ứng, xúc tác, nồng độ tác nhân, tỷ lệ nước…các hạt sol lớn lên đơng tụ để hình thành mạng polime liên tục hay gel chứa bẫy dung môi Phương pháp làm khô xác định tính chất sản phẩm cuối Gel đun nóng để loại trừ phân tử dung môi, gây áp lực lên mao quản làm sụp đổ mạng gel, làm khô siêu tới hạn, cho phép loại bỏ phân tử dung môi không sụp đổ mạng gel Sản phẩm cuối thu từ phương pháp làm khô siêu tới hạn gọi aerogel, theo phương pháp nung gọi xerogel Bên cạnh gel cịn thu nhiều loại sản phẩm khác 1.6 Phương pháp nhiễu xạ tia X 1.6.1 Nguồi phát tia X Khi dòng electron có vận tốc cao tạo từ anot chuyển động đến va đập vào anot bia kim loại, từ anot phát chùm tia mang lượng cao gọi chùm tia X có bước sóng từ ÷ 100 Å (do Wilhelm Conrad Roentgen khám phá năm 1895) Tia X dùng nghiên cứu cấu trúc có bước sóng gần 1Å 10 Hình 5: Phổ nhiễu xạ tia X mẫu N3 Hình 6: Phổ nhiễu xạ tia X mẫu N4 32 Hình 7: Phổ nhiễu xạ tia X mẫu N5 Hình 8: Phổ nhiễu xạ tia X mẫu N6 33 Cấu trúc hạt Fe2O3 (nung 4000C ÷ 9000C) xác định từ phép đo phổ nhiễu xạ tia X Kết cho thấy đỉnh đặc trưng rõ, đỉnh nhiễu xạ thu hẹp chứng tỏ hạt thu có kích thước lớn Từ phổ nhiễu xạ tia X, quan sát pic đặc trưng cho cấu trúc lục phương Fe 2O3 từ xác định kích thước hạt Fe 2O3 tính từ độ bán rộng đỉnh tán xạ đặc trưng giản đồ nhiễu xạ tia X nhờ công thức Scherrer • Kích thước hạt tính dựa vào kết phân tích XRD áp dụng cơng thức Scherrer: t= K λ B.COSθ Trong đó: ▪ λ (Å):độ dài bước sóng tia X, dùng anot Cu, (K α ) = 1,54056Å ▪ K: hệ số (lấy giá trị K= 0,9) ▪ t: kích thước hạt tinh thể ▪ B: bề rộng chiều cao pic (radian) ▪ θ : góc Bragg (độ) Kích thước hạt tính dựa vào dải phổ đặc trưng có cường độ lớn Kết bảng Bảng Sự phụ thuộc kích thước hạt vào nhiệt độ nung Mẫu N1 N2 N3 N4 N5 N6 Nhiệt độ Góc θ nung(0C) 400 500 600 700 800 900 (độ) 23,30 23,28 23,26 23,25 23,28 23,23 D104(Å) 2,670 2,672 2,674 2,676 2,672 2,678 FWHM Giá trị B Kích thước (độ) * 0,655 0,500 0,425 0,350 0,290 0,205 (radian) 0,0096 0,00873 0,00712 0,0061 0,00506 0,00392 hạt (nm) 14,75 16,23 19,88 23,21 25,28 36,11 Chú ý: (*) FWHM bề rộng chiều cao pic có cường độ lớn 34 Qua bảng 4, ta nhận thấy: Khi tăng nhiệt độ nung mẫu, hạt cung cấp lượng để kết khối thành đám lớn hơn, tăng kích thước hạt tinh thể tăng lên Cụ thể 4000C, kích thước hạt tinh thể 14,75 nm nhiệt độ nung 9000C kích thước hạt lên tới 36,11 nm Hằng số mạng a, b, c tính tốn từ công thức định