Điều chế zeolit 4a từ cao lanh a lưới và ứng dụng tách loại ion chì, cadimi trong nước

1 B GIÁO D C VÀ ĐÀO T O Đ I H C ĐÀ N NG NGUY N TH L C UY N ĐI U CH ZEOLIT 4A T VÀ CAO LANH A LƯ I NG D NG TÁCH LO I ION CHÌ, C ADIMI TRONG NƯ C Chuyên ngành : HOÁ H U CƠ Mã s : 60 44 27 TÓM T T LU N VĂN TH C SĨ KHOA H C Đà N ng - 2011 Công trình đư c hồn thành t i Đ I H C ĐÀ N NG Ngư i hư ng d n khoa h c: TS Tr n Thư ng Qu ng Ph n bi n 1: PGS.TS Tr n Th Xô Ph n bi n 2: PGS TS T Ng c Đơn Lu n văn đư c b o v t i H i ñ ng ch m Lu n văn t t nghi p th c sĩ khoa h c h p t i Đ i h c Đà N ng vào ngày 27 tháng 07 năm 2011 * Có th tìm hi u lu n văn t i: - Trung tâm Thông tin - H c li u, Đ i h c Đà N ng - Thư vi n trư ng Đ i h c Sư ph m, Đ i h c Đà N ng 3 Đ U M LÍ DO CH N Đ TÀI Trong chi n lư c qu c gia v tài nguyên nư c ñ n năm 2020 v a ñư c công b , nhà qu n lí mơi trư ng đ nh tình tr ng nhi m nư c nư c ta kh ng sơng x y r t nghiêm tr ng, làm nh hư ng ñ n ch t lư ng cu c s ng Trư c tình hình nhi m kim lo i chì, cadimi ngày n ng Vi t Nam th gi i, yêu c u x lý lo i b ion kh i ngu n nư c ngày c p thi t Cho ñ n nay, ngư i ta bi t có r t nhi u phương pháp đ x lí ion chì cadimi, ñáng ý phương pháp h p ph ion chì, cadimi lên v t li u than ho t tính, oxit s t, oxit nhơm, khoáng sét bentonit, diatomit v t li u zeolit M i lo i v t li u có nh ng đ c tính chi phí khác nhau, hi u su t x lý khác Trong đó, đáng ý v t li u zeolit r t ñư c ưa chu ng ñ x lý kim lo i n ng có c u trúc ñ c bi t Đ t ng h p zeolit nói chung zeolit NaA nói riêng có th ñi t nguyên li u khác nhau, ñó có cao lanh lo i khống sét ch a c nhôm silic m ng lư i Lu n văn trình bày trình nghiên c u t ng h p zeolit NaA t cao lanh A Lư i s d ng zeolit t ng h p ñư c ñ tách lo i ion kim lo i n ng n hình Pb2+ Cd2+ kh i dung d ch M C TIÊU NGHIÊN C U -Nghiên c u chuy n hóa cao lanh l y t i th tr n A Lư i- t nh Th a Thiên Hu thành zeolit 4A 4 -So sánh c u t o tính ch t c a zeolit 4A t ng h p so v i m u chu n - ng d ng s n ph m thu ñư c ñ tách lo i ion chì, cadimi nư c kh o sát y u t nh hư ng ñ n trình h p ph Đ I TƯ NG VÀ PH M VI NGHIÊN C U -Nguyên li u cao lanh ñư c l y t th tr n A Lư i – T nh Th a Thiên Hu PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN C U 4.1 Nghiên c u lý thuy t: Tìm hi u thơng tin, tư li u v khoáng sét t nhiên, cao lanh, zeolit, zeolit A, phương pháp ñánh giá c u trúc tính ch t c a zeolit, tình hình nhi m chì cadimi thơng qua tài li u tham kh o 4.2 Nghiên c u th c nghi m: - X lí cao lanh b i nhi t 600oC đ chuy n hóa c u trúc cao lanh v d ng c u trúc khuy t t t, metacaolanh - T ng h p zeolit NaA t metacaolanh, m