Luận án Nghiên cứu tổng hợp một số oxit hỗn hợp kích thước nanomet hệ đất hiếm - Mangan và khảo sát khả năng hấp phụ đối với amoni, asen, sắt, mangan trong nước sinh hoạt

Đã nghiên cứu tổng hợp 4 vật liệu nano hệ đất hiếm-mangan bằng phương pháp đốt cháy gel PVA ở các điều kiện thích hợp: pH4, nhiệt độ tạo gel 800C, tỷ lệ mol KL/PVA = 1/3, nhiệt độ nung 6000C, 7500C, 8000C và 3500C đối với LaMnO3, PrMnO3, NdMnO3 và CeO2-MnOx. Kích thước hạt tinh thể trung bình 24,5nm ÷ 32,2nm, diện tích bề mặt riêng BET khoảng 20,5m2/g ÷ 65,3m2/g. Đặc biệt vật liệu nano oxit hỗn hợp CeO2-MnOx được tổng hợp ở điều kiện nhiệt độ thấp (3500C) và có diện tích bề mặt riêng BET lớn (65,3m2/g)

pdf120 trang | Chia sẻ: tueminh09 | Ngày: 22/01/2022 | Lượt xem: 488 | Lượt tải: 0download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Luận án Nghiên cứu tổng hợp một số oxit hỗn hợp kích thước nanomet hệ đất hiếm - Mangan và khảo sát khả năng hấp phụ đối với amoni, asen, sắt, mangan trong nước sinh hoạt, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
ồng độ đầu của Mn(II) từ 1 mg/l đến 200 mg/l. Hàm lượng Mn(II) còn lại trong dung dịch được xác định sau 120 phút hấp phụ. Kết quả được đưa ra trong bảng 3.11. Bảng 3.11. Dung lượng hấp phụ Mn(II) của PrMnO3 Ci(mg/l) Cf(mg/l) qbh(mg/g) Ci(mg/l) Cf(mg/l) qbh(mg/g) 1,00 0,42 1,15 50,00 28,27 43,46 5,00 2,94 4,12 100,00 71,81 56,38 10,00 5,12 9,76 150,00 119,44 61,12 25,00 12,15 25,70 200,00 169,36 61,28 Đường cong của quá trình hấp phụ được mô tả bằng phương trình đẳng nhiệt Langmuir. Kết quả khảo sát được đưa ra trong hình 3.37. 75 Hình 3.37. Đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir của Mn(II) trên PrMnO3 Hình 3.37 cho thấy sự phù hợp của quá trình hấp phụ với đường đẳng nhiệt Langmuir có hệ số hồi quy là 99,5% và giá trị Qmax là 61,02 mg/g. 2.3. Khả năng hấp phụ amoni, asen, sắt và mangan trên NdMnO3 Tiến hành thí nghiệm hấp phụ amoni, asen, sắt, mangan trên NdMnO3 tương tự như vật liệu PrMnO3. Để xác định Qmax đối với amoni, asen, sắt, mangan của vật liệu NdMnO3, trước tiên cần xác định thời gian đạt cân bằng hấp phụ, sau đó xác định qbh của các chất bị hấp phụ ở nồng độ khác nhau, hồi quy các giá trị qbh theo Cf bằng phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir, để xác định Qmax. 2.3.1. Hấp phụ amoni trên NdMnO3 Thời gian đạt cân bằng hấp phụ : Các kết quả thí nghiệm được biểu diễn bằng đường cong phụ thuộc hàm lượng amoni còn lại vào thời gian hấp phụ được chỉ ra trên hình 3.38 và phụ lục 2. Từ hình vẽ cho thấy thời gian đạt cân bằng hấp phụ amoni trên NdMnO3 là 90 phút. VËt liÖu PrMnO3 hÊp phô Mn §-êng ®¼ng nhiÖt hÊp phô q=Qmax.b.Cf/(1+b.Cf) r^2=0.99597736 DF Adj r^2=0.99436831 FitStdErr=1.7728578 Fstat=1485.5589 Qmax=61.022349 b=0.041713928 0 50 100 150 Nång ®é cßn l¹i Cf (mg/l) 0 10 20 30 40 50 60 70 D un g l- în g hÊ p ph ô q (m g/ g) 0 10 20 30 40 50 60 70 D un g l- în g hÊ p ph ô q (m g/ g) 76 Hình 3.38. Sự phụ thuộc nồng độ amoni còn lại vào thời gian hấp phụ amoni trên NdMnO3 Dung lƣợng hấp phụ: Các kết quả thí nghiệm nghiên cứu được đưa ra trong bảng 3.12. Bảng 3.12. Dung lượng hấp phụ amoni của NdMnO3 Ci(mg/l) Cf(mg/l) qbh(mg/g) Ci(mg/l) Cf(mg/l) qbh(mg/g) 1,00 0,35 1,30 50,00 19,33 61,34 5,00 1,86 6,28 100,00 63,54 72,92 10,00 3,44 13,12 150,00 112,59 74,82 25,00 7,67 34,66 200,00 162,11 75,78 Đường cong hấp phụ của quá trình hấp phụ được miêu tả bằng phương trình đẳng nhiệt Langmuir. Kết quả nghiên cứu được chỉ ra trong hình 3.39. Kết quả cho thấy đường cong hấp phụ của quá trình hấp phụ mô tả phù hợp với mô hình đẳng nhiệt Langmuir và giá trị Qmax = 75,34 mg/g. 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 0 20 40 60 80 100 120 140Thời gian phản ứng (phút) Nồ ng đ ộ cò n lạ i ( m g/ l) 77 Hình 3.39. Đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir của amoni trên NdMnO3 2.3.2. Hấp phụ asen Hấp phụ As(III): Thời gian đạt cân bằng hấp phụ được xác định thông qua đồ thị sự phụ thuộc của nồng độ asen còn lại vào thời gian hấp phụ. Kết quả các thí nghiệm được thể hiện trên hình 3.40 và phụ lục 2. Hình 3.40. Sự phụ thuộc nồng độ còn lại của As(III) vào thời gian hấp phụ asen trên NdMnO3 Thời gian đạt cân bằng hấp phụ As(III) trên NdMnO3 là 150 phút. Dung lƣợng hấp phụ: Thí nghiệm được tiến hành tương tự như trong trường hợp hấp phụ asen trên PrMnO3. Kết quả các thí nghiệm được thể hiện trong bảng 3.13. Đường cong hấp phụ của quá trình hấp phụ được miêu tả bằng phương trình đẳng nhiệt Langmuir và được chỉ ra trong hình 3.41. 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 0 50 100 150 200 Thời gian phản ứng (phút) Nồ ng đ ộ cò n lạ i ( m g/ l) 78 Bảng 3.13. Dung lượng hấp phụ As(III) trên NdMnO3 Ci(mg/l) Cf(mg/l) qbh(mg/g) Ci(mg/l) Cf(mg/l) qbh(mg/g) 1,00 0,01 1,97 50,00 34,17 31,66 5,00 2,45 5,10 100,00 83,15 33,70 10,00 3,82 12,36 150,00 132,93 34,14 20,00 9,15 21,70 200,00 182,45 35,10 Hình 3.41. Đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir của As(III) trên NdMnO3 Kết quả hình trên cho thấy đường cong của quá trình hấp phụ được miêu tả phù hợp với mô hình đẳng nhiệt Langmuir và giá trị hấp phụ cực đại Qmax là 37,09 mg/g. Hấp phụ As(V): Dung lượng hấp phụ được xác định từ kết quả thực nghiệm và được đưa ra trong bảng 3.14. Nd-Mn hÊp phô As (III) §-êng ®¼ng nhiÖt hÊp phô Langmuir q = Qmax.b.Cf/(1+b.Cf) r^2=0.98199747 DF Adj r^2=0.97479646 FitStdErr=1.9965995 Fstat=327.28657 Qmax=37.098945 b=0.0034097223 0 50 100 150 200 Nång ®é As (III) cßn l¹i Cf (mg/l) 0 5 10 15 20 25 30 35 40 D un g l- în g hÊ p ph ô q (m g/ g) 0 5 10 15 20 25 30 35 40 D un g l- în g hÊ p ph ô q (m g/ g) 79 Bảng 3.14. Dung lượng hấp phụ của As(V) của NdMnO3 Ci(mg/l) Cf(mg/l) qbh(mg/g) Ci(mg/l) Cf(mg/l) qbh(mg/g) 1,00 0,01 1,98 50,00 33,45 33,10 5,00 2,38 5,24 100,00 80,60 38,80 10,00 4,35 11,30 150,00 130,00 40,00 20,00 8,28 23,44 200,00 179,40 41,20 Đường cong hấp phụ được mô tả bằng phương trình đẳng nhiệt Langmuir, kết quả chỉ ra trong hình 3.42. Hình 3.42. Đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir của As(V) trên NdMnO3 Hình vẽ trên cho thấy đường cong hấp phụ mô tả quá trình hấp phụ là phù hợp với mô hình hấp phụ Langmuir và giá trị hấp phụ cực đại Qmax là 43,53 mg/g. 2.3.3. Hấp phụ Fe(III) Kết quả của các thí nghiệm để