Nghiên cứu khả năng xử lý ô nhiễm một số kim loại nặng trong môi trường nước bằng vật liệu nano compozit polyanilin nhôm oxit

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC KHOA HÓA HỌC PHAN THỊ VĨNH NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG XỬ LÝ Ô NHIỄM MỘT SỐ KIM LOẠI NẶNG TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC BẰNG VẬT LIỆU NANO COMPOZIT POLYANILIN - NHÔM OXIT LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC THÁI NGUYÊN - 2019 Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC KHOA HÓA HỌC PHAN THỊ VĨNH NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG XỬ LÝ Ô NHIỄM MỘT SỐ KIM LOẠI NẶNG TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC BẰNG VẬT LIỆU NANO COMPOZIT POLYANILIN - NHƠM OXIT Chun ngành: Hóa phân tích Mã số: 60440118 LUẬN VĂN THẠC SĨ HĨA HỌC Người hướng dẫn khoa học: TS Bùi Minh Quý THÁI NGUYÊN - 2019 Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn LỜI CẢM ƠN Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới cô giáo - TS Bùi Minh Quý người trực tiếp hướng dẫn, bảo tận tình cho em suốt trình thực luận văn Em xin cảm ơn Ban giám hiệu nhà trường, thầy khoa Hố học trường Đại học Khoa học quan tâm, tạo điều kiện cho em thời gian qua Cuối xin gửi lời cảm ơn đến tất bạn bè, người thân - người đồng hành động viên em trình học tập Do thời gian, điều kiện, kinh nghiệm thân hạn chế nên luận văn chắn khơng tránh khỏi thiếu sót Vì vậy, em xin chân thành ghi nhận ý kiến đóng góp quý báu quý thầy cô bạn bè để luận văn hoàn thiện Thái Nguyên, ngày 18 tháng năm 2019 Tác giả luận văn Phan Thị Vĩnh Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT a DANH MỤC HÌNH b DANH MỤC BẢNG BIỂU d MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan số chất độc hại nước 1.1.1 Tính chất tác hại crom (VI) 1.1.2 Tính chất tác hại chì (II) 1.2 Tổng quan vật liệu compozit polyanilin - nhôm oxit 1.2.1 Polyanilin 1.2.2 Nhôm oxit 1.2.3 Vật liệu compozit PANi- nhôm oxit 12 1.3 Tình hình nghiên cứu nước giới vật liệu hấp phụ Cr (VI), Pb (II) 14 1.3.1 Một số vật liệu hấp phụ Cr (VI) 14 1.3.2 Một số vật liệu hấp phụ Pb (II) 15 1.4 Tổng quan phương pháp hấp phụ 16 1.4.1 Các khái niệm chung 16 1.4.2 Các mô hình trình hấp phụ 18 1.5 Các phương pháp nghiên cứu 23 1.5.1 Các phương pháp nghiên cứu đặc trưng cấu trúc vật liệu 23 1.5.2 Phương pháp phổ hấp thụ phân tử (phân tích trắc quang) (UV- Vis) 27 1.5.3 Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) 28 CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM 31 2.1 Đối tượng phương pháp nghiên cứu 31 2.1.1 Đối tượng nghiên cứu 31 2.1.2 Phương pháp nghiên cứu 31 Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thơng tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 2.2 Thiết bị hóa chất 31 2.2.1 Thiết bị dụng cụ 31 2.2.2 Hóa chất 32 2.3 Tổng hợp vật liệu nano compozit PANi – Al2O3 32 2.3.1 Tổng hợp vật liệu Al2O3 32 2.3.2 Tổng hợp vật liệu compozit PANi – Al2O3 33 2.4 Pha chế dung dịch 33 2.5 Xác định nồng độ Cr (VI) Pb (II) 34 2.5.1 Xác định nồng độ Cr (VI) phương pháp trắc quang 34 2.5.2 Xác định nồng độ Pb (II) phương pháp AAS 35 2.6 Nghiên cứu khả hấp phụ ion Cr (VI) Pb (II) vật liệu nano compozit