Tổng hợp Mg-Al hydrotalcite ứng dụng để hấp phụ ion Cd2+ trong nước

Bài viết Tổng hợp Mg-Al hydrotalcite ứng dụng để hấp phụ ion Cd2+ trong nước nghiên cứu khả năng hấp phụ ion Cd2+ trong nước, sử dụng Mg-Al hydrotalcite có cấu trúc nano. Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ như pH, thời gian hấp phụ đã được khảo sát. Các hệ số trong phương trình Langmuir được xác định để đánh giá khả năng hấp phụ của vật liệu đã tổng hợp với ion Cd2+
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tổng hợp Mg-Al hydrotalcite ứng dụng để hấp phụ ion Cd2+ trong nước ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 9(82).2014 43 TỔNG HỢP Mg-Al HYDROTALCITE ỨNG DỤNG ĐỂ HẤP PHỤ ION Cd2+ TRONG NƯỚC SYNTHESIS Mg-Al HYDROTALCITE FOR ADSORPTION OF Cd2+ IN WATER Ngô Minh Đức Trường Đại học Sư phạm, Đại học Đà Nẵng; Email: duc 0111hh01@yahoo.com Tóm tắt - Hydrotalcite đã được tổng hợp thành công bằng phương Abstract - Hydrotalcite was successfully synthesized using the sol- pháp sol-gel với tỉ lệ Mg/Al là 3 và sau đó nung ở 450oC trong 5 gel method with the Mg/Al molar ratio of 3.0 and then calcined at giờ. Cấu trúc vật liệu được đặc trưng bằng phương pháp vật lý là 450°C for 5 hours. The structure of the material was XRD, BET. Kết quả Hydrotalcite đã tổng hợp có diện tích bề mặt characterized by means of physical methods namely XRD, BET. và đường kính mao quản lớn, tương ứng với các giá trị 309,3 m²/g The results showed that the synthesized Hydrotalcite material và 11,57 nm. Hydrotalcite có khả năng ứng dụng làm chất hấp phụ owned a large surface area of 309.3 m2/g and a mean capillary ion kim loại nặng. Nghiên cứu hấp phụ Cd2+ trong nước cho thấy diameter of 11.52 nm. Hydrotalcite could be applied as an quá trình hấp phụ đạt cân bằng sau 90 phút, tại pH = 5, ứng với tải adsorbent of heavy metal ions. Researching on Cd 2+ adsorption trọng hấp phụ cực đại 89,3 mg/g. Chất hấp phụ này có thể được in water proved that the absorption equilibrium was attained after tái sinh bằng dung dịch HNO3 0,1M. Hydrotalcite có thể sử dụng 5 90 minutes at pH = 5 with the maximum adsorption loading lần mà khả năng hấp phụ hầu như không đổi và đạt 78,89 % tách capacity of 89.3 mg/g. The synthesized adsorbent could be loại Cd2+. regenerated with HNO 3 1M solution. Hydrotalcite could be used five times with its adsorption capacity remaining unchanged and reaching 78.89% Cd2+ removal. Từ khóa - chất hấp phụ, hydrotalcite, vật liệu mao quản trung bình, Key words - adsorbent; hydrotalcite; mesoporous material; Cd2+ tách loại Cd2+, nhiễu xạ tia X removal; XRD 1. Đặt vấn đề Bài báo này nghiên cứu khả năng hấp phụ ion Cd2+ Nước chứa kim loại nặng thải ra từ các ngành công trong nước, sử dụng Mg-Al hydrotalcite có cấu trúc nano. nghiệp là một mối đe doạ nghiêm trọng đối với sức khoẻ Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ như pH, thời con người và sự an toàn của hệ sinh thái. Cadimium, gian hấp phụ đã được khảo sát. Các hệ số trong phương được sử dụng rộng rãi nhưng nó lại cực kỳ độc hại ngay trình Langmuir được xác định để đánh giá khả năng hấp cả ở nồng độ thấp, đặc biệt đồng vị phóng xạ 115Cd (t1/2 = phụ của vật liệu đã tổng hợp với ion Cd2+ 44,8 ngày) gây ảnh hưởng rất xấu đến con người. 2. Thực nghiệm Cadimium thường được thải ra từ các ngành công nghiệp 2.1. Tổng hợp Hydrotalcite như: điện, sản xuất phân bón, bột màu, sản xuất pin nickel-cadimium, sản xuất nhựa, khai thác mỏ và luyện Hòa tan hỗn hợp muối Mg(NO3)2 và Al(NO3)3 theo tỉ kim. Có nhiều phương pháp khác nhau để xử lý nước thải lệ mol 3:1 vào nước được dung dịch A. Vừa khuấy đều, chứa ion kim loại nặng như tạo kết tủa, keo tụ, trao đổi vừa nhỏ từ từ dung dịch chứa hỗn hợp Na2CO3 0,025M, ion, thẩm thấu ngược, điện phân [1], tạo phức và xử lý NaOH 0,084M [5] vào dung dịch A đến khi pH của hỗn sinh học [9]. Mỗi một phương pháp có ưu và nhược điểm hợp phản ứng nằm trong khoảng 9-10. Sau khi phản ứng riêng. Phương pháp hấp phụ đã và đang được sử dụng xong, tiếp tục khấy đều trong 1h, già hóa hỗn hợp phản ứng để loại bỏ Cadimium một cách hiệu quả [8]. Trong các ở 65oC trong vòng 18h. Lọc, rửa bằng nước cho tới khi pH vật liệu hấp phụ thì Hydrotalcite được quan tâm nghiên bằng 7 thu được kết tủa, sấy khô kết tủa ở 110oC trong 16h cứu nhiều nhất. Cấu trúc cơ bản của Hydrotalcite có thể thu được Hydrotalcite không nung (a). Lấy một phần được bắt nguồn do sự thay thế một phần nhỏ của các Hydrotalcite đem nung ở 450oC trong 5 giờ, tốc độ gia cation hóa trị II trong một mạng brucite (là một loại nhiệt 2oC/phút thu được mẫu H ...