(Luận văn thạc sĩ) nghiên cứu khả năng xử lý một số ion kim loại nặng cu2, pb2 và cd2 bằng hạt hấp phụ hydroxyapatit

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƢỜNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƢỜNG HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG XỬ LÝ MỘT SỐ ION KIM LOẠI NẶNG: Cu2+, Pb2+ VÀ Cd2+ BẰNG HẠT HẤP PHỤ HYDROXYAPATIT CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC MÔI TRƢỜNG CAO THÙY LINH HÀ NỘI, NĂM 2019 BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƢỜNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƢỜNG HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG XỬ LÝ MỘT SỐ ION KIM LOẠI NẶNG: Cu2+, Pb2+ VÀ Cd2+ BẰNG HẠT HẤP PHỤ HYDROXYAPATIT CAO THÙY LINH CHUYÊN NGÀNH : KHOA HỌC MÔI TRƢỜNG MÃ SỐ : 8440301 NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS ĐINH THỊ MAI THANH TS LÊ NGỌC THUẤN HÀ NỘI, NĂM 2019 CÔNG TRÌNH ĐƢỢC HỒN THÀNH TẠI TRƢỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUN VÀ MƠI TRƢỜNG HÀ NỘI Cán hƣớng dẫn chính: PGS.TS Đinh Thị Mai Thanh Cán hƣớng dẫn phụ: TS Lê Ngọc Thuấn Cán chấm phản biện 1: PGS.TS Nguyễn Huy Tùng Cán chấm phản biện 2: TS Mai Văn Tiến Luận văn thạc sĩ đƣợc bảo vệ tại: Đại học Tài nguyên Môi trƣờng Hà Nội HỘI ĐỒNG CHẤM LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƢỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƢỜNG HÀ NỘI Ngày 20 tháng 01 năm 2019 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan nội dung, số liệu, kết nêu luận văn trung thực chƣa đƣợc cơng bố cơng trình khác TÁC GIẢ LUẬN VĂN Cao Thùy Linh ii TÓM TẮT LUẬN VĂN Hạt hấp phụ hydroxyapatit (hạt HAp) đƣợc chế tạo từ bột hydroxyapatit tổng hợp phụ gia polyvinyl ancol phƣơng pháp thiêu điều kiện: mPVA/mHAp = 3/20, nhiệt độ nung 600 oC, thời gian nung h Đặc trƣng hóa lý vật liệu hạt HAp đƣợc nghiên cứu màu sắc, độ bền nƣớc, nhiễu xạ tia X (XRD), tán xạ lƣợng tia X (EDX), SEM BET Hạt HAp thu đƣợc có màu trắng, đơn pha HAp với diện tích bề mặt riêng 73 m2/g, kích thƣớc hạt trung bình (2x10) mm Hạt đƣợc sử dụng để xử lý ion Cu2+, Pb2+ Cd2+ nƣớc Ảnh hƣởng số yếu tố đến dung lƣợng hiệu suất hấp phụ Cu2+, Pb2+ Cd2+ đƣợc nghiên cứu Dung lƣợng hiệu suất hấp phụ dạng mẻ đạt: Q = 2,96 mg/g, H = 88% (đối với Cu2+); Q = 4,95 mg/g, H = 98,93% (đối với Pb2+); Q = 4,2 mg/g, H = 84,4 % (đối với Cd2+) Hiệu suất hấp phụ dạng cột lần lƣợt đạt khoảng; 99,97; 99,99 99,9 % dung lƣợng hấp phụ lần lƣợt 3,3; 4,99 mg/g (đối với lít dung dịch chạy cột) Các liệu thực nghiệm hấp phụ đƣợc mơ tả hai mơ hình đẳng nhiệt Langmuir Freundlic tuân theo phƣơng trình động học giả định bậc2 Từ thiết lập đƣợc quy trình xử lý ion kim loại nặng: Cu2+, Pb2+ Cd2+ Ứng dụng quy trình để xử lý mẫu nƣớc nhiễm chì huyện Chợ Đồn, tỉnh Bắc Kạn Từ khóa: Hạt hydroxyapait, hấp phụ, loại bỏ Cu2+, Pb2+ Cd2+ iii LỜI CẢM ƠN Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy cô khoa Môi Trƣờng Trƣờng Đại học Tài nguyên Mơi trƣờng Hà Nội tận tình dạy bảo, truyền đạt cho kiến thức tảng suốt thời gian học tập tạo điều kiện thuận lợi cho tơi q trình hồn thành luận văn Tôi đặc biệt xin trân trọng cảm ơn PGS.TS Đinh Thị Mai Thanh, TS Lê Ngọc Thuấn - ngƣời trực tiếp hƣớng dẫn khoa học đóng góp ý kiến tạo điều kiện thuận lợi cho trình nghiên cứu khoa học TS Lê Thị Dun – Bộ mơn hóa, Đại học Mỏ-Địa chất giúp đỡ tơi thực hồn thành luận văn Chúng xin cảm ơn chân thành tới Ban Lãnh đạo Viện Kỹ thuật Nhiệt Đới - Viện Hàn lâm Khoa học Cơng nghệ Việt Nam, phịng chức tạo điều kiện sở vật chất, trang thiết bị nghiên cứu trình