Nghiên cứu khả năng hấp phụ một số ion kim loại nặng trong môi trường nước bởi vật liệu lá thông ba lá (PINUS KESIYA) tại đà lạt TT

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐÀ LẠT HUỲNH PHƯƠNG THẢO NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG HẤP PHỤ MỘT SỐ ION KIM LOẠI NẶNG (As5+/As3+, Cr6+/Cr3+, Pb2+, Cd2+) TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC BỞI VẬT LIỆU LÁ THÔNG BA LÁ (PINUS KESIYA) TẠI ĐÀ LẠT Chuyên ngành: Hóa phân tích Mã số: 44 01 18 TĨM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ NGÀNH HÓA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS Nguyễn Ngọc Tuấn PGS.TS Nguyễn Văn Hạ Đà Lạt - Năm 2021 Cơng trình hồn thành tại: trường đại học Đà Lạt Phản biện 1: Phản biện 2: Luận án bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án Tiến sĩ họp Trường Đại học Đà Lạt vào hồi ngày tháng Có thể tìm hiểu luận án tại: - Thư viện Trường Đại học Đà Lạt - Website http://www.dlu.edu.vn năm MỞ ĐẦU TÍNH CẤP THIẾT VÀ MỤC TIÊU CỦA LUẬN ÁN 1.1 Tính cấp thiết Trong năm gần nước ta, phát triển kinh tế gia tăng dân số nên môi trường nước ngày bị ô nhiễm kim loại nặng mà nguồn gốc chủ yếu từ công nghiệp giao thơng vận tải Các kim loại nặng nói chung lại khó loại bỏ biện pháp xử lý nước thải thông thường chúng xâm nhập vào nguồn nước sinh hoạt mức cao mức cho phép nguồn gốc nhiều bệnh hiểm nghèo, đe dọa sức khỏe tính mạng người Vì vậy, vấn đề phân tích, xác định hàm lượng kim loại nặng môi trường nước đánh giá mức độ ô nhiễm chúng vô cần thiết Trong đa số trường hợp, phân tích lượng vết kim loại nặng mẫu nước phải trải qua giai đoạn tách làm giàu Quá trình nhằm nâng cao độ nhạy phương pháp phân tích Hiện nay, phương pháp phân tích cơng cụ đại có bước phát triển vượt bậc, việc xác định trực tiếp hàm lượng độc tố mẫu môi trường cịn gặp khơng khó khăn Chính vậy, việc tách làm giàu chất phân tích kết hợp với phương pháp phân tích đại có ý nghĩa Trong phương pháp tách làm giàu chiết lỏng-lỏng, chiết pha rắn, kết tủa, cộng kết, sắc ký… phương pháp chiết pha rắn (Solid Phase Extraction-SPE) có nhiều ưu điểm so độ chọc lọc, hệ số làm giàu cao, sử dụng dung mơi, thao tác đơn giản, dễ tự động hố tiết kiệm chi phí Trên giới Việt Nam, nghiên cứu sử dụng phương pháp chiết pha rắn ngày phổ biến Kỹ thuật dần thay cho kỹ thuật chiết lỏng-lỏng Hiệu làm việc cột chiết pha rắn phụ thuộc nhiều vào vật liệu dùng làm pha tĩnh Nhiều loại vật liệu pha tĩnh SiO2, than hoạt tính, loại vật liệu polyme, phụ phẩm sản xuất nơng nghiệp (bã mía, lõi ngơ, chitosan, vỏ trấu ) nghiên cứu, biến tính để tách, làm giàu lượng vết ion kim loại Trong đó, sinh khối thực vật (vật liệu lignocellulose) đối tượng nghiên cứu thu hút quan tâm nhà khoa học vật liệu sẵn có, dễ tìm, giá thành thấp thân thiện với mơi trường Vật liệu lignocellulose tìm thấy phụ phẩm nơng nghiệp, cơng nghiệp mùn cưa, bã mía, giấy vụn, cỏ, thân cây, vỏ trấu, ngô… Lá thông polyme phức tạp, có thành phần cellulose, lignin hemicellulose Ở nước ta, việc ứng dụng thông làm pha rắn hấp phụ để tách làm giàu kim loại hàm lượng vết chưa quan tâm Chính lý trên, chúng tơi xây dựng đề tài luận án theo hướng “Nghiên cứu khả hấp phụ số ion kim loại nặng (As5+/As3+, Cr6+/Cr3+, Pb2+, Cd2+) môi trường nước vật liệu thông ba (Pinus kesiya) Đà Lạt”, nhằm tìm loại vật liệu hấp phụ mới, đóng góp vào việc xử lý nhiễm kim loại nặng môi trường nước ứng dụng để làm giàu kim loại nặng phân tích 1.2 Mục tiêu luận án: Nghiên cứu phát triển phương pháp phân tích lượng vết số ion kim loại nặng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử kỹ thuật lửa (F-AAS), phương pháp phân tích kích hoạt nơtron kết hợp hấp phụ-làm giàu vật liệu từ thông Để thực mục tiêu trên, luận án này, tập trung giải số nội dung sau: Xử lý thơng khơ vật liệu tự nhiên có sẵn địa phương, giá trị mặt kinh tế làm vật liệu hấp phụ ion Pb(II), Cd(II), Cr(III), Cr(VI), As(III) As(V) dung dịch nước xác định đặc tính vật liệu Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến khả hấp phụ tĩnh vật liệu pH dung dịch, thời gian hấp phụ, nhiệt độ nồng độ ban đầu chất bị hấp phụ Nghiên cứu động học trình Xây dựng đường hấp phụ đẳng nhiệt xác định dung lượng hấp phụ cực đại vật liệu Xác định thông số nhiệt động học trình hấp phụ Nghiên cứu hấp phụ cạnh tranh có mặt đồng thời ion Pb(II), Cd(II), Cr(III), Cr(VI), As(III) As(V) nước Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến trình hấp phụ động tốc độ nạp mẫu, lượng chất hấp phụ, thể tích mẫu ban đầu, loại chất rửa giải, nồng độ chất rửa giải, tốc độ rửa giải Xây dựng quy trình phân tích Pb Cd kết hợp SPE/F-AAS thẩm định quy trình phân tích Xây dựng quy trình làm giàu lượng vết Cr As mẫu nước cho mục đích