t s hóa ch t vơ cơ, ch t t o ph c h u - Nghiên c u s nh hư ng c a ch t t o ph c, nh hư ng c a th i gian k t tinh, hàm lư ng ki m đ n q trình hình thành zeolit rút ñi u ki n t i ưu - Dùng phương pháp đ c trưng tính ch t đ xác ñ nh dung lư ng trao ñ i cation, kh h p ph nư c c a s n ph m - Dùng phương pháp ph nhi u x Rơnghen nh m nh n di n, ñ nh lư ng pha tinh th kích thư c h t zeolit NaA - Dùng phương pháp ph h p th h ng ngo i ñ nghiên c u c u trúc c a pha tinh th - Dùng phương pháp hi n th ñi n t quét (SEM) ñ nghiên c u b m t, hình d ng kích thư c c a h t - Kh o sát kh h p ph ion chì cadimi nư c c a s n ph m Ý NGHĨA KHOA H C VÀ TH C TI N C A Đ TÀI - T ng h p ñư c zeolit NaA t ngu n cao lanh phong phú A Lư i v i giá thành th p -Đưa m t hư ng m i vi c x lí ion kim lo i n ng nư c v i qui trình đơn gi n, giá thành h p lí -Góp ph n thúc đ y vi c khai thác s d ng có hi u qu ngu n cao lanh C U TRÚC C A LU N VĂN Ngồi ph n m đ u, k t lu n tài li u tham kh o, lu n văn g m có chương Chương 1: T ng quan tài li u N i dung tóm t t c a chương bao g m - Gi i thi u v khoáng sét t nhiên cao lanh - Gi i thi u chung v zeolit zeolit A - Gi i thi u v ion chì, cadimi vịng sinh đ a hóa hi u ng hóa sinh c a Chương 2: Các phương pháp th c nghi m N i dung tóm t t c a chương bao g m - Nguyên li u hóa ch t t ng h p zeolit NaA - T ng h p zeolit NaA t cao lanh A Lư i - Các phương pháp đ c trưng tính ch t c u trúc zeolit NaA - ng d ng s n ph m đ tách lo i chì, cadimi nư c Chương 3: K t qu th o lu n N i dung tóm t t c a chương bao g m - T ng h p ñ c trưng zeolit NaA - Các y u t - nh hư ng đ n q trình t ng h p zeolit NaA ng d ng zeolit NaA ñ x lí nư c có nhi m chì, cadimi K t lu n ki n ngh Tài li u tham kh o ph n ph l c CHƯƠNG 1: T NG QUAN LÝ THUY T 1.1 GI I THI U V KHOÁNG SÉT T NHIÊN 1.1.1 Gi i thi u chung v khoáng sét t nhiên 1.1.1.1 Thành ph n khoáng sét 1.1.1.2 C u trúc khoáng sét 1.1.2 Sơ lư c v cao lanh 1.1.2.1 Thành ph n hóa h c 1.1.2.2 C u trúc tinh th 1.1.2.3 Các tính ch t b n c a cao lanh 1.2 GI I THI U V ZEOLIT VÀ ZEOLIT 4A 1.2.1 Khái ni m, phân lo i c u trúc c a zeolit 1.2.1.1 Khái ni m phân lo i 1.2.1.2 C u trúc tinh th zeolit 1.2.2 Gi i thi u v zeolit 4A 1.3 TÍNH CH T CƠ B N C A ZEOLIT VÀ ZEOLIT 4A 1.3.1 Tính ch t trao đ i cation 1.3.2 Tính ch t h p ph 1.3.3 Tính ch t xúc tác 1.3.4 Tính ch t ch n l c hình d ng 1.4 CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ C U TRÚC VÀ TÍNH CH T C A ZEOLIT 1.4.1 Phương pháp ph nhi u x tia X (XRD) Phương pháp XRD phương pháp ñư c s d ng r t ph bi n ñ nghiên c u v t li u có c u trúc tinh th Nh phương pháp này, ngư i ta có th nh n