thực luận văn Tôi xin cảm ơn đồng nghiệp, bạn bè ngƣời thân giúp đỡ, động viên tạo điều kiện cho tơi hồn thành khố học thực thành công luận văn Luận văn tốt nghiệp khơng tránh khỏi thiếu sót Kính mong nhận đƣợc ý kiến đóng góp quý báu từ phía hội đồng báo cáo, giáo viên phản biện thầy khoa để luận văn đƣợc hồn thiện Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 20 tháng 01 năm 2019 Học viên Cao Thùy Linh iv MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i TÓM TẮT LUẬN VĂN .ii LỜI CẢM ƠN iii THÔNG TIN LUẬN VĂN .vii DANH MỤC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT viii DANH MỤC HÌNH ix DANH MỤC BẢNG xi MỞ ĐẦU CHƢƠNG I: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Giới thiệu chung hydroxyapatit 1.2 Giới thiệu poly vinylancol (PVA) 12 1.3 Tình hình nghiên cứu hydroxyapatit nƣớc 15 1.4 Tình hình nghiên cứu HAp giới 17 1.5 Vấn đề ô nhiễm kim loại nặng môi trƣờng nƣớc số phƣơng pháp xử lý 23 1.6 Hấp phụ 26 1.6.1 Hiện tượng hấp phụ 26 1.6.2 Một số phương trình hấp phụ đẳng nhiệt 28 v CHƢƠNG 2: THỰC NGHIỆM 30 2.1 Hóa chất, dụng cụ thiết bị thí nghiệm 30 2.1.1 Hóa chất 30 2.1.2 Dụng cụ 30 2.1.3 Thiết bị 30 2.2 Chế tạo hạt hấp phụ hydroxyapatit 31 2.3 Xác định pHPZC hạt hấp phụ hydroxyapatit 32 2.4 Nghiên cứu, lựa chọn điều kiện hấp phụ số ion kim loại nặng: Cu2+, Pb2+ Cd2+ hạt hấp phụ hydroxyapatit 33 2.4.1 Nghiên cứu, lựa chọn điều kiện hấp phụ tĩnh (hấp phụ mẻ) 33 2.4.2 Nghiên cứu, lựa chọn điều kiện hấp phụ động (hấp phụ dạng cột) 34 2.5 Nghiên cứu động học trình hấp phụ 35 2.5.1 Phương trình động học giả định bậc 36 2.5.2 Phương trình động học giả định bậc hai 37 2.6 Xây dựng quy trình xử lý số ion kim loại nặng: Cu2+, Pb2+ Cd2+ cột hấp phụ 38 2.7 Các phƣơng pháp nghiên cứu 39 2.7.1 Phương pháp tổng hợp vật liệu 39 2.7.2 Các phương pháp nghiên cứu đặc trưng hóa lý hạt hấp phụ hydroxyapatit 39 2.7.3 Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) định lượng ion kim loại nặng dung dịch 39 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 41 3.1 Chế tạo hạt hấp phụ hydroxyapatit nghiên cứu số đặc trƣng hóa lý 41 3.1.1 Chế tạo hạt hấp phụ hydroxyapatit 41 3.1.2 Đánh giá đặc trưng hóa lý hạt hấp phụ hydroxyapatit chế tạo 41 3.2 Nghiên cứu, lựa chọn điều kiện hấp phụ tĩnh (hấp phụ mẻ) số ion kim loại nặng: Cu2+, Pb2+ Cd2+ hạt hấp phụ hydroxyapatit 43 3.2.1 Xác định pHpzc hạt HAp .43 vi 3.2.2 Nghiên cứu, lựa chọn điều kiện hấp phụ Cu2+ 44 3.2.3 Nghiên cứu, lựa chọn điều kiện hấp phụ Pb2+ 49 3.2.4 Nghiên cứu, lựa chọn điều kiện hấp phụ Cd2+ 53 3.3 Nghiên cứu, lựa chọn điều kiện hấp phụ động (hấp phụ dạng cột) số ion kim loại nặng: Cu2+, Pb2+ Cd2+ hạt hấp phụ hydroxyapatit 57 3.3.1 Ảnh hưởng chiều cao vật liệu hấp phụ 57 3.3.2 Ảnh hưởng thời gian lưu đến trình hấp phụ 58 3.4 Nghiên cứu động học trình hấp phụ 59 3.4.1 Động học trình hấp phụ Cu2+ 59 3.4.2 Động học trình hấp phụ Pb2+ giả định bậc hai 62 3.4.3 Động học trình hấp phụ Cd2+ 62 3.5 Quy trình xử lý ion kim loại nặng: Cu2+, Pb2+ Cd2+ cột hấp phụ áp dụng để xử lý mẫu nƣớc sinh hoạt bị ô nhiễm Cu2+, Pb2+ Cd2+ 63 3.5.1 Quy trình xử lý riêng ion kim loại nặng 63 3.5.2 Ứng dụng quy trình xử lý mẫu nước nhiễm kim loại nặng 66 KẾT LUẬN 69 TÀI LIỆU THAM KHẢO 70 PHỤ LỤC 79 vii THÔNG TIN LUẬN VĂN + Họ tên học viên: Cao Thùy Linh + Lớp: CH2B.MT Khoá: 2016 - 2018 + Cán hƣớng dẫn: - PGS.TS Đinh Thị Mai Thanh - TS Lê Ngọc Thuấn + Tên đề tài: Nghiên cứu khả xử lý số ion kim loại nặng: Cu2+, Pb2+ Cd2+ hạt hấp phụ hydroxyapatit + Tóm tắt: - Tổng hợp nghiên cứu đặc trƣng hóa lý hạt