xác định thời gian cân bằng hấp phụ được thể hiện trên hình 3.43 và phụ lục 2. Nd-Mn hÊp phô As (V) §-êng ®¼ng nhiÖt hÊp phô Langmuir q = Qmax.b.Cf/(1+b.Cf) r^2=0.98307577 DF Adj r^2=0.97630608 FitStdErr=2.2849416 Fstat=348.52135 Qmax=43.533646 b=0.0022803522 0 50 100 150 200 Nång ®é As (V) cßn l¹i Cf (mg/l) 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 D un g l- în g hÊ p ph ô q (m g/ g) 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 D un g l- în g hÊ p ph ô q (m g/ g) 80 Hình 3.43. Sự phụ thuộc nồng độ Fe(III) còn lại vào thời gian hấp phụ sắt trên NdMnO3 Như vậy thời gian đạt cân bằng hấp phụ Fe(III) của hệ NdMnO3 là 120 phút. Các kết quả nghiên cứu xác định dung lượng hấp phụ được đưa ra trong bảng 3.15. Bảng 3.15. Dung lượng hấp phụ của Fe(III) của NdMnO3 Ci(mg/l) Cf(mg/l) qbh(mg/g) Ci(mg/l) Cf(mg/l) qbh(mg/g) 1,00 0,05 1,90 50,00 15,51 68,98 5,00 1,56 6,88 100,00 57,88 84,24 10,00 2,63 14,74 150,00 106,81 86,38 20,00 3,69 32,62 200,00 156,72 86,56 Đường cong của quá trình hấp phụ được miêu tả bằng phương trình đẳng nhiệt Langmuir và kết quả được chỉ ra trong hình 3.44. Kết quả hình vẽ trên cho thấy, quá trình hấp phụ được miêu tả phù hợp với mô hình đẳng nhiệt Langmuir và giá trị hấp phụ cực đại Qmax là 86,22 mg/g. 81 Hình 3.44. Đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir của Fe(III) trên NdMnO3 2.3.4. Hấp phụ Mn(II) Thời gian đạt cân bằng hấp phụ được xác định thông qua đường cong phụ thuộc nồng độ Mn(II) còn lại vào thời gian hấp phụ. Các kết quả nghiên cứu đựơc thể hiện trên hình 3.45 và phụ lục 3. Hình 3.45. Sự phụ thuộc nồng độ Mn(II) còn lại vào thời gian hấp phụ mangan trên NdMnO3 Như vậy thời gian đạt cân bằng hấp phụ Mn(II) trên NdMnO3 là 120 phút. Dung lượng hấp phụ được xác định từ các kết quả nghiên cứu sự phụ thuộc hàm lượng Mn(II) còn lại vào hàm lượng Mn(II) ban đầu và được đưa ra trong bảng 3.16. Đường cong của quá trình hấp phụ được mô tả bằng phương trình đẳng nhiệt Langmuir và được chỉ ra trong hình 3.46. VËt liÖu NdMnO3 hÊp phô Fe §-êng ®¼ng nhiÖt hÊp phô q=Qmax.b.Cf/(1+b.Cf) r^2=0.98994201 DF Adj r^2=0.98811329 FitStdErr=3.8164145 Fstat=1181.0814 Qmax=86.226075 b=0.095856748 0 50 100 150 Nång ®é cßn l¹i Cf (mg/l) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Du ng l- în g hÊ p ph ô q (m g/ g) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Du ng l- în g hÊ p ph ô q (m g/ g) 82 Bảng 3.16. Dung lượng hấp phụ của Mn(II) của NdMnO3 Ci(mg/l) Cf(mg/l) qbh(mg/g) Ci(mg/l) Cf(mg/l) qbh(mg/g) 1,00 0,10 1,79 50,00 31,39 37,22 5,00 2,67 4,66 100,00 70,86 58,28 10,00 5,67 8,66 150,00 116,11 67,78 25,00 14,14 21,72 200,00 166,04 67,92 Hình 3.46. Mô hình đẳng nhiệt Langmuir của Mn(II) trên NdMnO3 Như vậy quá trình hấp phụ là phù hợp với mô hình đẳng nhiệt Langmuir với hệ số hồi quy 99,8% và giá trị hấp phụ cực đại là 70,25 mg/g. 2.4. Hấp phụ amoni, asen, sắt và mangan trên oxit hỗn hợp CeO2-MnOx Các thí nghiệm nghiên cứu được tiến hành tương tự như khi tiến hành hấp phụ ở phần trên. Xác định thời gian đạt cân bằng hấp phụ, đánh giá sự phù hợp với phương trình đẳng nhiệt Langmuir, xác định giá trị hấp phụ cực đại đối với từng chất bị hấp phụ. VËt liÖu NdMnO3 hÊp phô Mn §-êng ®¼ng nhiÖt hÊp phô Langmuir q=Qmax.b.Cf/(1+b.Cf) r^2=0.99885089 DF Adj r^2=0.99864196 FitStdErr=0.94089834 Fstat=10430.857 Qmax=70.252145 b=0.025156043 0 50 100 150 Nång ®é cßn l¹i Cf (mg/l) 0 10 20 30 40 50 60 70 D un g l- în g hÊ p ph ô q (m g/ g) 0 10 20 30 40 50 60 70 D un g l- în g hÊ p ph ô q (m g/ g) 83 2.4.1. Hấp phụ amoni Thời gian đạt cân bằng hấp phụ được xác định từ các số liệu thực nghiệm kết quả nghiên cứu được chỉ ra trong hình 3.47 và phụ lục 3. Hình 3.47. Sự phụ thuộc nồng độ còn lại của amoni vào thời gian hấp phụ amoni trên CeO2-MnOx Cân bằng hấp phụ amoni trên CeO2-MnOx đạt được ở thời gian 90 phút. Dung lượng hấp phụ được xác định từ các kết quả nghiên cứu được đưa ra trong bảng dưới đây. Bảng 3.17. Dung lượng hấp phụ của amoni trên CeO2-MnOx Ci(mg/l) Cf(mg/l) qbh(mg/g) Ci(mg/l) Cf(mg/l) qbh(mg/g) 1,00 0,12 1,76 135,02 61,76 146,48 8,70 2,05 13,30 174,05 99,92 148,16 43,50 12,87 61,26 252,50 175,20 154,60 87,00 31,94 110,12 - - - Đường cong của quá trình hấp phụ được miêu tả bằng phương trình đẳng nhiệt Langmuir, kết quả được chỉ ra trong hình 3.48. 84 Hình 3.48. Đường đẳng nhiệt Langmuir của amoni trên CeO2-MnOx Từ hình vẽ trên cho thấy đường cong của quá trình hấp phụ phù hợp với mô hình đẳng nhiệt Langmuir với hệ số hồi quy 99,8% và giá trị hấp phụ cực đại Qmax= 154,53 mg/g. 2.4.2. Hấp phụ asen Hấp phụ As(III): Thời gian đạt cân bằng hấp phụ đã được xác định. Các kết quả nghiên cứu được được chỉ ra trong hình 3.49 và phụ lục 2. Hình 3.49. Sự phụ thuộc nồng độ còn lại As(III) vào thời gian hấp phụ asen trên CeO2-MnOx Từ hình vẽ cho thấy thời gian cân bằng hấp phụ As(III) trên CeO2-MnOx là 120 phút. 85 Nghiên cứu hấp phụ được tiến hành tương tự như những nghiên cứu hấp phụ ở phần trên. Các kết quả nghiên cứu dung lượng hấp phụ As(III) của hệ CeO2-MnOx được đưa ra trong bảng 3.18. Bảng 3.18. Dung lượng hấp phụ của As(III) của CeO2-MnOx Ci(mg/l) Cf(mg/l) qbh(mg/g) Ci(mg/l) Cf(mg/l) qbh(mg/g) 1,00 0,20 1,60 50,00 34,80 30,40 5,00 3,10 3,80 100,00 78,90 42,20 10,00 6,80 6,40 150,00 126,1 47,80 25,00 16,90 16,20 200,00 175,70 48,60 Đường cong hấp phụ được mô tả bằng phương trình đẳng nhiệt Langmuir và kết quả được chỉ ra trong hình 3.50. Hình 3.50. Đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir của As(III) trên CeO2-MnOx Hình 3.50 cho thấy quá trình hấp phụ As(III) của vật liệu CeO2-MnOx là phù hợp với mô hình đẳng nhiệt Langmuir với hệ số hồi quy là 99,7% và giá trị hấp phụ cực đại Qmax là 48,39 mg/g. Duong dang nhiet hap phu Langmuir A(III) r^2=0.99755703 DF Adj r^2=0.99429974 FitStdErr=1.3126118 Fstat=544.45067 Qmax=48.39969 0 50 100 150 200 Cf 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Q i 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Q i 86 Hấp phụ As(V): Các kết quả các nghiên cứu dung lượng hấp phụ được chỉ ra trong bảng 3.19. Bảng 3.19. Dung lượng hấp phụ của As(V) của CeO2-MnOx Ci(mg/l) Cf(mg/l) qbh(mg/g) Ci(mg/l) Cf(mg/l) qbh(mg/g) 1,05 0,15 1,80 50,50 34,50 32,00 5,00 2,10 5,80 100,10 75,50 49,20 10,01 5,60 8,82 150,50 122,50 56,00 