Khảo sát hấp phụ p-nitrophenol trên cetyl trimetylamoni bromua biến tính bentonit

Tính chất của bentonit biến tính bởi cetyl trimetylamoni bromua được khảo sát bởi phổ XRD dựa trên sự thay đổi khoảng cách lớp cơ bản d. Sự tăng khoảng cách lớp cơ bản d là do tác nhân hoạt động bề mặt thêm vào và hai mô hình sắp xếp mạch ankyl trong khoảng cách lớp xen giữa của bentonit được đưa ra.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Khảo sát hấp phụ p-nitrophenol trên cetyl trimetylamoni bromua biến tính bentonitTẠP CHÍ KHOA HỌC - ĐẠI HỌC ĐỒNG NAI, SỐ 04 - 2017ISSN 2354-1482KHẢO SÁT HẤP PHỤ p-NITROPHENOL TRÊN CETYLTRIMETYLAMONI BROMUA BIẾN TÍNH BENTONITTS. Bùi Văn Thắng1CN. Trần Thị Xuân Mai2TÓM TẮTTính chất của bentonit biến tính bởi cetyl trimetylamoni bromua được khảosát bởi phổ XRD dựa trên sự thay đổi khoảng cách lớp cơ bản d. Sự tăng khoảngcách lớp cơ bản d là do tác nhân hoạt động bề mặt thêm vào và hai mô hình sắp xếpmạch ankyl trong khoảng cách lớp xen giữa của bentonit được đưa ra. Ảnh hưởngcủa nồng độ, pH, thời gian và nhiệt độ đến khả năng hấp phụ được khảo sát. Kết quảcho thấy, khả năng hấp phụ tăng khi pH tăng. Động học hấp phụ phù hợp với môhình động học biểu kiến bậc 2 và mô hình đẳng nhiệt Langmuir mô tả dữ kiện thựcnghiệm tốt hơn mô hình đẳng nhiệt Freundlich.Từ khóa: Bentonite, modified bentonite, p-nitrophenol, kinetics, isotherms1. Đặt vấn đềBentonit là khoáng đất sét có sẵn, rẻp-Nitrophenol và các hợp chấttiền và hàm lượng phong phú trong tựnitrophenol đều là những chất có độcnhiên. Trong tự nhiên, bentonit thườngtính cao. Hợp chất p-nitrophenol gâycó sự thay thế đồng hình của cácbỏng khi tiếp xúc với da, võng mạc vànguyên tử trong tấm tứ diện và tấm bátđường hô hấp tương tự hiện tượng bỏngdiện, dẫn đến sự thiếu hụt điện tích âmphenol. Chúng tương tác với hemoglobintrên bề mặt lớp cơ sở và được cân bằngtrong máu hình thành methaemoglobinbởi các cation kim loại kiềm và kiềmlà nguyên nhân gây ra bầm tím cục bộ,thổ hiđrat (Na+, K+, Ca2+, Mg2+,…)rối loạn tuần hoàn máu hoặc gây bấtchiếm giữ khoảng không gian giữa cáctỉnh. Nếu nhiễm độc p-nitrophenol theolớp này [1, 5]. Khoáng bentonit ưa nướcđường tiêu hóa gây đau bụng, nôn mửa,bởi vì cation cân bằng lớp giữa củatiếp xúc thời gian dài gây ra dị ứng dachúng dễ bị hiđrat hóa, do vậy làm hạn[1]. Xử lý các hợp chất nitrophenol làchế ứng dụng trong hấp phụ các hợptrường hợp riêng của quá trình xử lý cácchất hữu cơ ô nhiễm. Để làm thay đổihợp chất hữu cơ ô nhiễm trong nước.tính chất này của sét bentonit là chuyểnMột số phương pháp thường được sửtừ dạng ưa nước sang dạng ưa hữu cơdụng để loại bỏ p-nitrophenol trongbằng cách trao đổi cation cân bằngnước là hấp phụ, phân hủy sinh học, oxihiđrat lớp giữa bằng cation hữu cơ. Séthóa,… Trong đó, hấp phụ là phươngbentonit biến tính bằng các cation hữupháp đơn giản, dễ triển khai, rẻ tiền vàcơ thường được gọi là bentonit hữu cơ.thích hợp với khoảng điều kiện hóa lýCation hữu cơ thường được sử dụngrộng [2-4].