hấp phụ HAp - Nghiên cứu, lựa chọn đƣợc điều kiện tối ƣu hấp phụ dạng mẻ ion kim loại nặng: Cu2+, Pb2+ Cd2+ - Nghiên cứu, lựa chọn đƣợc điều kiện tối ƣu hấp phụ dạng cột ion kim loại nặng: Cu2+, Pb2+ Cd2+ - Nghiên cứu, thiết lập đƣợc quy trình xử lý ion kim loại nặng: Cu 2+, Pb2+ Cd2+ - Ứng dụng quy trình để xử lý mẫu nƣớc nhiễm chì huyện Chợ Đồn, tỉnh Bắc Kạn Kết thu đƣợc mẫu nƣớc sau xử lý có hàm lƣợng chì nằm giới hạn cho phép, đáp ứng với QCVN08-2015 (quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia chất lƣợng nƣớc mặt) 65 Dung dịch đầu vào (Pb 30 mg/L; pH tự nhiên 5.5; nhiệt 2+ độ phòng) Cột hấp - Ø = 25 mm -h=1m phụ Dung dịch đầu - hvật liệu = 4Ø (10 cm) - mvật liệu = 12g - v = 16,7 mL/phút Đo AAS xác định nồng độ ion Pb2+ Hình 3.18 Quy trình hấp phụ động xử lý Pb2+ vật liệu hạt HAp 66 Dung dịch đầu vào (Cd 30 mg/L; pH tự nhiên 5.7; nhiệt 2+ độ phòng) Cột hấp - Ø = 25 mm phụ -h=1m Dung dịch đầu - hvật liệu = 4Ø (10 cm) - mvật liệu = 12g - v = 12,5 mL/phút Đo AAS xác định nồng độ ion Cd2+ Hình 3.19 Quy trình hấp phụ động xử lý Cd2+ vật liệu hạt HAp 3.5.2 Ứng dụng quy trình xử lý mẫu nước nhiễm kim loại nặng Hiện nay, huyện Chợ Đồn, tỉnh Bắc Kạn có số mỏ chì kẽm khai thác Nƣớc thải mỏ đƣợc xử lý xả trực tiếp suối, sơng Đây nguồn nƣớc mà ngƣời dân sử dụng trực tiếp nguồn nƣớc cấp cho nhà máy nƣớc Theo số tƣ liệu tham khảo, nguồn nƣớc thải từ mỏ chì, kẽm cịn số ion kim loại nặng có chì chƣa đáp ứng với tiêu chuẩn cho phép nƣớc cấp cho sinh hoạt nhƣ nƣớc sinh hoạt Vì vậy, sử dụng số mẫu nƣớc thải, nƣớc suối huyện Chợ Đồn, tỉnh Bắc Kạn để nghiên cứu áp 67 dụng quy trình xử lý đề xuất để xử lý số ion kim loại có mặt nguồn nƣớc nhƣ đồng, chì, cadimi kẽm Kết đo phịng Hóa phân tích – Viện Hóa học – Viện Hàn lâm Khoa học công nghệ Việt Nam phƣơng pháp AAS thể đƣợc bảng 3.25 3.26 Nƣớc suối gần mỏ Bản Thi Nƣớc thải hồ lắng 2-mỏ Lũng Váng Hình 3.20 Một số hình ảnh khu vực có nguồn nước mặt bị nhiễm chì Bảng 3.25 Kết phân tích hàm lượng đồng, chì, cadimi kẽm mẫu nước suối gần mỏ Bản Thi trước sau xử lý dùng cột hấp phụ với vật liệu hạt HAp Chỉ tiêu Nồng độ đầu vào (trƣớc xử lý) (mg/L) 2+ 0,06700 Cu2+ 0,00025 Pb 2+ Cd 0,00003 Nồng độ đầu (sau xử lý) (mg/L) 0,00008 Hiệu suất (%) QCVN08-2015 99,88 Hàm lƣợng Pb nƣớc mặt để cấp nƣớc sinh hoạt: ≤ 0,02 mg/L Không cần xử lý Hàm lƣợng Cu nƣớc mặt để cấp nƣớc sinh hoạt: ≤ 0,1 mg/L Không cần xử lý Hàm lƣợng Cd nƣớc mặt để cấp nƣớc sinh hoạt: ≤ 0,05 mg/L 68 2+ Zn 0,11700 Không cần xử lý Hàm lƣợng Zn nƣớc mặt để cấp nƣớc sinh hoạt: ≤ 0,5 mg/L Bảng 3.26 Kết phân tích hàm lượng đồng, chì, cadimi kẽm mẫu nước hồ lắng mỏ Lũng Váng trước sau xử lý dùng cột hấp phụ với vật liệu hạt HAp Chỉ tiêu Nồng độ đầu vào (trƣớc xử lý) (mg/L) Nồng độ đầu (sau xử lý) (mg/L) Hiệu suất (%) Pb2+ 0,10956 Cu2+ 0,00003 Không cần xử lý Cd2+ 0,00010 Không cần xử lý Zn2+ 0,30400 Không cần xử lý 0,0027 97,5 QCVN08-2015 Hàm lƣợng Pb nƣớc mặt để cấp nƣớc sinh hoạt: ≤ 0,02 mg/L Hàm lƣợng Cu nƣớc mặt để cấp nƣớc sinh hoạt: ≤ 0,1 mg/L Hàm lƣợng Cd nƣớc mặt để cấp nƣớc sinh hoạt: ≤ 0,05 mg/L Hàm lƣợng Zn nƣớc mặt để cấp nƣớc sinh hoạt: ≤ 0,5 mg/L Trên Bảng 3.25 3.26 cho thấy, trƣớc xử lý, mẫu nƣớc suối gần mỏ Bản Thi nƣớc thải hồ lắng mỏ Lũng Váng có hàm lƣợng Pb vƣợt tiêu chuẩn cho phép, kim loại loại lại đồng, cadimi kẽm nằm giới hạn cho phép (theo QCVN08-2015) Vì vậy, sau xử lý theo quy trình đề xuất (Hình 3.20) dùng vật liệu hạt HAp cho kết hiệu suất xử lý cao (99,88 % 97,54 %), hàm lƣợng Pb giảm xuống nằm giới hạn cho phép 69 KẾT LUẬN Sau thời