PANi – Al2O3 35 2.6.1 Nghiên cứu ảnh hưởng pH 35 2.6.2 Nghiên cứu ảnh hưởng thời gian hấp phụ 35 2.6.3 Nghiên cứu ảnh hưởng nồng độ ban đầu chất bị hấp phụ 36 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 37 3.1 Đặc trưng cấu trúc vật liệu compozit PANi – Al2O3 37 3.1.1 Kết phân tích FT-IR 37 3.1.2 Kết phân tích XRD 38 3.1.3 Kết phân tích đặc điểm hình thái học 40 3.2 Xây dựng đường chuẩn xác định ion 41 3.2.1 Xây dựng đường chuẩn xác định ion Cr (VI) phương pháp trắc quang UV - Vis 41 3.2.2 Xây dựng đường chuẩn xác định Pb phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử AAS 42 3.3 Nghiên cứu khả hấp phụ ion Cr (VI) Pb (II) PANi – Al2O3 43 3.3.1 Ảnh hưởng pH 43 Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thơng tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 3.3.2 Ảnh hưởng thời gian hấp phụ 44 3.3.3 Ảnh hưởng nồng độ ban đầu 46 3.3.4 Khảo sát mô hình động học hấp phụ 48 3.3.5 Khảo sát mô hình hấp phụ đẳng nhiệt 50 KẾT LUẬN 54 TÀI LIỆU THAM KHẢO 55 Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT AAS Quang phổ hấp thụ nguyên tử AM Acrylamide FT-IR Quang phổ hồng ngoại biến đổi Fourier KLN Kim loại nặng PANi/MC Polyanilin/Mùn cưa PANi Polyanilin N-HAp Nano hydroxyapatite SEM Kính hiển vi điện tử quét UV-Vis Phổ tử ngoại khả kiến XRD Nhiễu xạ tia X Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thơng tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Mơ hình phân tử nhơm oxit 10 Hình 1.2: Đồ thị để tìm số phương trình động học bậc 19 Hình 1.3: Đồ thị để tìm số phương trình Langmuir 22 Hình 1.4: Đồ thị để tìm số phương trình Freundlich 23 Hình 1.5 Minh họa nhiễu xạ tia X 25 Hình 1.6 Cấu tạo kính hiển vi điện tử quét SEM 26 Hình 1.7 Máy đo quang phổ UV- Vis Jasco V- 770 (Nhật Bản) 28 Hình 1.8: Sơ đồ nguyên tắc cấu tạo máy đo phổ hấp phụ nguyên tử 30 Hình 3.1 Phổ FT- IR PANi 38 Hình 3.2 Phổ FT – IR PANi – nhôm oxit 38 Hình 3.3 Giản đồ nhiễu xạ tia X Al2O3 39 Hình 3.4 Giản đồ nhiễu xạ tia X Al2O3, PANi PANi – Al2O3 39 Hình 3.5 Ảnh SEM PANi (hình a) Al2O3 (hình b) 40 Hình 3.6 Ảnh SEM PANi – Al2O3 40 Hình 3.7 Đường chuẩn xác định ion Cr (VI) phường pháp trắc quang 41 Hình 3.8 Đường chuẩn xác định Pb phương pháp AAS 42 Hình 3.9 Ảnh hưởng pH đến hiệu suất hấp phụ ion Cr (VI) Pb (II) PANi – Al2O3 43 Hình 3.10 Sự phụ thuộc hiệu suất hấp phụ ion Cr (VI) Pb (II) vào thời gian 45 Hình 3.11 Ảnh hưởng nồng độ ban đầu ion Cr (VI) đến dung lượng hiệu suất hấp phụ PANi – nhôm oxit 47 Hình 3.12 Ảnh hưởng nồng độ ban đầu ion Pb (II) đến dung lượng hiệu suất hấp phụ PANi – nhôm oxit 47 Hình 3.13 Phương trình động học tuyến tính bậc q trình hấp phụ ion Cr (VI) Pb (II) PANi – Al2O3 48 Hình 3.14 Phương trình động học tuyến tính bậc q trình hấp phụ ion Cr (VI) Pb (II) PANi - Al2O3 48 Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thơng tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn Hình 3.15 Phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir dạng tuyến tính trình hấp phụ ion Cr (VI) Pb (II) PANi – Al2O3 51 Hình 3.16 Phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Freundlich dạng tuyến tính q trình hấp phụ ion Cr (VI) Pb (II) PANi – Al2O3 51 Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Một số vật liệu hấp phụ ion Cr(VI) 14 Bảng 1.2 Các phương trình hấp phụ đẳng nhiệt 20 Bảng 2.1 Các hóa chất cần dùng 32 Bảng 2.2 Dãy dung dịch chuẩn dùng để xây dựng đường chuẩn xác định Cr (VI) phương pháp trắc quang 34 Bảng 3.2 Sự phụ thuộc độ hấp thụ quang vào nồng độ chì 42 Bảng 3.3 Ảnh hưởng dung lượng hấp phụ pH đến hiệu suất hấp phụ ion Cr (VI) Pb (II) PANi – Al2O3 43 Bảng 3.4 Ảnh hưởng thời gian hấp phụ đến dung lượng hấp phụ ion Cr(VI) Pb (II) PANi – Al2O3 45 Bảng 3.5 Ảnh hưởng nồng độ đầu đến dung lượng hiệu suất hấp phụ ion Cr(VI) Pb (II) PANi – Al2O3 46 Bảng 3.6 Các tham số mô hình động học bậc 1, PANi – Al2O3 theo thời gian 49 Bảng 3.7 Các thơng số phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir Freundlich 51 Bảng 3.8 Sự phụ thuộc tính chất mơ hình hấp phụ vào tham số RL 52 Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn Bảng 3.4 Ảnh hưởng thời gian hấp phụ đến dung lượng hấp phụ ion Cr(VI) Pb (II) PANi – Al2O3 Thời gian Cr (VI) Pb (II) C0 = 32,93 mg/L C0 = 16,75 mg/L Ct q H Ct q H (mg/L) (mg/g) (%) (mg/L) (mg/g) (%) 6,85 26,08 79,21 10,12 6,63 39,58 10 6,20 26,73 81,19 9,45 7,30 43,58 40 3,15 29,78 90,44 5,12 11,63 69,43 60 2,39 30,54 92,75 4,03 12,72 75,94 80 1,89 31,04 94,27 4,02 12,73 76,00 120 1,72 31,21 94,79 4,01 12,74 76,06 (phút) Hình 3.10 Sự phụ thuộc hiệu suất hấp phụ ion Cr (VI) Pb (II) vào thời gian Nhận xét: Trong khoảng thời gian nghiên cứu ta thấy: Dung lượng hiệu suất hấp phụ ion Cr (VI) Pb (II) vật liệu compozit PANi – Al2O3 tăng dần theo thời gian Trong thời gian khảo sát hấp phụ từ ÷ 120 phút, hiệu suất hấp phụ tăng từ 79,21% đến 94,79 % với Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn trình hấp phụ ion Cr (VI); tăng từ 39,58 % đến 76,06 % với trình hấp phụ ion Pb (II) Trong khoảng thời gian từ 80 phút đến 120 phút với hấp phụ ion Cr (VI), từ 60 ÷ 120 phút với hấp phụ ion Pb (II) trình hấp phụ gần đạt đến trạng thái cân bằng, hiệu suất hấp phụ tăng không đáng kể, đường biểu diễn gần dạng nằm ngang song song với trục hồnh (hình 3.9) Do vậy, chọn thời điểm t = 80 phút t = 60 phút tương ứng với ion Cr (VI), Pb (II) thời điểm đạt cân hấp phụ dung lượng hấp phụ thời điểm t = 120 phút vật liệu compozit PANi – Al2O3 làm dung lượng hấp phụ cân (qe) để nghiên cứu mô hình động học hấp phụ 3.3.3 Ảnh hưởng nồng độ ban đầu Tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng nồng độ khác điều kiện thời gian, pH, thể tích dung dịch kết thể bảng 3.5 hình 3.11; 3.12 Bảng 3.5 Ảnh hưởng nồng độ đầu đến dung lượng hiệu suất hấp phụ ion Cr(VI) Pb (II) PANi – Al2O3 Cr (VI) STT Co Ce Pb (II) q (mg/L) (mg/L) (mg/g) H (%) Co Ce q (mg/L) (mg/L) (mg/g) H (%) 13,37 1,40 11,97 89,54 9,89 2,23 7,66 77,46 14,32 1,77 12,55 87,62 16,75 4,03 12,72 75,94 14,64 1,79 12,85 87,78 19,76 5,25 14,51 73,43 18,63 2,25 16,38 87,91 30,25 9,5 20,75 68,59 21,59 2,89 18,70 86,59 39,99 15,13 24,86 62,17 23,17 3,21 19,96 86,14 48,68 19,34 29,34 60,27 Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thơng tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn Hình 3.11 Ảnh hưởng nồng độ ban đầu ion Cr (VI) đến dung lượng hiệu suất hấp phụ PANi – nhơm oxit Hình 3.12 Ảnh hưởng