Nghiên cứu khả năng hấp phụ một số kim loại nặng trong nước bằng vật liệu nano compsite GO/MnO2

Hỗn hợp graphene oxide / mangan dioxide (GO / MnO2) được tổng hợp từ graphene oxide bằng phương pháp kết tủa, và được sử dụng làm chất hấp phụ mới để loại bỏ một số kim loại nặng khỏi môi trường nước. Chất hấp thụ tổng hợp được đặc trưng bởi SEM, IR, Máy phân tích kích thước hạt nhiễu xạ laser và EDX. Thông qua phương pháp lắng đọng hóa học, các hạt nano MnO2 với kích thước điển hình 50nm được phân tán đồng nhất trên bề mặt graphene oxide. Hành vi hấp phụ của một số kim loại nặng trên GO / MnO2 đã được nghiên cứu trong điều kiện môi trường xung quanh. Khả năng hấp phụ tối đa của GO / MnO2, MnO2 và GO thu được từ các đường đẳng nhiệt Langmuir cho Pb2 + là 333,3 mg / g, 61,3 mg / g và 82,0 mg / g; đối với Ni2 + là 208,3 mg / g, 58,1 mg / g và 80,6 mg / g; đối với Cu2 + lần lượt là 99,0 mg / g, 37,6 mg / g và 61,0 mg / g. Khả năng hấp phụ tối đa (qmax) của vật liệu đối với Pb2 +, Ni2 + và Cu2 + được phân loại như sau: qmax (GO / MnO2)> qmax (GO)> qmax (MnO2). Khi so sánh khả năng cạnh tranh về khả năng hấp phụ của GO / MnO2 đối với 3 kim loại là chì, đồng và niken, thứ tự độ lớn của khả năng hấp phụ được biểu thị bằng (mmol / g) được tìm thấy trong oder sau Ni2 +> Cu2 +> Pb2 +.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu khả năng hấp phụ một số kim loại nặng trong nước bằng vật liệu nano compsite GO/MnO2Tạp chí phân tích Hóa, Lý và Sinh học - Tập 22, Số 3/2017 NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG HẤP PHỤ MỘT SỐ KIM LOẠI NẶNG TRONG NƯỚC BẰNG VẬT LIỆU NANO COMPSITE GO/MnO2 Đến tòa soạn 10-10-2016 Nguyễn Mạnh Tường Viện Hoá học – Vật liệu/Viện KH&CN QS Hoàng Thị Chi, Trần Đình Trinh, Nguyễn Văn Nội ĐHKHTN/ĐHQGHN, 334 Nguyễn Trãi, Thanh Xuân, Hà Nội SUMMARYDEVELOPMENT OF GRAPHENE OXIDE/MNO2 NANOCOMPOSITES FOR THE REMOVAL OF SOME HEAVY METALS FROM AQUEOUS MEDIAGraphene oxide/manganese dioxide composite (GO/MnO2) was synthesized fromgraphene oxide by precipitation method, and was used as a novel adsorbent for theremoval of some heavy metals from aqueous media. The synthesized sorbent wascharacterized by SEM, IR, Laser Diffraction Particle Size Analyzer and EDX. Through achemical deposition method, MnO2 nanoparticles with a typical size of 50 nm werehomogeneously dispersed onto graphene oxide surface. The sorption behavior of someheavy metals on GO/MnO2 was investigated under ambient conditions. The maximumadsorption capacity of GO/MnO2, MnO2 and GO obtained from Langmuir isotherms forPb2+ were 333.3 mg/g, 61.3 mg/g and 82.0 mg/g; for Ni2+ were 208.3 mg/g, 58.1 mg/gand 80,6 mg/g; for Cu2+ were 99.0 mg/g, 37.6 mg/g and 61.0 mg/g, respectively. Themaximum adsorption capacity (qmax) of materials for Pb2+, Ni2+ and Cu2+ was classifiedas follows: