Đánh giá khả năng hấp thụ ion nitrat của vật liệu tổng hợp amine sio2

TRƢỜNG ĐẠI HỌC AN GIANG KHOA KỸ THUẬT - CÔNG NGHỆ - MÔI TRƢỜNG ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG HẤP PHỤ ION NITRAT CỦA VẬT LIỆU TỔNG HỢP AMINE-SiO2 Mã số: 18.02.CM NGUYỄN TRUNG THÀNH PHAN PHƢỚC TOÀN LÊ NGỌC HĂNG NGUYỄN THỊ THU TRINH AN GIANG, THÁNG 03-2019 TRƢỜNG ĐẠI HỌC AN GIANG KHOA KỸ THUẬT - CÔNG NGHỆ - MÔI TRƢỜNG ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG HẤP PHỤ ION NITRAT CỦA VẬT LIỆU TỔNG HỢP AMINE-SiO2 Mã số: 18.02.CM NGUYỄN TRUNG THÀNH PHAN PHƢỚC TOÀN LÊ NGỌC HĂNG NGUYỄN THỊ THU TRINH AN GIANG, THÁNG 03-2019 CHẤP THUẬN CỦA HỘI ĐỒNG Đề tài nghiên cứu khoa học “Đánh giá khả hấp phụ ion nitrat vật liệu tổng hợp Amine-SiO2”, nhóm tác giả PGS, TS Nguyễn Trung Thành cơng tác Phịng Đào tạo, ThS Phan Phƣớc Tồn công tác Khoa Kỹ thuật - Công nghệ Môi trƣờng, KS Lê Ngọc Hăng cơng tác Khu Thí nghiệm – Thực hành, Trƣờng Đại học An Giang KS Nguyễn Thị Thu Trinh thực Nhóm tác giả báo cáo kết nghiên cứu đƣợc Hội đồng Khoa học Đào tạo Trƣờng Đại học An Giang thông qua ngày 20/03/2019 Thƣ ký Phản biện Phản biện Chủ tịch Hội đồng i LỜI CẢM TẠ Chúng xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu Trƣờng Đại học An Giang, Ban Chủ nhiệm Khoa Kỹ Thuật - Công nghệ - Môi trƣờng, Ban quản lý Khu Thí nghiệm – Thực hành đồng nghiệp tạo điều kiện để chúng tơi hồn thành nghiên cứu Xin chân thành cảm ơn An Giang, ngày 20 tháng 03 năm 2019 T/M nhóm tác giả PGS, TS NGUYỄN TRUNG THÀNH ii LỜI CAM KẾT Chúng tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu công trình nghiên cứu có xuất xứ rõ ràng Những kết luận khoa học cơng trình nghiên cứu chƣa đƣợc công bố công trình khác An Giang, ngày 20 tháng 03 năm 2019 T/M nhóm tác giả PGS, TS NGUYỄN TRUNG THÀNH iii TÓM TẮT Trong nghiên cứu này, vật liệu Amine-SiO2 oxit silic tổng hợp phương pháp tẩm với hợp chất triaminesilane để tạo nhóm amine hoạt tính bề mặt chất mang SiO2 ứng dụng làm chất hấp phụ nitrat môi trường nước Đặc trưng vật liệu Amine-SiO2 xác định kỹ thuật TGA, FTIR, XRD, BET, SEM, EDX SEM-mapping Kết từ thí nghiệm hấp phụ nitrat cho thấy: (1) Thời gian đạt cân hấp phụ 20 phút; (2) pH dung dịch thích hợp khoảng – (tốt pH  5); (3) Liều lượng chất hấp phụ thích hợp 0,6 g/L; (4) Nhiệt độ môi trường hấp phụ tốt  30 oC; (5) Nồng độ nitrat ban đầu có ảnh hưởng lớn đến khả hấp phụ vật liệu Khả hấp phụ ion nitrat độ bền vật liệu so sánh với nhựa trao đổi anion thương mại (Akualite A420) Kết cho thấy vật liệu AmineSiO2 có khả hấp phụ ion nitrat cao ( 64,4 mgNO3-/g), gấp ~1,37 lần so với Akualite A420 Điều lực mạnh ion nitrat nhóm amine bề mặt chất mang SiO2 Bên cạnh đó, kết thực nghiệm chứng minh vật liệu Amine-SiO2 có độ bền tốt (đạt hiệu suất ổn định sau 10 lần tái sinh) Ngoài ra, vật liệu Amine-SiO2 cịn cho thấy có khả hấp phụ anion khác PO43-, SO42-, HCO3-, Cl- diện anion có xu hướng làm giảm khả hấp phụ ion nitrat vật liệu Tóm lại, Amine-SiO2 đánh giá vật liệu hấp phụ có nhiều tiềm để triển khai ứng dụng thực tế Từ khóa: Triamine; Silic oxit; Amine-SiO2; Hấp phụ nitrat; Dung dịch nitrat iv ABSTRACT In this study, Amine-SiO2 material (basically on silicon dioxide) was synthesized by the grafting method with triaminesilane to form activated amine groups on the surface of SiO2 support and applied as a novel adsorbent for nitrate removal from aqueous solution The characterizations of Amine-SiO2 were determined by using TGA, FTIR, XRD, BET, SEM, EDX and SEM-mapping Results from nitrate adsorption experiments showed that: (1) adsorption equilibrium time was 20 minutes; (2) suitable solution pH in the range of 4-6 (best at pH  5); (3) appropriate adsorbent dosage was 0.6 g/L; (4) best adsorption ambient temperature was 30 oC; (5) initial nitrate concentration had a significant effect on the adsorption capacity of the material Nitrate adsorption capacity and durability of Amine-SiO2 were compared with anion exchange resin (Akualite A420 commercial) The results showed that AmineSiO2 was investigated with high nitrate adsorption capacity ( 64.4 mgNO3-/g), ~ 1.37 times higher than the Akualite A420 ion exchange resin This may be due to a strong affinity for nitrate ions of the activated amine groups on surface of SiO2 support Furthermore, the experimental results also proved that Amine-SiO2 material has good durability (stable performance after 10 regeneration times) In addition, Amine-SiO2 materials also showed an adsorption capacity for other anions such as PO43-, SO42-, HCO3-, Cl- because the presence of these anions tends to reduce nitrate adsorption capacity of Amine-SiO2 In summary, Amine-SiO2 can be considered as a potential and novel adsorbent to implement practical applications Keywords: Triamine; Silic dioxide; Amine-SiO2; Nitrate adsorption; Nitrate solution v MỤC LỤC CHẤP THUẬN CỦA HỘI ĐỒNG i LỜI CẢM TẠ ii LỜI CAM KẾT iii TÓM TẮT iv ABSTRACT v DANH SÁCH BẢNG ix DANH SÁCH HÌNH x DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT xi CHƢƠNG GIỚI THIỆU 1.1 TÍNH CẦN THIẾT CỦA ĐỀ TÀI 1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 1.3 ĐỐI TƢỢNG, PHẠM VI NGHIÊN CỨU 1.3.1 Đối tƣợng nghiên cứu 1.3.2 Phạm vi nghiên cứu 1.4 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 1.5 THỜI GIAN VÀ ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU 1.6 NHỮNG ĐÓNG GÓP CỦA ĐỀ TÀI 1.6.1 Đóng góp mặt khoa học 1.6.2 Đóng góp cơng tác đào tạo 1.6.3 Đóng góp phát triển kinh tế xã hội 1.6.4 Đóng góp bảo vệ mơi trƣờng 1.7 PHƢƠNG THỨC CHUYỂN GIAO VÀ ĐỊA CHỈ ỨNG DỤNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI 1.7.1 Phƣơng thức chuyển giao kết nghiên cứu 1.7.2 Địa ứng dụng CHƢƠNG TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 2.1 TỔNG QUAN VỀ NITRAT 2.1.1 Nguồn gốc ô nhiễm nitrat 2.1.2 Ảnh hƣởng nitrat đến ngƣời môi trƣờng vi 2.1.3 Các phƣơng pháp xử lý ô nhiễm nitrat 2.2 TỔNG QUAN VỀ PHƢƠNG PHÁP HẤP PHỤ 10 2.2.1 Bản chất trình hấp phụ 10 2.2.2 Phân loại trình hấp phụ 10 2.2.3 Cơ chế hấp phụ 11 2.2.4 Một số yếu tố ảnh hƣởng đến trình hấp phụ 12 2.3 SƠ LƢỢC VỀ VẬT LIỆU AMINE TRÊN CHẤT MANG SILICA 12 2.4 MỘT SỐ PHƢƠNG PHÁP KHẢO SÁT ĐẶC TÍNH CỦA VẬT LIỆU 13 2.4.1 Phƣơng pháp nhiễu xạ tia X (XRD) 13 2.5.2 Phƣơng pháp phổ hồng ngoại (FTIR) 14 2.5.3 Phƣơng pháp hiển vi điện tử quét (SEM) 14 2.5.4 Phƣơng pháp xác định diện tích bề mặt riêng (BET) 15 2.6 CÂU HỎI NGHIÊN CỨU 16 CHƢƠNG PHƢƠNG TIỆN VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 17 3.1 PHƢƠNG TIỆN NGHIÊN CỨU 17 3.1.1 Dụng cụ 17 3.1.2 Thiết bị 17 3.1.3 Hóa chất vật liệu thí nghiệm 17 3.2 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 17 3.2.1 Phƣơng pháp tổng hợp vật liệu Amine-SiO2 17 3.2.2 Phƣơng pháp xác định đặc trƣng vật liệu 18 3.2.3 Xác định điều kiện phù hợp cho trình hấp phụ NO3- điều kiện phịng thí nghiệm 18 3.2.4 Xác định độ bền vật liệu Amine-SiO2 cạnh tranh hấp phụ với số ion khác 19 3.2.5 Đánh giá khả hấp phụ NO3- vật liệu Amine-SiO2 19 3.2.6 Phƣơng pháp phân tích nồng độ ion NO3- xử lý số liệu 20 CHƢƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 21 4.1 ĐẶC TRƢNG CỦA VẬT LIỆU