gian nghiên cứu, đề tài đạt đƣợc kết sau: Đã chế tạo thành công hạt hấp phụ HAp phƣơng pháp thiêu kết điều kiện: mPVA/mHAp = 3/20, nhiệt độ nung 600 oC, thời gian nung h; Nghiên cứu, lựa chọn đƣợc điều kiện tối ƣu hấp phụ dạng mẻ ion kim loại nặng: Cu2+, Pb2+ Cd2+, dung lƣợng hiệu suất hấp phụ đạt: Q = 2,96 mg/g, H = 88% (đối với Cu2+); Q = 4,95 mg/g, H = 98,93% (đối với Pb2+); Q = 4,2 mg/g, H = 84,4 % (đối với Cd2+); Nghiên cứu, lựa chọn đƣợc điều kiện tối ƣu hấp phụ dạng cột ion kim loại nặng: Cu2+, Pb2+ Cd2+, hiệu suất hấp phụ lần lƣợt đạt khoảng; 99,97; 99,99 99,9 % dung lƣợng hấp phụ lần lƣợt 3,3; 4,99 mg/g (đối với lít dung dịch chạy cột); Quá trình hấp phụ tuân theo phƣơng trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir tuân theo phƣơng trình động học hấp phụ giả định bậc 2; Nghiên cứu, thiết lập đƣợc quy trình xử lý ion kim loại nặng: Cu 2+, Pb2+ Cd2+; Ứng dụng quy trình để xử lý mẫu nƣớc nhiễm chì huyện Chợ Đồn, tỉnh Bắc Kạn Kết thu đƣợc mẫu nƣớc sau xử lý có hàm lƣợng chì nằm giới hạn cho phép, đáp ứng với QCVN08-2015 (quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia chất lƣợng nƣớc mặt) Kết đề tài cho thấy, sử dụng hạt HAp làm vật liệu hấp phụ cột để xử lý nguồn nƣớc sinh hoạt ô nhiễm kim loại nặng 70 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Thế Huyên (2011), Nghiên cứu tổng hợp đặc trưng hóa lý màng hydroxyapatit thép khơng gỉ 316L, luận văn Thạc sỹ Khoa học Hóa học, Trƣờng Đại học Sƣ Phạm Hà Nội [2] Đào Quốc Hƣơng cộng sự, (2008-2010), Nghiên cứu chế tạo triển khai sản xuất bột canxi hydroxyapatit kích thước nano dùng làm thực phẩm chức nguyên liệu bào chế thuốc chống loãng xương, đề tài [3] cấp nhà nƣớc, chƣơng trình nghiên cứu KHCN trọng điểm Quốc gia phát triển cơng nghiệp Hóa dƣợc đến năm 2020 Nguyễn Trung Minh, Nguyễn Đức Chuy, Cù Sỹ Thắng CS, (2010), [4] Bùn đỏ bauxit Tây Nguyên: Vật liệu xử lý ô nhiễm kim loại nặng nƣớc thải, Tạp chí Địa chất, loạt A (320), 227 - 235 Nguyễn Văn Khơi, (2007), Polymer ưa nước – Hóa học ứng dụng, [5] [6] [7] [8] [9] [10] NXB Khoa học tự nhiên công nghệ, Hà Nội Seok jin jang, Se eun kim, Tae sung han, et al, (2017), Bone Regeneration of Hydroxyapatite with Granular Form or Porous Scaffold in Canine Alveolar Sockets, In vivo, 31(3), 335-341 Vũ Duy Hiển, (2009) Nghiên cứu tổng hợp đặc trưng hoá lý hydroxyapatit dạng khối xốp có khả ứng dụng phẫu thuật chỉnh hình, luận án tiến sĩ hoá học, Đại học quốc gia Hà Nội Lê Diệu Thƣ, (2007), Tổng hợp đặc trưng nano hydroxyapatit ứng dụng làm vật liệu y sinh, Luận văn Thạc sĩ Hoá học, Trƣờng ĐH Bách Khoa Hà Nội Pham Thi Nam, Dinh Thi Mai Thanh, Nguyen Thu Phuong, et al, (2011), Investigation of factors affecting the electrodeposition process of hydroxyapatite coating on 304 stainless steel substrate, Journal of Science and Technology ,49 (5A), 114-121 Đinh Thị Mai Thanh, (2012), Nghiên cứu chế tạo lớp phủ tổ hợp y sinh titannitrit hydroxyapatit cấu trúc nano thép không gỉ, ứng dụng làm nẹp vít xƣơng y tế, Báo cáo đề tài Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam Đinh Thị Mai Thanh, (2012), Nghiên cứu qui trình tổng hợp hydroxyapatit 71 (HAp) dạng bột màng, cấu trúc vi tinh thể nhằm ứng dụng làm vật liệu y sinh chất lƣợng cao, Báo cáo đề tài Sở Khoa học Công nghệ Hà Nội [11] Vũ Duy Hiển, Đào Quốc Hƣơng, Phan Thị Ngọc Bích, (2007), Nghiên cứu chế tạo gốm hydroxyapatite phƣơng pháp phản ứng pha rắn, Tạp chí hóa học, Tập 45(6A), 16-20 [12] Pkka Yline, (2006), Application of Coralline Hydroxyapatite with Bioabsorbable Containment