Đánh giá khả năng hấp phụ Fe(III), Cr(VI) của các vật liệu đá ong biến tính

Bài viết này tập trung vào sự hấp phụ của Fe (III), Cr (VI) trong dung dịch nước được điều chỉnh vật liệu đá ong. Một vật liệu đã được sửa đổi bởi Fe3 + , SiO3 2- , PO4 3- giải pháp và bổ sung xeri (M1). Các vật liệu khác đã được sửa đổi bởi Fe3 + , SiO3 2- giải pháp với quặng apatit bổ sung xeri (M3).
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Đánh giá khả năng hấp phụ Fe(III), Cr(VI) của các vật liệu đá ong biến tínhTạp chí phân tích Hóa, Lý và Sinh học – Tập 19, Số 2/2014ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG HẤP PHỤ Fe(III), Cr(VI) CỦA CÁC VẬT LIỆUĐÁ ONG BIẾN TÍNHĐến Toà soạn 29 - 8 - 2013Ngô Thị Mai ViệtKhoa Hóa học - Trường Đại học Sư phạm Thái NguyênSUMMARYEVALUATION OF ADSORPTION CAPACITY OF Fe(III), Cr(VI) ON MODIFIEDLATERITE MATERIALSThis paper focus on the adsorption of Fe(III), Cr(VI) in aqueous solution on modifiedlaterite materials. One material was modified by Fe3+, SiO32-, PO43- solution andadditional cerium (M1). The other material was modified by Fe3+, SiO32- solution withapatite ore additional cerium (M3). Some physicochemistry properties of the materialshave been determined by Scanning Electron Microscopy (SEM) and BET (BrunaureEmmet-Teller) method. The experiments were conducted using the followingparameters: quilibrium time is 90 minutes for Fe(III), 120 minutes for Cr(VI); materialsize is 0,05÷0.2mm; adsorbent mass is 0.2g; pH is 2.5 for Fe(III), 2.0 for Cr(VI).Adsorption capacity for each metal was found as 76.92mg/g (Fe), 18.52mg/g (Cr) forM1; 39.53mg/g (Fe) and 17.85mg/g (Cr) for M3 at 250C, respectively. Adsorptioncapacity of Fe(III) and Cr(VI) on M1 is better than M3.1. MỞ ĐẦUÔ nhiễm bởi các ion kim loại nặng ởnhiều quốc gia trên thế giới đã được đềcập và nghiên cứu trong các thập niêngần đây và cho đến nay, quá trình hấpphụ vẫn được xem là một trong nhữngcông nghệ tốt nhất để xử lý các chất ônhiễm trong môi trường nước [1 - 4].Trong bài báo này, chúng tôi nghiên cứuvà đánh giá khả năng hấp phụ Fe(III),Cr(VI) của các vật liệu đá ong biến tính.2. THỰC NGHIỆM2.1. Hóa chất và thiết bị*Hóachất:CeO 298%,Fe(NO 3 ) 3 .9H 2 O,Na 2 SiO 3 .9H 2 O,Na 3 PO 4 .12H 2 O,NaOH,HNO 3 ,K2CrO4, NaCl, 1,5 – diphenylcacbazide,axit sunfosalisilic (H2SSal)...23* Thiết bị:Dung dịch Ce4+ + Fe3+- Máy nghiền, máy lắc, tủ sấy, máy đopH- Máy quang phổ hấp thụ phân tử UVmini 1240 của hãng Shimadzu - NhậtBản.