AMINE-SiO2 21 4.1.1 Đặc trƣng hồng ngoại (FTIR) vật liệu 21 4.1.2 Đặc trƣng nhiệt trọng lƣợng diện tích bề mặt riêng vật liệu 22 vii 4.1.3 Các đặc trƣng ảnh SEM, EDX SEM-mapping vật liệu 23 4.1.4 Đặc trƣng XRD vật liệu 24 4.2 KHẢ NĂNG HẤP PHỤ ION NITRAT CỦA VẬT LIỆU AMINE-SiO2 25 4.2.1 Các yếu tố ảnh hƣởng đến hiệu hấp phụ 25 4.2.2 Đánh giá độ bền vật liệu Amine-SiO2 cạnh tranh hấp phụ với ion khác 29 4.2.3 Đánh giá khả hấp phụ nitrat vật liệu Amine-SiO2 so với nhựa trao đổi anion Akualite A420 30 CHƢƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 32 5.1 KẾT LUẬN 32 5.2 KIẾN NGHỊ 32 TÀI LIỆU THAM KHẢO 33 PHỤ LỤC 38 viii Hình 12: Ảnh hƣởng nhiệt độ mơi trƣờng đến khả hấp phụ nitrat vật liệu Amine-SiO2 Điều kiện thí nghiệm: nồng độ nitrat ban đầu: 10 mgNO3 N/L, pH  5, liều lượng chất hấp phụ: 0,6 g/L, thời gian tiếp xúc: 20 phút 4.2.1.5 Ảnh hưởng nồng độ nitrat ban đầu Nồng độ đầu vào chất nhiễm có ảnh hƣởng mạnh lên khả hấp phụ vật liệu Các thí nghiệm khảo sát ảnh hƣởng nồng độ nitrat ban đầu đƣợc bố trí giá trị khác điều kiện thời gian hấp phụ 20 phút, pH ~ 5, tỷ lệ vật liệu 0,6 g/L nhiệt độ môi trƣờng hấp phụ  30oC Kết thực nghiệm (Hình 13) cho thấy khả hấp phụ nitrat vật liệu Amine-SiO2 tăng tỷ lệ thuận với nồng độ dung dịch nitrat ban đầu, đạt dung lƣợng thấp ( 6,75 mgNO3 N/g) nghiệm thức mg/L cao ( 35,9 mgNO3 N/g) nghiệm thức 100 mg/L Điều cho thấy vật liệu Amine-SiO2 có hoạt tính hấp phụ nitrat tốt 28 Hình 13: Ảnh hƣởng nồng độ dung dịch nitrat ban đầu đến khả hấp phụ vật liệu Amine-SiO2 Điều kiện thí nghiệm: liều lượng chất hấp phụ: 0,6 g/L, pH  5, nhiệt độ:  30 oC, thời gian tiếp xúc: 20 phút 4.2.2 Đánh giá độ bền vật liệu Amine-SiO2 cạnh tranh hấp phụ với ion khác 4.2.2.1 Độ bền Các vật liệu sau hấp phụ nitrat đƣợc tái sinh dung dịch HCl 0,1 M (nhƣ mô tả phần thực nghiệm) Độ bền vật liệu thể qua hiệu xử lý nitrat sau 10 lần tái sinh đƣợc trình bày Hình 14 Kết nghiên cứu cho thấy vật liệu Amine-SiO2 Akualite A420 (đối chứng) có độ bền tốt, hiệu xử lý sau 10 lần tái sinh ổn định tốt nhƣ vật liệu Đây yếu tố quan trọng thƣơng mại hóa sản phẩm Hình 14: Độ bền vật liệu Amine-SiO2 Akualite A420 Điều kiện thí nghiệm: nồng độ nitrat ban đầu: 10 mgNO3 N/L, liều lượng chất hấp phụ: 0,6 g/L, pH  5, nhiệt độ:  30 oC, thời gian tiếp xúc: 20 phút 29 4.2.2.2 Sự cạnh tranh hấp phụ Bên cạnh ion nitrat, nguồn nƣớc tự nhiên nƣớc thải thực tế thƣờng chứa nhiều loại anion khác nhƣ Cl-, HCO3-, SO42-, PO43-,… Khi tồn dung dịch, anion cạnh tranh với ion nitrat trình hấp phụ làm giảm hiệu xử lý nitrat Trong nghiên cứu này, ảnh hƣởng anion vô thông thƣờng nhƣ Cl-, HCO3-, SO42-, PO43- (nồng độ loại từ 5-50 mg/L) đến khả hấp phụ ion nitrat đƣợc khảo sát Kết nghiên cứu (Hình 15) cho thấy tất anion vô tồn có ảnh hƣởng theo hƣớng làm giảm khả hấp phụ ion nitrat vật liệu Amine-SiO2 mức độ giảm tỷ lệ thuận với nồng độ ion cạnh tranh Điều lƣợng hydrat hóa ion Cl-, HCO3-, SO42- PO43- tƣơng tác tĩnh điện với tâm hấp phụ bề mặt vật liệu Amine-SiO2 mạnh nhiều so với ion NO3- (W Song cs., 2016) Tóm lại, mức độ ảnh hƣởng tiêu cực anion vơ đƣợc xếp theo thứ tự: PO43- > SO42- > HCO3- > Cl- Hình 15: Ảnh hƣởng số anion khác đến khả hấp phụ nitrat vật liệu Amine-SiO2 Điều kiện thí nghiệm: nồng độ anion cạnh tranh: – 50 mg/L, nồng độ nitrat ban đầu: 10 mgNO3 N/L, liều lượng chất hấp phụ: 0,6 g/L, pH  5, nhiệt độ:  30 oC, thời gian tiếp xúc: 20 phút 4.2.3 Đánh giá khả hấp phụ nitrat vật liệu Amine-SiO2 so với nhựa trao đổi anion Akualite A420 Khả hấp phụ nitrat vật liệu Amine-SiO2 nhựa trao đổi anion