and Reinforcement as Bone Graft [13] Substitute, Academic Dissertaion, University of Helsinki Vũ Thị Dịu, (2009), Nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng đến bột [14] hydroxyapatite kích thước nano điều chế từ canxi hydroxit, luận văn thạc sĩ khoa học Nguyễn Thị Lan Anh (2007), Nghiên cứu tổng hợp xác định đặc trưng [15] vật liệu nano hydroxy- apatit, luận văn thạc sĩ khoa học Murugan R., Ramakrishna S, (2007), Development of Cell-Responsive Nanonphase Hydroxyapatite for Tissue Engineering, American Journal of [16] [17] [18] [19] [20] Biochemistry and Biotechnology, Vol.3, No.3, ISSN 1553-348, 118-124 Maria Helena Santos, Marise de Oliveira, Lucian Palhares de Freitas Souza, et al, (2004), Synthesis Control and Characterization of Hydoxyapatite Prepared by Wet Precipitation process, São Carlos, Mat, Res., Vol.7, No.4 D.Zhang, H.Luo, L.Zheng, et al, (2012), Utilization of waste phosphogypsum to prepare hydroxyapatite nanoparticles and its application towards removal of fluoride from aqueous solution, Journal of Hazardous Materials, 241-242, 418-426 A Corami, S Mignardi, V Ferrini, (2008), Cadmium removal from single- and multi-metal (Cd+ Pb+Zn+Cu) solutions by sorption on hydroxyapatite, Journal of Colloid and Interface Science, Volume 317 (2), 402-408 F L Marten, (2009), Encyclopedia of polymer science and technology, vol – Polyvinyl alcohol, Air Products and Chemicals, Inc Dinh Thi Mai Thanh, Vu Thi Phuong, Nguyen Thu Phuong, et al, (2013), Thermodynamic investigation of flouride absorption on Zn-hydroxyapatite nanopowder, The 3rd Analytica Vietnam Conference 2013, Ho Chi Minh 72 [21] City, April 17-18, 54-62 Nguyễn Thu Phƣơng, Phạm Thị Năm, Nguyễn Thị Thơm CS, (2015), Nghiên cứu khả xử lý Flo nƣớc Hydroxyapatit pha tạp nhôm tổng hợp phƣơng pháp kết tủa hóa học, Hội thảo khoa học gắn kết Khoa học với lĩnh vực Mỏ - Địa chất - Dầu khí - Môi [22] trường, NXB KHTN&CN, 50-59 Lê Thị Duyên, Phạm Thị Năm, Đinh Thị Mai Thanh CS, (2015), Nghiên cứu khả hấp thụ flo hydroxyapatit pha tạp magie, Tạp chí Khoa học Cơng Nghệ, Tập 53 (4), 469-478 [23] [24] [25] [26] [27] [28] Lê Thị Duyên, Võ Thị Hạnh, Công Tiến Dũng, CS, (2016), Nghiên cứu khả Năng xử lý Pb2+ nƣớc nanocomposit Hydroxyapatit/chitosan, Journal of science of HNUE, Natural Sci,Tập 61(2), 3-9 Memorandum of Understanding Between the National institute of standarts and technology and the food and drug administration, november 10, 1993 Mohammad Shakir, Reshma Jolly, Mohd Shoeb Khan, et al, (2015), Nano-hydroxyapatite/chitosan–starch nanocomposite as a novel bone construct: Synthesis and in vitro studies, International Journal of Biological Macromolecules, Volume 80, 282–292 Iis Sopyan , Jasminder Kaur, (2009), Preparation and characterization of porous hydroxyapatite through polymeric sponge method, Department of Manufacturing and Materials Engineering, Faculty of Engineering, International Islamic University Malaysia, PO Box 10, Jalan Gombak, 50728 Kuala Lumpur, Malaysia, 3161-3168 Dean-MO Liu, Preparation and Characterisation of Porous Hydroxyapatite Bioceramic via a Slip-Casting Route Materials Research Laboratories, Industrial Technology Research Institute, Chutung, Hsinch 31015, Taiwan R Rodriguez , M Estevez, S Vargas, et al (2009), Synthesis and characterization of HAp-based porous materials, Centro Física Aplicada y Tecnología Avanzada, UNAM, A.P 1-1010, Querétaro, 76000, Mexico, Materials Letters 63, 1558–1561 73 [29] [30] Khaled R Mohamed , Hanan H Beherei, Zenab M