di n nhanh chóng xác pha tinh th , đ ng th i có th s d ng ñ ñ nh lư ng pha tinh th v i ñ tin c y cao 8 1.4.2 Phương pháp ph h p th h ng ngo i (IR) Cùng v i phương pháp XRD, phương pháp IR có th đư c s d ng đ phân tích c u trúc pha tinh th c a v t li u Ngồi ra, phương pháp IR có th cịn giúp nh n bi t tính ch t b m t, s tương tác gi a ch t h p ph ch t b h p ph 1.4.3 Phương pháp kính hi n vi n t quét (SEM) 1.4.4 Phương pháp quang ph h p th ngun t (AAS) 1.5 TÌNH HÌNH Ơ NHI M KIM LO I N NG (Pb2+,Cd2+) TRONG NƯ C 1.5.1 Ngu n g c c a kim lo i n ng[ 1.5.1.1 L ng đ ng t khí quy n 1.5.1.2 S d ng phân bón hố h c khơng tinh t thu c tr sâu 1.5.1.3 Dùng bùn th i nơng nghi p 1.5.1.4 Tr m tích sông, h 1.5.1.5 S d ng nư c th i 1.5.1.6 Ho t đ ng khai thác m 1.5.2 Vịng tu n hồn sinh đ a hóa hi u ng hóa sinh c a chì 1.5.2.1 Vịng tu n hồn sinh đ a hóa c a chì 1.5.2.2 Hi u ng hóa sinh c a Chì 1.5.3 Vịng tu n hồn sinh đ a hóa hi u ng hóa sinh c a Cadimi 1.5.3.1 Vịng tu n hồn sinh đ a hóa c a Cadimi 1.5.3.2 Hi u ng hóa sinh c a Cadimi CHƯƠNG 2: CÁC PHƯƠNG PHÁP TH C NGHI M 2.1 NGUYÊN LI U, D NG C VÀ HÓA CH T 2.1.1 Nguyên li u hóa ch t s d ng - Nguyên li u: Cao lanh tr ng A lư i – Th a Thiên Hu - Hóa ch t: NaOH, H2SO4, HNO3, BaCl2, AgNO3, Phenolphtalein - Ph c DA1, DA2, DA3 tương ng ch t t o ph c h u t p ch c có ch a nhóm andehit axit; ancol axit; amin axit - Nư c c t m t s hóa ch t khác 2.1.2 Thi t b d ng c 2.2 T NG H P ZEOLIT NaA VÀ NGHIÊN C U CÁC Y U T NH HƯ NG Đ N QUÁ TRÌNH T NG H P 2.2.1 Chu n b nguyên li u 2.2.2 Kh o sát nh hư ng c a ch t t o ph c T o l p m u có thành ph n h n h p gel v i t l mol sau: A12-DA1: 1,0Na2O.Al2O3.2,14SiO2.120H2O.1,0DA1 A12-DA2: 1,0Na2O.Al2O3.2,14SiO2.120H2O.1,0DA2 A12-DA3: 1,0Na2O.Al2O3.2,14SiO2.120H2O.1,0DA3 Sau ph i li u theo t l trên, c m u ñ u ñư c làm già nhi t nhi t đ phịng 96h, có khu y ñư c k t tinh th y 90oC 12h S n ph m sau k t tinh ñư c l c r a ñ n pH=9, s y khơ 105oC r i đư c nghi n,rây đ n c h t ≤ 0,15mm Các m u tương ng v i ch t ta ph c DA1,DA2,DA3 ñư c kí hi u A12-DA1, A12-DA2, A12-DA3 10 2.2.3 Kh o sát nh hư ng c a hàm lư ng ki m T o l p m u thí nghi m có thành ph n h n h p gel v i t l mol sau: A12-DA3: 1,0Na2O.Al2O3.2,14SiO2.120H2O.1,0DA3 A12-DA3(0,9): 0,9Na2O.Al2O3.2,14SiO2.120H2O.1,0DA3 A12-DA3(1,1): 1,1Na2O.Al2O3.2,14SiO2.120H2O.1,0DA3 Sau ph i li u theo t l trên, c m u đ u đư c nhi t đ phịng 96h, có khu y đư c k t tinh th y làm già nhi t nhi t ñ 90oC 12h S n ph m sau k t tinh ñư c l c r a ñ n pH=9, s y khơ 105oC r i đư c nghi n, rây ñ n c h t ≤0,15 mm Các m u tương ng v i t l mol Na2O/Al2O3 b ng 1,0;0,9;1,1 đư c khí hi u