25,02 15,50 19,04 200,10 171,00 58,20 Các hằng số của đẳng nhiệt của quá trình hấp phụ As(V) trên vật liệu CeO2-MnOx được xác định từ kết quả hồi quy của các số liệu thực nghiệm trên phần mềm tính toán Table Curve , kết quả xử lý được chỉ ra trong hình 3.51. Hình 3.51. Đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir của As(V) trên CeO2-MnOx Hấp phụ As (V) trên vật liệu CeO2-MnOx cấu trúc nano được mô tả khá tốt bằng mô hình đẳng nhiệt hấp phụ langmuir với hệ số hồi qui tương ứng 99,88%. Theo kết quả hồi qui các số liệu thực nghiệm trên phần mềm Table Curve dung lượng hấp phụ cực đại đối với As (V) Qmax là 57,10 mg/g. Duong hap phu dang nhiet Lanngmuir As cua he Ce-Mn350 r^2=0.99885293 DF Adj r^2=0.99732349 FitStdErr=1.0513851 Fstat=1161.0443 Qmax =57.098025 c=0.021679598 d=1e-12 0 50 100 150 Cf 0 10 20 30 40 50 60 Q i 0 10 20 30 40 50 60 Q i 87 2.4.3. Hấp phụ Fe(III) Kết quả các thí nghiệm xác định thời gian cân bằng hấp phụ được chỉ ra trong hình 3.52 và phụ lục 2. Hình 3.52. Sự phụ thuộc nồng độ Fe(III) còn lại vào thời gian hấp phụ sắt trên CeO2-MnOx Như vậy thời gian đạt cân bằng hấp phụ Fe(III) trên CeO2-MnOx là 90 phút. Dung lượng hấp phụ xác định được từ các kết quả nghiên cứu thực nghiệm được chỉ ra trong bảng 3.20. Bảng 3.20. Dung lượng hấp phụ Fe(III) của CeO2-MnOx Ci(mg/l) Cf(mg/l) qbh(mg/g) Ci(mg/l) Cf(mg/l) qbh(mg/g) 1,00 0,10 1,80 50,00 28,50 43,00 5,00 1,90 6,20 100,00 67,50 65,00 10,00 3,50 13,00 150,00 112,70 74,60 25,00 12,00 26,00 200,00 162,50 75,00 Đường cong của quá trình hấp phụ Fe(III) của vật liệu CeO2-MnOx được mô tả bằng phương trình đẳng nhiệt Langmuir, kết quả được chỉ ra trong hình 3.53. 88 Hình 3.53. Đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir của Fe(III) trên CeO2-MnOx Kết quả thu cho thấy sự hấp phụ Fe(III) trên vật liệu CeO2-MnOx được mô tả phù hợp với mô hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir với hệ số hồi qui đạt 99,7%. Dung lượng hấp phụ cực đại đối với Fe(III) là 72,96 mg/g. 2.4.4. Hấp phụ Mn(II) Các kết quả nghiên cứu nghiên cứu cân bằng hấp phụ Mn(II) trên CeO2- MnOx được chỉ ra trong hình 3.54 và phụ lục 2. Hình 3.54. Sự phụ thuộc nồng độ Mn(II) còn lại vào thời gian hấp phụ mangan trên CeO2-MnOx Thời gian đạt cân bằng quá trình hấp phụ Mn(II) của vật liệu CeO2-MnOx là 60 phút. Quá trình hấp phụ Mn(II) trên CeO2-MnOx được tiến hành tương tự Duong dang nhiet hap phu Lanngmuir Fe cua vat lieu Ce-Mn 350 Rank 8 Eqn 8137 FormSeq11(a,b,c,d) r^2=0.99741769 DF Adj r^2=0.99397462 FitStdErr=2.0568394 Fstat=515.00107 Qmax=72.966837 0 50 100 150 Cf 0 10 20 30 40 50 60 70 80 Q i 0 10 20 30 40 50 60 70 80 Q i 89 như phần trên. Các kết quả xác định dung lượng hấp được chỉ ra trong bảng 3.21. Bảng 3.21. Dung lượng hấp phụ Mn(II) của CeO2-MnOx Ci(mg/l) Cf(mg/l) qbh(mg/g) Ci(mg/l) Cf(mg/l) qbh(mg/g) 1,00 0,13 1,74 50,00 27,40 45,20 5,00 2,10 5,80 100,00 72,00 51,00 10,00 3,30 13,40 150,00 119,50 61,00 25,00 11,00 28,00 200,00 169,00 62,10 Đường cong miêu tả của quá trình hấp phụ Mn(II) của hệ CeO2-MnOx được biểu diễn qua phương trình đẳng nhiệt Langmuir và phần mềm tính toán Table Curve. Hình 3.55. Đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir của Mn(II) trên CeO2-MnOx Dung lượng hấp phụ cực đại đối với Mn(II) theo mô hình, Qmax là 60,26 mg/g. 3. Lựa chọn vật liệu hấp phụ đồng thời amoni, asen, sắt và mangan Duong dang nhiet hap phu Lanngmuir Mn cua vat lieu Ce-Mn 350 Rank 20 Eqn 8136 FormSeq11_(a,b,c) r^2=0.99226327 DF Adj r^2=0.98646072 FitStdErr=2.6147811 Fstat=320.63393 Qmax=60.267433 0 50 100 150 Cf 0 10 20 30 40 50 60 70 Q i 0 10 20 30 40 50 60 70 Q i 90 3.1. Lựa chọn vật liệu hấp phụ amoni, asen, sắt, mangan Để lựa chọn loại vật liệu nano có khả năng ứng dụng hấp phụ amoni, asen, sắt và mangan cao, các kết quả nghiên cứu khả năng hấp phụ của các loại vật liệu được đánh giá thông qua dung lượng hấp phụ cực đại Qmax. Kết quả so sánh khả năng hấp phụ amoni, asen, sắt và mangan được đưa ra trong bảng 3.22. Bảng 3.22. Dung lượng hấp phụ cực đại amoni, asen, sắt và mangan của của các hệ oxit đất hiếm-managan STT Tên vật liệu Qmax(mg/g) NH4 + As(III) As(V) Fe(III) Mn(II) 1 Perovskit LaMnO3 87,51 52,48 56,08 104,88 98,09 2 Perovskit PrMnO3 66,15 33,41 39,70 75,26 61,02 3 Perovskit NdMnO3 75,34 37,09 43,53 86,22 70,15 4 Compozit CeO2- MnOx 154,54 48,39 57,10 72,40 60,20 Các kết quả nghiên cứu tổng hợp vật liệu được đưa ra trong bảng 3.1 và đánh giá khả năng hấp phụ amoni, asen, sắt và mangan đưa ra trong bảng 3.22 cho thấy: nano oxit hỗn hợp CeO2-MnOx được chế tạo bằng phương pháp đốt cháy gel PVA với cấu trúc nano, diện tích bề mặt riêng khá lớn có khả năng hấp phụ asen cao, đặc biệt với amoni (gấp 2 lần so với các perovskit). Chính vì vậy oxit hỗn hợp CeO2-MnOx kích thước nanomet được đánh giá cao, có khả năng ứng dụng thực tiễn và được nghiên cứu tỷ mỷ trong phần dưới. 91 3.2. Hấp phụ đồng thời NH4 + , As(III), Fe(III), Mn(II) Thí nghiệm nghiên cứu được tiến hành như sau: Pha dung dịch chứa đồng thời các hợp chất có nồng độ: 0,1 mgAs(III)/l; 1 mgFe(III)/l; 1 mgMn(II)/l; 2,5 mgNH4 + /l. Lấy 100ml dung dịch chứa đồng thời các hợp chất trên cho vào cốc 250ml, thêm 0,15g vật liệu CeO2-MnOx và khuấy trong 2 giờ. Kết quả thực nghiệm được đưa ra ở bảng 3.23. Bảng 3.23. Hấp phụ đồng thời NH4 + , As(III), Fe(III), Mn(II) trên vật liệu CeO2-MnOx Chất bị hấp phụ Ci (mg/l) Cf (mg/l) Hiệu suất hấp phụ (%) NH4 + 2,50 0,34 86,4 As(III) 0,102 0,026 74,5 Fe(III) 1,005 0,050 95,0 Mn(II) 1,002 0,055 94,5 Từ các kết quả của bảng 3.24 ta thấy: Khi có mặt đồng thời NH4 + , As(III), Fe(III), Mn(II) hiệu suất hấp phụ của sắt, mangan đạt ~ 95% và amoni ~ 86%, As(III) ~ 75%. Để hấp phụ amoni và asen có hiệu quả cao ta cần loại bỏ sơ bộ sắt và mangan (bể lọc cát, than). 