TÌNH HÌN HƠ NHIỄM ASEN, SELEN TRONG NƢỚC

Xây dựng đồ thị sự phụ thuộc lgq vào lgCsẽ xác định đƣợc các giá trị KF, n. Qmax

Q Cf/Q

𝑄

Các nhà khoa học trên thế giới đã sử dụng phƣơng pháp hấp phụ[83, 94, 96, 97, 104] để xử lý asen nhƣ Mamindy – Pajamy (2001)[70]; Miller G. P (2000)[73] và để xử lý selen nhƣ Jamila S. Y (2014)[54]; Su. C. M (2000)[91].

1.1.5. Vật liệu hấp phụ asen, selen

Trong những năm gần đây, ở Việt Nam và trên thế giới đã có nhiều cơng trình nghiên cứu về vật liệu hấp phụ asen, selen nhƣ: than hoạt tính[17, 20, 21, 74, 98], xenlulozơ[27], hợp chất composite của chitosan với đất sét[23], silica biến tính[107], Fe3O4/AC[69], nano FeO[44, 91], tinh thể nano Al2O3[54], TiO2[56, 79, 89], nano CuO[26], CeO2[67], oxit kim loại[88], sắt cố định trên than hoạt tính dạng hạt[37, 54, 102], nano sắt (III) oxit/hyđroxit[45]. Trong đó, vật liệu hấp phụ nano oxit kim loại đƣợc tổng hợp nhiều và ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực hấp phụ asen, selen, vì có diện tích bề mặt lớn, ái lực hấp phụ chọn lọc cao do có khả năng hình thành phức chất cầu nội (một răng và hai răng) với các oxo anion của asen, selen trên bề mặt.

1.1.5.1. Vật liệu hấp phụ asen

Hiện nay ở Việt Nam đã có nhiều cơng trình nghiên cứu về vật liệu xử lý asen trong nƣớc. Nhóm nghiên cứu của Lƣu Minh Đại và các cộng sự[2] đã ứng dụng vật liệu LaFeO3 k ch thƣớc nanomet để hấp phụ đồng thời As(III), As(V), Fe(III) và Mn(II) theo mơ hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir và xác định dung lƣợng hấp phụ cực đại của vật liệu đối với As(III) và As(IV) lần lƣợt là 55,09 và 60,74 mg/g; đối với Fe(III) là 115,92 mg/g và đối với Mn(II) là 78,08 mg/g.

Đỗ Quang Trung cùng cộng sự[13] đã tổng hợp thành công vật liệu Ti(IV) cố định trên than hoạt tính, ở nhiệt độ phịng, pH từ 1 đến 2 trong 8 giờ, để loại bỏ các oxo anion của phốt pho và asen trong nƣớc, pH hấp phụ tối ƣu của vật liệu là 5-9. Dung lƣợng hấp phụ asen cực đại của vật liệu là 10,9 mg As/g.

Trên thế giới đã có nhiều cơng trình cơng bố về lĩnh vực này. Tác giả Zhijian Li và các cộng sự[112] đã nghiên cứu loại bỏ asen bằng phƣơng pháp hấp phụ sử dụng vật liệu oxit hỗn hợp hệ Ce-Ti, dung lƣợng hấp phụ là 7,5 mg As(V)/g và 6,8 mg As(III)/g.

Daus cùng các cộng sự[33] đã nghiên cứu so sánh khả năng loại bỏ As(III) và As(V) của 5 loại vật liệu hấp phụ: than hoạt tính (AC), zirconi cố định trên than hoạt tính (Zr-AC), vật liệu hấp phụ truyền thống (AM3), sắt và sắt hiđroxit dạng hạt (GIH). Sự hấp phụ As(V) theo thứ tự Zr-AC >> GIH > Fe > AC. Còn thứ tự hấp phụ As(III): AC >> Zr-AC = AM3 = GIH = Fe[33, 34].

Một số vật liệu hấp phụ đƣợc tổng kết trong Bảng 1.1.