luật Bragg h + hk + k l + ( phương trình 3.2) Hệ lục phương: = d hkl a2 c Chọn pic tương ứng với d104, d110 phổ XRD, thay dhkl số miller mẫu vào phương trình 3.2 để lập hệ, kết giải nghiệm hệ đưa bảng sau: Bảng Hằng số mạng tinh thể mẫu Ni Mẫu d104 d110 N1 N2 N3 N4 N5 N6 2,670 2,672 2,674 2,676 2,672 2,678 2,494 2,496 2,496 2,500 2,503 2,508 Hằng số mạng (Å) a b c 4,988 4,988 13,586 4,992 4,992 13,596 4,992 4,992 13,596 5,000 5,000 13,615 5,006 5,006 13,572 5,016 5,016 13,605 Thể tích sở (Å)3 292,73 293,41 293,41 294,76 294,55 296,44 Qua bảng ta thấy mẫu vật liệu có số mạng thể tích sở xấp xỉ 3.2 Ảnh chụp kính hiển vi điện tử qt (SEM): • Ảnh SEM mẫu vật liệu nung 5000C 35 Hình 9: Ảnh SEM mẫu N2 • Ảnh SEM mẫu vật liệu nung 7000C Hình 10: Ảnh SEM mẫu N4 Hình ảnh SEM nung 5000C 7000C cho thấy hình ảnh bề mặt chúng Mẫu nung 5000C cho thấy cấu trúc hạt đồng đều, kích thước hạt nhỏ, độ kết dính lớn Mẫu nung 700 0C, cấu trúc hạt đồng kích thước hạt lớn độ kết dính 36 3.3.Xác định hàm lượng chì nước sau hấp phụ mẫu vật liệu oxit săt Fe2O3 Bảng Kết xác định hàm lượng chì cịn lại sau hấp phụ 0,1gam Fe2O3 mẫu M3 Mẫu hấp phụ Fe2O3 Nung 400 C Fe2O3 Nung 500 C Fe2O3 Nung 6000C Fe2O3 Nung 7000C Fe2O3 Nung 800 C V(ml) 100 100 100 100 100 CPb (mg/l) trước hấp phụ 0,0178 0,0178 0,0178 0,0178 0,0178 CPb (mg/l) sau hấp phụ Hiệu suất (%) 0,00296 83,37 0,00281 84,21 0,00156 91,23 0,00125 92,96 0,00125 92,96 Từ kết phân tích, ta nhận thấy mẫu vật liệu nung 400 0C, 5000C hình thành tinh thể khả hấp phụ Mẫu nung 600 0C có khả hấp phụ tốt với hiệu suất đạt 91,23%, giảm hàm lượng chì mơi trường nước xuống Cịn vật liệu oxit sắt nung nhiệt độ khác (7000C , 8000C) hiệu suất hấp phụ chì cao (92,96%) giảm hàm lượng chì nước xuống tới mức cho phép đạt tiêu chuẩn Việt Nam chất lượng nước sinh hoạt nước sinh ăn uống (giới hạn cho tối đa cho phép chì nước ăn uống 0,01 mg/l) 37 Bảng 7: Kết xác định hàm lượng chì cịn lại sau hấp phụ 0,1 gam mẫu vật liệu nung 7000C Mẫu nước M1 M2 M3 CPb trước CPb sau hấp Hiệu suất hấp phụ (mg/l) 0,01357 0,01012 0,0178 phụ (mg/l) 0,00126 0,00082 0,00125 (%) 90,71 91,90 92,96 KẾT LUẬN Từ q trình thực nghiệm chúng tơi tổng hợp thành công oxit sắt Fe2O3 cấp hạt nano phương pháp sol – gel phịng thí nghiệm 38 Các thông số cấu trúc tinh thể, kích thước hạt xác định qua phép đo X – Ray, SEM Qua kết luận nhiệt độ nung có ảnh hưởng lớn đến cấu trúc kích thước hạt tinh thể, kết