3.3. Một số yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình hấp phụ amoni, asen của CeO2- MnOx 3.3.1. Một số yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình hấp phụ amoni Điểm điện tích không (pHPZC) là giá trị pH dung dịch mà ở đó bề mặt của vật liệu được cân bằng về điện tích âm và dương, mang điện tích dương khi pH 92 pHPZC. Vì vậy, giá trị pHPZC của vật liệu tổng hợp CeO2-MnOx được xác định bằng thực nghiệm. Kết quả nghiên cứu được đưa ra trong được đưa ra trong bảng 3.24, hình 3.56. Bảng 3.24. Kết quả xác định các giá trị pH của hệ CeO2-MnOx pHi 2 3 4 5 6 7 8 10 12 pHf 2,32 3,83 4,82 5,52 6,12 6,38 6,92 8,89 11,42 ∆pH -0,32 -0,83 -0,82 -0,52 -0,12 0,62 1,08 1,11 0,58 Hình 3.56. Đồ thị sự phụ thuộc của ∆pH theo pHi Sự phụ thuộc của ∆pH theo pHi tuân theo phương trình bậc 4 với hệ số tương quan R2 = 0,989, chứng tỏ sự tương quan giữa thực nghiệm và lý thuyết tốt. Trên hình vẽ cho thấy, giá trị pHPZC của vật liệu CeO2-Mn2O3 ≈ 6,2. Ảnh hƣỏng của pH: Thí nghiệm được tiến hành với dung dịch amoni có nồng độ là 1 mg/l, thay đổi pH trong khoảng 4,5÷8,5. Khối lượng vật liệu là 0,05 g và hỗn hợp khuấy liên tục trong 90 phút. Kết quả được chỉ ra ở bảng 3.25. 93 Bảng 3.25. Ảnh hưởng của pH đến khả năng hấp phụ NH4 + trên CeO2- MnOx pH 4,5 5,5 6,5 7,5 8,5 Nồng độ amoni cuối Cf (mg/l) 0,15 0,14 0,12 0,15 0,19 Nồng độ amoni được hấp phụ (mg/l) 0,85 0,86 0,88 0,85 0,81 Dung lượng hấp phụ qi (mg/g) 1,70 1,72 1,76 1,70 1,62 Trong khoảng pH từ 4,5 đến 6,5, pH tăng thì khả năng hấp phụ amoni tăng, nhưng không đáng kể, khi pH lớn hơn 6,5, pH tăng khả năng hấp phụ amoni của vật liệu lại giảm. Theo tài liệu [52], điểm điện tích không pHZPC của oxit hỗn hợp xeri-mangan là 6,5, còn theo kết quả nghiên cứu của đề tài pHZPC ≈ 6,2. Ảnh hưởng pH đến khả năng hấp phụ NH4 + của vật liệu CeO2-MnOx có thể giải thích như sau: Khi pH < pHPZC bề mặt của chất hấp phụ CeO2-MnOx mang điện tích dương, quá trình hấp phụ xảy ra ở pH < 6,5 theo cơ chế trao đổi ion chiếm ưu thế hơn so với cơ chế hút tĩnh điện. Khi pH > pHPZC bề mặt của chất hấp phụ mang điện tích âm quá trình hấp phụ theo cơ chế hút tĩnh điện chiếm ưu thế hơn so với cơ chế trao đổi ion. Ảnh hƣởng của nhiệt độ: Các dung dịch amoni có nồng độ ban đầu 1 mg/l, pH6,5, được khuấy trộn với 0,05 g vật liệu kích thước nanomet liên tục trong 90 phút và nhiệt độ hấp phụ được thay đổi trong khoảng từ 10oC đến 40 o C. Kết quả được chỉ ra trong bảng 3.26, hình 3.57. Bảng 3.26. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng hấp phụ NH4 + trên CeO2-MnOx 94 T( o C) Ci (mg/l) Cf (mg/l) qbh (mg/g) 10 1,00 0,42 1,16 20 1,00 0,24 1,52 30 1,00 0,11 1,78 40 1,00 0,05 1,9 Thay các kết quả bảng 3.26 vào phương trình: lnKđ = + ; Kđ = (∆H, ∆S là biến thiên entanpi và entropi trong quá trình hấp phụ; T: nhiệt độ Kenvin (0K); R: hằng số khí R=8,314 J/mol.K) để xây dựng sự phụ thuộc lnKđ vào 1/T (hình 3.57). Hình 3.57. Sự phụ thuộc lnKđ vào 1/T trên hệ hấp phụ NH4 + trên CeO2-MnOx Dung lượng hấp phụ NH4 + tăng khi nhiệt độ tăng từ 10 đến 400 C, do quá trình hấp thụ là thu nhiệt. Nhiệt hấp phụ của hệ Qhp = ∆H, từ hình 3.57 tính được nhiệt hấp phụ của hệ trong điều kiện khảo sát là Qhp=64,58 kJ/mol. Kết quả này cho phép nhận định rằng quá trình hấp phụ có bản chất hoá học. 95 Ảnh hƣởng của Fe(III): Thí nghiệm được tiến hành với dung dịch amoni có nồng độ là 1 mg/l, nồng độ của Fe(III) thay đổi trong khoảng từ 5 mg/l đến 10 mg/l, khối lượng vật liệu là 0,05 g, được khuấy liên tục trong 90 phút, pH = 6,5. Kết quả thí nghiệm được đưa ra trong bảng 3.27. Bảng 3.27. Ảnh hưởng của Fe(III) đến khả năng hấp phụ NH4 + trên CeO2- MnOx Nồng độ Fe(III) ban đầu (mg/l) 0 5 7,5 10 Nồng độ amoni cuối Cf (mg/l) 0,12 0,19 0,23 0,26 Nồng độ amoni được hấp phụ (mg/l) 0,88 0,81 0,77 0,74 Dung lượng hấp phụ qi (mg/g) 1,76 1,62 1,54 1,48 Khi nồng độ Fe(III) tăng thì khả năng hấp phụ amoni của vật liệu giảm, hiện tượng này có thể giải thích là do hiện tượng hấp phụ cạnh tranh của amoni và ion sắt. Ảnh hƣởng của Mn(II): Thí nghiệm được tiến hành với dung dịch amoni có nồng độ là 1 mg/l, nồng độ của Mn(II) thay đổi trong khoảng 5 mg/l đến 10 mg/l, khối lượng vật liệu là 0,05 g và được khuấy liên tục trong 90 phút, pH = 6,5. Kết quả thí nghiệm được đưa ra trong bảng 3.28. Bảng 3.28. Ảnh hưởng của ion Mn(II) đến khả năng hấp phụ NH4 + trên CeO2-MnOx Nồng độ Mn2+ ban đầu (mg/l) 0 5 7,5 10 Nồng độ amoni cuối Cf (mg/l) 0,12 0,18 0,21 0,25 Nồng độ amoni được hấp phụ (mg/l) 0,88 0,82 0,79 0,75 Dung lượng hấp phụ qi (mg/g) 1,76 1,64 1,58 1,5 96 Cũng giống như ảnh hưởng của Fe(III), khi nồng độ Mn(II) tăng khả năng hấp phụ của amoni giảm, hiện tượng này cũng được lý giải là do sự hấp phụ cạnh tranh của ion amoni và ion Mn(II).. Ảnh hƣởng của ion SO4 2- : Thí nghiệm được tiến hành với dung dịch amoni có nồng độ là 1 mg/l, nồng độ của anion SO4 2- thay đổi trong khoảng từ 50 mg/l đến 250 mg/l, khối lượng vật liệu là 0,05 g và được khuấy liên tục trong 90 phút, pH=6,5. Kết qủa thí nghiệm được đưa ra trong bảng 3.29. Bảng 3.29. Ảnh hưởng của ion SO4 2- đến khả năng hấp phụ NH4 trên CeO2-MnOx Nồng độ SO4 2- ban đầu (mg/l) 0 50 100 200 250 Nồng độ amoni cuối Cf (mg/l) 0,12 0,12 0,12 0,13 0,13 Nồng độ amoni được hấp phụ (mg/l) 0,88 0,88 0,88 0,87 0,87 Dung lượng hấp phụ qi (mg/g) 1,76 1,76 1,76 1,74 1,74 Kết quả bảng 3.29 cho thấy, khi nồng độ SO4 2- tăng không ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ amoni của vật liệu do lực đẩy tĩnh điện giữa bề mặt chất hấp phụ và anion SO4 2- . Ảnh hƣởng của ion Cl-: Thí nghiệm được tiến hành với nồng độ amoni trong dung dịch là 1 mg/l, nồng độ Cl- thay đổi trong khoảng từ 50 mg đến 250 mg/l, khối lượng vật liệu đem hấp phụ là 0,05 g và được khuấy liên tục trong 90 phút, pH=6,5. Kết quả thí nghiệm chỉ ra trong bảng 3.30. Bảng 3.30. Ảnh hưởng của ion Cl- đến khả năng hấp phụ NH4 + trên CeO2-MnOx Nồng độ Cl- ban đầu (mg/l) 0 50 100 200 250 Nồng độ amoni cuối Cf (mg/l) 0,12 0,12 0,12 0,12 0,13 97 Nồng độ amoni được hấp phụ (mg/l) 0,88 0,88 0,88 0,88 0,87 Dung lượng hấp phụ qi (mg/g) 1,76 1,76 1,76 1,76 1,74 Từ kết quả bảng 3.30 cho thấy, khi thay đổi nồng độ Cl- thì khả năng hấp phụ amoni là không bị ảnh hưởng, do lực đẩy tĩnh điện giữa bề mặt chất hấp phụ và anion Cl- đều mang điện tích âm. Kết luận: Oxit hỗn hợp CeO2-MnOx đã được chế tạo bằng phương pháp đốt cháy gel PVA với cấu trúc nano, kích thước hạt trung bình 24,5 nm, và diện tích bề mặt riêng lớn 65,3 m2/g. Một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hấp phụ amoni đã được xem xét. Hấp phụ amoni là hấp phụ hóa học và ảnh hưởng của nồng độ Fe(III), Mn(II), SO4 2- , Cl - trong khoảng khảo sát là không lớn đến khả năng hấp phụ amoni. 