nồng độ ban đầu ion Pb (II) đến dung lượng hiệu suất hấp phụ PANi – nhôm oxit Nhận xét: Kết bảng 3.5 hình 3.11 cho thấy, nồng độ ban đầu ion Cr (VI) tăng từ 13,37 mg/L đến 23,17 mg/L hiệu suất hấp phụ giảm từ 89,54 % xuống 86,14 %, dung lượng hấp phụ tăng từ 11,97 mg/g đến 19,96 mg/g Khi nồng độ ban đầu ion Pb (II) tăng từ 9,89 mg/L đến 48,68 mg/L hiệu suất hấp phụ giảm từ 77,46 % xuống 60,27 %; dung lượng hấp phụ tăng từ 7,66 mg/g đến 29,34 mg/g (bảng 3.5 hình 3.12) Điều chứng tỏ, nồng độ ban đầu chất bị hấp phụ tăng thì hiệu suất hấp phụ giảm, dung lượng hấp phụ tăng Kết trùng với kết nghiên cứu ảnh hưởng nồng độ ban đầu chất bị hấp phụ nhiều nghiên cứu [16, 20, 41, 42] Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 3.3.4 Khảo sát mô hình động học hấp phụ Từ kết nghiên cứu ảnh hưởng thời gian hấp phụ, tiến hành nghiên cứu động học hấp phụ ion Cr (VI) Pb (II) vật liệu hấp phụ compozit PANi – Al2O3 theo mô hình động học bậc bậc Kết thể hình 3.13, 3.14 bảng 3.6 Hình 3.83 Phương trình động học tuyến tính bậc trình hấp phụ ion Cr (VI) Pb (II) PANi – Al2O3 Hình 3.14 Phương trình động học tuyến tính bậc q trình hấp phụ ion Cr (VI) Pb (II) PANi - Al2O3 Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn Bảng 3.6 Các tham số mô hình động học bậc 1, PANi – Al2O3 theo thời gian Mơ hình động học bậc Ion qe k1 -1 R2 Mơ hình động học bậc qthực nghiệm qe k2 (mg/g) (mg/g) (g/mg.phút) R2 (mg/g) (phút ) Cr (VI) 7,12 0,0435 0,9810 31,22 31,65 0,0182 0,9999 Pb (II) 3,99 -0,0005 0,8810 12,74 13,64 0,0106 0,9981 Nhận xét: Kết bảng 3.6 cho thấy: Đối với trình hấp phụ Cr (VI): Các hệ số tương quan R2 nghiên cứu động học trình hấp phụ Cr (VI) PANi – Al2O3 lớn, gần đến Giá trị R2 mô hình động học bậc (R2 = 0,9999) lớn so với mô hình động học bậc (R2 = 0,9810) Tuy nhiên, so sánh giá trị dung lượng hấp phụ thời điểm cân tính theo mơ hình theo thực nghiệm vật liệu PANi – Al2O3, ta thấy qe theo mô hình động học bậc 31,6456 (mg/g) sát với giá trị thực nghiệm (qthực nghiệm = 31,2164 mg/g) Điều chứng tỏ, trình hấp phụ ion Cr (VI) vật liệu PANi – Al2O3 phù hợp với mô hình động học bậc Tương tự, trình hấp phụ ion Pb (II) PANi - Al2O3, hệ số tương quan R2 mô hình động học bậc lớn mô hình động học bậc 1; giá trị dung lượng hấp phụ cân mô hình động học bậc 13,64 mg/g sát với giá trị thực nghiệm (qe = 12,74 mg/g) so với qe tính theo mơ hình động học bậc (qe = 3,99 mg/g) Điều chứng tỏ, trình hấp phụ ion Pb (II) vật liệu PANi –Al2O3 phù hợp với mô hình động học bậc Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thơng tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn Q trình hấp phụ tn theo mơ hình động học bậc 2, xác định lượng hoạt động hóa học q trình hấp phụ theo cơng thức (3.1) [20, 42, 43, 44]: Ea = RT [ln (k2qe2) - ln k2] Trong đó: (3.1) Ea: Năng lượng hoạt động hóa học (kJ/mol), R: Hằng số khí (8,314 J/mol), T: Nhiệt độ tuyệt đối (K); Kết cho thấy lượng hoạt động hóa học q trình hấp phụ ion Cr (VI) Pb (II) compozit PANi – Al2O3 30 0C 17,41 kJ/mol 13,17 kJ/mol Giá trị nằm khoảng từ ÷ 25 kJ/mol, trình hấp phụ ion Cr (VI) Pb (II) compozit PANi – Al2O3 hấp phụ vật lý [20, 42, 43, 44] Kết tính tốn Ea với q trình hấp phụ ion cho