thƣơng mại đƣợc thể Hình 16 Kết nghiên cứu cho thấy vật liệu tổng hợp Amine-SiO2 cho khả xử lý nitrat cao (đạt  64,4 mgNO3-/g), gấp ~ 1,37 lần so với nhựa trao đổi anion Akualite A420 ( 47,2 mgNO3-/g) cao nhiều lần ( 35,2 lần) so với mẫu SiO2 thông thƣờng Mẫu SiO2 ban đầu hầu nhƣ khơng có khả xử lý nitrat (chỉ đạt  1,83 mgNO3-/g), nhiên đóng vai trò 30 chất mang cho gốc amine lại cho khả hấp phụ nitrat cực tốt hoàn tồn có khả cạnh tranh với vật liệu thƣơng mại phổ biến thị trƣờng Điều lực mạnh ion NO3- nhóm chức amine bề mặt chất mang SiO2 Hình 16: Khả hấp phụ nitrat vật liệu Amine-SiO2 so với SiO2 nhựa trao đổi anion Akualite A420 Điều kiện thí nghiệm: nồng độ nitrat ban đầu: 10 mgNO3 N/L, liều lượng chất hấp phụ: 0,6 g/L, pH  5, nhiệt độ:  30 oC, thời gian tiếp xúc: 20 phút 31 CHƢƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 KẾT LUẬN Từ kết đạt đƣợc nghiên cứu, rút kết luận nhƣ sau: - Vật liệu Amine-SiO2 đƣợc tổng hợp thành công đƣợc đặc trƣng kỹ thuật phân tích đại nhƣ FTIR, XRD, TGA, BET, SEM, EDX SEMmapping - Một số điều kiện thích hợp cho q trình hấp phụ nitrat vật liệu AmineSiO2 đƣợc xác định, cụ thể: + Thời gian cân hấp phụ: 20 phút + Điều kiện pH  + Tỷ lệ khối lƣợng vật liệu hấp phụ/thể tích xử lý: 0,6 g/L + Nhiệt độ môi trƣờng hấp phụ:  30 oC - Khả hấp phụ ion nitrat vật liệu Amine-SiO2 đạt  64,4 mgNO3-/g, cao gấp 1,37 lần so với nhựa trao đổi anion thƣơng mại Akualite A420 gấp 35,2 lần so với mẫu SiO2 nguyên liệu - Độ bền vật liệu Amine-SiO2 đƣợc kiểm chứng tốt, tái sinh 10 lần Ngồi ra, vật liệu Amine-SiO2 cịn cho thấy có khả hấp phụ anion khác nhƣ PO43-, SO42-, HCO3-, Cl- diện anion có xu hƣớng làm giảm khả hấp phụ ion nitrat vật liệu Tóm lại, Amine-SiO2 đƣợc đánh giá loại vật liệu hấp phụ mới, có tiềm ứng dụng để loại bỏ thành phần ô nhiễm nhƣ ion nitrat trình xử lý nƣớc cấp nƣớc thải nâng cao 5.2 KIẾN NGHỊ Tiếp tục nghiên cứu khả hấp phụ vật liệu Amine-SiO2 anion khác môi trƣờng nƣớc nhƣ Cl-, HCO3-, SO42-, PO43-,… Cần nghiên cứu sâu động học, đẳng nhiệt nhiệt động lực học trình hấp phụ nitrat vật liệu Amine-SiO2, qua phân tích rõ chất chế trình hấp phụ 32 TÀI LIỆU THAM KHẢO Adav, S., D.-J Lee, & J Y Lai (2009) Enhanced biological denitrification of high concentration of nitrite with supplementary carbon source, 773-778 pp Ahn, J.-H., K.-H Choo, & H.-S Park (2008) Reverse osmosis membrane treatment of acidic etchant wastewater: Effect of neutralization and polyelectrolyte coating on nitrate removal, Journal of Membrane Science, 310(1), 296-302 Archna, R C Sobti, & S K Sharma (2011) Biological Denitrification of Ground Water Using Various Carbon Sources by Pseudomonas Fluorescens and Pseudomonas Stutzeri in a Hetrotrophic Denitrification Reactor, Asian Journal of Water, Environment and Pollution, 8(4), 21-25 Arora, M., N K Eddy, K A Mumford, Y Baba, J M Perera, & G W Stevens (2010) Surface modification of natural zeolite by chitosan and its use for nitrate removal in cold regions, Cold Regions Science and Technology, 62(2), 92-97 Australian, & N Z W Association (2000) An introduction to the Australian and New Zealand guidelines for fresh and marine water qualityRep., Australian and New Zealand: Australian and New Zealand Environment and Conservation Council and Agriculture and Resource Management Council of Australia and New Zealand Banu, H T., & S Meenakshi (2017) Synthesis of a novel quaternized form of melamine–formaldehyde resin for the removal of nitrate from water, Journal of Water Process Engineering, 16, 81-89 Bassin, J P., R