3.3.2. Một số yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình hấp phụ As(III) Ảnh hƣởng của pH: Thí nghiệm đựơc tiến hành với nồng độ As(III) 0,497 mg/l, pH từ 4,5 đến 8,5. Khối lượng mẫu 0,05 g. Khuấy liên tục trong 2 giờ. Kết quả được chỉ ra ở bảng 3.31. Bảng 3.31. Ảnh hưởng của pH đến khả năng hấp phụ As(III)/CeO2-MnOx pH 4,5 5,5 6,5 7,5 8,5 Nồng độ As cuối Cf (mg/l) 0,096 0,092 0,088 0,084 0,086 Nồng độ As được hấp phụ (mg/l) 0,401 0,405 0,409 0,413 0,411 Dung lượng hấp phụ qi (mg/g) 0,80 0,81 0,82 0,83 0,82 Kết quả trên cho thấy pH=4,5÷8,5 không ảnh hưởng nhiều đến khả năng hấp phụ asen của vật liệu oxit hỗn hợp CeO2-MnOx. Tuy nhiên, pH=6,5 đến 7,5 98 khả năng hấp phụ As(III) của vật liệu là tốt nhất, pH trong khoảng này phù hợp với pH của hầu hết các nguồn nước sinh hoạt. Các ion As(III) trong dung dịch tồn tại ở dạng trung hoà điện HAsO2 ở pH < 8 không bị hấp phụ trên bề mặt vật liệu CeO2-MnOx bằng lực hút tĩnh điện, tuy vậy dung lượng hấp phụ của As(III) khá cao trong khoảng pH nghiên cứu. Khi nghiên cứu hấp phụ asen trên vật liệu oxit Ce-Ti bằng phương pháp FTIR và XPS, cơ chế hấp phụ As(III) trên bề mặt vật liệu được đưa ra [19]: Theo tác giả nguyên nhân chính đó là các nhóm hidroxyt trên vật liệu có vai trò chủ đạo trong quá trình hấp phụ tạo phức bề mặt monodentat. Ảnh hƣởng của nhiệt độ: Các dung dịch As(III) có nồng độ ban đầu là 0,497 mg/l, pH7,5 được khuấy trộn với 0,05 g vật liệu liên tục trong 120 phút, nhiệt độ tiến hành thí nghiệm được thay đổi từ 10oC đến 40oC. Kết quả được chỉ ra trong bảng 3.32. Bảng 3.32. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến dung lượng hấp phụ As(III) trên CeO2-MnOx T ( o C) Ci (mg/l) Cf (mg/l) qbh (mg/g) 10 0,497 0,009 0,976 20 0,497 0,006 0,982 30 0,497 0,004 0,986 40 0,497 0,003 0,988 99 Thay các số liệu trong bảng 3.32 và phương trình: lnKđ = + , Kđ = . Kết quả được biểu diễn trên hình 3.58. Dung lượng hấp phụ tăng theo chiều tăng nhiệt độ từ 100C đến 400C, cho thấy quá trình hấp phụ As(III) của vật liệu CeO2-MnOx là thu nhiệt. Nhiệt hấp phụ của oxit hỗn hợp CeO2-MnOx, Qhp = ∆H, từ hình 3.58 tính được nhiệt hấp phụ trong quá trình khảo sát Qhp = 27,1486 kJ/mol. Kết quả này cho thấy sự hấp phụ As(III) có bản chất hoá học. Hình 3.58. Sự phụ thuộc của lnKđ vào 1/T trên hệ As(III) trên CeO2-MnOx Ảnh hƣởng của Fe(III): Thí nghiệm được tiến hành với nồng độ As là 0,497 mg/l, nồng độ Fe(III) được thay đổi từ 5 mg/l đến 10 mg/l, khối lượng mẫu là 0,05 g, thời gian hấp phụ là 120 phút, pH=6,5. Kết quả được chỉ ra ở bảng 3.33. Bảng 3.33. Ảnh hưởng của Fe(III) đến khả năng hấp phụ As(III) trên CeO2-MnOx Nồng độ Fe(III)(mg/l) 0 5 7,5 10 Nồng độ As cuối Cf (mg/l) 0,084 0,080 0,075 0,072 Nồng độ As được hấp phụ (mg/l) 0,413 0,417 0,422 0,425 Dung lượng hấp phụ qi (mg/g) 0,83 0,83 0,84 0,85 100 Khi thay đổi nồng độ ion Fe(III) thì khả năng hấp phụ As(III) của vật liệu thay đổi, khả năng hấp phụ của vật liệu tăng khi nồng độ Fe(III) tăng, hiện tượng này có được giải thích là do sự cộng kết của ion Fe(III) với As(III). Ảnh hƣởng của Mn(II): Thí nghiệm được tiến hành với nồng độ As(III) là 0,497 mg/l nồng độ Mn(II) thay đổi từ 5 mg/l đến 10 mg/l, khối lượng mẫu là 0,05 g, thời gian hấp phụ 120 phút, pH = 6,5. Kết quả thí nghiệm chỉ ra trong bảng 3.34. Bảng 3.34. Ảnh hưởng của Mn(II) đến khả năng hấp phụ As(III) trên CeO2-MnOx Nồng độ Mn(II) (mg/l) 0 5 7,5 10 Nồng độ As cuối Cf (mg/l) 0,084 0,088 0,096 0,12 Nồng độ As được hấp phụ (mg/l) 0,413 0,409 0,401 0,377 Dung lượng hấp phụ qi (mg/l) 0,83 0,82 0,80 0,75 Khi tăng nồng độ Mn(II) khả năng hấp phụ As(III) giảm dần, hiện tượng này là do sự hấp phụ cạnh tranh của ion Mn(II) và As(III). Ảnh hƣởng của ion SO4 2- : Thí nghiệm được tiến hành với nồng độ asen là 0,497 mg/l, nồng độ SO4 2- thay đổi 50÷250 mg/l, khối lượng mẫu là 0,05 g, khuấy liên tục trong 120 phút, pH = 6,5. Kết quả được chỉ ra trong bảng 3.35. Bảng 3.35. Ảnh hưởng của ion SO4 2- đến khả năng hấp phụ As(III) trên CeO2-MnOx Nồng độ SO4 2- (mg/l) 0 50 100 200 250 Nồng độ As cuối Cf (mg/l) 0,084 0,085 0,087 0,088 0,09 Nồng độ As được hấp phụ (mg/l) 0,413 0,412 0,410 0,409 0,407 101 Dung lượng hấp phụ qi (mg/l) 0,83 0,82 0,82 0,82 0,81 Khi tăng nồng độ SO4 2- , khả năng hấp phụ As(III) của vật liệu có giảm nhưng không đáng kể. Ảnh hƣởng của ion Cl-: Thí nghiệm được tiến hành tương tự như thí nghiệm của ảnh hưởng SO4 2- , với nồng độ Cl- nằm trong khoảng từ 50 mg/l đến 250 mg/l. Kết quả được chỉ ra ở bảng 3.36. Bảng 3.36. Ảnh hưởng của ion Cl- đến khả năng hấp phụ As(III) trên CeO2-MnOx Nồng độ Cl- (mg/l) 0 50 100 200 250 Nồng độ As cuối Cf (mg/l) 0,084 0,086 0,088 0,091 0,093 Nồng độ As được hấp phụ (mg/l) 0,413 0,411 0,409 0,406 0,404 Dung lượng hấp phụ qi (mg/g) 0,83 0,82 0,82 0,81 0,81 Khi nồng độ ion Cl- tăng khả năng hấp phụ asen của vật liệu giảm, nhưng cũng giống như với ion SO4 2- ảnh hưởng này là không đáng kể. 3.3.3. Ảnh hƣởng của tỷ lệ mol Ce(IV)/Mn(II) đến hấp phụ amoni 3.3.3.1. Tổng hợp vật liệu CeO2 – MnOx với tỷ lệ mol Ce(IV)/Mn(II) khác nhau Tổng hợp được tiến hành tương tự như phần tổng hợp vật liệu ở phần trên nhưng tỷ lệ mol Ce(IV)/Mn(II) đuợc thay đổi như sau: Ce(IV)/Mn(II) = 10/0 (0% mangan) Ce(IV)/Mn(II) = 4/1; Ce(IV)/Mn(II) = 3/2; Ce(IV)/Mn(II) = 1/1; Ce(IV)/Mn(II) = 2/3; Ce(IV)/Mn(II) = 1/4; Ce(IV)/Mn(II) = 0/10 (0% xeri). Ảnh hưởng của tỷ lệ mol Ce(IV)/Mn(II) đến cấu trúc và tính chất của vật liệu CeO2-MnOx được chỉ ra trong hình 3.59 và phụ lục 3. 