thấy, lượng hoạt động hóa học Cr (VI) lớn Pb (II) chứng tỏ trình hấp phụ ion Pb (II) PANi – Al2O3 dễ dàng so với trình hấp phụ ion Cr (VI); điều trùng hợp với kết nghiên cứu ảnh hưởng thời gian hấp phụ thời gian đạt cân hấp phụ ion Pb (II) nhanh so với ion Cr (VI) 3.3.5 Khảo sát mô hình hấp phụ đẳng nhiệt Từ kết khảo sát ảnh hưởng nồng độ ban đầu chất bị hấp phụ, tiến hành khảo sát hấp phụ ion Cr (VI) Pb (II) compozit PANi – Al2O3 theo mô hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir, Freundlich Kết thể hình 3.15, 3.16 bảng 3.7 Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn Hình 3.95 Phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir dạng tuyến tính q trình hấp phụ ion Cr (VI) Pb (II) PANi – Al2O3 Hình 3.106 Phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Freundlich dạng tuyến tính q trình hấp phụ ion Cr (VI) Pb (II) PANi – Al2O3 Bảng 3.2 Các thông số phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir Freundlich Mơ hình hấp phụ Langmuir Ion qmax (mg/g) Mơ hình hấp phụ Freundlich KL R2 n KF (mg/g) R2 Cr (VI) 48,31 4,63 0,9692 1,64 9,484 0,9753 Pb (II) 44,05 10,52 0,9896 1,68 5,188 0,9841 Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn Độ phù hợp mơ hình Freundlich cịn thể qua hệ số n tính tốn từ mơ hình, n nằm khoảng từ ÷ 10 mơ hình phù hợp với thực nghiệm [18, 45] Độ phù hợp mơ hình Langmuir với q trình hấp phụ cịn thể qua tham số RL [41], với RL tính theo cơng thức (3.2): RL  1  K LC0 (3.2) Trong đó: KL tham số phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir; C0 nồng độ ban đầu chất bị hấp phụ; Tham số RL xác định tính chất mơ hình hấp phụ theo bảng 3.8 Bảng 3.3 Sự phụ thuộc tính chất mơ hình hấp phụ vào tham số RL [22] RL Tính chất mơ hình RL> Bất thuận lợi RL = Đường thẳng < RL< RL = Thuận lợi Không thuận lợi Nhận xét: Kết tính tốn cho thấy RL có giá trị nằm khoảng thuận lợi từ 0,0065 ÷ 0,0159 nồng độ ban đầu ion Cr (VI) tăng từ 13,37 ÷ 32,93 mg/L ; từ RL = 0,0095 ÷ 0,0044 nồng độ ban đầu ion Pb (II) tăng từ 9,89 ÷ 48,68 mg/L; hệ số N theo mơ hình hấp phụ Freundlich nằm khoảng thuận lợi trình hấp phụ, n = ÷ 10; Điều chứng tỏ hấp phụ ion Cr (VI) Pb (II) vật liệu compozit theo mơ hình hấp phụ đẳng nhiệt Freundlich Langmuir mơ hình thuận lợi cho hấp phụ Kết xử lý theo mơ hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir Freundlich cho thấy hệ số tương quan R2 VLHP cao, lớn 0,96 Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn Điều chứng tỏ, trình hấp phụ ion Cr (VI) Pb (II) tn theo mơ hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir Freundlich Dung lượng hấp phụ cực đại tính theo Langmuir ion Cr (VI) Pb (II) PANi – Al2O3 48,31 mg/g 44,05 mg/g, số Freundlich trình hấp phụ ion Cr (VI) Pb (II) 9,484 mg/g 5,188 mg/g Kết tính tốn giá trị dung lượng hấp phụ cực đại qmax số Freundlich KF cho thấy, giá trị ứng với trình hấp phụ ion Cr (VI) lớn so với trình hấp phụ ion Pb (II), điều chứng tỏ khả hấp phụ ion Cr (VI) PANi - Al2O3 tốt so với khả hấp phụ ion Pb (II) vật liệu hấp phụ Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn KẾT LUẬN Đã tổng hợp thành công vật liệu Al2O3 phương pháp nhiệt phân vật liệu nanocompozit PANi – Al2O3 phương pháp hóa