phân tích kích hoạt nơtron Ứng dụng quy trình xây dựng để phân tích lượng vết Pb, Cd, Cr As số mẫu thực Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA LUẬN ÁN 2.1 Ý nghĩa khoa học: Đây hướng nghiên cứu khoa học lĩnh vực tách làm giàu, ứng dụng phân tích kim loại hàm lượng vết Kết nghiên cứu góp phần mặt lý luận cho việc giải thích chế q trình hấp phụ ion Pb(II), Cd(II), Cr(III), Cr(VI), As(III) As(V) vật liệu thông 2.2 Ý nghĩa thực tiễn: Nghiên cứu có ý nghĩa thực tế việc sử dụng thơng khơ, sẵn có Đà Lạt thành vật liệu khơng có ứng dụng lĩnh vực hóa phân tích mà cịn có tiềm ứng dụng cao để xử lí nhiễm kim loại mơi trường nước Qui trình xử lí đơn giản phù hợp với phịng thí nghiệm địa phương, tiết kiệm chi phí q trình xử lý NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN Lần nước ta: - Đã nghiên cứu cách chi tiết khả hấp phụ kim loại nặng-độc: chì, cadmi, crom asen thơng, nhằm đưa giải pháp hữu hiệu trình làm giàu vết kim loại mơi trường nước - Đã sử dụng vật liệu thông hấp phụ-làm giàu hàm lượng vết kim loại As Cr có mẫu nước, xác định hàm lượng chúng phương pháp phân tích kích hoạt nơtron lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt hấp phụ giải hấp Pb Cd để xác định hàm lượng chúng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử Kết nghiên cứu cho thấy khả sử dụng thông việc xử lý nguồn nước bị ô nhiễm kim loại nặng-độc BỐ CỤC CỦA LUẬN ÁN Luận án trình bày theo ba chương, bao gồm: Chương một: Tổng hợp nội dung liên quan đến luận án, nghiên cứu nước Chương hai: Giới thiệu đối tượng, nội dung phương pháp nghiên cứu sử dụng để giải nội dung nghiên cứu luận án Chương ba: Trình bày kết nghiên cứu thảo luận kết mà luận án đạt CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 TỔNG QUAN VỀ KIM LOẠI NẶNG Theo từ điển Khoa học kỹ thuật Nhà xuất Khoa học kỹ thuật Hà Nội xuất năm 2000, kim loại nặng kim loại có khối lượng riêng lớn 5g/cm3 asen (5,73 g/cm3), crơm (7,15 g/cm3), cadmi (8,65 g/cm3), chì (11,34 g/cm3), thủy ngân (15,534 g/cm3), mangan (7,21 g/cm3) Kim loại nặng chia thành ba loại kim loại độc (Hg, Cr, Pb, Zn, Cu, Ni, Cd, As, Co, Sn…), kim loại quý (Pd, Pt, Au, Ag, Ru…), kim loại phóng xạ (U, Th, Ra, Am…) Các nguồn thải kim loại nặng dạng chất gây ô nhiễm từ nhà máy khí, nhà máy luyện kim, nhà máy xi mạ nhà máy hóa chất Trong mơi trường nước, kim loại nặng tồn dạng ion phức chất Trong thực tế phân tích, hàm lượng chất có mẫu đặc biệt hàm lượng ion kim loại nặng nước thường nhỏ, nằm giới hạn phát cơng cụ phân tích Vì vậy, trước xác định chúng cần thơng qua trình tách làm giàu Để tách, làm giàu kim loại nặng nước thường dùng số phương pháp thông dụng phương pháp kết tủa cộng kết, phương pháp chiết pha rắn SPE, phương pháp chiết lỏng – lỏng, phương pháp tách làm giàu điện hoá Việc sử dụng kỹ thuật chiết pha rắn SPE ứng dụng để tách làm giàu ion vô đối tượng mẫu phát triển Kỹ thuật dần thay cho kỹ thuật chiết lỏng – lỏng từ năm 1970 Do vậy, hướng “mở” nhà phân tích, đặc biệt việc ứng dụng vật liệu tự nhiên thân thiện với môi trường để tách làm giàu ion kim loại nặng độc mẫu môi trường như: mẫu nước hồ, nước máy, nước cịn quan tâm nghiên cứu Các ion kim loại làm giàu cột chiết pha rắn rửa giải để xác định hàm lượng chúng phương pháp trắc quang so màu, phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử, phương pháp cực phổ xác định trực tiếp hàm lượng kim loại nặng vật liệu pha tĩnh phương pháp kích hoạt notron, quang phổ huỳnh quang tia X (XRF) 1.2 TỔNG QUAN VỀ HIỆN TƯỢNG HẤP PHỤ Hấp phụ q trình tích lũy chất bề mặt phân cách pha (khí-rắn, lỏng-rắn, khí-lỏng, lỏng-lỏng) Chất có bề mặt, xảy hấp phụ, gọi chất hấp phụ; cịn chất tích lũy bề mặt gọi chất bị hấp phụ Trong số trường hợp, chất bị hấp phụ xuyên qua lớp bề mặt vào thể tích chất hấp phụ Hiện tượng gọi hấp thụ Ngược với hấp phụ, trình chất bị hấp phụ khỏi lớp bề mặt gọi giải hấp phụ Trong nước, tương tác chất hấp phụ chất bị hấp phụ phức tạp nhiều hệ có ba thành phần gây tương tác: Nước, chất hấp phụ chất bị hấp phụ Do có mặt dung môi nên hệ xảy trình hấp phụ cạnh tranh chất bị hấp phụ dung môi bề mặt chất hấp phụ Cặp có tương tác mạnh hấp phụ xảy cho cặp Tính chọn lọc cặp tương tác phụ thuộc vào yếu tố độ tan chất bị hấp phụ nước, tính ưa nước kị nước chất hấp phụ mức độ kị nước chất bị hấp phụ môi trường nước 1.3 HẤP PHỤ KIM LOẠI NẶNG TRONG NƯỚC BẰNG SINH KHỐI THỰC VẬT Việc sử dụng vật liệu phụ phẩm nông, công nghiệp thực vật có giá trị kinh tế đặc biệt quan tâm phụ phẩm khơng sử dụng nhiều trường hợp, lại phải tốn chi phí cho chơn lấp Do đó, nhiều nghiên cứu tiến hành nhằm tìm phương pháp chuyển đổi vật liệu thành sản phẩm có ích Vật liệu lignocellulose có ưu lớn dễ kiếm, sẵn có tự