102 Kích thước hạt tinh thể được tính theo công thức Scheirrer kết quả được đưa ra trong bảng 3.37 , đường kính lỗ và thể tích khoang hốc được đưa ra trong bảng 3.37 và phụ lục 1. Bảng 3.37. Ảnh hưởng của tỷ lệ Ce(IV)/Mn(II) đến một số tính chất của vật liệu CeO2-MnOx STT Tỷ lệ mol Ce(IV)/Mn(II) Kích thước hạt (nm) Bán kính lỗ (Å) Thể tích khoang hốc (cc/g) 1 10/0 (100% xeri) 4,8 - - 2 4/1 6,6 15,322 0,034 3 3/2 15,3 16,948 0,143 Hình 3.59. Giản đồ nhiễu xạ X-ray của vật liệu cấu trúc nano CeO2-MnOx ở các tỷ lệ mol Ce(IV)/Mn(II) khác nhau 103 4 1/1 24,5 17,024 0,150 5 2/3 21,9 16,963 0,089 6 1/4 14,7 15,36 0,072 7 0/10 (100% mangan) 10,2 - - Bảng 3.37 cho thấy kích thước trung bình của các hạt tinh thể tăng dần theo chiều giảm tỷ lệ Ce(IV)/Mn(II) ở về hai phía của tỷ lệ 1/1 và kích thước hạt ở tỷ lệ Ce(IV)/Mn(II) = 1/1 là lớn nhất. Bán kính lỗ và thể tích khoang hốc cũng tăng theo chiều giảm tỷ lệ Ce(IV)/Mn(II) ở về hai phía của tỷ lệ 1/1 và đạt giá trị lớn nhất ở tỷ lệ Ce(IV)/Mn(II) = 1/1. Điều này có thể giải thích là oxit hỗn hợp CeO2-MnOx có các liên kết Ce-Mn giữa các oxit (CeO2, Mn2O3, Mn3O4...) tạo ra các khối cầu. Vì vậy khi ở tỷ lệ Ce(IV)/Mn(II) = 1/1 đường kính khoang hốc và bán kính lỗ là lớn nhất. 3.3.3.2. Ảnh hƣởng của tỷ lệ Ce(IV)/Mn(II) đến khả năng hấp phụ amoni Để đánh giá khả năng hấp phụ của vật liệu chúng tôi sử dụng mô hình đẳng nhiệt Langmuir. Các kết quả nghiên cứu hấp phụ được đưa ra trong bảng 3.38 và phụ lục 2. Thời gian đạt cân bằng của vật liệu CeO2 – MnOx đối với amoni là 90 phút. Các kết quả nghiên cứu hấp phụ amoni thực tế và kết quả được tính toán bằng sử dụng phần mềm Table Curve ở bảng 3.38. Bảng 3.38. Ảnh hưởng của tỷ lệ mol Ce(IV)/Mn(II) đến khả năng hấp phụ amoni trên CeO2 – MnOx STT Tỷ lệ mol Ce(IV)/Mn(II) Qmax (mgNH4 + /g) 1 10/0 (100% xeri) 35,09 104 2 4/1 39,68 3 3/2 91,01 4 1/1 154,53 5 2/3 73,11 6 1/4 40,27 7 0/10 (100% mangan) 2,56 Từ bảng 3.38 cho thấy 100% oxit CeO2 và MnOx dung lượng hấp phụ đối với NH4 + thấp hơn so với các mẫu oxit hỗn hợp, khi tỷ lệ mol Ce(IV)/Mn(II) tiến gần về 1 thì dung lượng hấp phụ tăng lên dần. Ở tỷ lệ Ce(IV)/Mn(II) =1/1 tuy kích thước hạt trung bình của nano CeO2-MnOx là 24,5 nm lớn (bảng 3.37), nhưng dung lượng hấp phụ amoni là lớn nhất bằng 154,53 mg/g (bảng 3.38). Điều này được giải thích qua tính xốp của vật liệu: bán kính lỗ trống và thể tích khoang hốc. Ở tỷ lệ Ce(IV)/Mn(II) = 1/1 thể tích và bán kính khoang hốc có giá trị lớn nhất (bảng 3.37) tương đương có dung lượng hấp phụ amoni lớn nhất (bảng 3.38). Hình 3.60. Ảnh SEM của vật liệu Mn2O3, CeO2-MnOx và CeO2. Hình 3.60 cũng cho thấy trong khi cấu trúc CeO2, Mn2O3 tinh khiết có cấu trúc hình cầu, còn vật liệu CeO2-MnOx có cấu trúc xốp với những khoang hốc, thuộc loại vật liệu cấu trúc nano, diện tích bề mặt 65,2 m2/g. 105 Theo tài liệu [120] nhóm tác giả đưa ra, vật liệu CeO2 tinh khiết có cấu trúc flourite, các cation Mn trong vật liệu hỗn hợp oxit xeri và mangan có thể thay thế ở các nút mạng của vật liệu CeO2 tinh khiết. Sự phân bố ngẫu nhiên của xeri và mangan ở các nút mạng flourite làm xuất hiện các vị trí cặp đôi (xeri và mangan), chính các tương tác Ce-Mn làm cải thiện khả năng oxi hoá, hấp phụ khí CO và ở tỷ lệ Ce/Mn = 1/1 là có khả năng oxi hoá, hấp phụ tốt nhất. Điều này hoàn toàn phù hợp với kết quả nghiên cứu ở trên. 3.4. Chế tạo vật liệu CeO2-MnOx trên nền chất mang và đánh giá khả năng hấp phụ amoni, asen 3.4.1. Chế tạo vật liệu CeO2-MnOx trên nền chất mang Nhằm mục đích ứng dụng CeO2-MnOx vào thực tiễn (trong các hệ lọc) nano oxit hỗn hợp này cần được phân bố trên chất mang. Vật liệu CeO2- MnOx được nghiên cứu chế tạo trên các hệ chất mang sau: - Chất mang cát thạch anh được lựa chọn bằng phương pháp rây lấy phần kích thước hạt 0,5÷1 mm. - Chất mang bentonit nhỏ hơn 2 µm - Chất mang silicagel được lựa chọn bằng phương pháp rây có kích thước hạt 1÷2 mm. - Chất mang than hoạt tính có kích thước 0,5÷1 mm . Tiến hành ngâm tẩm vật liệu CeO2-MnOx trên các loại chất mang với hàm lượng khác nhau. Cho PVA vào cốc 100 ml, thêm 30 ml nước cất và khuấy liên tục trên máy khuấy từ cho tan hết PVA, thêm một lượng dung dịch muối kim loại Ce(IV), Mn(II) với tỷ lệ kim loại tối ưu nhất là 1/1, nhiệt độ tạo gel 800C, tỷ lệ mol (Mn(II)+Ce(IV))/PVA = 1/3, pH4. Dung dịch được khuấy cho đến khi gel trong suốt (có màu vàng rơm) được tạo thành. Thêm một lượng chất mang vào cốc và khuấy đều, sấy khô ở 1000C. Sau đó, nung ở 3500C trong vòng 2 giờ. Vật liệu tổng hợp trên chất mang cát thạch anh trước và sau khi tẩm oxit hỗn hợp CeO2-MnOx được đưa ra trong hình 3.61. 106 a)Ảnh SEM vật liệu các thạch anh chưa tẩm oxit hỗn hợp CeO2-MnOx b)Ảnh SEM vật liệu CM/CTA Hình 3.61(a,b). Ảnh SEM vật liệu cát thạch anh trước và sau khi tẩm oxit hỗn hợp CeO2-MnOx Mẫu sau khi tổng hợp lấy ra loại bỏ phần oxit hỗn hợp CeO2-MnOx không bám trên chất mang. Đưa 1g mẫu tổng hợp vào cốc 100 ml để hoà tan hết oxit hỗn hợp CeO2-Mn2Ox bằng axit HCl đặc và vài giọt H2O2 và đun sôi, dung dịch được lọc và được phân tích xác định Mn và Ce. Kết quả thu được chỉ ra trong bảng 3.39. Bảng 3.39. Hàm lượng oxit hỗn hợp CeO2-MnOx tẩm trên các loại chất mang Lượng Ce, Mn/ chất mang trong dung dịch ban đầu (%) 3 5 7 8 10 12 Thành phần Ce, Mn trong vật liệu cát thạch anh (%) Ce 1,13 1,19 1,43 - 1,55 - Mn 0,43 0,46 0,55 - 0,60 - Ce-Mn 1,56 1,65 1,98 - 2,83 - Hiệu suất tẩm 52,0 33,0 28,3 - 21,5 - 107 Thành phần Ce, Mn trong vật liệu than hoạt tính (%) Ce - - - 2,24 2,80 3,17 Mn - - - 0,88 1,09 1,24 Ce-Mn - - - 3,12 3,98 4,41 Hiệu suất tẩm - - - 39,0 38,9 36,7 Thành phần Ce, Mn trong vật liệu silicagel (%) Ce - - - 3,43 3,90 4,92 Mn - - - 1,35 1,53 1,93 Ce-Mn - - - 4,78 5,43 6,85 Hiệu suất tẩm - - - 59,7 54,3 57,1 Thành phần Ce, Mn trong vật liệu bentonit (%) Ce - 2,33 - - - - Mn - 0,92 - - - - Ce-Mn - 3,25 - - - - Hiệu suất tẩm - 65,0 - - - - Vật liệu CeO2-MnOx tẩm trên nền cát thạch anh với hàm lượng Ce(IV), Mn(II) là 10%, vật liệu CeO2-MnOx tẩm trên than hoạt tính với hàm lượng Ce(IV), Mn(II) trong dung dịch tẩm ban đầu là 12%, vật liệu CeO2-MnOx tẩm trên nền chất mang silicagel với hàm lượng xeri và mangan trong dung dịch tẩm ban đầu là 12% , vật liệu CeO2 –MnOx tẩm trên nền chất mang bentonit có hàm lượng CeO2-MnOx trong dung dịch ban đầu là 5% được lựa chọn để tiến hành các nghiên cứu hấp phụ tiếp theo. 3.4.2. Hấp phụ amoni, asen của vật liệu oxit hỗn hợp CeO2-MnOx trên chất mang 108 Các thí nghiệm được tiến hành tương tự như các phần trên. Nhưng khối lượng vật liệu hấp phụ tẩm trên nền các chất mang là 1 g cho mỗi thí nghiệm, riêng chất mang bentonit lượng vật liệu đem đi hấp phụ là 0,5 g. Xác định dung lượng hấp phụ của các vật liệu đối với amoni, asen. 3.4.2.1. Hấp phụ amoni, asen của oxit hỗn hợp CeO2-MnOx trên cát thạch anh (CM/CTA) Hấp phụ amoni: các kết quả nghiên cứu hấp phụ amoni trên CM/CTA được đưa ra trong bảng 3.40. Bảng 3.40. Dung lượng hấp phụ amoni của vật liệu (CM/CTA) Ci (mg/l) Cf (mg/l) qbh (mg/g) Ci (mg/l) Cf (mg/l) qbh (mg/g) 1 0,5 0,05 100,2 84,5 1,57 5,2 3,6 0,16 150,7 131,1 1,96 10,8 7,3 0,35 200,5 179,1 2,14 25,4 18,9 0,65 - - - Các hằng số đẳng nhiệt của quá trình hấp phụ amoni trên vật liệu CeO2- MnOx/CTA được xác định từ kết quả hồi qui các số liệu thực nghiệm bằng phần mền tính toán Table Curve. Kết quả đưa ra trong hình 3.62. 