El-Rashidy, (2014), In vitro study of nano-hydroxyapatite/chitosan–gelatin composites for bioapplications, Journal of Advanced Research, Volume 5, Issue 2, 201–208 K Viipsi, S Sjöberg, K Tõnsuaadu, A Shchukarev, (2013), Hydroxy-and fluorapatite as sorbents in Cd(II)–Zn(II) multi-component solutions in the absence/presence of EDTA, Journal of Hazardous Materials, 252 – 253, 91-98 [31] R Zhu, R Yu, J Yao, D Mao, Ch Xing, et al, (2008), Removal of Cd2+ from aqueous solutions by hydroxyapatite, Catalysis Today, Volume 139, [32] Issues 1-2, 94-99 I Mobasherpour, E Salahi, M Pazouki, (2011), Removal of divalent cadmium cations by means of synthetic nano crystallite hydroxyapatite, [33] Desalination 266, 142-148 I Mobasherpour, E Salahi, M Pazouki, (2011), Removal of nickel (II) from aqueous solutions by using nano-crystalline calcium hydroxyapatite, [34] [35] [36] [37] [38] Journal of Saudi Chemical Society, Volume 15, Issue 2, 105-112 I Mobasherpour, E Salahi, M Pazouki, (2012), Comparative of the removal of Pb2+, Cd2+ and Ni2+ by nano crystallite hydroxyapatite from aqueous solutions: Adsorption isotherm study, Arabian Journal of Chemistry, Volume 5, Issue 4, 439-446 R.R Sheha, (2007), Sorption behavior of Zn(II) ions on synthesized hydroxyapatite, Journal of Colloid and Interface Science, Volume 310, Issue 1, 18-26 I Smičiklas, A Onjia, S Raičević, Đ Janaćković, et al, (2008), Factors influencing the removal of divalent cations by hydroxyapatite, Journal of Hazardous Materials, Vol 152, Issue 2, 876-884 I Smičiklas, S.K Milonjic´, P Pfendt, S Raičević, (2009), The point of zero charge and sorption of cadmium (II) and strontium (II) ions on synthetic hydroxyapatite, Separation and Purification Technology, 18, 185-194 F Fernane, M.O Mecherri, P Sharrock, et al, (2008), Sorption of cadmium and copper ions on natural and synthetic hydroxyapatite particles, Materials Characterization, Volume 59, Issue 5, 554-559 74 [39] S Kongsri, K Janpradit, K Buapa, Set al, (2013), Nanocrystalline hydroxyapatite from fish scale waste: Preparation, characterization and application for selenium adsorption in aqueous solution, Chemical Engineering Journal, Volumes 215-216, 522-532 [40] A Yasukawa, T Yokoyama, K Kandori, et al, (2007), Reaction of calcium hydroxyapatite with Cd2+ and Pb2+ ions, Colloids and Surfaces A: Physicochem, Eng, Aspects 299, 203-208 [41] [42] [43] A Corami, F D’Acapito, S Mignardi, V Ferrini, (2008), Removal of Cu from aqueous solutions by synthetic hydroxyapatite: EXAFS investigation, Materials Science and Engineering, B (149), 209-213 W Liang, L Zhan, L Piao, Ch Rüssel, (2011), Lead and copper removal from aqueous solutions by porous glass derived calcium hydroxyapatite, Materials Science and Engineering, B (176), 10101014 M S Fernando, R M de Silva, K M et al, (2015), Synthesis, characterization, and application of nano hydroxyapatite and nanocomposite of hydroxyapatite with granular activated carbon for the removal of Pb2+ from aqueous solutions, Applied Surface Science 351, 95-103 44] [45] S.M Mousa, N.S Ammar, H.A Ibrahim, (2016), Removal of lead ions using hydroxyapatite nano-material prepared from phosphogypsum waste, Journal of Saudi Chemical Society, 20, 357-365 N P Raval, P U Shah, N K Shah, (2016), Adsorptive removal of nickel(II) ions from aqueous environment: A review, Journal of Environmental Managemen, 179, 1-20 [46] M Islam, P C Mishra, R Patel, (2010), Physicochemical characterization of hydroxyapatite and its application towards removal of