Nghiên cứu hấp phụ anino photphat (PO43-) từ dung dịch bằng oxit hỗn hợp CeO2-Al2O3

Kết quả cho thấy các điều kiện tối ưu để đạt được khả năng hấp phụ tối đa là: pH ~ 7-9, thời gian cân bằng hấp phụ của 1h, CeO2 / Al2O3 tỷ lệ mol của 1/1, nhiệt độ nung của 500 ° C, khả năng hấp phụ tối đa, Qmax của 125,42 mg / g với hệ số hồi quy 0,997 đã được tìm thấy.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu hấp phụ anino photphat (PO43-) từ dung dịch bằng oxit hỗn hợp CeO2-Al2O3TẠP CHÍ HÓA HỌC54(3) 387-390THÁNG 6 NĂM 2016DOI: 10.15625/0866-7144.2016-00324NGHIÊN CỨU HẤP PHỤ ANION PHOTPHAT (PO43-) TỪDUNG DỊCH BẰNG OXIT HỖN HỢP CeO2-Al2O3Đào Ngọc Nhiệm*, Nguyễn Thị Hà Chi, Đoàn Trung Dũng, Nguyễn Đức Văn, Dương Thị LịmViện Khoa học vật liệu, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt NamĐến Tòa soạn 12-10-2014; Chấp nhận đăng 10-6-2016AbstractThe nanostructure mixed oxides powder CeO2–Al2O3 has been synthesized by the combustion of gel fromPolyvinyl Alcohol (PVA) as polymer basic and mixture metal nitrate. The optimum conditions of synthesis method:(Ce4++Al3+)/PVA molar ratio = 1/3, Ce4+/Al3+ molar ratio = 1/1, pH = 4, gel formation temperature at 80 oC. Thephosphate ion sorption of nanostructured CeO2-Al2O3 mixed oxides was presented in this paper. The results showed thatthe optimized conditions for obtaining the maximum adsorption capacity are: pH ~ 7-9, adsorption equilibrium time of1h, CeO2/Al2O3 molar ratio of 1/1, calcination temperature of 500 °C, the maximum adsorption capacity, Q max of 125.42mg/g with regression coefficient of 0.997 were found.Keywords. CeO2-Al2O3 mixed oxide, phosphate anion (PO43-), anionic adsorption.1. GIỚI THIỆUPhốt pho là nguyên tố thiết yếu của sự sống. Docó tác động hóa học cao với oxi đơn chất và tronghợp chất nên phốt pho ở tự nhiên là dạng hợp chấtvới oxi và một số nguyên tố khác (Na, K, Ca, Mg…)[1, 2]. Phốt phát là dạng phổ biến nhất của phốt photrong tự nhiên và cũng là hợp chất quan trong, đóngvai trò quan trọng thiết yếu trong cơ thể sống như: lànguyên liệu di truyền trong DNA và RNA; các tếbào sống sử dụng để vận chuyển năng lượng thôngqua ATP; hay ở màng tế bào và trong xương sống vàrăng của động vật [1, 2]. Song phốt phát cũng là mộtchất độc gây nguy hiểm cho cơ thể sống nếu dư thừaphốt phát gây ra loãng xương (do phốt phát tác dụngvới canxi), tắc mạch máu dẫn tới tai biến mạch máunão hoặc đau tim đẫn tới suy tim [1-4]. Việc thừaphốt phát dẫn đến hiện tượng phú dưỡng, làm tăngnhanh quá trình phát triển của tảo rồi chết gây ramầu nước xanh của tảo, tạo mùi khó chịu và giảiphóng một số chất độc gây chết cá và làm ô nhiễmnguồn nước [1, 2]. Nguồn nước ô nhiễm phốt phátchủ yếu do hoạt động sản xuất nông nghiệp của conngười, hàng năm lượng phốt phát thải ra tự nhiên làrất lớn. Vì vậy, việc xử lý phốt phát trong nước là rấtcần thiết nhằm giảm ô nhiễm môi trường và thu hồilại lượng lớn phốt phát thất thoát.Gần đây, phương pháp hấp phụ phốt phát đượccũng đã được nghiên cứu [7, 8]. Trong bài báo này,chúng tôi nghiên cứu khảo sát một số yếu tố ảnhhưởng đến khả năng hấp phụ phốt phát từ dung dịchbằng vật liệu oxit hỗn hợp CeO2-Al2O3 (CA) cấu trúcnano được tổng hợp bằng phương pháp đốt cháy gelPVA.2. THỰC NGHIỆM2.1. Hóa chất dụng cụ- Các muối khan amoni molipdat (NH4)2MoO4,amoni vanadat NH4VO3, Na3PO4, dung dịch HClđặc, KOH.- Oxit hỗn hợp CeO2-Al2O3 cấu trúc nano đượcchế tạo theo [5, 6].- Cốc thủy tinh 250 ml, bình định mức, máykhuấy từ IRE (Ý), máy đo pH (Tây Ban Nha), thiếtbị ổn nhiệt (Tây Ban Nha), máy đo UV-VIS 1800(Nhật Bản), máy li tâm và một số dụng cụ khác.2.2. Phương pháp nghiên cứu- Phân tích hàm lượng PO43- bằng phươngpháp trắc quang so màu, sử dụng thuốc thửamonimolipdat/vanadat theo TCVN 5815:2001 [9].- Đánh giá khả năng hấp phụ PO43- từ dungdịch theo mô hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir.Dung lượng hấp phụ cực đại và hằng số đẳng nhiệtđược xác định bằng phương pháp hồi quy. Mốitương quan các số liệu thực nghiệm giữa nồng độPO43- còn lại trong dung dịch (Cf, mg/l) theo dunglượng hấp phụ bão hòa (q, mg/g) được xử lý trênphần mềm tính toán Table Curves.387Đào Ngọc Nhiệm và cộng sựTCHH, 54(3), 2016- Đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir được ápdụng thành công vào nhiều quá trình hấp phụ cácchất ô nhiễm và được sử dụng rộng rãi nhất trongviệc mô tả quá trình hấp phụ các chất tan từ dungdịch theo phương trình Langmuir có dạng:khuấy liên tục trên máy khuấy từ trong 1 giờ. Sauđó, phân tích nồng độ PO43- trước và sau hấp phụ.Kết quả phân tích, tính toán được ghi lại ở bảng 2.Bảng 2: Dung lượng hấp phụ photphat của vật liệuCeO2-Al2O3Qmax.b.CfC0 (mg/l)Cf (mg/l)q (mg/g)10,600,8052,664,68257,3135,375012,7774,476015,9688,0910039,89120,2112058,51122,9815085,11129,79q =1+ b.CfTrong đó: Qmax là dung lượng hấp phụ cực đại trênbề mặt đơn lớp (mg/g); q là dung lượng hấp phụ(mg/g); b là hằng số đẳng nhiệt của phương trình(dm3/mg); Cf là nồng độ asen còn lại trong dung dịch(mg/l).3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN3.1. Ảnh hưởng của thời gian cân bằng hấp phụPO43- bằng oxit hỗn hợp CeO2-Al2O3Để khảo sát ảnh hưởng của thời gian cân bằnghấp phụ PO43- bằng oxit hỗn hợp CeO2-Al2O3 cấutrúc nano, các thí nghiệm sau: cho 0,05 g vật liệuoxit hỗn hợp CeO2-Al2O3 vào trong 100 ml dungdịch PO43- có nồng đ ...