để biến tính sét bentonit là cation amin1,2Trường Đại học Đồng Tháp112TẠP CHÍ KHOA HỌC - ĐẠI HỌC ĐỒNG NAI, SỐ 04 - 2017ISSN 2354-1482Quá trình điều chế bentonit hữu cơđược tiến hành như sau: lấy 4 gambentonit Bình Thuận (Bent) phân tántrong 400 ml nước cất dưới điều kiệnkhuấy mạnh trên máy khuấy từ gia nhiệtvới tốc độ 600 vòng/phút trong 2 giờ.Dung dịch CTAB thêm chậm vào huyềnphù sét bentonit ở 70oC. Nồng độCTAB sử dụng lần lượt là 0,25; 0,5;0,75; 1,0; 1,5 và 2,0 lần so với CEC củasét bentonit. Hỗn hợp phản ứng tiếp tụckhuấy mạnh ở 70oC trong 4 giờ, sau đógiữ ở nhiệt độ phòng trong 24 giờ. Sauphản ứng huyền phù được lọc tách vàrửa bằng nước cất vài lần để loại bỏ hếtion Br- dư (thử bằng AgNO3 0,01M) vàphần rắn được sấy ở 110oC trong 10 giờthu được vật liệu bentonit hữu cơ. Mẫuđược ký hiệu theo nồng độ tác nhânCTAB, ví dụ, mẫu 0,25C-Bent đượcđiều chế với nồng độ CTAB là0,25CEC của bentonit.Xác định khoảng cách lớp cơ bảncủa vật liệu bentonit biến tính bằng phổXRD trên máy D8 Advance-Bruker(Đức) sử dụng bức xạ 40 kV, 300 mA,quét từ 1-100, khoảng cách lớp đượcxác định bởi XRD là đỉnh 001.2.3. Khảo sát hấp phụQuá trình hấp phụ được tiến hànhnhư sau: cân 0,1 gam bentonit hữu cơcho vào 100 ml dung dịch p-nitrophenolcó nồng độ xác định. Điều chỉnh pHbằng dung dịch NaOH 1M (hoặc HNO31M). Tiến hành khảo sát ảnh hưởng củacác yếu tố như thời gian hấp phụ, pHdung dịch, nhiệt độ đến khả năng hấpbậc bốn với công thức chung[(CH3)3NR+] hoặc [(CH3)2NR2]+, trongđó R là gốc hiđrocacbon vòng hoặchiđrocacbon béo. Tác nhân amin bậc 4thường được sử dụng để điều chếbentonit hữu cơ là cetyl trimetylamonibromua (CTAB) [3, 5]. Quá trình biếntính sét bentonit bằng cation hữu cơ làmtăng khả năng ứng dụng của chúng trongxử lý và phục hồi nguồn nước bị ônhiễm bởi các chất hữu cơ độc hại [1, 2].Trong nghiên cứu này, bentonit hữucơ được điều chế bằng cách biến tínhbentonit bằng tác nhân cetyltrimetylamoni bromua với nồng độ khácnhau. Khảo sát một số yếu tố ảnh hưởngđến khả năng hấp phụ p-nitrophenol củabentonit hữu cơ như ảnh hưởng củanồng độ tác nhân biến tính, pH, thờigian và nhiệt độ được nghiên cứu.2. Thực nghiệm2.1. Hóa chất, dụng cụ và thiết bịBentonit nguyên liệu sử dụng trongđiều chế bentonit hữu cơ là bentonitkiềm (Bình Thuận) có hàm lượngmontmorillonit ≥ 80% (Bent). Mẫuquặng s ...