A12-DA3,A12-DA3(0,9), A12DA3(1,1) 2.2.4 Kh o sát nh hư ng c a th i gian k t tinh T o l p m u thí nghi m có thành ph n h n h p gel v i t l mol 1,0Na2O.Al2O3.2,14SiO2.120H2O.1,0DA3 Trong đó, t t c m u đ u đư c làm già 96h, có khu y r i ñư c k t tinh nhi t ñ phòng th i gian 90 C v i th i gian thay ñ i tương o ng 9h,12h, 15h S n ph m sau k t tinh ñư c l c r a ñ n pH=9, s y khơ 105oC r i đư c nghi n, rây ñ n c h t 0,15 mm Các m u tương ng kí hi u A9-DA3,A12-DA3, A15-DA3 2.3 PHƯƠNG PHÁP Đ C TRƯNG C U TRÚC 2.3.1 Phương pháp ph XRD Các m u XRD lu n văn ñư c ghi máy Siemens D5005 Brucker – Đ c t i trư ng Đ i h c Bách Khoa Hà N i, 2.3.2 Phương pháp ph IR Các m u t ng h p ñư c phân tích ph IR máy FTIR 410 (Đ c) theo k thu t ép viên v i KBr dư i áp l c 8000Kg/cm3, nhi t 11 ñ 250C, vùng dao ñ ng 400 – 1300cm -1 M u ch p t i trư ng Đ i h c Bách Khoa Hà N i 2.3.3 Phương pháp SEM nh SEM ñư c ch p máy JEOL 5410 – LV (Nh t) t i trư ng Đ i h c Bách Khoa Hà N i Trư c ch p m u ñư c r a b ng etanol, phân tách m u s y khô 2.4 PHƯƠNG PHÁP Đ C TRƯNG TÍNH CH T 2.4.1 Xác đ nh t ng dung lư ng trao ñ i cation (CEC) 2.4.2 Xác ñ nh kh h p ph nư c 2.5 NG D NG S N PH M Đ TÁCH Pb2+ VÀ Cd2+ TRONG NƯ C 2.5.1 D ng c hóa ch t 2.5.2 Kh o sát nh hư ng c a hàm lư ng zeolit s d ng ñ n kh h p ph Pb2+ Cd2+ 2.5.3 Kh o sát nh hư ng c a th i gian ñ n kh h p ph Pb2+ Cd2+ c a zeolit 2.5.4 Kh o sát nh hư ng c a pH môi trư ng ñ n kh h p ph Pb2+ Cd2+ c a zeolit 12 CHƯƠNG 3: K T QU VÀ TH O LU N 3.1 T NG H P VÀ Đ C TRƯNG ZEOLIT NaA T CAO LANH A LƯ I - Trong ñ tài nghiên c u này, ñã ti n hành t ng h p zeolit NaA (kí hi u A12-DA3) s th a k k t qu có, đ ng th i có ñi u ch nh ñi u ki n v th i gian nhi t ñ k t tinh, thay ñ i ch t t o ph c nh m t o nên lo i zeolit t i ưu nh t , ñáp ng ñư c ng d ng h p ph c a th c ti n - Đã s d ng phương pháp xác ñ nh c u trúc đ c trưng tính ch t XRD, IR, SEM, CEC, AH2O cho m u A12-DA3 m u NaA chu n c a Hà Lan (ñư c t ng h p t ngu n Si, Al tinh t) K t qu ñư c th hi n t i b ng 3.1 B ng 3.1: CEC, AH2O, ñ tinh th c a m u zeolit t ng h p m u chu n STT M u CEC (meq/100g) AH2O, % Đ tinh th tr ng theo XRD, lư ng (%) A12-DA3 356 21,8 96 NaA chu n 350 20,2 100 - T k t qu thu ñư c t i b ng 3.1 cho th y CEC AH2O c a m u t ng h p cao m u chu n nên ch ng t m u t ng h p x p ch a nhi u cation trao ñ i - T k t qu phân tích ph XRD hình 3.1 cho th y m u cao lanh nguyên li u khác bi t hoàn toàn v i m u t ng h p m u chu n N u m u nguyên li u ch có pic c a kaolinit, phlogopit quartz, m u t ng h p ch ch a pha zeolit NaA, có mã s tinh th 13 qu c t d li u c u trúc ph XRD c a máy nhi u x k PDF 39-0222, cơng th c