học Đặc trưng cấu trúc vật liệu xác định phương pháp FT-IR XRD Al2O3 tồn chủ yếu dạng delta gamma; PANi – Al2O3 tồn dạng sợi, có chiều dài từ 200 ÷ 300 nm Đã xây dựng đường chuẩn để xác định nồng độ ion Cr (VI) theo phương pháp trắc quang khoảng nồng độ từ ÷ 2,5 mg/L; đường chuẩn để xác định nồng độ Pb phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử AAS khoảng nồng độ chì từ ÷ 15 mg/L Vật liệu compozit PANi – Al2O3 có khả hấp phụ ion Cr (VI) Pb (II) môi trường nước Hiệu suất hấp phụ ion Cr (VI) đạt kết tối ưu pH = 2÷ 6, thời gian đạt cân hấp phụ t = 80 phút, dung lượng hấp phụ tăng nồng độ ban đầu Cr (VI) tăng Hiệu suất hấp phụ ion Pb (II) đạt kết tối ưu pH = 3, thời gian đạt cân hấp phụ t = 60 phút, dung lượng hấp phụ tăng nồng độ ban đầu Pb (II) tăng Quá trình hấp phụ ion Cr (VI) Pb (II) compozit PANi – Al2O3 phù hợp với mô hình động học bậc 2, trình hấp phụ hấp phụ vật lý Sự hấp phụ ion Cr (VI) Pb (II) compozit PANi – Al2O3 tn theo mơ hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir Freundlich Dung lượng hấp phụ cực đại ion Cr (VI) Pb (II) PANi – Al2O3 tính theo phương trình Langmuir 48,31 mg/g 44,05 mg/g Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn TÀI LIỆU THAM KHẢO Hồng Nhâm, Hóa vơ cơ, Tập III - Nhà xuất Giáo dục, 2003 http://www.hoahocngaynay.com/vi/phat-trien-ben-vung/an-toan-hoachat/232-kim-loai-nang-va-anh-huong-cua-no-doi-voi-con-nguoi.html http://giacavattu.com/uploads/Tieu_chuan_nuoc_thai.pdf Nguyễn Thùy Dương, “Nghiên cứu khả hấp phụ số ion kim loại nặng vật liệu hấp phụ chế tạo từ vỏ lạc thăm dò xử lý môi trường”, Luận văn thạc sĩ , Đại học Sư phạm - Đại học Thái Nguyên, 2008 www.chongdoc.org.vn/ngo-doc-chi-thong-tin-danh-cho-cong-dong87791, 2018 Phan Thế Anh, Nguyễn Đình Lâm, “ Tổng hợp Polyanilin theo phương pháp trùng hợp nhũ tương đảo”, Tạp chí Khoa học cơng nghệ Đà Nẵng, 2011, 3(44) 112-115 Reza Ansari, Zahra Mosayebzadeh, “Removal of eosin, an anionic dye, from aqueous solutions using conducting electroactive polymers”, Iranian Polymer Journal , 2010, 19(7),541 - 551 Yuh-Shan Ho, Augustine E Ofomaja, “Pseudo second order model for lead ion sorption from aqueous solutions onto palm kernel fiber”, Journal of Hazardous Materials, 2005, 129(1-3),137-142 Đặng Duy Trung, “Nghiên cứu chế tạo khảo sát tính chất vật liệu polyme nanocompozit sở polyaniline graphit”, Luận văn thạc sĩ, Trường Đại học Công nghệ, 2011 10 Dương Quang Huấn, “Nghiên cứu chế tạo Polyanilin dẫn điện định hướng ứng dụng xử lý môi trường”, Luận án tiến sĩ Hóa học, Viện hóa học, 2012 Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thơng tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 11 Ahmed Al-Dulaimi, Shahrir Hashim and Mohammed Ilyas Khan, “Corrosion Protection of Carbon Steel Using Polyaniline Composite wit Aluminium Oxide” ,Technol, 2011, 19 (2), 329 – 337 12 Nguyễn Thị Trang, “ Nghiên cứu chế tạo khảo sát tính chất điện hóa vật liệu nanocomposite polyanilin/TIO2”, Luận văn thạc sĩ, Đại học Đà Nẵng, 2013 13 Đặng Thị Thùy, “Nghiên cứu tổng hợp nhôm oxit hoạt tính có chất lượng cao, ứng dụng làm chất xúc tác chất hấp phụ quy mô pilôt”, Luận văn thạc sĩ , Đại học Bách Khoa Đà Nẵng, 2014 14 