nhiên giá thành thấp Hơn nữa, vật liệu cho hiệu xử lý tốt, không sử dụng hóa chất, chất thải khơng lớn dễ xử lý; tái sử dụng VLHP thu hồi kim loại Cơ chế trình hấp phụ vật liệu sinh học phức tạp Sự hấp thu kim loại nặng không dựa chế mà gồm nhiều chế khác chất, số lượng nguồn gốc sinh khối Các kim loại loại bỏ khỏi nước số chế trao đổi ion, tạo phức hấp phụ liên kết vật lý 1.4 VẬT LIỆU HẤP PHỤ TỪ LÁ THƠNG Thơng ba (Pinus kesiya Royle ex Gordon; tên đồng nghĩa: Pinus langbianensis A.Chev., Pinus insularis var khasyana (Griff.) Silba.) loài kim thuộc họ Thông (Pinaceae) Với mục tiêu đặt vật liệu có chi phí thấp, có nguồn gốc từ phế phẩm địa phương vật liệu lignocellulose vật liệu tiềm việc loại bỏ kim loại nặng môi trường nước Nghiên cứu sử dụng vật liệu lignocellulose làm vật liệu hấp phụ góp phần xử lý ô nhiễm nguồn nước, đặc biệt nhiễm kim loại nặng vấn đề có tính thời sự, có ý nghĩa khoa học thực tiễn Đa số kết nghiên cứu lĩnh vực thu kết hấp phụ kim loại nặng nước khả quan cho thấy khả ứng dụng vật liệu lignocellulose xử lý nước thải có hàm lượng kim loại nặng vượt ngưỡng cho phép Trong số vật liệu có nguồn gốc thực vật, thơng vật liệu hấp phụ có khả hấp phụ kim loại nặng tốt, lại có nhiều tự nhiên chưa nghiên cứu nhiều Ở nước ta, vật liệu hấp phụ từ thông dường chưa công bố tài liệu (sách, tạp chí) chưa có tài liệu ứng dụng vật liệu thông tách làm giàu số ion kim loại nặng đối tượng mơi trường Chính vậy, chúng tơi xây dựng đề tài:“ Nghiên cứu khả hấp phụ số ion kim loại nặng (As5+/As 3+, Cr6+/Cr3+, Pb2+, Cd2+) môi trường nước vật liệu thông ba (Pinus kesiya) Đà Lạt” nhằm nghiên cứu cách có hệ thống khả hấp phụ ion kim loại nặng ứng dụng vật liệu tách làm giàu lượng vết ion kim loại nước, đáp ứng mục tiêu làm loại vật liệu hấp phụ có giá thành thấp, chi phí q trình xử lý mơi trường thấp, có khả tái tạo thân thiện với môi trường CHƯƠNG ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU Vật liệu nghiên cứu: Lá thông khô thu thập thành phố Đà Lạt, tỉnh Lâm Đồng xử lý làm vật liệu hấp phụ kim loại nặng cho cột chiết pha rắn Mẫu phân tích: Các mẫu nước chứa lượng vết kim loại nặng độc hại chì, cadmi, crom, asen cho hấp phụ vật liệu thơng, sau xác định nồng độ ion kim loại nặng phương pháp AAS 2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.2.1 Các phương pháp xác định đặc tính vật liệu Phương pháp xác định hình thái học bề mặt hiển vi điện tử quét (SEM) Phương pháp quang phổ hồng ngoại (IR) Phương pháp phổ tán sắc lượng tia X (EDX) Phương pháp xác định điểm điện tích khơng vật liệu 2.2.2 Phương pháp xác định hàm lượng kim loại Trong đề tài nghiên cứu này, chọn phương pháp phân tích phổ nguyên tử để xác định hàm lượng ion kim loại dung dịch phương pháp phân tích kích hoạt notron để xác định trực tiếp hàm lượng ion kim loại vật liệu Việc tiến hành đo đạc, thu thập lsố liệu tiến hành thiết bị AAS (AA-6800) hãng Shimadzu, đặt Trung tâm Phân tích, Viện Nghiên cứu hạt nhân lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt có cơng suất 500kW, thơng lượng nơtron kênh chiếu mẫu (mâm quay) (3.61±0.11).1012n/cm2.sec 2.2.3 Chuẩn bị vật liệu hấp phụ từ thông Lá thông thu thập khn viên khoa Hóa học – Đại học Đà Lạt Đây Lá thông khô rửa để loại bỏ hoàn toàn bụi chất bẩn bám dính, tiến hành ngâm nước ngày Sau rửa lại nước cất đến nước rửa khơng có màu nâu đục, thao tác nhằm loại bỏ màu thơng gây ảnh hưởng đến trình xử lý sau Mẫu thơng cắt nhỏ với kích thước khoảng cm, tiến hành sấy khô nhiệt độ 800C khối lượng khơng đổi (24 giờ), sau mẫu nghiền nhỏ rây để có kích thước khoảng sau: 125 μm < d ≤ 212 μm, mẫu đựng lọ plastic, vặn chặt bảo quản nhiệt độ phịng, bình hút ẩm Ký hiệu vật liệu LT Hoạt hóa thơng nhiệt: Cân 50g mẫu thông sau sấy khô 80°C vào chén sứ, đậy kín giấy bạc nung 310°C vịng Sau đó, mẫu đựng lọ plastic, vặn chặt nắp bảo quản nhiệt độ phịng, bình hút ẩm Ký hiệu vật liệu LTN 2.2.4 Phương pháp nghiên cứu khả hấp phụ Phương pháp hấp phụ tĩnh Cách tiến hành: Lấy 50 mL dung dịch ion kim loại cần nghiên cứu có nồng độ biết trước, cho vào bình tam giác loại 100 mL rửa sấy khơ, sau thêm lượng vật liệu xác định, tiến hành khuấy từ với tốc độ 150 vòng/phút, để lắng, lọc lấy dung dịch, pha lỗng dung dịch với hệ số thích hợp đem xác định hàm lượng ion kim loại phương pháp AAS Phương pháp hấp phụ động Chuẩn bị cột chiết pha rắn (SPE) có chiều dài 10 cm đường kính 0,5 cm; nhồi vào cột 1,0000 g vật liệu LT theo phương pháp nhồi khô Cố định nén chặt lớp vật liệu hấp phụ lớp polypropylene Điều kiện hóa cột chiết lần, lần 10 mL nước cất điều chỉnh pH bằngvới pH mẫu cho hấp phụ qua cột chiết Cho dung dịch mẫu chứa ion kim loại cần nghiên cứu (bao gồm ion Pb(II), Cd(II)) chảy qua cột