khối phát triển hạt tăng nhiệt độ nung mẫu Bề mặt vật liệu điều chế mẫu vật liệu hematite có kích cỡ hạt nằm khoảng 14,75 ÷ 36,11 nm Chúng tơi sử dụng mẫu vật liệu điều chế để tiến hành tách loại ion kim loại Pb2+ môi trường nước Với mẫu vật liệu nung 7000C có khả hấp phụ lớn, đạt hiệu suất cao tách loại chì mơi trường nước đạt tiêu chuẩn Việt Nam chất lượng nước sinh hoạt nước ăn uống năm 2009 Từ kết phân tích chúng tơi thấy, nghiên cứu theo hướng áp dụng quy trình vào thực tế để tách loại kim loại nặng nước sinh hoạt nước ăn uống TÀI LIỆU THAM KHẢO 39 Hà Tuấn Anh, “Tổng hợp coban ferit cấp hạt nano phương pháp đồng kết tủa nghiên cứu cấu trúc, tính chất từ chúng”, Luận văn thạc sĩ Hóa học, Đại học Vinh – 2007 Hoàng Minh Châu, Từ Văn Mặc, Từ Vọng Nghi, sở lý thuyết hóa học phân tích, Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội Hồng Tinh Dung (2002), hóa học phân tích, phần III, Nhà xuất GD, hà Nội Lưu Minh Đại, Nguyễn Xuân Dũng, “Nghiên cứu tổng hợp peroskite LaMn0,5Cu0,5O3 có kích thước nanomet phương pháp bốc cháy gel poli vinyl ancol muối nitrat nhiệt độ thấp”, tạp chí hóa học, T(44) (3), Tr 350 – 355, 2007 Lưu Minh Đại, Nguyễn Gia Hưng, Nguyễn Thị Tố Loan, Đào Ngọc Nhiệm “Tổng hợp nhiệt độ thấp oxit đất Nd 2O3 Eu2O3 sử dụng poli vinyl ancol làm chất polime”, Tạp chí hóa học, T(44) (4), Tr 471 – 474, 2006 Phan Thị Minh Huyền, “Tổng hợp perovskite La1-xCaxMnO3 cấp hạt nano phương pháp sol – gel, nghiên cứu cấu trúc tính chất từ ”, Luận văn thạc sĩ Hóa học, Đại học vinh – 2006 Đing Quang Khiếu, Phạm thị Oanh, Trần Quang Việt, Trần Thái Hà, Trường Đại học Khoa học, Đại học Huế; Nguyễn Đức Cường, Trường Đại học Sư phạm, Đại học Huế; Phạm Tứ Quý, Đại học Tây Nguyên, “Nghiên cứu tổng hợp nano oxit sắt phương pháp thủy nhiệt”,Tạp chí khoa học, Đại học Huế, số 50, 2009 Hồng Nhâm, hóa học vơ cơ, tập 2, tập 3, Nhà xuất GD Nguyễn Thị Nhung, Nguyễn Thị Kim Thường, “Nghiên cứu khả tách loại ion Pb2+ nước nano sắt kim loại”, viện địa chất, viện Khoa học Công nghệ Việt nam 10.Hồ Viết Q, sở hóa học phân tích đại, tập 2: phương pháp phân tích Lý – Hóa , Nhà xuất Đại học Sư phạm 40 11.Hồ Viết Quý, phương pháp phân tích đại ứng dụng hóa học, nhà xuất Hà Nội 12.Lê Mậu Quyền, sở lý thuyết hóa học phần tập, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật 13 Phạm Thị Thủy, Nghiên cứu khả tách loại chì nước theo phương pháp hấp phụ than hoạt tính, Khóa luận tốt