Kleerebezem, M Dezotti, & M C van Loosdrecht (2012) Simultaneous nitrogen and phosphate removal in aerobic granular sludge reactors operated at different temperatures, Water research, 46(12), 3805-3816 Bhatnagar, A., & M Sillanpää (2011) A review of emerging adsorbents for nitrate removal from water, Chemical Engineering Journal, 168(2), 493-504 Bruning-Fann, C S., & J B Kaneene (1993) The effects of nitrate, nitrite and Nnitroso compounds on human health: a review, Vet Hum Toxicol, 35(6), 521538 Cengeloglu, Y., A Tor, M Ersoz, & G Arslan (2006) Removal of nitrate from aqueous solution by using red mud, Separation and Purification Technology, 51(3), 374-378 Chabani, M., A Amrane, & A Bensmaili (2006) Kinetic modelling of the adsorption of nitrates by ion exchange resin, Chemical Engineering Journal, 125(2), 111-117 Chen, Y.-M., C.-W Li, & S.-S Chen (2005) Fluidized zero valent iron bed reactor for nitrate removal, Chemosphere, 59(6), 753-759 Chislock, M F., E Doster, R A Zitomer, & A E Wilson (2013) Eutrophication: Causes, consequences, and controls in aquatic ecosystems, Nature Edu, 10-12 pp Crites, R W., & G Tchobanoglous (1998) Small and decentralized wastewater management systems, Boston : WCB/McGraw-Hill 33 Darbi, A., T Viraraghavan, R Butler, & D Corkal (2003) Pilot-scale evaluation of select nitrate removal technologies, Journal of environmental science and health Part A, Toxic/hazardous substances & environmental engineering, 38(9), 1703-1715 Dron, J., & A Dodi (2011) Comparison of adsorption equilibrium models for the study of CL−, NO3− and SO42− removal from aqueous solutions by an anion exchange resin, 300-307 pp Ebrahimi-Gatkash, M., H Younesi, A Shahbazi, & A Heidari (2017) Aminofunctionalized mesoporous MCM-41 silica as an efficient adsorbent for water treatment: batch and fixed-bed column adsorption of the nitrate anion, Applied Water Science, 7(4), 1887-1901 Elmidaoui, A., F Elhannouni, M A Menkouchi Sahli, L Chay, H Elabbassi, M Hafsi, & D Largeteau (2001) Pollution of nitrate in Moroccan ground water: removal by electrodialysis, Desalination, 136(1), 325-332 Hamoudi, S., R Saad, & K Belkacemi (2007) Adsorptive Removal of Phosphate and Nitrate Anions from Aqueous Solutions Using Ammonium-Functionalized Mesoporous Silica, Industrial & Engineering Chemistry Research, 46(25), 8806-8812 Hamoudi, S., A El-Nemr, M Bouguerra, & K Belkacemi (2011) Adsorptive removal of nitrate and phosphate anions from aqueous solutions using functionalised SBA-15: Effects of the organic functional group, The Canadian Journal of Chemical Engineering, 90(1), 34-40 Häyrynen, K., E Pongrácz, V Väisänen, N Pap, M Mänttäri, J Langwaldt, & R L Keiski (2009) Concentration of ammonium and nitrate from mine water by reverse osmosis and nanofiltration, Desalination, 240(1), 280-289 Hekmatzadeh, A A., A Karimi-Jashani, N Talebbeydokhti, & B Kløve (2012) Modeling of nitrate removal for ion exchange resin in batch and fixed bed experiments, Desalination, 284, 22-31 Hell, F., J Lahnsteiner, H Frischherz, & G Baumgartner (1998) Experience with full-scale electrodialysis for nitrate and hardness removal, Desalination, 117(1), 173-180 Ibrahim, D M., S A El-Hemaly, & F M Abdel-Kerim (1980) Study of rice-husk ash silica by infrared spectroscopy, Thermochimica Acta, 37(3), 307-314 İrdemez, Ş., Y Ş Yildiz, & V Tosunoğlu (2006) Optimization of phosphate removal from wastewater by electrocoagulation with aluminum plate electrodes, Separation and Purification Technology, 52(2), 394-401 Jones, H R (1974) Pollution control in the dairy industry Kalaruban, M., P Loganathan, W G Shim, J Kandasamy, G Naidu, T V Nguyen, & S Vigneswaran (2016) Removing nitrate from water using iron-modified Dowex 21K XLT ion exchange resin: Batch and fluidised-bed adsorption studies, Separation and Purification Technology, 158, 62-70 Lacasa, E., P Cañizares, C Sáez, F J Fernández, & M A Rodrigo (2011) Removal of nitrates from groundwater by electrocoagulation, Chemical Engineering Journal, 171(3), 1012-1017 34 Lâm Vĩnh Sơn (2008) Kỹ thuật xử lý nƣớc thải, edited, Đại học Kỹ thuật Công nghệ TP.HCM Lazar, L., B Bandrabur, T F Ramona-Elena, M Drobotă, L Bulgariu, & G Gutt (2014) FTIR analysis of ion exchange resins with application in permanent hard water softening, Environmental Engineering and Management Journal, 13, 2145-2152 Lê Dỗn Diên (2010) Cảnh báo lạm dụng hố chất lƣơng thực, thực phẩm, edited, Báo Khoa học & Đời sống, Hà Nội Lê Văn Cát (2007) Xử lý nước thải giàu hợp chất nitơ phốt pho, Nhà xuất Khoa học Tự nhiên Công nghệ, Hà Nội Lee, B., L.-L Bao, H.-J Im, S Dai, E W Hagaman, & J S Lin (2003) Synthesis and Characterization of Organic−Inorganic Hybrid Mesoporous AnionExchange Resins for Perrhenate (ReO4-) Anion Adsorption, 4246-4252 pp Liou, Y., S.-L Lo, C J Lin, C.-Y Hu, W.-H Kuan, & S Weng (2006) Methods for Accelerating Nitrate Reduction Using Zerovalent Iron at Near-Neutral pH: Effects of H -Reducing Pretreatment and Copper Deposition, 9643-9648 pp Majumdar, D., & N Gupta (2000) Nitrate pollution of groundwater and associated human health disorders Indian J Environ Hlth 2:28-39, 28-39 pp Malaeb, L., & G M Ayoub (2011) Reverse osmosis technology for water treatment: State of the art review, Desalination, 267(1), 1-8 Mikami, I., Y Sakamoto, Y Yoshinaga, & T Okuhara (2003) Kinetic and adsorption studies on the hydrogenation of nitrate and nitrite in water using PdCu on active carbon support, Applied Catalysis B: Environmental, 44(1), 79-86 Mikuška, P., & Z Večeřa (2003) Simultaneous determination of nitrite and nitrate in water by chemiluminescent flow-injection analysis, Analytica Chimica Acta, 495(1), 225-232 Milmile, S N., J V Pande, S Karmakar, A Bansiwal, T Chakrabarti, & R B Biniwale (2011) Equilibrium isotherm and kinetic modeling of the adsorption of nitrates by anion exchange Indion NSSR resin, Desalination, 276(1), 38-44 Mizuta, K., T Matsumoto, Y Hatate, K Nishihara, & T Nakanishi (2004) Removal of nitrate-nitrogen from drinking water using bamboo powder charcoal, Bioresource Technology, 95(3), 255-257 Namasivayam, C., & D Sangeetha (2005) Removal and recovery of nitrate from water by ZnCl2 activated carbon from coconut coir pith, an agricultural solid waste, 513-521 pp Neşe, Ö., & K T Ennil (2008) A kinetic study of nitrite adsorption onto sepiolite and powdered activated carbon, Desalination, 223(1), 174-179 Nguyễn Bin (2005) Các trình, thiết bị cơng nghệ hóa chất thực phẩm, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Nujić, M., D Milinković, & M Habuda-Stanić (2017) Nitrate removal from water by ion exchange, Croatian journal of food science and technology, 9(2), 182186 35 Öztürk, N., & T E l Bektaş (2004) Nitrate removal from aqueous solution by adsorption onto various materials, Journal of Hazardous Materials, 112(1), 155-162 Peleka, E N., P P Mavros, D Zamboulis, & K A Matis (2006) Removal of phosphates from water by a hybrid flotation–membrane filtration cell, Desalination, 198(1), 198-207 Primo, O., M Rivero, A M Urtiaga, & I Ortiz (2008) Nitrate