với tốc độ phù hợp Sau dung dịch mẫu di chuyển hết qua cột chiết pha rắn, cột chiết rửa với 10 mL nước cất điều chỉnh pH pH mẫu cho qua cột chiết Cuối rửa giải ion kim loại dung dịch rửa giải thích hợp xác định hàm lượng ion kim loại phương pháp F-AAS CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 3.1 KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH ĐẶC TÍNH CỦA VẬT LIỆU 3.1.1 Đặc trưng cấu trúc vật liệu LT Hình ảnh bề mặt vật liệu LT xác định thiết bị FE– SEM Hitachi S-4800 cho thấy vật liệu có bề mặt gồ ghề, khơng đồng (Hình 3.1.) Kết phân tích phổ EDX (Hình 3.2.) cho thấy thành phần vật liệu bao gồm carbon oxy với tỷ lệ tương ứng 53,24% 46,76% Hình 3.1 Ảnh SEM vật liệu LT Hình 3.6 Ảnh SEM vật liệu LTN Hình 3.7 Phổ EDX thành phần hóa học vật liệu LTN Transmittance (%) 100 LT 90 4000 3500 3000 LTN 2500 2000 1500 1000 500 Wavenumber (cm-1) Hình 3.8 Phổ hồng ngoại (IR) vật liệu LT trước sau nung Hemicellulose cellulose hợp chất cao phân tử (khung C-C linh động) chứa nhóm OH Phổ FTIR (Hình 3.8.) cho thấy peak đặc trưng cho nhóm chức hydroxyl bước sóng 3200 đến 3550 cm-1 có độ lớn giảm nhiệt độ nung 310oC Nguyên nhân 11 nhiệt độ tăng, phản ứng dehydrat làm đứt liên kết C−O hình thành khung C−C tạo nên lỗ trống bề mặt vật liệu 3.1.4 Khảo sát điểm điện tích khơng (pHpzc) Từ kết thu cho phép dự đoán điểm điện tích khơng vật liệu LT khoảng 4,3 vật liệu LTN khoảng 7,5 Như vậy, pH dung dịch < pHpzc bề mặt vật liệu hấp phụ mang điện tích dương, kết hấp phụ anion tốt Ngược lại, pH dung dịch > pHpzc bề mặt vật liệu mang điện tích âm hấp phụ cation tốt pHpzc yếu tố xác nhận khả hấp phụ ion kim loại điều kiện tâm hấp phụ bề mặt chất hấp phụ mang điện tích trái dấu với điện tích ion kim loại Do đó, dựa vào pHpzc dự đốn khả hấp phụ vật liệu dạng tồn ion kim loại giá trị pH Hình 3.9 Đồ thị xác định điểm điện tích khơng vật liệu LT LTN 3.2 KHẢO SÁT CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN KHẢ NĂNG HẤP PHỤ CÁC ION KIM LOẠI BẰNG PHƯƠNG PHÁP TĨNH 3.2.1 Ảnh hưởng pH dung dịch Kết thực nghiệm cho thấy ion Pb(II), Cd(II) Cr(III), hiệu suất hấp phụ tăng tăng pH từ đến đạt hiệu suất cao khoảng pH từ đến Ngược lại, ion Cr(VI), As(III) As(V), hiệu suất hấp phụ tăng nhẹ tăng pH từ đến bắt đầu giảm tiếp tục tăng pH Như vậy, dựa vào đồ thị biểu diễn ảnh hưởng pH dung địch đến hiệu suất hấp phụ ion kim loại vật liệu LT, rút kết luận rằng: Giá trị pH dung dịch tốt cho hấp phụ pH=5 Pb(II), pH=6 Cd(II) Cr(III), pH=3 Cr(VI), As(III) As(V) Các giá trị pH chọn để nghiên cứu thí nghiệm 12 100 80 60 H (%) 40 20 Pb(II) Cr(VI) Cd(II) As(III) Cr(III) As(V) pH Hình 3.10 Ảnh hưởng pH dung dịch đến hiệu suất hấp phụ ion kim loại vật liệu LT 100 80 60 H (%) 40 20 Cr(III) Cr(VI) As(III) As(V) pH Hình 3.11 Ảnh hưởng pH dung dịch đến hiệu suất hấp phụ ion Cr(III) Cr(VI); As(III) As(V) vật liệu LTN Số liệu thu cho thấy, hiệu suất hấp phụ tăng dần đạt giá trị cao pH = (89,7%) As(III) pH = (92,9%) As(V) Sau đó, hiệu suất hấp phụ As(III) As(V) giảm dần tới pH = Hiệu suất hấp phụ Cr(III) tăng dần đạt giá trị cao pH = (92,4%), tiếp tục tăng pH lên cao hiệu suất hấp phụ giảm dần Hiệu suất hấp phụ Cr(VI) vật liệu LTN đạt giá trị cao khoảng pH từ đến (trên 94%), sau giảm dần đến pH=8 Như vậy, dựa vào đồ thị biểu diễn ảnh hưởng pH dung địch đến hiệu suất hấp phụ Cr As vật liệu LTN rút kết luận rằng: Giá trị pH dung dịch tốt cho hấp phụ pH=6 Cr(III) Cr(VI), pH=5 As(III) pH=4 As(V) Các giá trị pH chọn để nghiên cứu thí nghiệm 13 3.2.2 Ảnh hưởng thời gian tiếp xúc Trong khoảng 150 phút đầu tiên, hiệu suất hấp phụ tăng theo thời gian Trong đó, hiệu suất hấp phụ tăng nhanh vùng 10-80 phút; sau khoảng 120-150 phút, hiệu suất hấp phụ thay đổi không đáng kể, đồ thị đường thẳng nằm ngang, chứng tỏ hấp phụ đạt cân Do đó, thời gian khuấy 90 phút Pb(II); 120 phút Cd(II); 180 phút Cr(III) Cr(VI); 150 phút ion As(III) As(V) lựa chọn cho nghiên cứu 3.2.3 Ảnh hưởng nồng độ đầu đến khả hấp phụ ion kim loại thông Trong khoảng nồng độ khảo sát, tăng nồng độ đầu dung dịch dung lượng hấp phụ tăng, hiệu suất hấp phụ VLHP lại giảm Cùng lượng VLHP, nồng độ ion kim loại ban đầu thấp (dung dịch loãng), ion kim loại chuyển động tự do, trung tâm hoạt động bề mặt VLHP chưa lấp đầy ion, hiệu suất hấp phụ tăng theo nồng độ ban đầu Tuy nhiên, nồng độ đầu tăng đến giá trị mà trung tâm hoạt động lắp đầy ion kim loại khả hấp phụ VLHP với ion giảm, bề mặt VLHP trở nên bão hòa dần với ion kim loại Ở nồng độ cao, phân tử va chạm, cản trở chuyển động nên hạn chế khả hấp phụ hiệu suất giảm 3.2.4 Khảo sát khả hấp phụ Pb(II), Cd(II), Cr(III), Cr(VI) vật liệu có diện ion kim loại khác Các ion Pb(II), Cu(II), Cd(II) Cr(III) tồn dung dịch dạng cation