nitrate from water, Journal of Environmental Management, Volume 91, Issue 9, 18831891 W Wei, R Sun, J Cui, Z Wei, (2010), Removal of nitrobenzene from [47] aqueous solution by adsorption on nanocrystalline hydroxyapatite, Desalination, Volume 263, Issues 1-3, 89-96 75 [48] [49] A Bahdod, S El Asri, A Saoiabi, et al, (2009), Adsorption of phenol from an aqueous solution by selected apatite adsorbents: Kinetic process and impact of the surface properties, water research, 43, 313-318 A Bhatnagar, E Kumar, M Sillanpää, (2011), Fluoride removal from water by adsorption-A review, Chemical Engineering Journal, 171, 811- [50] 840 H Hou, R Zhou, P Wu, L Wu, (2012), Removal of Congo red dye from aqueous solution with hydroxyapatite/chitosan composite, Chemical Engineering Journal, 211-212, 336-342 [51] S Hokkanen, E Repo, L J Westholm, et al, (2014), Adsorption of Ni2+, Cd2+, PO43- and NO3- from aqueous solutions by nanostructured microfibrillated cellulose modified with carbonated hydroxyapatite, Chemical Engineering Journal, 252, 64-74 [52] C Sairam Sundaram, Natrayasamy Viswanathan, S Meenakshi, (2008), Uptake of fluoride by nano-hydroxyapatite/chitosan, a bioinorganic composite, Bioresource Technology, 99, 8226–8230 [53] G.N Kousalya, Muniyappan Rajiv Gandhi, C Sairam Sundaram, et al, (2010), Synthesis of nano-hydroxyapatite chitin/chitosan hybrid biocomposites for the removal of Fe(III), Carbohydrate Polymers, Volume 82, Issue 3, 594-599 [54] [55] [56] [57] Akemi Yasukawa, Miki Kidokoro, Kazuhiko Kandori, et al, (1997), Preparation and Characterization of Barium–Strontium Hydroxyapatites, Journal of Colloid and Interface Science, 191, 407-415 Alessia Corami, Silvano Mignardi, Vincenzo Ferrini (2008), “Cadmium removal from single- and multi-metal (Cd+ Pb+Zn+Cu) solutions by sorption on hydroxyapatite”, Journal of Colloid and Interface Science, Volume 317, Issue 2, 402-408 Doãn Đình Hùng, Nguyễn Trung Minh, Nguyễn Thị Thu, CS, (2014), Kết nghiên cứu bƣớc đầu khả sử dụng bùn thải mỏ than Bình Minh Khe Chàm xử lý nƣớc thải ô nhiễm kim loại nặng, Tạp chí Địa chất, loạt A (340), 79 – 90 Nguyễn Đức Chuy, Nguyễn Trung Minh, Nguyễn Việt Khoa, CS, (2008), Bƣớc đầu nghiên cứu hấp phụ ion Pb2+ đá bazan Phƣớc 76 [58] Long, Việt Nam, Tạp chí Khoa học ĐHSP Hà Nội, Tập 53 (1), 126 – 134 Đỗ Trà Hƣơng, Đặng Văn Thành, Mai Quang Khuê, CS, (2016), Hấp phụ Cr(VI) môi trƣờng nƣớc vật liệu hấp phụ bã chè biến tính KOH, Tạp chí Hóa học, Tập 54 (1), 64 – 69 [59] Nguyễn Thị Đông, Nguyễn Tiến An, Đỗ Trƣờng Thiện, CS, (2012), Loại bỏ ion kim loại Ni(II) khỏi dung dịch nƣớc chitosan deacetyl hóa hồn tồn, Tạp chí Hóa học, Tập 50 (4B), 95 - 98 [60] Nguyễn Tiến An, Nguyễn Thị Đông, Đỗ Trƣờng Thiện, CS, (2012), Nghiên cứu tổng hợp dẫn xuất N-cacboxyetyl chitosan ứng dụng hấp phụ [61] ion kim loại nặng mơi trƣờng nƣớc, Tạp chí Hóa học, Tập 50 (4B), 87 - 91 Nguyen Thi Đong, Đao Van Bay, Nguyen Tien An, (2012), Adsorption of [62] Hg(II) from aqueous solution using N-carboxyethyl chitosan derivative, Vietnam journal of chemistry, Vol 50 (4A), 415 - 418 Hồ Nguyễn Nhật Hà, Nguyễn Thị Mai Thơ, Văn Việt, CS, (2016), [63] [64] [65] [66] [67] [68] Động học hấp phụ asen nƣớc cột phản ứng chứa hạt hydroxyt lớp đơi, Tạp chí hóa học, Tập 54 (1), 123 - 127 Nguyễn Trung Minh, (2011), Hạt vật liệu chế tạo từ bùn đỏ bauxit Bảo Lộc định hƣớng ứng dụng xử lý ô nhiễm nƣớc thải, Tạp chí khoa học trái đất, Tập 33(2)[CĐ], 231-237 Dỗn Đình Hùng, Nguyễn Trung Minh, (2011), Nghiên cứu hấp phụ Zn(II) dạng cột hạt vật