removal from electro-oxidized landfill leachate by ion exchange, 389-393 pp Rajiv Gandhi, M., G Kalaivani, & S Meenakshi (2011) Sorption of chromate and fluoride onto duolite a 171 anion exchange resin – a comparative study, 20342040 pp Rao, E V S P., & K Puttanna (2000) Nitrates, agriculture and environment, Current Science, 79(9), 1163-1169 Saad, R., K Belkacemi, & S Hamoudi (2007) Adsorption of phosphate and nitrate anions on ammonium-functionalized MCM-48: Effects of experimental conditions, Journal of Colloid and Interface Science, 311(2), 375-381 Samatya, S., N Kabay, Ü Yüksel, M Arda, & M Yüksel (2006) Removal of nitrate from aqueous solution by nitrate selective ion exchange resins, Reactive and Functional Polymers, 66(11), 1206-1214 Schick, J., P Caullet, J.-L Paillaud, J Patarin, & C Mangold-Callarec (2010) Batch-wise nitrate removal from water on a surfactant-modified zeolite, Microporous and Mesoporous Materials, 132(3), 395-400 Schoeman, J J., & A Steyn (2003) Nitrate removal with reverse osmosis in a rural area in South Africa, Desalination, 155(1), 15-26 Soares, M J W., Air,, & S Pollution (2000) Biological denitrification of groundwater, 123(1-4), 183-193 Song, H., Y Zhou, A Li, & S Mueller (2012) Selective removal of nitrate from water by a macroporous strong basic anion exchange resin, Desalination, 296, 53-60 Song, W., B Gao, X Xu, F Wang, N Xue, S Sun, W Song, & R Jia (2016) Adsorption of nitrate from aqueous solution by magnetic amine-crosslinked biopolymer based corn stalk and its chemical regeneration property, Journal of hazardous materials, 304, 280-290 Sowmya, A., & S Meenakshi (2013) Removal of nitrate and phosphate anions from aqueous solutions using strong base anion exchange resin, Desalination and Water Treatment, 51(37-39), 7145-7156 Tate, C H., & K F Arnold (1990) Health and aesthetic aspects of water quality, McGraw-Hill Inc., New York Ueda, T., Y Shinogi, & M Yamaoka (2006) Biological nitrate removal using sugar-industry wastes, 139-144 pp Vunain, E., N Opembe, K Jalama, A Mishra, & R Meijboom (2014) Thermal stability of amine-functionalized MCM-41 in different atmospheres 36 Wan, D., H Liu, R Liu, J Qu, S Li, & J Zhang (2012) Adsorption of nitrate and nitrite from aqueous solution onto calcined (Mg–Al) hydrotalcite of different Mg/Al ratio, Chemical Engineering Journal, 195-196, 241-247 Wołowicz, A., & Z Hubicki (2009) Sorption of palladium(II) complexes onto the styrene–divinylbenzene anion exchange resins, Chemical Engineering Journal, 152(1), 72-79 Xie, B., & H Liu (2010) Enhancement of Biological Nitrogen Removal from Wastewater by Low-Intensity Ultrasound, Water, Air, & Soil Pollution, 211(1), 157-163 Xu, X., B.-Y Gao, Q.-Y Yue, & Q.-Q Zhong (2010) Preparation of agricultural by-product based anion exchanger and its utilization for nitrate and phosphate removal, Bioresource Technology, 101(22), 8558-8564 Xu, X., B Gao, Y Zhao, S Chen, X Tan, Q Yue, J Lin, & Y Wang (2012) Nitrate removal from aqueous solution by Arundo donax L reed based anion exchange resin, Journal of Hazardous Materials, 203-204, 86-92 Zhang, Y., X.-L Song, S.-T Huang, B.-Y Geng, C.