- Nồng độ của ion Fe(III), Cr(VI) trongdung dịch trước và sau khi hấp phụ đượcxác định bằng phương pháp quang phổDung dịch SiO32-Đá ong tự nhiên và quặng apatitKhuấyĐiều chỉnh pH của hỗn hợp phản ứng về vùngtrung tính bằng dung dịch NaOH hoặc HNO3hấp thụ phân tử.2.2. Quy trình biến tính đá ong tựnhiên thành vật liệu hấp phụĐá ong tự nhiên được biến tính bằngdung dịch muối Fe3+, dung dịch silicat,dung dịch photphat với phụ gia đất hiếmxeri (vật liệu M1-VL M1) theo quy trìnhtrong hình 1a. Quy trình biến tính đá ongthành VL M3 tương tự như VL M1 (hình1b), trong đó nguồn photphat là hoá chấttinh khiết được thay bằng nguồn photphattự nhiên (quặng apatit).Dung dịch Ce4+ + Fe3+Dung dịch SiO32-Đá ong tự nhiên + PO43KhuấyĐiều chỉnh pH của hỗn hợp phản ứng về vùngtrung tính bằng dung dịch NaOH hoặc HNO3Kết tinh thuỷ nhiệtLọc, rửa, sấy khôĐá ong biến tínhHình 1a. Quy trình biến tính đá ong thànhVL M1.24Kết tinh thuỷ nhiệtLọc, rửa, sấy khôĐá ong biến tínhHình 1b. Quy trình biến tính đá ong thànhVL M3.2.3. Xác định điểm đẳng điện của cácvật liệuLần lượt cho 0,2g vật liệu vào 11 bìnhnón chứa dung dịch NaCl 0,1M có pH(pHbđ) tăng dần từ 2 đến 12. Để yên dungdịch trong 48h sau đó xác định lại pH củacác dung dịch. Giá trị pH này gọi là pHcân bằng (pHcb). ∆pH là hiệu số giữa giátrị pHbđ và giá trị pHcb. Vẽ đồ thị biểudiễn sự phụ thuộc của ∆pH vào pHbđ,điểm giao nhau giữa đường cong với tọađộ mà tại đó ∆pH = 0 cho ta giá trị điểmđẳng điện của vật liệu.3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN3.1. Điểm đẳng điện của các vật liệuĐồ thị xác định điểm đẳng điện (ĐĐĐ)của các vật liệu được trình bày trong hình2.được giá trị pH của dung dịch nghiên cứusẽ cho ta biết bề mặt của vật liệu hấp phụtích điện dương hay âm (khi pH của dungdịch nghiên cứu nhỏ hơn pI thì bề mặt vậtliệu hấp phụ tích điện dương và ngượclại).Hình 2. Đồ thị xác định ĐĐĐ của các vậtliệu.Từ hình 2 cho phép xác định điểm đẳngđiện của vật liệu hấp phụ M1 là pI = 6,5;vật liệu M3 là pI = 8,7. Từ kết quả vềđiểm đẳng điện của các vật liệu và khi cóHình 3a.Bề mặt VL M1.Kết quả ảnh SEM của các vật liệu chothấy, bề mặt vật liệu M1 có độ xốp vàđồng đều hơn bề mặt vật liệu M3.3.2.2. Diện tích bề mặt riêng của cácvật liệu3.2. Một số đặc trưng hoá lý của cácvật liệu đá ong biến tính3.2.1. Hình ảnh SEM của các vật liệuẢnh SEM của các vật liệu được chụp trênkính hiển vi điện tử quét JSM 5410 tạiViện Vệ sinh dịch tễ Trung ương.Hình 3b.Bề mặt VL M3.Diện tích bề mặt riêng của các vật liệuđược xác định theo phương pháp hấp phụđa phân tử BET. Kết quả được trình bàytrong bảng 1.Bảng 1. Diện tích bề mặt riêng của các vật liệuDiện tích bề mặt riêng (S)Tính theo BET (m2/g)Bảng 1 cho thấy, diện tích bề mặt riêngcủa vật liệu M1 lớn hơn vật liệu M3.Điều này cho phép dự đoán dung lượnghấp phụ Fe(III), Cr(VI) của VL M1 lớnhơn VL M3. Để đánh giá khả năng hấpVật liệuM1M3 ...