Hình 1.13: Tương tác của PHA với Gd3+
S.B.Roy và cộng sự [13] đã tổng hợp polyme chứa nhóm chức năng hydroxamic axit và sử dụng để hấp phụ ion Gd(III) trong dung dịch tại phịng thí nghiệm. Nhóm tác giả đã nghiên cứu q trình hấp phụ tại nồng độ Gd(III) khác nhau, thời gian hấp phụ khác nhau, nồng độ Gd(III) sau hấp phụ được xác định bằng phương pháp ICP-AES. Quá trình hấp phụ của polyme- Gd(III) được xác định bằng phổ FTIR và EDX.
Trong cơng trình nghiên cứu sử dụng nhựa trao đổi trên cơ sở PHA để tách nguyên tố La ra khỏi nước và tiến hành xác định lượng hấp phụ của PHA đối với ion kim loại, Rahman và cộng sự [15] đã tiến hành thí nghiệm tạo phức của PHA với một số ion nguyên tố đất hiếm như La3+, Dy3+, Pr3+, Ce3+, Nd3+, Gd3+, Eu3+, Tb3+ cùng với quá trình thay đổi pH. Kết quả cho thấy dung lượng hấp thụ đất hiếm của nhựa trao đổi ion trên cơ sở PHA phụ thuộc vào pH. Khi pH tăng thì dung lượng hấp thụ tăng lên. Nhựa trao đổi ion có ái lực hấp thu mạnh với Lantan ở pH = 6 và dung lượng hấp thu La ở pH này khoảng 2,3 mmol/g. Theo kết quả nghiên cứu này thì thứ tự hấp thu chọn lọc được sắp xếp như sau: La3+
> Dy3+> Pr3+> Ce3+> Nd3+> Gd3+> Eu3+> Tb3+.
Khaled F. Hassan và cộng sự [12] đã tổng hợp poly(hydroxamic axit) từ polyacrylamit và sử dụng poly (hydroxamic axit) này để hấp phụ Zr, Y, Sr và tách riêng Zr ra khỏi hỗn hợp, dung dịch đệm axetat, dung dịch đệm nitrat tại pH khác nhau. Bên cạnh đó, cột nhựa trao đổi ion poly(hydroxamic axit) sử dụng ba loại dung môi rửa giải khác nhau là HCl 10-5mol/l, đệm axetat có pH=3.5, HCl 2M . Kết quả cho thấy khả năng hấp phụ của các ion kim loại Zr(III), Y(III) và Sr(II) tương ứng là 80%; 99,9%; 100%.
Y.K. Agrawal [21] đã tổng hợp 6 loại polyme đều chứa nhóm chức năng hydroxamic axit để tách và tinh chế các ion nguyên tố đất hiếm La, Ce, Nd và Yt trong mẫu chuẩn và trong các môi trường khác nhau. Đã nghiên cứu khả năng hấp phụ của các ion nguyên tố đất hiếm này bằng các polyme tổng hợp tại các pH khác nhau đã được nghiên cứu. Ngồi ra, tác giả cịn sử dụng 6 loại polyme này để tách La từ hỗn hợp với Ce, tách Ce(III) từ hỗn hợp các ion La(III), Nd(III) vàYt(III).
Bên cạnh đó, PHA với vai trị là nhựa trao đổi ion cũng đã được nghiên cứu sử dụng nhằm tách Urani ra khỏi hỗn hợp với Nd [5]. Bản chất liên kết giữa ion Urani và poly(hydroxamic axit) dạng hydrogel được tổng hợp từ polyacrylamit cũng đã được tiến hành nghiên cứu. Chỉ số liên kết của poly(hydroxamic axit) với ion Urani được xác định qua độ hấp thụ ion này. Bên cạnh đó ảnh hưởng của các yếu tố như nồng độ ion, pH, nhiệt độ…đến độ hấp thu của ion Urani lên hydrogel poly(hydroxamic axit) cũng được tác giả và các cộng sự tiến hành khảo sát.
CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM
2.1. Hóa chất, dụng cụ, thiết bị thí nghiệm
2.1.1. Hóa chất
+ Azobisisobutyronitrin (AIBN): C8H12N4, 99%, Aldrich. + Hydroxyl amin hidroclorit: NH2OH.HCl, 99%, Aldrich.
+Vinylsulfonic axit (VSA): CH2=CH-SO3H, 25% trong dung môi nước, Aldrich.
+ Amoni pesunfat (APS): (NH2)4S2O8, 99%, Merck. + Span 80: C24H44O6, 99%, Merck.
+ Etyl xenlulo (EC): 99%, Aldrich.
+ Acrylamit (AM): 99,9% ,C3H5NO, Merck.
+ N, N’ - metylen bisacrylamit (MBA): C7H10N2O5, 99,9%, Merck. + Dung dịch Parafin có tỷ trọng 0,845 g/ml, Trung Quốc.
+ Dầu diezel (Petrolimex)
+ Các hóa chất phân tích khác được sử dụng ngay không qua tinh chế lại: nước cất, natri hidroxit, natri hidrocacbonat, axit clohidric, nước cất, axit sunfuric, methanol, etanol, dimetylformamit (DMF), phenolphtalein, axit nitric, n-hexan, clorofom, xylenol da cam, axit oxalic, axit sunfo salixilic, Ethylen diamin tetraacetic acid (EDTA).
2.1.2. Dụng cụ, thiết bị thí nghiệm
- Dụng cụ: tủ sấy chân không, bể điều nhiệt, cân phân tích, máy khuấy từ có gia nhiệt, nhiệt kế, bình cầu, sinh hàn hồi lưu, cốc thuỷ tinh, bình tam giác, pipet… - Phổ hồng ngoại được ghi trên Quang phổ kế hồng ngoại biến đổi Fourier FTIR IMPACT Nicolet 410 trong vùng 4000-400cm-1 tại Phòng Phổ hồng ngoại, Viện Hoá học, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam. Mẫu được sấy khô tới khối lượng không đổi trong tủ sấy chân không ở 60oC và ép viên với KBr.
- Phân tích nhiệt trọng lượng TGA (Thermal Gravimetric Analysis) được ghi trên thiết bị phân tích nhiệt TA-60 Shimadzu tại Viện Vật liệu-Viện Hàn lâm Khoa
học và Công nghệ Việt Nam. Các mẫu đều được tiến hành phân tích trong khí quyển nitơ, tốc độ gia nhiệt 10oC/phút từ nhiệt độ phòng đến 600o
C.
- Kính hiển vi điện tử quét FESEM: Các mẫu được chụp FESEM trên máy Hitachi S-4800 tại Phịng Thí nghiệm trọng điểm, Viện Khoa học Vật liệu - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam.
- Diện tích bề mặt riêng và cấu trúc xốp được trên máy CHEM 2920 (Mỹ) bằng phương pháp hấp thụ khí N2 lỏng ở nhiệt độ 77.35 K, P/P0 = 0,3 đo tại khoa Cơng nghệ Hóa học-Trường Đại học Bách khoa Hà Nội.
- Thiết bị trùng hợp huyền phù dung tích 5 lít có các thơng số: thiết bị phản ứng bằng inox, tốc độ khuấy 0-1400 vòng/phút, bộ điều kiển tốc độ biến tần, gia nhiệt bằng điện, truyền nhiệt gián tiếp qua dầu, nhiệt độ làm việc: 25-100oC, dung sai ±1oC