Khảo sát khả năng hấp phụ ion kim loại Cu2+ và Zn2+ của vật liệu copolyme – diatomite điều chế bằng kỹ thuật bức xạ gamma

Bài viết Khảo sát khả năng hấp phụ ion kim loại Cu2+ và Zn2+ của vật liệu copolyme – diatomite điều chế bằng kỹ thuật bức xạ gamma trình bày các kết quả nghiên cứu tính chất đặc trưng và khả năng hấp phụ các ion kim loại của vật liệu copolyme – diatomite được điều chế bằng kỹ thuật biến tính bức xạ gamma Co-60.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Khảo sát khả năng hấp phụ ion kim loại Cu2+ và Zn2+ của vật liệu copolyme – diatomite điều chế bằng kỹ thuật bức xạ gammaTiểu ban D3-D4: Ứng dụng kỹ thuật hạt nhân trong nông nghiệp, ứng dụng công nghệ bức xạSection D3-D4: Application of nuclear techniques in agriculture, radiation technology application KHẢO SÁT KHẢ NĂNG HẤP PHỤ ION KIM LOẠI Cu2+ VÀ Zn2+ CỦA VẬT LIỆU COPOLYME – DIATOMITE ĐIỀU CHẾ BẰNG KỸ THUẬT BỨC XẠ GAMMA STUDY ON THE ABSORPTION OF HEAVY METAL IONS CU2+ AND ZN2+ OF COPOLYME – DIATOMITE PREPARED BY GAMMA RAY IRRADIATION LÊ XUÂN CƯỜNG, NGUYỄN TRỌNG HOÀNH PHONG, LÊ VĂN TOÀN, NGUYỄN MINH HIỆP, TRẦN THU HỒNG, VŨ NGỌC BÍCH ĐÀO, NGUYỄN NGỌC THÙY TRANG, PHẠM BẢO NGỌC Trung tâm Công nghệ bức xạ và Công nghệ sinh học, Viện Nghiên cứu hạt nhân Email: xuancuongtk85@gmail.comTóm tắt: Copolyme – diatomite với thành phần gồm CMC (Sodium Caboxymethyl Cellulose), AA (Acrylic acid) vàdiatomite được điều chế bằng kỹ thuật bức xạ gamma Co-60. Các yếu tố ảnh hưởng tới hàm lượng gel tạo thành đã đượckhảo sát. Ở liều xạ 20 kGy lượng gel tạo thành đạt 90,25%. Các đặc trưng tính chất và cấu trúc của vật liệu đã được xácđịnh bằng kính hiển vi điện tử quét (SEM). Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất hấp phụ ion kim loại như pH, thời gian hấpphụ và nồng độ đầu các ion kim loại cũng đã được nghiên cứu. Theo mô hình đẳng nhiệt Langmuir, dung lượng hấp phụcực đại của vật liệu copolyme – diatomite đối với Cu2+ và Zn2+ lần lượt là 192,31 mg/g và 151,52 mg/g.Từ khóa: copolyme – diatomite; ion kim loại; hấp phụ; bức xạ.Abstract: A diatomite based hydrogel consisting of CMC (Sodium Caboxymethyl Cellulose), AAc (Acrylic Acid) anddiatomite was prepared by using gamma irradiation method. Mophorlogy of resulting hydrogel was observed by scaningelectron microscopse (SEM), and its gelation was investigated with radiation dose. The results revealed that gel fractionincreased with radiation dose, and it reached to 90,25% in the hydrogel prepared by gamma irradiation at 20 kGy. Thefactors affecting the adsorption capacity of hydrogels include pH, time, and initial metal concentration were investigatedfor removal Cu2+ and Zn2+ ions from aqueous solution. Adsorption isotherm of the hydrogels follow the Langmuir model,and its maximum adsorption capacities for Cu2+ and Zn2+ were 192,31 mg/g and 151,52 mg/g, respectively.Keywords: copolyme – diatomite; metal ion, absorption, radiation1. MỞ ĐẦU Hiện nay, ô nhiễm nguồn nước đang trở thành vấn đề nghiêm trọng của mỗi quốc gia do sự gia tăngcác hoạt động sản xuất công nghiệp, nông nghiệp gây ảnh hưởng xấu đến môi trường sinh thái và sức khỏecon người, điển hình là sự ô nhiễm các ion kim loại nặng [1]. Vì vậy, việc thu gom, tách loại các kim loạinặng ra khỏi nguồn nước là một vấn đề cần thiết. Có nhiều phương pháp được áp dụng nhằm loại bỏ cácion kim loại nặng ra khỏi môi trường nước như: phương pháp hấp phụ, phương pháp trao đổi ion, phươngpháp kết tủa... Trong đó phương pháp hấp phụ được áp dụng rộng rãi và cho kết quả rất khả thi bởi vì hiệuquả cao, chi phí thấp, dễ dàng thu gom xử lý [1,2,5]. Vật liệu hydrogel có cấu trúc mạng ba chiều, tính chất ưa nước nhưng không tan trong nước và nhạycảm với các điều kiện bên ngoài như nhiệt độ, áp suất, pH…Vì vậy, việc sử dụng các hydrogel để xử lý vàhấp phụ các ion kim loại đã và đang được nghiên cứu ứng dụng rộng rãi. CMC là một polyme tự nhiên cókhả năng tự phân hủy sinh học và có các nhóm chức cacboxylic và hydroxyl phù hợp để điều chế vật liệuhấp phụ kim loại nặng. Ngoài ra, các monome mang nhóm cacboxylic như monome acrylic acid góp phầnlàm tăng độ bền, tính chất hấp phụ và trương nở của hydrogel [2-5]. Diatomite là trầm tích còn có tên là kizengua hay đất tảo silic, là nguồn nguyên liệu có sẵn trong tựnhiên. Thành phần hoá học chủ yếu của diatomite là SiO2 (50-96%), phần còn lại là tạp chất Al2O3, Fe2O3,MgO, CaO. Diatomite tỉ trọng nhẹ, có độ xốp cao nhờ vào cấu trúc có các lỗ hổng rất nhỏ và đều, cáchnhiệt, không hòa tan trong nước và bền trong không khí. Với những đặc tính này, diatomite được sử dụngđể làm sạch nước uống hoặc nước thải công nghiệp [6-8]. Phương pháp sử dụng bức xạ gamma Co-60 điều chế vật liệu hydrogel có những ưu điểm như hiệuquả cao trong việc ghép và khâu mạch tạo mạng lưới không gian và không cần sử dụng chất khơi mào hóahọc nên sản phẩm thu được có độ sạch cao [2,3,5]. Bài viết trình bày các kết quả nghiên cứu tính chất đặc trưng và khả năng hấp phụ các ion kim loạicủa vật liệu copolyme – diatomite được điều chế bằng kỹ thuật biến tính bức xạ gamma Co-60. 492Tuyển tập báo cáo Hội nghị Khoa học và Công nghệ hạt nhân toàn quốc lần thứ 14Proceedings of Vietnam conference on nuclear science and technology VINANST-142. NỘI DUNG2. ...