Bảng 1.1. Một số vật liệu hấp phụ asen

STT Vật liệu mg(g) Tác giả

As(III) As(V) Việt Nam

1 Ti(IV)/AC 10,90 Đỗ Quang Trung[13]

2 nano ZrO2 65,44 68,83 Đào Ngọc Nhiệm[8]

3 Fe2O3-Mn2O3 41,20 48,02 Lƣu Minh Đại[1]

4 CeO2-Mn2O3 57,10 Lƣu Minh Đại[3]

5 Zr(IV)/AC 35,09 Đỗ Quang Trung[14]

Trên thế giới

1 CeO2-ZrO2 27,1 9,2 Weihong Xu[105]

2 FeO-ZrO2 40,1 120 Zongming Ren[113]

3 Fe3O4-ZrO2 45,6 Zheng Yu-Ming[111]

4 MnO2-ZrO2 104 80 Gaosheng Zhang[39]

5 Zr(IV)/CNT 2 5 Susana Addo Ntim[92]

6 Zr(IV)/ Chất thải cam đã đƣợc hóa xà phịng

130 80 Biplob Kumar

Biswas[22]

Bảng 1.1 cho thấy vật liệu ZrO2, ZrO2 pha tạp với các oxit kim loại khác và Zr(IV) cố định trên chất mang có dung lƣợng hấp phụ asen cao hơn so với các vật liệu khác.

Các nhà khoa học tập trung nghiên cứu hấp phụ asen trên vật liệu chủ yếu là oxit kim loại và oxit kim loại biến tính với các oxit kim loại khác hoặc cố định trên

1.1.5.2. Vật liệu hấp phụ selen

Trên thế giới đã có nhiều tác giả nghiên cứu về vật liệu hấp phụ selen. Peak D. cùng các cộng sự[78] đã nghiên cứu hấp phụ các dạng oxo anion của selen ở trong nƣớc bởi nhôm oxit. Kết quả nghiên cứu cho thấy, selenit hình thành hỗn hợp phức chất cầu ngoại và phức chất cầu nội hai răng ở trên bề mặt nhơm oxit, cịn selenat hình thành phức chất cầu ngoại trên bề mặt của nhôm oxit.

Yiang Zhang và các cộng sự[108] đã nghiên cứu hiệu suất loại bỏ selen trong nƣớc bằng sắt nguyên tố đạt 94,5 - 96,5%.

Grigori Zelmanov cùng các cộng sự[45] đã loại bỏ selen ra khỏi nƣớc sử dụng các hạt nano sắt(III) oxit và sắt(III) hiđroxit để làm chất hấp phụ. Kết quả nghiên cứu cho thấy sắt(III) oxit và sắt(III) hiđroxit dạng hạt nano có hiệu quả hấp phụ selen cao.

Theo kết quả nghiên cứu của Jamila và các cộng sự[54], dạng nano tinh thể nhôm oxit là vật liệu hấp phụ selen hiệu quả, sản xuất đơn giản và rẻ tiền do đó đƣợc ứng dụng rộng rãi. Theo Gonzalez[44], các tinh thể nano oxit kim loại có diện tích bề mặt cao làm tăng số lƣợng các tâm hấp phụ. Vì vậy, các vật liệu này đƣợc ứng dụng nhiều trong thực tế. Dạng nano của titan oxit, sắt oxit và nhơm oxit đều là những vật liệu có khả năng hấp phụ tốt selen[43, 44, 56, 87].

Một số vật liệu hấp phụ selen đã công bố đƣợc tổng kết ở Bảng 1.2.

Bảng 1.2. Một số vật liệu hấp phụ selen STT Vật liệu STT Vật liệu (mg/g) Tác giả Se(IV) Se(VI) 1 n-Al2O3 10,88 9,35 Jamila S.Yamani[54] n-TiO2 3,4 2,73 2 Al2O3 17,2 Bleiman Nimrod[23] Fe-oxit 8,2 3 Sắt oxit 8,47 Sheha R.R.[88] Silicon oxit 7,06

selen. Chính vì vậy, việc nghiên cứu phát triển và ứng dụng vật liệu Zr(IV) để xử lý selen trong luận án này là một hƣớng đi mới.