109 Hình 3.62. Đường đẳng nhiệt hấp phụ NH4 + của vật liệu CM/CTA Sự hấp phụ amoni trên vật liệu CM/CTA được mô tả khá phù hợp với mô hình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir, hệ số hồi qui là 99,7%. Dung lượng hấp phụ cực đại đối với NH4 + , Qmax là 2,1mg/g. Cát thạch anh chưa tẩm oxit hỗn hợp CeO2-MnOx không có khả năng hấp phụ đối với amoni (phụ lục 2). Hấp phụ As(III): Kết quả của quá trình nghiên cứu hấp phụ As(III) trên CM/CTA được chỉ ra trong bảng 3.41 Bảng 3.41. Dung lượng hấp phụ As(III) của vật liệu CM/CTA Ci (mg/l) Cf (mg/l) qbh (mg/g) Ci (mg/l) Cf (mg/l) qbh (mg/g) 1 0,52 0,05 50 39,8 1,02 5 3,80 0,12 100 85,8 1,42 10 7,5 0,25 150 134,2 1,58 25 19,1 0,59 200 183,7 1,63 Duong dang nhiet hap phu NH4 r^2=0.99706786 DF Adj r^2=0.99315834 FitStdErr=0.058189319 Fstat=453.39735 Qmax=2.1240464 0 50 100 150 200 Cf 0 0.5 1 1.5 2 2.5 Q i 0 0.5 1 1.5 2 2.5 Q i 110 Các hằng số đẳng nhiệt của quá trình hấp phụ asen trên vật liệu CM/CTA được xác định từ kết quả hồi qui các số liệu thực nghiệm bằng phần mền tính toán Table Curve. Kết quả đưa ra trong hình 3.63. Hình 3.63. Đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir của As(III) trên CM/CTA Sự hấp phụ asen trên vật liệu CM/CTA được mô tả tốt bằng mô hình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir với hệ số hồi qui là 99,9%. Dung lượng hấp phụ cực đại đối với As(III): Qmax là 1,62 mg/g. Cát thạch anh chưa tẩm oxit hỗn hợp CeO2-MnOx không có khả năng hấp phụ đối với As(III) (phụ lục 2). 3.4.2.2. Hấp phụ amoni, asen của vật liệu oxit hỗn hợp CeO2-MnOx trên than hoạt tính (CM/THT) Hấp phụ amoni: các kết quả nghiên cứu dung lượng hấp phụ được chỉ ra trong bảng 3.42. Bảng 3.42. Dung lượng hấp phụ amoni của vật liệu (CM/THT) Ci (mg/l) Cf (mg/l) qbh (mg/g) Ci (mg/l) Cf (mg/l) qbh (mg/g) 1 0,4 0,06 50 30,4 1,94 5 2,1 0,29 100 68,4 3,16 Duong dang nhiet hap phu Langmuir r^2=0.99913599 DF Adj r^2=0.99848798 FitStdErr=0.022896692 Fstat=2890.9805 Qmax=1.6261905 0 50 100 150 200 Cf 0 0.25 0.5 0.75 1 1.25 1.5 1.75 qi 0 0.25 0.5 0.75 1 1.25 1.5 1.75 qi 111 10 5,5 0,45 150 112,8 3,72 25 14,5 1,05 200 158,6 4,14 Các hằng số đẳng nhiệt của quá trình hấp phụ amoni trên vật liệu CM/THT được xác định từ kết quả hồi qui các số liệu thực nghiệm bằng phần mền tính toán Table Curve. Kết quả đưa ra trong hình 3.64. Dung lượng hấp phụ cực đại của vật liệu CM/THT đối với amoni Qmax là 4,1 mg/g. Dung lượng hấp phụ của NH4 + trên vật liệu than hoạt tính chưa tẩm oxit hỗn hợp CeO2-MnOx có Qmax là 0,06 mg/g (phụ lục 2). Hình 3.64. Đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir của NH4 + trên CM/THT Hấp phụ As(III): Các thí nghiệm nghiên cứu hấp phụ As(III) trên CM/THT được tiến hành nghiên cứu như các phần trên và kết quả được chỉ ra trong bảng 3.43. Duong dang nhiet hap phu Langmuir Rank 3 Eqn 8131 Intermed11 c>d(a,b,c,d) r^2=0.99944163 DF Adj r^2=0.99869713 FitStdErr=0.050478929 Fstat=2386.5541 Qmax=4.1 mg/g 0 50 100 150 cf 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 qi 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 qi 112 Bảng 3.43. Dung lượng hấp phụ As(III) của vật liệu CM/THT Ci (mg/l) Cf (mg/l) qbh (mg/g) Ci (mg/l) Cf (mg/l) qbh (mg/g) 1 0,5 0,05 50 34,8 1,52 5 2,8 0,22 100 76,6 2,34 10 6,2 0,38 150 122.2 2,78 25 15,6 0,94 200 171,0 2,9 Các hằng số đẳng nhiệt của quá trình hấp phụ asen trên vật liệu CM/THT được xác định từ kết quả hồi qui các số liệu thực nghiệm bằng phần mền tính toán Table Curve. Kết quả đưa ra trong hình 3.65. Hình 3.65. Đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir của As(III) trên CM/THT Dung lượng hấp phụ cực đại của vật liệu CM/THT đối với As(III) Qmax là 2,89 mg/g. Dung lượng hấp phụ của As(III) trên than hoạt tính chưa tẩm oxit hỗn hợp CeO2-MnOx có Qmax là 0,03 mg/g (phụ lục 2). 3.4.2.3. Hấp phụ amoni, asen của vật liệu oxit hỗn hợpCeO2-MnOx/silicagel (CM/SLC) Duong dang nhiet hap phu Langmuir Rank 4 Eqn 8131 Intermed11 c>d(a,b,c,d) r^2=0.99862315 DF Adj r^2=0.99678735 FitStdErr=0.056880459 Fstat=967.06073 Qmax=2.89 mg/g 0 50 100 150 cf 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 qi 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 qi 113 Hấp phụ amoni: Dung lượng hấp phụ được tiến hành nghiên cứu và các kết quả được chỉ ra trong bảng 3.44, hình 3.66. Bảng 3.44. Dung lượng hấp phụ amoni trên CM/SLC Ci (mg/l) Cf (mg/l) qbh (mg/g) Ci (mg/l) Cf (mg/l) qbh (mg/g) 1 0,5 0,05 50 38,3 1,17 5 3,5 0,15 100 83,6 1,64 10 6,8 0,32 150 131,8 1,82 25 18,2 0,68 200 180,2 1,98 Các hằng số đẳng nhiệt của quá trình hấp phụ amoni trên vật liệu CM/SLC được xác định từ kết quả hồi qui các số liệu thực nghiệm bằng phần mền tính toán Table Curve. Hình 3.66. Đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir của amoni trên CM/SLC Dung lượng hấp phụ cực đại của amoni đối với vật liệu CM/SLC là Qmax là 1,97 mg/g. Dung lượng hấp phụ của NH4 + trên silicagel chưa tẩm oxit hỗn hợp CeO2- MnOx có Qmax là 0,04 mg/g (phụ lục 2). Duong dang nhiet hap phu Langmuir Rank 3 Eqn 8143 Equil1E(a,b,c) r^2=0.99843752 DF Adj r^2=0.99726567 FitStdErr=0.036147366 Fstat=1597.5248 Qmax=1.97 (mg/g) 0 50 100 150 200 cf 0 0.25 0.5 0.75 1 1.25 1.5 1.75 2 qi 0 0.25 0.5 0.75 1 1.25 1.5 1.75 2 qi 114 Hấp phụ As(III): Dung lượng hấp phụ của vật liệu CM/SLC được đưa ra trong bảng 3.45. Bảng 3.45. Dung lượng hấp phụ As(III) của vật liệu CM/SLC Ci (mg/l) Cf (mg/l) qbh (mg/g) Ci (mg/l) Cf (mg/l) qbh (mg/g) 1 0,6 0,04 50 46,8 0,34 5 4,3 0,07 100 94,5 0,46 10 8,8 0,12 150 144,9 0,51 25 23,2 0,18 200 194,4 0,56 Các hằng số đẳng nhiệt của quá trình hấp phụ asen trên vật liệu CM/SLC được xác định từ kết quả hồi qui các số liệu thực nghiệm bằng phần mền tính toán Table Curve. Kết quả đưa ra trong hình 3.67. Hình 3.67. Đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir của As(III) trên CM/SLC Dung lượng hấp phụ cực đại của As(III) đối với vật liệu CM/SLC có Qmax là 0,54 mg/g. Dung lượng hấp phụ của As(III) trên silicagel chưa tẩm oxit hỗn hợp CeO2-MnOx có Qmax là 0,01 mg/g (phụ lục 2). Duong dang nhiet hap phu Langmuir Rank 5 