Nguyễn Hữu Trịnh, “Nghiên cứu tính chất hố lý -Al2O3 Al2O3", Tạp chí hố học ứng dụng, 2002, 3(32), 325-329 15 Đỗ Thanh Hải ,“Nghiên cứu điều chế số chất hấp phụ từ hợp chất nhôm nghiên cứu chất kết dính tạo viên”, Luận văn thạc sĩ, trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội, 2002 16 Zahoor Ahmed, Syeda Rubina Gilani, Ammara Nazir, Malik Naveed, Mehran Khan Wajid, Madiha Ahmed and Yasra Naseer.,“ Application of PANI/Al2O3 composite towards the removal of tartrazine dye from aqueous solution”, Sci.Int.(Lahore), 2015, 27(1), 319-323 17 Subramanla, Senthllkuma, Annamalal Rajendran,“Synthesis, characterization and electrical properties of nano metal and metal-oxide doped with conducting polymer composites by in-Situ chemical polymerization”, Tamilnadu India, 2017, 10, pages 355-366 18 Javadian.H ,Angaji, M.T, Naushad, M, “Synthesis and characterization of polyaniline/γ-alumina nanocomposite: A comparative study for the adsorption of three different anionic dyes”, Journal of Industrial and Engineering Chemistry, 2014, 20(5), 3890–3900 Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 19 T.Laskshmikandhan,V.L.ChandraBoss, “Development and characterization of PANi/Al2O3/ EPOXY nanocomposites for high peformance application”, International Journal of Pure and Applied Mathematics, 2018, 119, 1457-1470 20 Hardiljeet.K.Boparai, Meera Joseph, Denis M O’Carroll, “Kinetics and thermodynamics of cadmiumi on removal by adsorption onto nano Zerovalent iron particles”, Journal of Hazardous Materials, 2010, 16 (3): 219 – 225 21 Yao, X., Kou, X., & Qiu, J, “Nano-Al2O3/PANI composites with high negative permittivity”, Aticle in Organic Electronics, 2016, 39, 133–137 22 Bùi Minh Quý, “Nghiên cứu tổng hợp compozit PANi phụ phẩm nông nghiệp để xử lý kim loại nặng Pb (II), Cr (VI) Cd (II)”, Luận án tiến sĩ, Viện Hóa học, Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam, 2015 23 Yuguo Xia, Li Zhang, YanWang, Xiuling Jiao, Dairong Chen, “A facile strategy to fabricate well-defined mesoporous γ-Al2O3 microcubes with good adsorption performance towards Cr(VI) removal”, Materials Letters, 2015, 143, 294-297 24 JinrongGe, KejianDeng, WeiquanCai, JiaguoYu, XiaoqinLiu, JiabinZhou, “Effect of structure-directing agents on facile hydrothermal preparation of hierarchical γ-Al2O3 and their adsorption performance toward Cr(VI) and CO2”, Journal of Colloid and Interface Science, 2013, 40(1), 34-39 25 Y C Sharma, V Srivastava, A K Mukherjee, “Synthesis and Application of Nano-Al2O3 Powder for the Reclamation of Hexavalent Chromium from Aqueous Solutions”, J Chem Eng, 2010, 55(7), 2390-2398 Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 26 Bùi Minh Quý, Phan Thị Bình, Nguyễn Thị Liên, Vũ Quang Tùng, “Tổng hợp nghiên cứu khả hấp phụ Cr(VI) compozit PANi/Vỏ đỗ”, Tạp chí Hóa học, 2012, 50(4B), 149 – 153 27 Vũ Xuân Minh, Nguyễn Thanh Mỹ, Lê Thị Mai Hương, Nguyễn Tuấn Dung, “ Nghiên cứu hoạt hóa bùn đỏ axit sulfuric khảo sát khả hấp phụ Cr(VI)” , Tạp chí hóa học, 2015, 53(4), 475-479 28 Phạm Thị Mai Hương, Trần Hồng Côn, Trần Thị Dung, “ Nghiên cứu khả hấp phụ Pb(II) nước vật liệu oxit sắt oxyhydroxit sắt tách từ bùn đỏ Tây Nguyên”, Tạp