-H Chang, & I Y Sung (2014) Adsorption of nitrate ions onto activated carbon prepared from rice husk by NaOH activation, Desalination and Water Treatment, 52(25-27), 4935-4941 37 PHỤ LỤC Kết Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hƣởng thời gian tiếp xúc Qt (mgNO3 N/g) Thời gian tiếp xúc (phút) Lần Lần Lần Trung bình 8,98 8,73 8,76 8,82 10 9,21 9,03 9,02 9,09 15 9,61 9,22 9,31 9,38 20 9,76 9,49 9,52 9,59 30 9,77 9,49 9,53 9,59 40 9,80 9,48 9,54 9,61 50 9,83 9,48 9,55 9,62 60 9,81 9,56 9,58 9,65 Kết Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hƣởng pH dung dịch Qe (mgNO3 N/g) pH Lần Lần Lần Trung bình 7,05 6,85 7,09 6,99 9,19 8,98 9,25 9,14 11,4 11,2 11,5 11,4 12,2 11,9 12,3 12,1 11,5 11,3 11,5 11,4 9,58 9,40 9,60 9,53 7,93 7,68 8,02 7,87 6,19 5,95 6,27 6,13 10 5,96 5,75 6,01 5,91 38 Kết Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hƣởng tỷ lệ khối lƣợng vật liệu/thể tích dung dịch (nồng độ chất hấp phụ) Qe (mgNO3 N/g) Nồng độ chất hấp phụ (g/L) Lần Lần Lần Trung bình 0,1 7,23 7,16 6,97 7,12 0,2 8,13 8,05 7,85 8,01 0,4 9,93 9,82 9,59 9,78 0,6 12,2 12,1 12,0 12,1 1,0 7,93 7,79 7,54 7,75 2,0 4,44 4,40 4,24 4,36 Hiệu suất xử lý (%) Lần Lần Lần Trung bình 0,1 7,42 7,35 7,15 7,31 0,2 16,9 16,8 16,6 16,8 0,4 39,7 39,6 39,4 39,6 0,6 73,3 73,3 73,1 73,2 1,0 78,5 78,4 78,1 78,3 2,0 87,9 87,8 87,7 87,8 Kết Thí nghiệm 4: Khảo sát ảnh hƣởng nhiệt độ môi trƣờng hấp phụ Qe (mgNO3 N/g) Nhiệt độ (oC) Lần Lần Lần Trung bình 15 11,4 11,9 11,7 11,7 20 12,2 12,5 12,4 12,4 25 12,5 13,0 12,8 12,8 30 14,2 14,8 14,6 14,6 35 13,7 14,1 14,0 13,9 40 13,1 13,5 13,4 13,3 39 Kết Thí nghiệm 5: Khảo sát ảnh hƣởng nồng độ nitrat ban đầu Qe (mgNO3 N/g) Nồng độ ban đầu (mgNO3 N/L) Lần Lần Lần Trung bình 6,13 6,83 7,29 6,75 10 12,1 12,6 12,8 12,5 30 16,5 17,6 18,4 17,5 50 24,8 25,4 25,8 25,3 100 35,0 36,0 36,7 35,9 Kết Thí nghiệm 6: Khảo sát độ bền vật liệu Amine-SiO2 so với Akualite A420 Hiệu suất xử lý (%) Số lần tái sinh Amine-SiO2 Lần Lần Lần Trung bình 75,04 73,97 73,29 74,10 74,55 73,74 73,34 73,88 75,12 74,19 73,65 74,32 74,83 73,89 73,35 74,02 75,13 74,04 73,35 74,17 75,44 74,04 73,04 74,17 74,54 73,74 73,35 73,88 75,22 74,04 73,26 74,17 75,14 73,89 73,04 74,02 10 74,75 73,97 73,58 74,10 Hiệu suất xử lý (%) Số lần tái sinh Akualite A420 Lần Lần Lần Trung bình 64,77 65,64 65,34 65,25 64,34 66,47 65,54 65,45 64,38 66,03 65,34 65,25 63,88 66,09 65,12 65,03 64,75 65,96 65,49 65,40 64,05 65,92 65,12 65,03 40 63,91 66,50 65,34 65,25 64,29 65,68 65,12 65,03 64,63 65,78 65,34 65,25 10 64,54 65,57 65,19 65,10 Kết Thí nghiệm 7: Khảo sát cạnh tranh hấp phụ với số ion khác Ion cạnh tranh Đối chứng PO43- SO42- HCO3- Cl- Nồng độ (mg/L) Qe (mgNO3-/g) Lần Lần Lần Trung bình 62,9 63,5 66,9 64,4 47,4 48,0 51,4 48,9 10 38,8 39,4 42,8 40,4 30 32,8 33,5 36,9 34,4 50 25,0 25,6 29,0 26,5 51,7 52,3 55,7 53,2 10 44,3 44,9 48,3 45,9 30 39,5 40,2 43,5 41,1 50 33,5 34,1 37,5 35,1 59,8 60,5 63,8 61,4 10 56,4 57,0 60,4 57,9 30 49,5 50,1 53,5 51,0 50 43,6 44,3 47,7 45,2 61,7 62,3 65,7 63,3 10 61,3 61,9 65,3 62,8 30 59,1 59,7 63,1 60,6 50 49,7 50,3 53,7 51,3 41 Kết Thí nghiệm 8: So sánh khả hấp phụ nitrat vật liệu AmineSiO2 nhựa trao đổi anion Akualite A420 Qe (mgNO3-/g) Vật liệu Lần Lần Lần Trung bình 1,96 2,73 0,82 1,83 Amine-SiO2 64,55 65,56 63,17 64,43 Akualite A420 47,28 48,48 45,71 47,16 SiO2 42 ... (a) SiO2, (b) SiO2 sau tẩm amine (AmineSiO2) (c) Amine- SiO2 sau kích hoạt HCl 21 Hình 5: Phổ FTIR vật liệu (a) Amine- SiO2 (b) Akualite A420 22 Hình Đƣờng cong TG-DTG vật liệu Amine- SiO2. .. anions tends to reduce nitrate adsorption capacity of Amine- SiO2 In summary, Amine- SiO2 can be considered as a potential and novel adsorbent to implement practical applications Keywords: Triamine;... Hình 15: Ảnh hƣởng số anion khác đến khả hấp phụ nitrat vật liệu Amine- SiO2 30 Hình 16: Khả hấp phụ nitrat vật liệu Amine- SiO2 so với SiO2 nhựa trao đổi anion Akualite A420