Nghiên cứu tổng hợp bột hydroxyapatit pha tạp Ba (Ba-HAp) ứng dụng trong xử lý ion Cd2+

Bài viết Nghiên cứu tổng hợp bột hydroxyapatit pha tạp Ba (Ba-HAp) ứng dụng trong xử lý ion Cd2+ giới thiệu kết quả tổng hợp bột hydroxyapatit pha tạp Ba bằng phương pháp kết tủa hóa học và nghiên cứu khả năng xử lý Cd2+ của bột Ba-HAp tổng hợp được.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu tổng hợp bột hydroxyapatit pha tạp Ba (Ba-HAp) ứng dụng trong xử lý ion Cd2+ Tạp chí phân tích Hóa, Lý và Sinh học - Tập 26, Số 3B/2021 NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP BỘT HYDROXYAPATIT PHA TẠP Ba (Ba-HAp) ỨNG DỤNG TRONG XỬ LÝ ION Cd2+ Đến tòa soạn 10-03-2021 Nguyễn Thị Thơm, Phạm Thị Năm, Nguyễn Thị Thu Trang, Nguyễn Thu Phương, Đinh Thị Mai Thanh Viện Kỹ thuật nhiệt đới, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam Đinh Thị Mai Thanh Trường Đại học Khoa học và Công nghệ Hà Nội, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam SUMMARY RESEARCH ON SYNTHESIS OF HYDROXYAPATIT DOPED BARIUM POWDER (Ba-HAp) AND ITS APPLICATION ON TREATMENT OF Cd2+ ION Hydroxyapatite doped barium powder (Ba-HAp) was synthesized by chemical precipitation method from Ca(OH)2, Ba(OH)2 and H3PO4 at pH 10 - 12. Effect of factors such as Ba2+ concentration, synthesis temperature on phase structure of Ba-HAp powder was investigated. The results show that low concentrations of Ba2+ (XBa = 0.05 to 0.3), Ba-HAp powders have crystalline structure, single phase of HAp. At a ratio XBa = 0.3, Ba-HAp powder has spherical shape with average diameter 65 nm and the barium acts as a doping element in their composition (8.25 wt.%). Factors affect Cd2+ treatment efficiency of Ba-HAp powder (XBa = 0.3) which were also studied. At a temperature of 70°C, pH = 2, 0.2 g Ba-HAp powder can treat of 50 ml Cd2+ 562 mg/l with high efficiency (95%). Keywords: Hydroxyapatit doped barium (Ba-HAp), Cd2+ ion, chemical precipitation. 1. MỞ ĐẦU trong những vật liệu hấp phụ mới đầy hứa hẹn Ô nhiễm kim loại nặng trong nước làm ảnh với đặc tính hóa học đặc biệt và khả năng xử lý hưởng lớn đến sức khỏe, tính mạng của con nước có chứa flo và kim loại nặng bằng cách người, làm hủy hoại môi trường sống. Do đó hấp phụ, trao đổi ion, kết tủa hoặc tạo phức với vấn đề xử lý ion kim loại nặng đang nhận được hiệu suất cao. sự quan tâm của các nhà khoa học. Theo tiêu HAp có công thức Ca10(PO4)6(OH)2, là thành chuẩn WHO, hàm lượng ion kim loại nặng cho phần chính trong xương (chiếm 65 – 70 % khối phép có trong nước uống rất thấp, tối đa với lượng) và răng (chiếm 99 %). HAp không gây Pb: 0,05 mg/l; Hg: 0,5 mg/l; As: 50 mg/l; Cd: độc và có tính sát khuẩn cao. Do đó nó được 0,003 mg/l; Cr: 0,005 mg/l; Mn: 0,1 mg/l. Nếu ứng dụng rộng rãi trong y sinh cũng như trong hàm lượng vượt quá mức cho phép sẽ gây ảnh xử lý các ion có hại trong nước uống và nước hưởng đến sức khỏe cũng như tính mạng con sinh hoạt. người. Hiện nay trên thế giới cũng như ở Việt Một vài nghiên cứu chỉ ra rằng bột HAp pha Nam đã và đang áp dụng nhiều phương pháp tạp thêm ion Ba2+, Sr2+ đã cải thiện được diện xử lý ion kim loại nặng bằng các vật liệu hấp tích bề mặt riêng, tăng khả năng xúc tác, tăng phụ khác nhau như: than hoạt tính, zeolit, đất khả năng hấp phụ, đặc biệt khi pha tạp ion Ba2+ sét, các loại vật liệu polyme và hydroxyapatit thì vật liệu này có tính chịu nhiệt cao, có khả (HAp) [2-6]. Trong đó, hydroxyapatit là một năng hấp phụ, trao đổi ion với các kim loại 187 nặng dễ dàng do Ba có bán kính lớn hơn Ca mẫu trong 24 giờ ở nhiệt độ phòng. Sau đó lọc (0,135 Ǻ và 0,099 Ǻ tương ứng) [7-13]. rửa kết tủa nhiều lần bằng nước cất đến pH = 7 Bài báo này giới thiệu kết quả tổng hợp bột và sấy ở 80oC trong 48 giờ. Cuối cùng mẫu hydroxyapatit pha tạp Ba bằng phương pháp được nghiền trong cối mã não với lượng 2,3 g kết tủa hóa học và nghiên cứu khả năng xử lý trong thời gian 60 phút thu được bột Ba-HAp. Cd2+ của bột Ba-HAp tổng hợp được. Các nhóm chức đặc trưng trong phân tử Ba- 2. THỰC NGHIỆM VÀ PHƯƠNG PHÁP HAp được xác định bằng phổ hồng ngoại biến NGHIÊN CỨU đổi Fourier (FTIR) trên thiết bị Nicolet 6700, 2.1. Thiết bị và vật tư sử dụng kĩ thuật ép viên KBr trong khoảng số Các dụng cụ, thiết bị sử dụng trong nghiên cứu sóng từ 4000 đến 400 cm-1. Cấu trúc pha và bao gồm: buret, cối mã não, cân phân tích thành phần các nguyên tố của bột Ba-HAp Precica XR 205SM-DR (Thụy Sỹ), máy khuấy được xác định bằng giản đồ nhiễu xạ tia X thực từ gia nhiệt AREX Digital Velp, tủ sấy và máy hiện trên máy SIEMENS D5000 và phổ tán xạ đo pH cầm tay PH-3110 năng lượng tia X (EDX) thực hiện trên máy Các thiết bị sử dụng để phân tích các tính chất Jeol 6490 JED 2300. Hình thái học bề mặt của đặc trưng của vật liệu bao gồm: thiết bị đo phổ bột Ba-HAp được xác định bằng kính hiển vi hồng ngoại biến đổi Fourier (Nicolet 6700); điện tử quét SEM S4800 của hãng Hitachi, thiết bị đo giản đồ nhiễu xạ tia X (SIEMENS Nhật bản. D5000) và phổ tán xạ năng lượng tia X (Jeol Hiệu suất tổng hợp bột Ba-HAp (H%) và hiệu 6490 JED 2300); thiết bị kính hiển vi điện tử suất pha tạp Ba (Hpt) được tính theo phương quét SEM S4800 của hãng Hitachi, Nhật bản. trình (2) và (3). 2.2. Hóa chất mTN Các hóa chất sử dụng trong nghiên cứu gồm: H (%)  .100% (2) Ca(NO3)2.4H2O, Ba(NO3)2, (NH4)2HPO4, NH3 mLT đặc 25-28%, Ba(OH)2, Ca(OH)2 và H3PO4, mBa TN clorofom, HCl 0,2M, ...