Eqn 8143 Equil1E(a,b,c) r^2=0.99536959 DF Adj r^2=0.99189678 FitStdErr=0.016211792 Fstat=537.40874 Qmax=0.54 (mg/g) 0 50 100 150 200 cf 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 qi 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 qi 115 3.4.2.4. Đánh giá khả năng hấp phụ amoni, asen của vật liệu oxit hỗn hợp CeO2-MnOx /bentonit (CM/BTN) Hấp phụ amoni: Các kết quả nghiên cứu dung lượng hấp phụ amoni trên CM/BTN được đưa ra trong bảng 3.46. Bảng 3.46. Dung lượng hấp phụ amoni của vật liệu CM/BTN Ci (mg/l) Cf (mg/l) qbh (mg/g) Ci (mg/l) Cf (mg/l) qbh (mg/g) 1 0,4 0,06 50 31,4 1,86 5 2,5 0,25 100 75,1 2,49 10 5,2 0,48 150 121,3 2,87 25 14,1 1,09 200 171,1 2,89 Các hằng số đẳng nhiệt của quá trình hấp phụ amoni trên vật liệu CM/BTN được xác định từ kết quả hồi qui các số liệu thực nghiệm bằng phần mền tính toán Table Curve. Kết quả đưa ra trong hình 3.68. Hình 3.68. Đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir của NH4 + trên CM/BTN Dung lượng hấp phụ cực đại của vật liệu CM/BTN đối với amoni Qmax = 2,87mg/g. Duong dang nhiet hap phu Langmuir Rank 2 Eqn 8143 Equil1E(a,b,c) r^2=0.99783901 DF Adj r^2=0.99621827 FitStdErr=0.064958951 Fstat=1154.3794 Qmax=2.87 (mg/g) 0 50 100 150 cf 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 qi 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 qi 116 Dung lượng hấp phụ NH4 + trên bentonit chưa tẩm oxit hỗn hợp CeO2-MnOx có Qmax là 0,32 mg/g (phụ lục 2). Hấp phụ As(III): kết quả nghiên cứu dung lượng hấp phụ As(III) của vật liệu CM/BTN được đưa ra trong bảng 3.47. Bảng 3.47 . Dung lượng hấp phụ As(III) của vật liệu CM/BTN Ci (mg/l) Cf (mg/l) qbh (mg/g) Ci (mg/l) Cf (mg/l) qbh (mg/g) 1 0,4 0,06 50 45,6 0,44 5 4,1 0,09 100 94,1 0,59 10 8,5 0,15 150 143,9 0,61 25 22,2 0,28 200 193,6 0,64 Các hằng đẳng nhiệt của quá trình hấp phụ asen đối với vật liệu CM/BTN được xác định từ kết quả hồi qui các số liệu thực nghiệm bằng phần mền tính toán Table Curve. Kết quả đưa ra trong hình 3.69. Hình 3.69. Đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir của As(III) trên CM/BTN Dung lượng hấp phụ cực đại của As(III) đối với vật liệu CM/BTN là Qmax là 0,63mg/g. Duong dang nhiet hap phu Langmuir Rank 5 Eqn 8143 Equil1E(a,b,c) r^2=0.9985854 DF Adj r^2=0.99752446 FitStdErr=0.010743721 Fstat=1764.7885 Qmax=0.63(mg/g) 0 50 100 150 200 cf 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 qi 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 qi 117 Dung lượng hấp phụ As(III) trên bentonit chưa tẩm oxit hỗn hợp CeO2- MnOx có Qmax là 0,04 mg/g (phụ lục 2). Dung lượng hấp phụ cực đại amoni, asen của oxit hỗn hợp CeO2-MnOx trên các chất mang khác nhau được đưa ra trong bảng 3.48 để so sánh khả năng hấp phụ. Bảng 3.48. Hấp phụ amoni, asen của vật liệu CeO2-MnOx trên các chất mang Tên vật liệu Lượng Ce(IV), Mn(II) được phủ trên chất mang (%) Qmax của amoni (mg/g) Qmax của As(III) (mg/g) Mô tả đặc điểm vật liệu CM/CTA 2,83 2,10 1,62 Lớp oxit hỗn hợp CeO2- Mn2O3 bám trên nền chất mang xốp CM/THT 4,41 4,10 2,89 Lớp CeO2-MnOx bám trên nền chất mang xốp CM/SLC 6,85 1,97 0,54 Vật liệu CeO2-MnOx thấm sâu vào bên trong bề mặt vật liệu tổng hợp được nhẵn, mịn. CM/BTN 3,25 2,87 0,63 Tạo thành hỗn hợp không tách được phần CeO2-MnOx dư không tách được ra. CTA 0 0 0 Vật liệu cứng, chịu nhiệt tốt, kích thước hạt 0,5 đến 1mm. THT 0 0,06 0,03 Vật liệu tương đối mềm, kích thước 0,5-1 mm. SLC 0 0,04 0,01 Hạt nhẵn bóng, kích thước 1-2 mm. BTN 0 0,32 0,04 Hạt mịn, kích thước nhỏ hơn 2µm, dễ bị bít khi sử dụng làm vật liệu lọc. 118 Nhận xét: Từ bảng trên cho thấy khả năng hấp phụ amoni, asen của vật liệu CM/THT là cao hơn so với khả năng hấp phụ amoni, asen của các vật liệu còn lại, tuy nhiên loại vật liệu này khi nung ở nhiệt độ 3500C nền chất mang bị phân huỷ một phần, bở dễ bị vỡ vụn trong thời gian xử lý lâu. Dung lượng hấp phụ amoni, asen của vật liệu CM/CTA khá cao chỉ sau vật liệu CM/THT, tuy nhiên chất mang cát thạch anh bền với nhiệt, bền trong nước và có khả năng chịu áp lực tốt, có sẵn trong tự nhiên, giá thành thấp. Vật liệu CM/CTA là vật liệu hấp phụ đáp ứng các yêu cầu thực tiễn để xử lý amoni, asen, sắt và mangan trong nước sinh hoạt. 119 KẾT LUẬN 1. Đã nghiên cứu tổng hợp 4 vật liệu nano hệ đất hiếm-mangan bằng phương pháp đốt cháy gel PVA ở các điều kiện thích hợp: pH4, nhiệt độ tạo gel 800C, tỷ lệ mol KL/PVA = 1/3, nhiệt độ nung 6000C, 7500C, 8000C và 3500C đối với LaMnO3, PrMnO3, NdMnO3 và CeO2-MnOx. Kích thước hạt tinh thể trung bình 24,5nm ÷ 32,2nm, diện tích bề mặt riêng BET khoảng 20,5m2/g ÷ 65,3m2/g. Đặc biệt vật liệu nano oxit hỗn hợp CeO2-MnOx được tổng hợp ở điều kiện nhiệt độ thấp (3500C) và có diện tích bề mặt riêng BET lớn (65,3m2/g). 2. Lần đầu tiên nghiên cứu ứng dụng vật liệu chế tạo để hấp phụ amoni, asen, sắt và mangan. Khả năng hấp phụ amoni, asen trên loại vật liệu này khá cao, dung lượng hấp phụ cực đại đối với amoni khoảng từ 65,15mg/g ÷ 154,53mg/g; đối với As(III) khoảng 35,41mg/g ÷ 52,98mg/g; đối với As(V) khoảng 39,71mg/g ÷ 57,10mg/g. Đặc biệt vật liệu nano oxit hỗn hợp CeO2-MnOx có dung lượng hấp phụ cực đại 154,53mgNH4 + /g và 57,10mgAs(V)/g. 3. Đã nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hấp phụ amoni, asen trên vật liệu oxit hỗn hợp CeO2-MnOx. Fe(III), Mn (II) có mặt trong dung dịch làm giảm khả năng hấp phụ amoni. Trong khi sự có mặt của Fe(III) làm tăng khả năng hấp phụ asen, Mn(II) lại làm giảm khả năng hấp phụ này. Các ion SO4 2- , Cl - gần như không ảnh hưởng đến quá trình hấp phụ asen, amoni. PH trong khoảng giới hạn cho phép của nước sinh hoạt 6,5-7,5 ít ảnh hưởng đến quá trình hấp phụ amoni, asen. 4. Đã chế tạo vật liệu CeO2-MnOx trên nền chất mang cát thạch anh, than hoạt tính, silicagel, bentonit và khảo sát khả năng hấp phụ amoni, asen. Vật liệu CeO2-MnOx trên nền thạch anh với khả năng hấp phụ asen, amoni cao có khả năng sử dụng trong các cột hấp phụ để loại bỏ các chất độc hại này có trong nước sinh hoạt. 120

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • pdfluan_an_nghien_cuu_tong_hop_mot_so_oxit_hon_hop_kich_thuoc_n.pdf
  • pdfBai tom tat.pdf
  • pdfNhung dong gop moi cua luan an.pdf
  • pdfNovelty and actuality and scientific meaningfulness of the results.pdf
  • pdfTom tat.pdf
Luận văn liên quan