Hấp phụ và giải hấp ion La3+ và Nd3+ trong dung dịch bằng nhựa trao đổi ion poly (hydroxamic axit) được tổng hợp trên cơ sở acrylonitril

Quá trình hấp phụ của ion La3+ và Nd3+ được xác định bằng phương trình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir với độ hấp phụ cực đại của La3+ và Nd3+ tương ứng là 210.52 và 190.47 mg/g tại pH = 6. Bằng cách xử lí hết các ion kim loại trong polyme sau khi giải hấp bằng dung môi HCl 0.1N thì khả năng hấp phụ của poly(hydroxamic axit) có thể được phục hồi. Sau 5 chu kì hấp phụ giải hấp thì khả năng hấp phụ của poly (hydroxamic axit) vẫn tương đối cao.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Hấp phụ và giải hấp ion La3+ và Nd3+ trong dung dịch bằng nhựa trao đổi ion poly (hydroxamic axit) được tổng hợp trên cơ sở acrylonitrilJOURNAL OF SCIENCE OF HNUE DOI: 10.18173/2354-1059.2015-0006Natural Sci. 2015, Vol. 60, No. 4, pp. 41-46This paper is available online at http://stdb.hnue.edu.vn HẤP PHỤ VÀ GIẢI HẤP ION La3+ VÀ Nd3+ TRONG DUNG DỊCH BẰNG NHỰA TRAO ĐỔI ION POLY(HYDROXAMIC AXIT) ĐƯỢC TỔNG HỢP TRÊN CƠ SỞ ACRYLONITRIL Hoàng Thị Phương1, Trịnh Đức Công1, Nguyễn Thị Mỹ Hòa2, Nguyễn Tiến Dũng2, Nguyễn Thị Kim Giang2 và Nguyễn Thế Hữu3 1 Viện Hóa học, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam 2 Khoa Hóa học, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 3 Khoa Công nghệ Hóa học, Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội Tóm tắt. Quá trình hấp phụ của ion La3+ và Nd3+ được xác định bằng phương trình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir với độ hấp phụ cực đại của La3+ và Nd 3+ tương ứng là 210.52 và 190.47 mg/g tại pH = 6. Bằng cách xử lí hết các ion kim loại trong polyme sau khi giải hấp bằng dung môi HCl 0.1N thì khả năng hấp phụ của poly(hydroxamic axit) có thể được phục hồi. Sau 5 chu kì hấp phụ- giải hấp thì khả năng hấp phụ của poly(hydroxamic axit) vẫn tương đối cao. Từ khóa: Hấp phụ, poly(hydroxamic axit), lantan, neodym.1. Mở đầu Cùng với sự phát triển khoa học và công nghệ, các tính năng ưu việt của các nguyên tố đất hiếm(NTĐH) ngày càng được khám phá, ứng dụng vào đời sống trong nhiều lĩnh vực khác nhau như: chếtạo sợi cáp quang, vật liệu từ, vật liệu gốm siêu dẫn, vật liệu cho công nghiệp điện tử, vật liệu hạtnhân, tạo màu cho thủy tinh, vật liệu mài bóng và thiết bị quang học. Sản xuất chất xúc tác trong côngnghệ xử lí khí thải, công nghệ xúc tác hóa dầu và tổng hợp hữu cơ, chế phẩm dinh dưỡng kích thíchsinh trưởng cho cây trồng và mang lại hiệu quả kinh tế cao trong nông nghiệp, gốm siêu dẫn [1-4]. Có nhiều phương pháp để tách các nguyên tố Đất hiếm từ tinh quặng đất hiếm như chiết lỏng -lỏng, chiết siêu tới hạn, phương pháp quang hoá, phương pháp kết tủa, trao đổi ion [1-2]….Việctách các ion kim loại khác nhau bằng kĩ thuật trao đổi ion trên cơ sở các polyme đã được sử dụng từlâu. Trong đó, có các polyme chứa các nhóm chức đặc biệt như amino axit, axit photphonic, aminophotphonic, axit cacboxylic [5, 6]. Để tách một số nguyên tố đất hiếm đã và đang được nhiều nhà khoahọc trên thế giới quan tâm nghiên cứu. Copolyme polyacrylonitril được tổng hợp từ monome acrylolitril bằng phương pháp trùng hợphuyền phù ngược sau đó thủy phân bằng dung dịch H2SO4 50% và biến tính bằng hydroxyamin tạothành poly(hydroxamic axit) (PHA). Polyme này chứa nhóm chức hydroxamic axit (-CONHOH)có khả năng tạo phức càng cua với nhiều ion kim loại đất hiếm, kim loại nặng [3,4]. Trong nghiên cứu này nhóm tác giả đã tiến hành nghiên cứu quá trình hấp phụ, giải hấp của ionLa3+ và Nd3+ trong dung dịch bằng polyme chứa nhóm chức năng hydroxamic axit (-CONHOH) đượctổng hợp trên cơ sở acrylonitril và quá trình hấp phụ, giải hấp hai nguyên tố đất hiếm này trong dung dịch.Ngày nhận bài: 23/1/2015. Ngày nhận đăng: 27/4/2015.Tác giả liên lạc: Trịnh Đức Công, địa chỉ e-mail: congvhh@gmail.com 41 H. T. Phương, T. Đ. Công, N. T. M. Hòa, N. T. Dũng, N. T. K. Giang và N. T Hữu2. Nội dung nghiên cứu2.1. Thực nghiệm2.1.1. Hóa chất và vật liệu - Dung dịch chuẩn La(NO3)3 , Nd(NO3)3, dung môi, hóa chất trong phân tích như NaOH, HCl,CH3COOH, CH3COONa, axit oxalic (tinh khiết phân tích Trung Quốc). - Polyme chứa nhóm chức hydroxamic axit (PHA) được tổng hợp từ acrylonitril bằng phươngpháp trùng hợp huyền phù ngược với sự có mặt của chất tạo lưới Divinyl benzen (DVB) 7%; chất khơimào là azobisisobutyronitrile (AIBN) 1%; chất hoạt động bề mặt gelantin 0.3%. Sau đó polyme tạothành đem thủy phân trong 24h bằng dung dịch H2SO4 50% và biến tính bằng dung dịch NH2OH.HCl4 M. Poly(hydroxamic axit) tổng hợp có hàm lượng nhóm chức năng –CONHOH là 9,12 mmol/g.Quan sát ảnh SEM cho thấy hạt có dạng hình cầu kích thước 100 - 300 µm. Sơ đồ phản ứng trùng hợpđược mô tả trong Hình 1. Hình 1. Sơ đồ tổng hợp PHA từ acrylonitril2.1.2. Phương pháp tiến hành * Quá trình hấp phụ Dung dịch ion La3+ và Nd3+ với nồng độ khác nhau được định mức bằng dung dịch chuẩnLa(NO3)3 và Nd(NO3)3 1 g/L với dung môi là đệm axetat 0,5 M, axit CH3 COOH 0,1 M và nước cất 2lần để được pH thích hợp. Lấy 0,15g PHA cho vào các cốc chứa 50 mL dung dịch ion La3+ và Nd3+ cónồng độ đầu là 500 mg/L rồi khuấy trên máy khuấy từ tại 250C với tốc độ không ...