nên có hấp phụ cạnh tranh có mặt đồng thời cation dung dịch Tuy nhiên, từ kết thực nghiệm, dung lượng hấp phụ hiệu suất hấp phụ không thay dổi nhiều có mặt đồng thời ion nước Điều cho thấy mở rộng khả ứng dụng vật liệu thông để hấp phụ đồng thời cation nguồn nước bị ô nhiễm kim loại nặng Khi có mặt đồng thời As(III), As(V) Cr(VI) dung dịch xảy hấp phụ cạnh tranh anion dung dịch Kết thực nghiệm cho thấy, có mặt asen ảnh hưởng nhiều đến hiệu suất hấp phụ Cr(VI) thơng Điều có nghĩa có hấp phụ cạnh tranh ion Do đó, sử dụng vật liệu để xử lý ô nhiễm ion mơi trường, cần có khảo sát cụ thể loại ion bị ô nhiễm để đưa quy trình hấp phụ tối ưu 14 3.2.5 Kết nghiên cứu đẳng nhiệt hấp phụ ion kim loại thông Sự hấp phụ ion kim loại vật liệu hấp phụ từ thông miêu tả tốt theo mơ hình, điều thể hệ số hồi quy phương trình cao Tuy nhiên, hệ số hồi quy phương trình Langmuir lớn so với hệ số hồi quy phương trình Frendlich chứng tỏ hấp phụ ion kim loại theo mơ hình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir phù hợp so với mô hình Frendlich Từ phương trình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir dạng tuyến tính, xác định dung lượng hấp phụ cực đại Pb((II), Cd(II), Cr(III) Cr(VI), As((III) As(V) vật liệu LT theo thứ tự 28,49; 21,10; 9,46 10,78 mg/g; 3,19 3,33 mg/g; dung lượng hấp phụ cực đại Cr(III) Cr(VI), As((III) As(V) vật liệu LTN 19,88 21,32 mg/g; 19,23 20,04 mg/g Giá trị RL nằm khoảng < RL < cho thấy trình hấp phụ thuận lợi Từ phương trình đẳng nhiệt hấp phụ Frendlich dạng tuyến tính, xác định số Frendlich KF hệ số n; giá trị n thu nằm khoảng từ 1÷10 khoảng thuận lợi cho hấp phụ, chứng tỏ thông ba vật liệu hấp phụ tốt ion kim loại 3.2.6 Kết nghiên cứu động học hấp phụ ion kim loại thông Đối với hấp phụ ion kim loại vật liệu thông ba lá, mơ hình động học hấp phụ biểu kiến bậc hai cho mối quan hệ tuyến tính với hệ số tương quan cao (R2 > 0,99), giá trị qe (mg/g) tính tốn từ mơ hình động học biểu kiến bậc hai gần với qe thực nghiệm Mơ hình động học hấp phụ biểu kiến bậc cho mối quan hệ tuyến tính với hệ số tương quan cao; nhiên, tham số qe (mg/g) tính tốn từ mơ hình động học biểu kiến bậc lại khơng phù hợp với qe thực nghiệm nên kết luận mơ hình hấp phụ biểu kiến bậc hai mơ tả tốt cho q trình hấp phụ ion kim loại lên vật liệu thông Pinus kesiya 3.2.7 Kết nghiên cứu nhiệt động học ΔG có giá trị âm nhiệt độ nghiên cứu giá trị âm tăng nhiệt độ dung dịch tăng chứng tỏ trình hấp phụ tự xảy tăng theo nhiệt độ Giá trị ΔH dương cho biết trình hấp phụ ion kim loại lên vật liệu thơng q trình thu nhiệt ΔS có giá trị dương cho thấy q trình hấp phụ ion làm tăng mức độ hỗn loạn 15 bề mặt phân cách pha rắn – lỏng, nghĩa ion kim loại tập trung nhiều bề mặt chất hấp phụ 3.2.8 Bàn chế hấp phụ ion kim loại Quan sát phổ FT-IR vật liệu LT trước sau hấp phụ ion kim loại cho thấy, có dịch chuyển số sóng cường độ dao động nhóm đặc trưng O–H, C–O cellulose, hemicellulose lignin dao động hóa trị C–O–C cellulose hemicellulose Trong đó, dịch chuyển số sóng dao động C– O ion Cr(VI), As(III) As(V) không nhiều ion Pb(II), Cd(II) Cr(III) Do đó, chúng tơi dự đốn tâm hấp phụ vật liệu LT nhóm đặc trưng O–H C–O, nhóm O–H đóng vai trị quan trọng Phổ hấp phụ As(V) xuất peak 621cm-1, As(V) tạo phức làm cản trở trình hấp phụ As(V) vật liệu LT, phổ hấp phụ As(V) vật liệu LTN không thấy xuất peak 621cm-1 Đối với vật liệu LTN, dịch chuyển số sóng dao động C– O khơng đáng kể cường độ dao động O–H lại giảm rõ rệt sau hấp phụ Cr As nên tâm hấp phụ vật liệu LTN chủ yếu nhóm O–H Tuy nhiên, dịch chuyển tần số không lớn chứng tỏ tương tác ion kim loại tâm hấp phụ tương tác yếu Kết nghiên cứu cho thấy trình hấp phụ ion kim loại nặng thơng q trình hấp phụ tổng hợp hóa lý Cơ chế hấp phụ bao gồm: hấp phụ vật lý bề mặt vật liệu, tương tác tĩnh điện, tạo phức bề mặt tương tác n-d 3.3 KHẢO SÁT CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN KHẢ NĂNG HẤP PHỤ CÁC ION KIM LOẠI BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐỘNG Chúng chọn vật liệu LT để tách làm giàu Pb, Cd cột chiết có chiều dài 10 cm, đường kính 0,5 cm 3.3.1 Khảo sát tốc độ nạp mẫu Kết thu cho thấy hiệu suất hấp phụ giảm dần tăng tốc độ nạp mẫu Với tốc độ nạp mẫu từ 0,2 đến 1,0 mL/phút, Pb(II) Cd(II) hấp phụ tốt cột chiết tăng tốc độ nạp mẫu từ 1,5 mL/phút trở lên lượng chất hấp phụ giảm rõ rệt Để hiệu suất hấp phụ đạt giá trị cao tiêu tốn thời gian, chọn tốc độ nạp mẫu 1,0 mL/phút cho Pb(II) Cd(II) 3.3.2 Khảo sát nồng độ chất rửa giải 16 Theo kết thực nghiệm, tăng nồng độ axit, ion kim loại tách khỏi cột chiết tốt HNO3 chất rửa giải tốt so với HCl cho ion Pb(II) Cd(II) Mặt khác, HNO3 môi trường đo mẫu ion kim loại phương pháp phân tích FAAS, nên