liệu BVQN chế tạo từ thải quặng bauxit Bảo Lộc, Tạp chí khoa học trái đất, Tập 33 (3ĐB), 591-598 Lê Văn Cát, (2002), Hấp phụ trao đổi ion kĩ thuật xử lý nƣớc thải, NXB Thống kê, Hà Nội Lê Văn Cát, (1999), Cơ sở hóa học kĩ thuật xử lý nƣớc, NXB Thanh niên, Hà Nội Trần Văn Nhân (2004), Hóa keo, NXB Đại học Quốc gia, Hà Nội Le Thi Duyen, Le Thi Phuong Thao, Do Thi Hai, et al, (2017), Fabrication and characterization of adsorption hydroxyapatite granule for treatment Pb2+ ion Processdings of 6th Asian Symposium on Advanced Materials, 699-706 77 [69] K B Hardiljeet et all, (2010), Kinetics and thermodynamics of cadmiumi on removal by adsorption onto nano Zerovalent iron particles, Journal of Hazardous Materials, 186, 458 – 465 [70] Mohammad Soleimani Lashkenari, Behzad Davodi, and Hossein Eisazadeh, (2011), Removal of arsenic from aqueous solution using polyaniline/rice husk nanocomposite, Korean J Chem Eng, 28(7), 1532-1538 [71] Y.S Ho, G McKay, (1998), Sorption of dye from aqueous solution by peat, Chem Eng, J 70, 115–124 [72] Y.S Ho, G McKay, (1998), A comparison of chemisorption kinetic models applied to pollutant removal on various sorbents, Process Saf Environ Protect, 76B, 332–340 [73] Y.S Ho, G McKay, (1998), Kinetic model for lead(II) sorption on to peat, Adsorpt Sci Technol, 16, 243–255 [74] Y.S Ho, G McKay, (1998), Kinetic models for the sorption of dye from aqueous solution by wood, Process Saf Environ Protect, 76B, 183–191 [75] Y.S Ho, G McKay, (1998), The kinetics of sorption of basic dyes from aqueoussolution by sphagnum moss peat, Can J Chem Eng, 76, 822–827 [76] Xu el al., (2013), Mathematically modeling fixed – bed adsorption in aqueous systems, Journal of Zhejiang University SCIENCE A, Volume 14, Issue 3, 155–176 [77] Ali Kara & Emel Demirbel, (2012), Kinetic, Isotherm and Thermodynamic [78] [79] [80] Analysis on Adsorption of Cr (VI) Ions from Aqueous Solutions by Synthesis and Characterization of Magnetic-Poly (divinylbenzenevinylimidazole) Microbeads, Water Air Soil Pollut, 223, 2387–2403 Yuh-Shan Ho, Augustine E Ofomaja, (2006), Pseudo-second-order model for lead ion sorption from aqueous solutions onto palm kernel fiber, Journal of Hazardous Materials, 129, 137–142 Y.S Ho, C.C Wang, (2004), Pseudo-isotherms for the sorption of cadmium ion onto tree fern, Process Biochemistry, 39, 759–763 K B Hardiljeet et all, (2010), Kinetics and thermodynamics of cadmium on removal by adsorption onto nano Zerovalent iron particles, Journal of 78 Hazardous Materials, 186, 458 – 465 [81] Phạm Luận (2003), Phƣơng pháp phân tích phổ nguyên tử, NXB Đại học [82] Quốc gia, Hà Nội Le Thi Duyen, Le Thi Phuong Thao, Do Thi Hai, et al, (2017), Fabrication and characterization of adsorption hydroxyapatite granule for treatment Pb2+ ion Processdings of 6th Asian Symposium on Advanced Materials, 699-706 79 PHỤ LỤC ... ? ?Nghiên cứu khả xử lý số ion kim loại nặng: Cu2+, Pb2+ Cd2+ hạt hấp phụ hydroxyapatit? ?? Mục tiêu nghiên cứu Nghiên cứu cách có hệ thống, lựa chọn đƣợc điều kiện thích hợp để xử lý số ion kim loại. .. Thuấn + Tên đề tài: Nghiên cứu khả xử lý số ion kim loại nặng: Cu2+, Pb2+ Cd2+ hạt hấp phụ hydroxyapatit + Tóm tắt: - Tổng hợp nghiên cứu đặc trƣng hóa lý hạt hấp phụ HAp - Nghiên cứu, lựa chọn đƣợc...BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƢỜNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƢỜNG HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG XỬ LÝ MỘT SỐ ION KIM LOẠI NẶNG: Cu2+, Pb2+ VÀ Cd2+ BẰNG HẠT HẤP PHỤ HYDROXYAPATIT