Na96Al96Si96O384.216H2O v i pic đ c trưng góc 6,2 có cư ng đ nhi u x r t m nh pic ñ c trưng c a pha l (L) o t i giá tr góc 13,9o, v y đ tinh th c a m u t ng h p ch ñ t 96% Trong ñó, m u NaA chu n ch ch a m t pha nh t c a zeolit NaA Tuy ñ tinh th c a m u t ng h p th p m u chu n, giá tr CEC AH2O l i cao hơn, ch ng t ngu n nguyên li u ban ñ u qui trình t ng h p có nh hư ng r t l n đ n tính ch t c a s n ph m thu ñư c m t l n n a cho th y vi c t ng h p zeolit NaA t cao lanh ñã qua x lí nhi t v i m c ñích làm ch t h p ph thư ng cho k t qu t t so v i t ng h p t hóa ch t s ch (a) (b) 662 468 664 554 465 997 553 998 1300 1200 1000 800 600 Hình 3.2: Ph IR c a m u A12-DA3 (a) m u NaA chu n (b) -1 400 cm 14 - Các k t qu phân tích ph IR đ i v i m u ñư c ti n hành ñi u ki n T k t qu c a ph IR, ta nh n th y: ña s ñám ph c a m u tương t v hình d ng cư ng đ a) b) c) Hình 3.3 nh SEM c a m u cao lanh A Lư i (a), A12-DA3 (b), m u chu n (c) Trên hình 3.3, quan sát nh SEM cho th y tinh th zeolit NaA t o thành m u t ng h p m u chu n đ u có d ng hình l p phương, kích thư c đ u kho ng 2,3µm Trong m u t ng h p, ngồi tinh th zeolit NaA xu t hi n m t lư ng r t nh pha l L Bên c nh m u zeolit 4A, quan sát nh SEM c a m u cao lanh th y rõ c u trúc l p ñ c trưng, khác h n c u trúc l p phương c a zeolit NaA T k t qu phân tích hình ta có th rút k t lu n m u t ng h p có ch t lư ng g n tương ñương v i m u chu n Các t p ch t m u t ng h p khơng đáng k Vì v y, zeolit NaA t ng h p t ngu n cao lanh A lư i hồn tồn có th đư c ng d ng ñ h p ph ion kim lo i n ng v i ch t lư ng không thua so v i zeolit NaA ñư c t ng h p t ngu n nguyên li u s ch Các k t qu cho th y, vi c s d ng ch t t o ph c DA3 kéo dài th i gian làm già thêm 24 gi ñã làm tăng ñ tinh 15 th zeolit NaA t 92% lên 96%, gi m nhi t ñ k t tinh t 95 oC xu ng 90oC so v i [1] Đ ng th i cho th y rõ, cao lanh A Lư i nguyên li u r t t t cho t ng h p zeolit NaA 3.2 M T S Y UT H P ZEOLIT NaA T NH HƯ NG Đ N QUÁ TRÌNH T NG CAO LANH A LƯ I 3.2.1 nh hư ng c a ch t t o ph c Trong n i dung lu n văn ta có m u A12 – DA1, A12DA2, A12-DA3 ng v i ch t t o ph c amino axit có kích thư c t l n đ n nh Các ñi u ki n khác ñư c gi tương t K t qu xác ñ nh CEC, AH2O, ph XRD tương ng đư c trình bày b ng 3.2 B ng 3.2: S li u t ng h p zeolit NaA v i ch t t o ph c khác AH2O, % Đ tinh tr ng th theo lư ng M u CEC, meq/100g STT XRD, % A12-DA1 340 19,9 90 A12-DA2 345 21,0 92 A12-DA3 356 21,8 96 Ph XRD c a m u nghiên c u cho th y m u A12-DA3 có đư ng n n ph ng nh t t p ch t L nên có đ tinh th cao nh t S sai khác v ph gi a m u không l n v cư ng đ di n tích pic Đi u ch ng t quy trình