chí khoa học công nghệ, 2017, 33 (1),26-35 29 Nguyễn Thanh Tùng, Phạm Luận, Trần Tứ Hiếu, “Nghiên cứu khả hấp phụ Pb(II) đá ong Việt Nam sau biến tính”, Tạp chí Hóa Lý Sinh, 2006, 11(4), 40-45 30 Shiqing Gu, Lan Wang, Xinyou Mao, Liping Yang, Chuanyi Wang, “Selective Adsorption of Pb(II) from Aqueous Solution by Triethylenetetramine-Grafted Polyacrylamide/Vermiculite”, 2018, 11(4), 514-533 31 Simona Liliana Inconaru, Mikael Motelica Heino, Regis Guegen, Mircea Beuran, “Adsorption of Pb (II) Ions onto Hydroxyapatite Nanopowders in Aqueous Solutions” Journal of Spectroscopy”, 2018, 11(11), 2204-2220 32 Nguyễn Đình Huề , Giáo trình hố lí, Nxb Sư phạm Hà Nội, 2001 33 Lê Văn Cát, Hấp phụ trao đổi ion kĩ thuật xử lí nước nước thải, Nxb Thống kê, 2002 34 P.P Koroxtelev, Chuẩn bị dung dịch cho phân tích hóa học, Nxb Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội, 1974 Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 35 Hồ Viết Quý, Phân tích Lý – Hóa, NXB Giáo dục Hà Nội, 2000 36 Nguyễn Đình Triệu, Các phương pháp vật lý ứng dụng hóa học, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội, 1999 37 Trần Văn Nhân, Hóa lý thuyết tập III, NXB giáo dục, 1999 38 Đào Đình Thức, Một số phương pháp ứng dụng hóa học, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội, 1999 39 Angeline M.Stoyanova, “Determination of Cr (VI) by a Catalytic Spectrometic Method in the presence of p-Aminobenzoic acid”, Turk.J.Biochem, 2004, 29, 367-375 40 Phạm Luận Phương pháp phân tích phổ nguyên tử, NXB Đại Học Quốc Gia Hà Nội, 2003 41 Mohammad Soleimani Lashkenari, Behzad Davodi, and Hossein Eisazadeh, “Removal of arsenic from aqueous solution using PANi/rice husk nanocomposite”, Korean J Chem Eng, 2011, 28(7), 1532-1538 42 S.K Behzad, M.M Amini, A Balati, M Ghanbari, O Sadeghi, “Adsorption and determination of Cr(VI) in environmental samples using triazine-modified Fe3O4 nanoparticles: kinetics and equilibrium modeling”, J Sol-Gel Sci Technol, 2016, 78, 446–456 43 Donbebe Wankasi, Michael Horsfall Jnr, Ayabaemi Ibuteme Spiff, “Sorption kinetics of Pb2+ and Cu2+ ions from aqueous solution by Nipal palm (Nypa fruticans Wurmb) shoot biomass”, Electron J Biotechnol, 2006, 9(5), 587-592 44 Y.S Ho, C.C.Wang, “Pseudo-isotherms for the sorption of cadmium ion onto tree fern”, Process Biochemistry, 2004, 39, 761-765 45 R.A Anderson, “Essentiality of chromium in humans”, Sci Total Environ, 1989, 86 (1,2), 75-81 Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn ...TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC KHOA HÓA HỌC PHAN THỊ VĨNH NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG XỬ LÝ Ô NHIỄM MỘT SỐ KIM LOẠI NẶNG TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC BẰNG VẬT LIỆU NANO COMPOZIT POLYANILIN - NHÔM OXIT. .. ô nhiễm số kim loại nặng môi trường nước vật liệu nano compozit polyanilin - nhôm oxit? ?? Mục tiêu đề tài: Tổng hợp vật liệu nano compozit polyanilin – nhơm oxit, từ nghiên cứu khả hấp phụ ion kim. .. pháp nghiên cứu 2.1.1 Đối tượng nghiên cứu - Các loại vật liệu: polyanilin, nhôm oxit, compozit dạng polyanilin – nhôm oxit - Các ion kim loại nặng: Cr (VI) Pb (II) - Các yếu tố ảnh hưởng đến khả