nghiệp, Đại học Vinh – 2007 14.GS – TS Phan Văn Tường, hóa học vật liệu, Nhà xuất Đại học Quốc Gia – Trường Đại học khoa học tự nhiên 15.Phan Văn Tường (1998), vật liệu vô cơ, Nhà xuất Đại học KHTN – Đại học Quốc gia Hà Nội 16 Phan Văn Tường (2004), phương pháp tổng hợp vật liệu gốm, Nhà xuất Đại học KHTN – Đại học Quốc gia Hà Nội Phục lục QCVN 01:2009/BYT 41 Nước cấp sinh hoạt – yêu cầu chất lượng Bảng - Chỉ tiêu chất lượng phương pháp thử tương ứng Tên tiêu Đơn vị tính Giới hạn Tối đa cho phép I II Phương pháp thử TCVN 6185 – 1996 Màu sắc(*) TCU 15 15 (ISO 7887 – 1985) SMEWW 2120 Không Mùi vị(*) - Khơng có mùi vị có mùi vị lạ lạ Cảm quan, SMEWW 2150 B 2160 B TCVN 6184 – 1996 Độ đục(*) NTU 5 (ISO 7027 – 1990) SMEWW 2130 B Trong Clo dư pH(*) mg/l - khoảng - 0,3-0,5 Trong Trong khoảng khoảng 6,0 – 8,5 6,0 – 8,5 SMEWW 4500Cl US EPA 300.1 TCVN 6492:1999 SMEWW 4500 – H+ SMEWW 4500 – NH3 C Hàm lượng Amoni(*) Hàm lượng Sắt tổng số (Fe2+ + Fe3+)(*) Chỉ số Pecmanganat Độ cứng tính theo CaCO3(*) 10 Hàm lượng Clorua(*) mg/l 3 SMEWW 4500 – NH3 D TCVN 6177 – 1996 (ISO mg/l 0,5 0,5 mg/l 4 mg/l 350 - mg/l 300 - 42 6332 – 1988) SMEWW 3500 – Fe TCVN 6186:1996 ISO 8467:1993 (E) TCVN 6224 – 1996 SMEWW 2340 C TCVN6194 – 1996 Tên tiêu Đơn vị tính Giới hạn Tối đa cho phép I II Phương pháp thử (ISO 9297 – 1989) SMEWW 4500 – Cl- D TCVN 6195 – 1996 11 Hàm lượng Florua 12 Hàm lượng Asen tổng số mg/l 1.5 mg/l - 0,01 0,05 50 150 Vi 13 Coliform tổng số 14 E coli Coliform chịu nhiệt khuẩn/ 100ml Vi (ISO10359 – – 1992) SMEWW 4500 – FTCVN 6626:2000 SMEWW 3500 – As B TCVN 6187 – 1,2:1996 (ISO 9308 – 1,2 – 1990) SMEWW 9222 TCVN6187 – 1,2:1996 khuẩn/ 20 100ml (ISO 9308 – 1,2 – 1990) SMEWW 9222 Phục lục Tiêu chuẩn nước ăn uống QCVN 01:2009/BYT (Do Cục Y tế dự phòng Môi trường biên soạn Bộ trưởng Bộ Y tế ban hành theo Thông tư số: 04/2009/TT – BYT ngày 17 tháng năm 2009.) STT Tên tiêu Đơn vị Giới hạn tối Phương pháp thử đa cho phép I Chỉ tiêu cảm quan thành phần vô 43 TCVN 6185 – 1996 Màu sắc(*) TCU Mùi vị(*) - Độ đục(*) NTU pH(*) Độ cứng, tính theo - 15 (ISO 7887 – 1985) Khơng có SMEWW 2120 Cảm quan, SMEWW mùi, vị lạ 2150 B 2160 B TCVN 6184 – 1996 (ISO 7027 – 1990) Trong khoảng SMEWW 2130 B TCVN 6492:1999 6,5-8,5 SMEWW 4500 – H+ TCVN 6224 – 1996 mg/l 300 mg/l 1000 Hàm lượng Nhôm(*) mg/l 0,2 Hàm lượng Amoni(*) mg/l SMEWW 4500 – NH3 D US EPA 200.7 TCVN 6626:2000 CaCO3(*) Tổng chất rắn hoà tan (TDS) (*) SMEWW 