t ng h p n ñ nh cho k t qu có đ tin c y cao 3.2.2 nh hư ng c a hàm lư ng ki m Ph n nghiên c u ñã ti n hành xác ñ nh CEC, AH2O ph XRD c a m u t ng h p v i hàm lư ng ki m thay ñ i tương ng theo t l Na2O/ Al2O3 b ng 0,9;1,0;1,1 16 B ng 3.3: S li u t ng h p zeolit NaA v i hàm lư ng ki m khác CEC, AH2O, % Đ tinh meq/100g tr ng th theo lư ng M u STT XRD, % A12-DA3(0,9) 320 19,2 88 A12-DA3(1,0) 356 21,8 96 A12- DA3(1,1) 312 19,0 84 T b ng 3.3 cho th y tăng hàm lư ng ki m t l ki m t i ưu Na2O/ Al2O3 = 1.0 Như v y, rõ ràng s k t tinh zeolit NaA ch di n thu n l i môi trư ng ki m có n ng đ thích h p Hàm lư ng ki m cao hay th p đ u khơng thu n l i 3.2.3 nh hư ng c a th i gian k t tinh - Th c hi n t ng h p m u v i kí hi u A9- DA3, A12- DA3, A15- DA3 tương ng v i th i gian k t tinh 9, 12 15 gi Đo ph XRD s li u t ng h p c a m u ta có k t qu sau: B ng 3.4: S li u t ng h p zeolit NaA v i th i gian k t tinh khác AH2O, % Đ tinh tr ng th theo lư ng M u CEC, meq/100g STT XRD A9-DA3 282 17,3 75 A12-DA3 356 21,8 96 A15-DA3 298 18,7 82 Trong b ng 3.4 ta th y th i gian k t tinh tăng s li u t ng h p v CEC, AH2O ñ tinh th tăng ñ t giá tr c c ñ i sau 12 gi k t tinh 17 3.3 KH NĂNG X LÍ ION CHÌ VÀ ION CADIMI TRONG NƯ C C A ZEOLIT NaA 3.3.1 nh hư ng c a hàm lư ng zeolit s d ng ñ n kh h p ph ion Kim lo i - Trong ph n th c nghi m này, ti n hành 10 m u thí nghi m ng v i n ng đ ion chì cadimi b ng 2mg/ l - Môi trư ng pH=6 - Th i gian x lí 15 phút máy l c khí - Hàm lư ng zeolit tăng d n t 0,01 đ n 0,3 cho m i lít dung d ch B ng 3.5: K t qu kh o sát nh hư ng c a hàm lư ng zeolit đ n q trình h p ph Pb2+ STT Zeolit C0 C NaA, g (mg/l) (mg/l) Dung lư ng h p ph (mg/g) %Pb2+b h p ph 0,01 2,0 1,066 93,40 46,70 0,05 2,0 0,634 27,32 68,30 0,10 2,0 0,325 16,75 83,75 0,15 2,0 0,005 13,30 99,75 0,30 2,0 0,001 6,66 99,95 18 B ng 3.6: K t qu kh o sát nh hư ng c a hàm lư ng zeolit ñ n trình h p ph ion Cd2+ STT Zeolit C0 NaA, g (mg/l) Dung lư ng C(mg/l) h p ph (mg/g) %Cd2+b h p ph 0,01 2,0 1,245 75,50 37,35 0,05 2,0 0,672 26,56 66,40 0,10 2,0 0,005 19,95 99,75 0,15 2,0 0,004 13,31 99,80 0,30 2,0 0,001 6,66 99,95 Ghi chú: C0 n ng ñ ion kim lo i trư c h p ph ,C n ng ñ ion sau h p ph Trong b ng 3.5 3.6 cho th y hàm lư ng zeolit tăng kh h p ph Cd2+ tăng m nh tương t h p ph Pb2+ Tuy nhiên, hàm lư ng zeolit tăng t 0,01g đ n 0,10g q trình h p ph ion Cd2+ tăng r t nhanh nhanh so v i h p ph Pb2+, u có liên quan đ n kích thư c ion Pb2+ l n so v i kích thư c Cd2+ (1,20 Ao so v i 0,97Ao) T i giá tr hàm lư ng zeolit b ng 0,10g, dung d ch sau h p ph l i n ng ñ 0,005 mg/l V i hàm lư ng đáp ng t t giá tr quy đ nh an tồn c a