Biến tính Diatomit bằng oxit Mangan và ứng dụng hấp phụ Ion Cu(II) trong môi trường nước

Bài viết Biến tính Diatomit bằng oxit Mangan và ứng dụng hấp phụ Ion Cu(II) trong môi trường nước trình bày: Trong hiện tại, Diatomit được tinh chế bằng dung dịch kiềm và được sửa đổi bởi mangan để tạo thành các chất hấp phụ, có khả năng hấp thụ ion Cu 2+ trong dung dịch nước, và họ đã được điều tra thành công. Thuộc tính đặc trưng các nguyên liệu cho thấy mẫu có tỷ lệ mangan cao (8,57% khối lượng),... Mời các bạn cùng tham khảo.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Biến tính Diatomit bằng oxit Mangan và ứng dụng hấp phụ Ion Cu(II) trong môi trường nướcTạp chí phân tích Hóa, Lý và Sinh học – Tập 22, Số 4/2017BIẾN TÍNH DIATOMIT BẰNG OXIT MANGANVÀ ỨNG DỤNG HẤP PHỤ ION Cu(II) TRONG MÔI TRƢỜNG NƢỚCĐến tòa soạn 29 – 03 - 2017Hồ Sỹ ThắngTrường Đại học Đồng ThápPhạm Đình DũTrường Đại học Thủ Dầu MộtSUMMARYMODIFIED DIATOMIT BY MANGANESE OXITS AND APPLICATIONFOR ADSORPTION OF Cu(II)ION IN AQUEOUS SOLUTIONIn the present, Diatomit was purified by alkali solution and modified bymanganese to form adsorbents, which have capacity for Cu2+ ion adsorption inaqueous solution, and they were investigated successful. Characteristic propertiesof the materials showed that the sample had high ratio of manganese (8.57 wt%),high texture properties, consisting of many membranes and wires in situ thecylinders of Diatomit. Surface area of Mn-Diatomit (Mn-DPB) is 115.5 m2/g, andvery larger than the Diatomit, which have not yet modified. Pore size distributionof Mn-Diatomit is mainly in range 3.0 – 5.0 nm. Study of Cu2+ ion adsorptionprocesses indicated that the adsorption kinetics complied with type 2 of thepseudo-second-order kinetic model, the adsorption rate constant was k =2.8410-3 g.mg-1.s-1. The adsorption isotherms fited Langmuir equation withmaximum adsorption capacity qm = 50.51 mg/g, KL constant 6.7410-3 (L/mg).The Mn-Diatomit material in this study, which had quite high capacity adsorptionand the adsorption process occurred quickly, can apply to treat heavy metal ionsin aqueous solution.Keywords: Diatomit; Manganese oxits; Adsorption heavy metals.1. MỞ ĐẦUMôi trường nước ngày càng trở nên ônhiễm nghiêm trọng, đặc biệt là cácion kim lo i nặng, chúng ảnh hưởngrất lớn đến sức khỏe của con ngườicũng như các ho t đ ng khác. M t22trong những phư ng pháp xử lý hiệuquả, thân thiện với môi trường, đượcnhiều nhà khoa học quan tâm là sửd ng vật liệu hấp ph có nguồn gốctừ khoáng sét tự nhiên [1,2].Diatomit là m t lo i khoáng trầm tíchsilic, có những tính chất rất thuận lợicho sự hấp ph như đ xốp, diện tíchbề mặt riêng khá cao, khả năng chịunhiệt tốt, do vậy chúng được sử d ngrất r ng r i để làm chất mang, vật liệulọc, chất trợ xúc tác, hấp ph [3].Diatomit biến t nh mangan được đánhgiá là vật liệu hấp ph ion kim lo inặng rất hiệu quả, trong đó, oxitmangan được xem như m t cái máy“hút” để thu gom các ion kim lo inặng [2].Vì vậy, trong nghiên cứu này, chúngtôi biến tính Diatomit bằng oxitmangan nhằm t o ra vật liệu có khảnăng hấp ph tốt ion kim lo i nặng.Ứng d ng để hấp ph ion Cu2+ trongmôi trường nước và nghiên cứu quyluật đ ng học, đ ng nhiệt hấp ph ,các đ i lượng đặc trưng cho quá trìnhhấp ph đó2. THỰC NGHIỆM- Hóa chất: Diatomit thô lấy từ mỏTuy An Phú Y n) được làm s ch sb bằng cách rửa, sa lắng nhiều lần vàsấy khô ở 100 oC, ký hiệu mẫu là DP(Diatomit Phú Yên). Các hóa chấtMnCl2 Merck, Đức), NaOH, HCl(Guangdong, Trung Quốc) được sửd ng để biến tính, tinh chế Diatomitv điều chỉnh pH của h n hợp.- Tinh chế vật liệu Diatomit trong môitrường baz : Lấy 15 gam mẫu DP chovào 150 mL dung dịch NaOH 5%,khuấy m nh, gia nhiệt ở 100 oC trong2 giờ. Lọc, rửa sản phẩm, sấy khô ở100 oC qua đ m Ký hiệu mẫu là DPB(B – baz )- Biến tính Diatomit bằng MnCl2: Lấy1,2 gam mẫu DPB cho vào 50 mLdung dịch (có pH = 2) chứa 2,52 gamMnCl2, khuấy liên t c trong 8 giờ ởnhiệt đ phòng. Lọc lấy phần rắnkhông tan, cho vào 50 mL dung dịchNaOH 6 M, ngâm trong 15 giờ. Cuốicùng, lọc lấy sản phẩm v để khô tựnhiên trong không khí 48 giờ. Rửa kỹl i bằng nước cất, sấy ở 100 oC quađ m Mẫu được ký hiệu là Mn-DPB.- Đặc trưng t nh chất vật liệu: Cácmẫu DP, DPB, Mn-DPB được khảosát bằng các phư ng pháp như nhiễux tia X (XRD, D8 Advance Bruker),bức x CuKα, góc quét 2θ từ 10 - 70đ . Thành phần bề mặt được xác địnhbằng phổ tán x năng lượng tia X(EDX, JED-2300 JEOL). Diện tíchbề mặt ri ng được xác định bằngphư ng pháp hấp ph - khử hấp phnit BET, Micromeritics, Hoa Kỳ).Quan sát hình thái bề mặt bằng hiểnvi điện tử quét (SEM, IMS-NKL) vàhiển vi điện tử truyền qua (TEM,EMLab –NIHE).- Thực hiện sự hấp ph ion Cu2+ trongmôi trường nước v t nh toán các đ ilượng đ ng học hấp ph , đ ng nhiệthấp ph , quy luật hấp ph : Lấy 0,1gam mẫu Mn-DPB cho vào 100 mLdung dịch Cu2+ nồng đ 70 ppm. Sau23các khoảng thời gian 10, 20, 30, 45,được trình bày trong hình 1a. Ngoài60, 90, 120 và 240 phút, mẫu đượccác nguyên tố ch nh như oxy, silic,lấy ra v xác định nồng đ trên máynhôm, sắt còn có thêm mangan biếnquang phổ hấp th nguyên tử AAS,tính và m t số nguyên tố khác như240FS (Agilent, Mỹ).titan, canxi, kali, magie, natri…3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬNThành phần (%) trung bình theo khốiKết quả phân tích bằng phổ tán xlượng t i ba điểm trên bề mặt của cácnăng lượng tia X (EDX) t i m t điểmmẫu DP, DPB, Mn-DPB được trìnhđiểm 003) trên bề mặt mẫu Mn-DPBbày trong bảng 1.Bảng 1. Thành phần phần trăm (%) trung bình th ...