dung dịch HNO3 3,0N sử dụng làm dung dịch rửa giải Pb(II) Cd(II) trình nghiên cứu sau 3.3.3 Khảo sát tốc độ rửa giải Kết cho thấy, hiệu suất thu hồi Pb(II) Cd(II) cao 99% rửa giải với tốc độ ≤ 0,5 mL/phút Khi tăng tốc độ rửa giải lên cao 0,5 mL/phút hiệu suất thu hồi giảm dần Vì vậy, nghiên cứu tiếp theo, chọn tốc độ rửa giải 0,5 mL/phút với hiệu suất giải hấp ≥ 99% 3.3.4 Ảnh hưởng lượng ion kim loại đến hiệu suất hấp phụ vật liệu Hệ số làm giàu xác định tỉ lệ thể tích dung dịch mẫu chứa chất phân tích ban đầu thể tích dung dịch chứa chất phân tích sau rửa giải đem xác định Các kết thu cho thấy, sử dụng vật liệu LT làm pha tĩnh cột chiết pha rắn tách làm giàu Pb(II) với hệ số làm giàu 25, hiệu suất thu hồi 99,18%, ion Cd(II) có hệ số làm giàu 25, hiệu suất thu hồi 99,03% Kết nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng tách, làm giàu PbNhư vậy, việc sử dụng vật liệu LT để tách làm giàu Pb(II) Cd(II) nước đạt hiệu suất thu hồi hệ số làm giàu cao, phù hợp để tách làm giàu lượng vết ion kim loại trên, ứng dụng vào việc phân tích mẫu thực tế 3.4 ĐÁNH GIÁ PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH 3.4.1 Đánh giá độ thu hồi độ lặp lại phép đo xác định Pb(II) Cd(II) Độ phương pháp đánh giá thông qua độ thu hồi mẫu thêm chuẩn mức nồng độ thấp, trung bình cao Kết từ Bảng 3.13 cho thấy độ thu hồi Pb Cd ba mức nồng độ lớn 90% nằm giới hạn cho phép theo AOAC Bảng 3.10 Kết xác định độ thu hồi độ lệch chuẩn tương đối Ion kim loại Lượng ban đầu (µg) Pb(II) 10 50 Cd(II) 100 17 10 20 Lần Lần Lần Lần Lần Giá trị trung bình (µg) SD RSD (%) Độ thu hồi (%) Lượng xác định (µg) 9,21 9,11 9,08 9,32 9,22 45,72 46,14 45,13 46,02 45,89 90,92 91,24 92,12 91,89 91,35 1,83 1,84 1,86 1,76 1,79 8,96 9,02 9,11 8,88 9,04 18,11 18,03 18,01 18,35 18,23 9,19 45,78 91,50 1,82 9,002 18,15 0,10 1,04 91,88 0,40 0,86 91,56 0,49 0,54 91,50 0,04 2,22 90,80 0,09 0,96 90,02 0,14 0,79 90,73 Độ lặp lại phương pháp xác định qua độ lệch chuẩn tương đối (RSD) Kết tính độ lệch chuẩn tương đối từ 0,54 đến 1,04% Pb, từ 0,79 đến 2,22% Cd; cho phép kết luận phương pháp có độ chụm (precision) cao hay phép đo có độ lặp lại tốt Như vậy, phương pháp chiết pha rắn kết hợp với phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử lửa (F-AAS) xác định Pb(II) Cd(II) có độ cao độ lặp lại tốt 3.4.2 Xác định giới hạn phát hiện, giới hạn định lượng phương pháp Để đánh giá khả làm giàu Pb(II) Cd(II) vật liệu LT, tiến hành xác định giới hạn phát (MDL) giới hạn định lượng (MQL) phương pháp phân tích thông qua giá trị LODi (giới hạn phát thiết bị) LOQi (giới hạn định lượng thiết bị) Bảng 3.11 Kết xác định LOD LOQ phương pháp Nguyên tố LODi (µg/L) MDL (µg/L) LOQi (µg/L) MQL (µg/L) Pb 54,26 2,17 164,42 6,58 Cd 5,49 0,22 16,64 0,67 3.4.3 Quy trình phân tích Sau xác định điều kiện tối ưu trình hấp phụ số ion kim loại vật liệu theo phương pháp động, chúng tơi đề xuất qui trình làm giàu xác định Pb(II) Cd(II) vật liệu LT sau: Chuẩn bị cột chiết pha rắn (SPE) có chiều dài 10 cm đường 18 kính 0,5 cm; nhồi vào cột 1,0 g vật liệu LT theo phương pháp nhồi khô Cố định nén chặt lớp vật liệu hấp phụ lớp polypropylene Điều kiện hóa cột chiết lần, lần 10 mL nước cất điều chỉnh pH với pH mẫu cho hấp phụ qua cột chiết Lấy 250 mL mẫu nước xử lý cho chạy qua cột chứa 1,0 gam vật liệu LT với tốc độ 1,0 mL/phút, giải hấp lượng ion kim loại hấp phụ cột 10 mL HNO3 3,0N với tốc độ 0,5 mL/phút, định lượng Pb(II) Cd(II) phương pháp F-AAS, tính nồng độ ion kim loại 3.4.4 Ứng dụng quy trình phân tích mẫu thực tế Để ứng dụng phương pháp phân tích nghiên cứu vào thực tế, nghiên cứu phân tích hàm lượng Pb Cd số mẫu nước Mẫu 1: Mẫu nước Hồ Xuân Hương lấy tầng nước mặt Mẫu 2: Mẫu nước máy khoa Hóa học Mẫu 3: Mẫu nước Sting Bảng 3.12 Kết xác định Pb(II) Cd(II) mẫu thực Pb(II) Mẫu Hệ số làm giàu 25 25 25 Hàm lượng ion kim loại sau làm giàu (µg/L) 211,02±0,67 174,61±0,34 168,08±0,23 Cd(II) Hàm lượng ion kim loại mẫu (µg/L) 8,44±0,03 6,98±0,01 6,72±0,01 Hàm lượng ion kim loại sau làm giàu (µg/L) 90,81±0,19 41,04±0,17 30,48±0,57 Hàm lượng ion kim loại mẫu (µg/L) 3,63±0,01 1,64±0,01 1,22±0,02 Kết phân tích cho thấy hàm lượng Pb Cd mẫu nước thấp Mẫu nước hồ Xuân Hương có hàm lượng Pb Cd giới hạn cho phép 20 ppb Pb ppb Cd theo tiêu chuẩn chất lượng nước mặt (QCVN 08-MT:2015/BTNMT) Mẫu nước máy nước có hàm lượng Pb Cd giới hạn cho phép 10 ppb Pb ppb Cd theo Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia nước khoáng thiên nhiên nước uống đóng chai Bộ y tế (QCVN 6-1:2010/BYT) 19 3.5 NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG VẬT LIỆU LT VÀ LTN ĐỂ LÀM GIÀU MẪU TRONG PHÂN TÍCH KÍCH HOẠT NƠTRON Các ion kim loại làm giàu vật liệu rửa giải để xác