2340 C SMEWW 2540 C TCVN 6657 : 2000 (ISO 12020 :1997) SMEWW 4500 – NH3 C Hàm lượng Antimon Hàm lượng Asen tổng 10 số 11 Hàm lượng Bari Hàm lượng Bo tính mg/l 0,005 mg/l 0,01 mg/l 0,7 SMEWW 3500 – As B US EPA 200.7 TCVN 6635: 2000 (ISO 12 chung cho Borat mg/l 0,3 9390: 1990) SMEWW Axit boric 13 Hàm lượng Cadimi 14 Hàm lượng Clorua(*) 3500 B TCVN6197 – 1996 mg/l mg/l 44 0,003 (ISO 5961 – 1994) 250 SMEWW 3500 Cd TCVN6194 – 1996 300(**) (ISO 9297 – 1989) 15 16 Hàm lượng Crom tổng số Hàm lượng Đồng tổng số(*) SMEWW 4500 – Cl- D TCVN 6222 – 1996 mg/l 0,05 (ISO 9174 – 1990) SMEWW 3500 – Cr TCVN 6193 – 1996 (ISO mg/l 8288 – 1986) SMEWW 3500 – Cu TCVN 6181 – 1996 17 Hàm lượng Xianua mg/l 0,07 (ISO 6703/1 – 1984) SMEWW 4500 – CNTCVN 6195 – 1996 18 Hàm lượng Florua mg/l 1,5 (ISO10359 – – 1992) SMEWW 4500 – F- 19 20 Hàm lượng Hydro sunfur (*) Hàm lượng Sắt tổng số (Fe2+ + Fe3+)(*) 21 Hàm lượng Chì 22 23 Hàm lượng Mangan tổng số Hàm lượng Thuỷ ngân tổng số mg/l 0,05 SMEWW 4500 – S2TCVN 6177 – 1996 (ISO mg/l 0,3 6332 – 1988) SMEWW 3500 – Fe TCVN 6193 – 1996 (ISO mg/l 0,01 8286 – 1986) SMEWW 3500 – Pb A TCVN 6002 – 1995 mg/l 0,3 mg/l 0,001 5666/1-1983 – ISO 5666/3 (ISO 6333 – 1986) TCVN 5991 – 1995 (ISO 24 Hàm lượng Molybden mg/l 0,07 -1983) US EPA 200.7 TCVN 6180 -1996 25 Hàm lượng Niken mg/l 0,02 (ISO8288 -1986) 50 SMEWW 3500 – Ni TCVN 6180 – 1996 26 Hàm lượng Nitrat mg/l 45 27 Hàm lượng Nitrit mg/l 28 Hàm lượng Selen mg/l 0,01 29 Hàm lượng Natri mg/l 200 30 Hàm lượng Sunphát (*) mg/l 250 31 Hàm lượng Kẽm(*) mg/l 32 Chỉ số Pecmanganat mg/l 46 (ISO 7890 -1988) TCVN 6178 – 1996 (ISO 6777-1984) TCVN 6183-1996 (ISO 9964-1-1993) TCVN 6196 – 1996 (ISO 9964/1 – 1993) TCVN 6200 – 1996 (ISO9280 – 1990) TCVN 6193 – 1996 (ISO8288 – 1989) TCVN 6186:1996 ISO 8467:1993 (E) ... gọi nhiệt hấp phụ Bề mặt căng lớn tức độ xốp chất hấp phụ cao nhiệt hấp phụ tỏa lớn 1.3.2 Hấp phụ hóa học hấp phụ lý học a Hấp phụ hóa học Là q trình hấp phụ gây lực có chất hóa học Hấp phụ hóa... loại Phương pháp sol- gel đa dạng, nhìn chung chia thành phương pháp sol- gel từ alkoxide, phương pháp gel-keo, phương pháp sol- keo axit hữu a .Phương pháp sol- gel từ alkoxide Theo phương pháp người... màu xanh d Phương pháp phổ hấp phụ nguyên tử Có nhiều phương pháp khác dùng để xác định chì như: phương pháp cực phổ, phương pháp trắc quang, phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử, phương pháp phổ