Cd2+ đ i v i nư c sinh ho t 0,005 mg/l theo TCVN 5945-2005 hàm lư ng zeolit ngư ng 0,15 g cho m t lít m u ch a chì q trình h p ph b t đ u ñ t ñ n tr ng thái cân b ng v i hàm lư ng ion Pb2+còn l i r t nh (ñã b h p ph 99,75%): ch 0,005 mg/l V i hàm lư ng ñã hoàn toàn th a mãn yêu c u ñ i v i nư c sinh ho t theo tiêu chu n ISI, 1982, 19 n ng đ ion chì ≤ 0,05 mg/l TCVN 5945-2005 giá tr quy ñ nh an tồn c a Pb2+ đ i v i nư c sinh ho t 0,1 mg/l 3.3.2 nh hư ng c a th i gian h p ph ñ n kh h p ph ion kim lo i c a zeolit NaA B ng 3.7: K t qu kh o sát nh hư ng c a th i gian h p ph đ n q trình h p ph ion Pb2+ STT T (phút) C0 C (mg/l) (mg/l) Dung lư ng h p ph (mg/g) % Pb2+ b h p ph 2,0 0,820 7,87 59,00 10 2,0 0,220 11,87 89,00 15 2,0 0,005 13,30 99,75 20 2,0 0,002 13,32 99,90 30 2,0 0,001 13,33 99,99 B ng 3.8: K t qu kh o sát nh hư ng c a th i gian ti p xúc đ n q trình h p ph ion Cd2+ STT T (phút) C0 C (mg/l) (mg/l) Dung lư ng h p ph (mg/g) % Cd2+ b h p ph 2,0 0,750 12,50 62,50 10 2,0 0,234 17,66 88,30 15 2,0 0,005 19,95 99,75 20 2,0 0,003 19,97 99,85 30 2,0 0,001 19,99 99,95 20 Vì v y, th i gian h p ph thích h p c hai trư ng h p ñ u 15 phút C n ph i th o lu n thêm r ng ion chì cadimi có kích thư c nh nhi u so v i kích thư c mao qu n c a zeolit NaA, v y trình h p ph di n nhanh chóng nh ng phút đ u tiên M t khác, zeolit NaA có dung lư ng trao ñ i cation l n nh t lo i zeolit nên có th d n ñ n vi c tách ion kim lo i dung d ch x y ñ ng th i theo ch h p ph trao ñ i ion 3.3.3 nh hư ng c a pH mơi trư ng đ n kh h p ph ion kim lo i c a zeolit NaA B ng 3.9: K t qu kh o sát nh hư ng c a pH đ n q trình h p ph Pb2+ STT pH Co C (mg/l) (mg/l) Dung lư ng %Pb2+b h p ph h p ph 2.0 0,946 7,03 52,70 2,0 0,612 9,25 69,40 2,0 0,094 12,71 95,30 2,0 0,005 13,30 99,75 2,0 0,004 13,31 99,80 2,0 0,002 13,32 99,90 21 B ng 3.10: K t qu kh o sát nh hư ng c a pH ñ n trình h p ph Cd2+ STT pH Co (mg/l) Dung C (mg/l) lư ng h p ph % Cd2+ b h p ph 2.0 0,872 11,28 56,24 2,0 0,567 14,33 71,56 2,0 0,122 18,78 93,90 2,0 0,005 19,95 99,75 2,0 0,003 19,97 99,85 2,0 0,002 19,98 99,90 Tóm l i, giá tr pH t i ưu ñ trình h p ph ion kim lo i Pb Cd2+ ñ t hi u su t cao nh t pH ≥ 2+ 3.4 ĐÁNH GIÁ SƠ B GIÁ THÀNH X LÍ NƯ C Ơ NHI M ION KIM LO I N NG - D a vào trình kh o sát nh hư ng c a y u t : hàm lư ng zeolit, th i gian h p ph pH c a mơi trư ng đ n q trình h p ph ta có th nh n th y vi c dùng s n ph m zeolit NaA t ng h p t ngu n cao lanh A Lư i cho x lí nư c sinh ho t thu đư c hi u qu cao, th i gian x lí nhanh - N u s d ng quy trình s n xu t giá thành c a m t kilogram zeolit NaA c tính kho ng 20.000 VND, v y đ x lí m t m3 