qmax(GO/MnO2) > qmax(GO) > qmax(MnO2). When comparing thecompetitiveness in sorption capacity of GO/MnO2 for 3 metals namely lead, copper andnickel, the order of magnitude of sorption capacity expressed in (mmol/g) was found to bein the following oder Ni2+ > Cu2+> Pb2+.1. MỞ ĐẦU phương pháp để loại bỏ kim loại nặngMôi trường nước ở Việt Nam, kể cả khỏi nước ô nhiễm trong đó, hấp phụ lànước mặt và nước ngầm ở nhiều nơi phương pháp có nhiều ưu điểm vì vậtđang bị ô nhiễm kim loại nặng (Cu, Ni, liệu sử dụng làm chất hấp phụ tươngPb, Cd, Zn,…) trầm trọng [1]. Có nhiều đối phong phú và thân thiện với môi 6trường [2]. và H3PO4, sau đó làm lạnh hỗn hợpGraphen với những đặc tính hấp dẫn bằng nước đá sao cho nhiệt độ của hỗnnhư tính dẫn điện cao, diện tính bề mặt hợp không quá 10oC. Tiếp theo, thêmlớn, độ ổn định hoá học cao và tính đàn từ từ dung dịch KMnO4 vào hỗn hợphồi tốt đã được nhiều nhà khoa học trên và tăng tốc độ khuấy để đảm bảo hỗnthế giới ghi nhận [5]. Ngày nay, hợp graphit và KMnO4 phân tán đềugraphen và các dẫn xuất của nó đang trong dung dịch. Tiếp đó đun nóng hỗnđược nghiên cứu trong nhiều lĩnh vực hợp ở 70oC trong thời gian 3 giờ. Hỗnvà ứng dụng quan trọng công nghệ điện hợp sau phản ứng được làm nguội tớitử, máy tính như tích trữ năng lượng, nhiệt độ phòng, pha loãng hỗn hợppin mặt trời, transistors, xúc tác cảm bằng nước cất. Quá trình rửa sản phẩmbiến, đặc biệt trong xử lý môi trường được thực hiện nhiều lần bằng thiết bị[6,7]. Gần đây, một số oxit kim loại như quay ly tâm. Sản phẩm thu được cóMnO2, Fe2O3, TiO2, Al2O3, ZnO,... đã dạng gel màu nâu đen, hàm lượng GOđược nhiều nhà khoa học nghiên cứu trong gel thu được trong sản phẩm làbởi khả năng hấp phụ các ion kim loại 5%.nặng trong nước. Tuy nhiên, việc sử Vật liệu nano MnO2: Nano MnO2 đượcdụng độc lập các oxit kim loại gặp điều chế bằng cách hoà tan 12,05gnhiều khó khăn bởi các hạt oxit dễ dàng KMnO4 trong 100 ml nước cất vàkết dính lại với nhau và phân tán kém 19,25g MnCl2.H2O trong 50 ml nướctrong dung dịch. Graphen oxit là chất cất. Sau đó nhỏ từ từ dung dịchnền lí tưởng cho việc gắn các oxit kim KMnO4 vào dung dịch MnCl2, kết hợploại để nâng cao hiệu suất hấp phụ. Cho với khuấy từ ở nhiệt độ phòng. Kết tủađến nay các oxit kim loại đã được tổng MnO2 được lọc rửa nhiều lần bằnghợp trên nền graphen bao gồm TiO2, nước cất đến pH = 7 và sấy ở nhiệt độSiO2, ZnO, MnO2, Fe3O4, Co3O4, Cu2O, 70oC trong vòng 24 giờ.RuO2, Al2O3, ZnFeO4, BiWO6 và Vật liệu tổ hợp GO/MnO2: Hỗn hợpLiFePO4. Một khó khăn trong việc tổng gồm 27,5g GO ở dạng gel (2,2g GO)hợp vật liệu là việc đạt được sự phân và 3g MnCl2.4H2O được phân tántán đồng đều các oxit kim loại trên trong 100 ml dung dịch iso propylgraphen, làm tăng các tính chất quan ancol và siêu âm trong 30 phút. Tiếntrọng của vật liệu. Chính vì vậy, trong hành khuấy và đun hồi lưu hỗn hợp ...