định hàm lượng chúng phương pháp trắc quang so màu, phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử, phương pháp cực phổ xác định trực tiếp hàm lượng kim loại nặng vật liệu sau hấp phụ phương pháp kích hoạt notron, XRF Việc ứng dụng vật liệu có nguồn gốc tự nhiên để làm giàu ion kim loại mẫu nước cho phương pháp phân tích kích hoạt nơtron chưa quan tâm nghiên cứu nước Chúng chọn phương pháp chiết pha rắn để làm giàu Pb, Cd xác định hàm lượng Pb Cd dung dịch rửa giải phương pháp F-AAS trình bày phần Đối với hai ngun tố cịn lại luận án, chúng tơi chọn làm giàu lượng vết Cr As mẫu nước cho mục đích phân tích kích hoạt nơtron 3.5.1 Quy trình phân tích Cr As mẫu nước Quy trình làm giàu phân tích Cr tổng nước phương pháp phân tích kích hoạt nơtron sau: Lấy 500mL lít mẫu nước tiến hành khử Cr(VI) Cr(III) axit ascobic, điều chỉnh pH = 6,0 cho vào cốc thủy tinh có chứa sẵn 1,0 gam vật liệu LTN Tiến hành lắc 180 phút nhiệt độ phòng (250C) với tốc độ 150 vòng/phút, lọc dung dịch tách lấy phần chất rắn Mẫu rắn sấy khô 80oC 24h gửi phân tích kích hoạt nơtron lị phản ứng hạt nhân thuộc Viện nghiên cứu hạt nhân Đà Lạt Các mẫu nước thu thập ký hiệu mục 3.4.4 Bảng 3.13 Hàm lượng nguyên tố Cr tổng mẫu phương pháp NAA Mẫu Hàm lượng ion kim loại vật liệu sau hấp phụ (mg/kg) 1,32±0,02 0,94±0,02 0,59±0,02 Hàm lượng ion kim loại mẫu (µg/L) 0,66±0,01 0,47±0,01 0,30±0,01 Quy trình làm giàu phân tích As tổng nước phương pháp phân tích kích hoạt nơtron sau: Lấy 500 mL mẫu nước tiến hành khử As(V) As(III) hệ khử KI/HCl/ascobic, điều chỉnh pH = 5,0 cho vào cốc thủy tinh có chứa sẵn 1,0 gam vật 20 liệu LTN Tiến hành lắc 150 phút nhiệt độ phòng (250C) với tốc độ 150 vòng/phút, lọc dung dịch tách lấy phần chất rắn Mẫu rắn sấy khơ 80oC 24h gửi phân tích kích hoạt nơtron lị phản ứng hạt nhân thuộc Viện nghiên cứu hạt nhân Đà Lạt Bảng 3.14 Hàm lượng nguyên tố As tổng mẫu phương pháp NAA Mẫu Hàm lượng ion kim loại vật liệu sau hấp phụ (mg/kg) 0,90±0,01 0,39±0,02 0,16±0,01 Hàm lượng ion kim loại mẫu (µg/L) 0,45±0,01 0,19±0,01 0,08±0,02 Kết phân tích cho thấy hàm lượng Cr As mẫu nước thấp Mẫu nước hồ Xuân Hương có hàm lượng Cr As giới hạn cho phép 10 ppb theo tiêu chuẩn chất lượng nước mặt (QCVN 08-MT:2015/BTNMT) Mẫu nước máy nước có hàm lượng Cr As giới hạn cho phép theo Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia nước khoáng thiên nhiên nước uống đóng chai Bộ y tế (QCVN 61:2010/BYT) Hàm lượng Cr As mẫu nước thấp (dưới ppb) nên phương pháp phân tích thông dụng phương pháp trắc quang, phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử phương pháp phân tích kích hoạt nơtron khơng xác định khơng thực qua giai đoạn làm giàu mẫu 3.5.2 Đánh giá hiệu suất thu hồi phương pháp xác định Cr As Bảng 3.15 Hiệu suất thu hồi Cr có mẫu nước phương pháp NAA sau làm giàu theo phương pháp tĩnh Mẫu Mẫu Mẫu Hàm lượng ion kim loại thêm vào (µg/L) 10 20 Hàm lượng ion kim loại tìm (µg/L) 0,66±0,01 5,72±0,88 10,65±0,73 20,71±0,61 0,47±0,01 21 Hiệu suất thu hồi (%) 101,20 99,90 100,25 Mẫu Mẫu Hàm lượng ion kim loại thêm vào (µg/L) 10 20 10 20 Hàm lượng ion kim loại tìm (µg/L) 5,49±0,85 10,54±0,67 20,44±0,58 0,3±0,01 5,31±0,82 10,33±0,74 20,26±0,66 Hiệu suất thu hồi (%) 100,40 100,70 99,85 100,20 100,30 99,80 Kết nghiên cứu cho thấy, việc làm giàu nguyên tố Cr As có mẫu nước hồ Xuân Hương, nước nước máy vật liệu LTN trước xác định phương pháp phân tích kích hoạt nơtron lò phản ứng thu kết tốt; hiệu suất thu hồi mẫu nước hồ dao động từ 99,8-101,2%, với mẫu nước máy dao động từ 99,8 - 100,70%; với mẫu nước dao động từ 99,6 100,30% Từ kết luận phương pháp làm giàu đề xuất có độ tin cậy cao Bảng 3.16 Hiệu suất thu hồi As có mẫu nước phương pháp NAA sau làm giàu theo phương pháp tĩnh Mẫu Mẫu Mẫu Mẫu Hàm lượng ion kim loại thêm vào (µg/L) 10 20 10 20 10 20 Hàm lượng ion kim loại tìm (µg/L) 0,90±0,01 5,92±0,26 10,95±0,41 20,86±0,55 0,39±0,02 5,42±0,31 10,37±0,43 20,43±0,62 0,16±0,01 5,14±0,27 10,33±0,46 20,26±0,65 22 Hiệu suất thu hồi (%) 100,40 100,50 99,80 100,60 99,80 100,20 99,60 100,30 99,80 So với kỹ thuật làm giàu trước phân tích phương pháp khác AAS hay UV-Vis cần phải tiến hành giải hấp dung dịch axit việc sử dụng kỹ thuật hấp phụ tĩnh xác định trực tiếp hàm lượng kim loại nặng vật liệu sau hấp phụ phương pháp phân tích kích hoạt notron đơn giản Chính nhờ có kết hợp phương pháp phân tích kích hoạt notron có xử lý hóa nên độ nhạy phương pháp nâng nhiều bậc với độ xác cao, đồng thời mở rộng đối tượng nghiên cứu ứng dụng làm cho phương pháp phân tích kích hoạt notron ngày hồn thiện ln giữ vai trị chủ đạo tập hợp kỹ thuật phân tích cổ điển đại KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Trong thời gian