nư c ô nhi m Pb2+ Cd2+ v i n ng ñ 2,0 mg/l tương ng c n 150g zeolit NaA 100g zeolit Chi phí x lý m t m3 nư c 22 tăng thêm kho ng 3.000 ñ ng ñ i v i x lý Pb2+ 2.000 ñ ng x lý Cd2+ Khi áp d ng quy mô s n xu t l n, giá thành zeolit NaA gi m s làm gi m chi phí x lý nư c ô nhi m 23 K T LU N VÀ KI N NGH K T LU N: Đã t ng h p ñư c zeolit NaA t cao lanh A lư i v i ñ tinh th 96% th i gian làm già 96 gi , th i gian k t tinh 12 gi , t i nhi t ñ 90oC, áp su t thư ng s có m t c a ch t t o ph c h u DA3 Đã nghiên c u y u t nh hư ng ñ n trình t ng h p zeolit NaA t cao lanh A Lư i ch t t o ph c h u khác nhau, hàm lư ng ki m th i gian k t tinh thay ñ i B ng phương pháp XRD, IR, SEM tìm đư c u ki n thích h p cho t ng h p zeolit NaA t cao lanh A Lư i là: Ch t t o ph c ch a nhóm amin axit, hàm lư ng ki m Na2O/Al2O3 = 1,0 th i gian k t tinh 12 gi Đã s d ng zeolit NaA t ng h p ñư c đ x lí Pb2+ dung d ch có n ng ñ Pb2+ ban ñ u 2,0mg/l rút đư c u ki n thích h p là: Lư ng zeolit NaA = 0,15g/l; th i gian h p ph 15 phút, pH = T i đó, hàm lư ng Pb2+ cịn l i dung d ch sau h p ph b ng 0,005mg/l, tương ñương 99,75% lư ng chì b h p ph Đã s d ng zeolit NaA t ng h p đư c đ x lí Cd2+ dung d ch có n ng đ Cd2+ ban đ u 2,0mg/l rút ñư c ñi u ki n thích h p là: Lư ng zeolit NaA = 0,10g/l; th i gian h p ph 15 phút, pH = T i đây, hàm lư ng Cd2+ cịn l i dung d ch sau h p ph b ng 0,005mg/l, tương ñương 99,75% lư ng Cadimi b h p ph Tính tốn sơ b giá thành t ng h p zeolit NaA 20.000ñ/kg, giá thành x lý m t m3 nư c ch a Pb2+ Cd2+ tương ng 3.000 ñ ng 2.000 ñ ng ñ t tiêu chu n nư c sinh ho t theo TCVN 5945 : 2005 24 KI N NGH : Vi c nghiên c u t ng h p zeolit nói chung zeolit NaA nói riêng t cao lanh A Lư i cịn r t đư c nghiên c u Vi t Nam Cao lanh A Lư i thích h p cho t ng h p zeolit NaA lo i zeolit có th s d ng làm ch t h p ph trao ñ i ion ñ tách kim lo i n ng nư c r t t t Do đó, c n có nh ng nghiên c u ng d ng ti p theo ñ t ng bư c ñưa v t li u zeolit NaA vào th c ti n x lý ô nhi m ngu n nư c th i nư c sinh ho t hi n  ... h p zeolit nói chung zeolit NaA nói riêng t cao lanh A Lư i r t ñư c nghiên c u Vi t Nam Cao lanh A Lư i thích h p cho t ng h p zeolit NaA lo i zeolit có th s d ng làm ch t h p ph trao ñ i ion. .. ng h p zeolit NaA 3.2 M T S Y UT H P ZEOLIT NaA T NH HƯ NG Đ N QUÁ TRÌNH T NG CAO LANH A LƯ I 3.2.1 nh hư ng c a ch t t o ph c Trong n i dung lu n văn ta có m u A1 2 – DA1, A1 2DA2, A1 2-DA3 ng v... 600oC đ chuy n h? ?a c u trúc cao lanh v d ng c u trúc khuy t t t, metacaolanh - T ng h p zeolit NaA t metacaolanh, m t s h? ?a ch t vô cơ, ch t t o ph c h u - Nghiên c u s nh hư ng c a ch t t o ph