nghiên cứu thuộc phạm vi luận án, thu kết sau: Đã xử lý thông ba (Pinus kesiya) thu Đà Lạt thành vật liệu hấp phụ Vật liệu có kích thước 125 µm < d ≤ 212 µm dùng để khảo sát khả hấp phụ ion Pb(II), Cd(II), Cr(III) Cr(VI), As(III) As(V) nước Biến tính vật liệu cách nung yếm khí 310oC thu vật liệu có khả hấp phụ Cr(III) Cr(VI), As(III) As(V) nước Đã nghiên cứu hình thái học, định tính phân tích nhóm chức chủ yếu tham gia vào trình hấp phụ kim loại vật liệu xác định điểm đẳng điện vật liệu LT khoảng 4,5 vật liệu LTN khoảng 7,5 Đã nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng đến trình hấp phụ ion kim loại hai vật liệu pH, thời gian, nhiệt độ nồng độ ion kim loại ban đầu Đối với vật liệu LT, giá trị pH dung dịch tốt cho hấp phụ pH=5 Pb(II), pH=6 Cd(II) Cr(III), pH=3 Cr(VI), As(III) As(V) Đối với vật liệu LTN, giá trị pH tối ưu cho hấp phụ ion Cr(III) Cr(VI) 6,0; ion As(III) As(V) hấp phụ tốt giá trị pH 5,0 4,0 Thời gian đạt cân hấp phụ 90 phút Pb(II); 120 phút Cd(II); 180 phút Cr(III) Cr(VI); 150 phút ion As(III) As(V) 23 Sự hấp phụ ion kim loại vật liệu hấp phụ từ thơng theo mơ hình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir phù hợp so với mơ hình Frendlich Dung lượng hấp phụ cực đại Pb((II), Cd(II), Cr(III) Cr(VI), As((III) As(V) vật liệu LT theo thứ tự 28,49; 21,10; 9,46 10,78 mg/g; 3,19 3,33 mg/g; dung lượng hấp phụ cực đại Cr(III) Cr(VI), As((III) As(V) vật liệu LTN 19,88 21,32 mg/g; 19,23 20,04 mg/g Đối với hấp phụ ion kim loại vật liệu thơng ba lá, mơ hình động học hấp phụ biểu kiến bậc hai cho mối quan hệ tuyến tính với hệ số tương quan cao (R2 > 0,99), giá trị qe (mg/g) tính tốn từ mơ hình động học biểu kiến bậc hai gần với qe thực nghiệm so với mơ hình động học hấp phụ biểu kiến bậc Các tham số nhiệt động học tính tốn khẳng định thêm chất trình hấp phụ ion kim loại vật liệu thơng q trình thu nhiệt, tự xảy nhiệt độ nghiên cứu Đã ứng dụng vật liệu LT làm pha rắn để hấp phụ làm giàu ion Pb(II) Cd(II) nước Nghiên cứu điều kiện hấp phụ động ion cột chiết pha rắn xác định hệ số làm giàu 25, hiệu suất thu hồi cao 90% Đề xuất qui trình phân tích lượng vết Pb(II) Cd(II) có mẫu nước phương pháp F-AAS kết hợp kỹ thuật chiết pha rắn (SPE) Phương pháp cho độ xác cao độ lặp lại tốt, ứng dụng để phân tích Pb(II) Cd(II) mẫu nước môi trường Đề xuất qui trình phân tích lượng vết Cr tổng As tổng mẫu nước phương pháp kích hoạt nơtron sau làm giàu ion kim loại vật liệu LTN theo phương pháp hấp phụ tĩnh, ứng dụng quy trình đề xuất để phân tích Cr tổng As tổng mẫu nước hồ, nước nước máy KIẾN NGHỊ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO Tiếp tục nghiên cứu khả hấp phụ vật liệu thông LT LTN ion kim loại khác Giải thích chế hấp phụ ion kim loại hai loại vật liệu Nghiên cứu tạo vật liệu biến tính từ thơng nhằm ứng dụng xử lý môi trường lĩnh vực Hóa phân tích Nghiên cứu khả hấp phụ chất màu hữu vật liệu thơng 24 DANH MỤC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN Huỳnh Phương Thảo, Trần Đức Tiệp, Nguyễn Văn Hạ, Nguyễn Ngọc Tuấn, Đỗ Tâm Nhân (2017) “Nghiên cứu khả hấp phụ Pb2+ dung dịch nước vật liệu thông ba Pinus kesiya”, Tạp chí Hóa học, 55(3e12), 162-166 Huỳnh Phương Thảo, Nguyễn Văn Hạ, Nguyễn Ngọc Tuấn (2019) “Nghiên cứu khả hấp phụ Cd2+ dung dịch nước vật liệu thông ba Đà Lạt”, Tạp chí Phân tích Hóa, Lý Sinh học, 24 (1), 46-49 Huỳnh Phương Thảo, Nguyễn Văn Hạ, Nguyễn Ngọc Tuấn, Nguyễn Giằng, Đỗ Tâm Nhân (2019) “Sự hấp phụ As(III) As(V) dung dịch nước vật liệu thơng ba Pinus kesiya có xử lý nhiệt”, Tạp chí Hóa học, 57 (4e1,2), 275-279 Huỳnh Phương Thảo, Nguyễn Văn Hạ, Nguyễn Ngọc Tuấn, Đỗ Tâm Nhân, Trần Quang Hiếu (2019) “Khảo sát hấp phụ Cr(III) Cr(VI) nước vật liệu thơng ba (Pinus kesiya) Đà Lạt”, Tạp chí phân tích Hóa, Lý Sinh học, 24(3), 86-90 Phuong-Thao Huynh, Ngoc-Tuan Nguyen, Ha Nguyen Van, Phuong-Tung Nguyen, Van- Phuc Dinh (2020) “Modeling and optimization of biosorption of lead (II) ions from aqueous solution onto Pine leaves (Pinus Kesiya) using response surface methodology”, Desalination and Water Treatment, 173, 383-393 ... Nghiên cứu khả hấp phụ số ion kim loại nặng (As5+/As 3+, Cr6+/Cr3+, Pb2+, Cd2+) môi trường nước vật liệu thông ba (Pinus kesiya) Đà Lạt? ?? nhằm nghiên cứu cách có hệ thống khả hấp phụ ion kim loại. .. chứng tỏ thông ba vật liệu hấp phụ tốt ion kim loại 3.2.6 Kết nghiên cứu động học hấp phụ ion kim loại thông Đối với hấp phụ ion kim loại vật liệu thông ba lá, mô hình động học hấp phụ biểu kiến... KIẾN NGHỊ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO Tiếp tục nghiên cứu khả hấp phụ vật liệu thông LT LTN ion kim loại khác Giải thích chế hấp phụ ion kim loại hai loại vật liệu Nghiên cứu tạo vật liệu biến tính