Tổng hợp và ứng dụng hỗn hợp nano oxid mangan-sắt để hấp phụ As(V) từ dung dịch nước

Đề tài nêu lên một phương pháp đơn giản cho sự tổng hợp chất hấp phụ hỗn hợp nano oxid mangan-sắt để hấp phụ ion kim loại As(V) từ dung dịch nước. Phương pháp kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM), nhiễu xạ tia X (XRD), kính hiển vi điện tử quét (SEM), phổ hồng ngoại (FTIR), phân tích BET được sử dụng để xác định kích thước hạt và đặc trưng của hỗn hợp nano oxid mangan-sắt. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tổng hợp và ứng dụng hỗn hợp nano oxid mangan-sắt để hấp phụ As(V) từ dung dịch nước KỶ YẾU HỘI NGHỊ KHOA HỌC THƯỜNG NIÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐÀ LẠT NĂM 2018SYNTHESIS AND APPLICATION OF MIXED MANGANESE-IRON OXIDE NANOPARTICLES FOR ADSORPTION OF As(V) FROM AQUEOUS SOLUTIONS Synthesis of adsorbent and its adsorption Le Ngoc Chunga*, Le Thanh Quoca a The Faculty of Chemistry, Dalat University, Lamdong, Vietnam Correspoding author: Email: chungln@dlu.edu.vn Abstract A simple method has been used to synthesize nanoparticles of mixed manganese-iron oxide for the adsorption of As(V) metal ions from aqueous solutions. Transmission Electron Microscopy (TEM), X-Ray diffraction (XRD), Scanning Electron Microscopy (SEM), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), BET analysis were used to determine particle size and characterization of produced nanoparticles. The x-ray diffraction pattern indicated that the as-synthesized adsorbent is amorphous with 288.268 m2/g surface area; the amorphous synthesized products were aggregated with many nanosized particles. The crystallinity of the Mn2O3/Fe2O3 were obtained at 400°C and 600°C calcination temperature. The FTIR spectra confirmed the presence of -OH group and H-O-H group localized at 3200 - 3400 cm–1 and 1618-1653 cm−1; theses intense bands is weak (fade) at the high calcination temperature of the mixed manganese-iron oxide nanoparticles. In addition, when the calcination temperature of the mixed manganese-iron oxide nanoparticles was 400OC, the weak absorption bands at 630 cm−1 due to the vibrations of (Fe-O). The results showed that the mixed manganese-iron oxide nanoparticles has high selectivity for As(V). Keywords: Mixed manganese-iron oxide nanoparticles; Amorphous; As(V). 53 KỶ YẾU HỘI NGHỊ KHOA HỌC THƯỜNG NIÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐÀ LẠT NĂM 2018TỔNG HỢP VÀ ỨNG DỤNG HỖN HỢP NANO OXID MANGAN- SẮT ĐỂ HẤP PHỤ As(V) TỪ DUNG DỊCH NƯỚC Tổng hợp chất hấp phụ và tính chất hấp phụ Lê Ngọc Chunga*, Lê Thành Quốca a Khoa Hóa học, Trường Đại học Đà Lạt, Lâm Đồng, Việt Nam *Tác giả liên hệ: Email: chungln@dlu.edu.vn Tóm tắt Một phương pháp đơn giản cho sự tổng hợp chất hấp phụ hỗn hợp nano oxid mangan-sắt để hấp phụ ion kim loại As(V) từ dung dịch nước. Phương pháp kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM), nhiễu xạ tia X (XRD), kính hiển vi điện tử quét (SEM), phổ hồng ngoại (FTIR), phân tích BET được sử dụng để xác định kích thước hạt và đặc trưng của hỗn hợp nano oxid mangan-sắt. Nhiễu xạ tia X cho thấy chất hấp phụ tổng hợp là hỗn hợp nano oxid mangan- sắt có cấu trúc vô định định hình có diện tích bề mặt 288.268 m2/g và bị hiện tượng aggregation. Khi nung hỗn hợp nano oxid mangan-sắt ở nhiệt độ 400 OC và 600OC sẽ xuất hiện cấu trúc của tinh thể Mn2O3/Fe2O3. Phổ hồng ngoại FTIR cũng xác nhận hỗn hợp nano oxid mangan-sắt được tổng hợp có sự hiện diện của nhóm –OH và nhóm H-O-H tại dải hấp thụ 3200 - 3400 cm–1 và 1618-1653 cm−1; cường độ của dải hấp thụ này sẽ yếu đi khi hỗn hợp nano oxid mangan-sắt nung ở nhiệt độ cao. Hơn nữa, khi hỗn hợp nano oxid mangan- sắt nung đến nhiệt độ 400OC thì xuất hiện peak hấp thụ yếu tại 630 cm−1 gây nên do nhóm Fe-O. Kết quả cũng chỉ rằng hỗn hợp nano oxid mangan-sắt có tính chọn lọc cao đối với As(V). Keywords: Mixed manganese-iron oxide nanoparticles, Amorphous , As(V). 54 KỶ YẾU HỘI NGHỊ KHOA HỌC THƯỜNG NIÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐÀ LẠT NĂM 20181. INTRODUCTION Water plays important roles in the natural environment, human activities, andsocial development. However, the presence of arsenic in natural waters has become aworldwide problem in the past decades [1,2]. Arsenic pollution has been reported recentlyin USA, China, Chile, Bangladesh, Taiwan, Mexico, Romania, United Kingdom,Argentina, Poland, Canada, Hungary, New Zealand, Vietnam, Cambodia, Japan and India[1-7] . Arsenic commonly exists as two inorganic forms of arsenite (AsO33−) and arsenate 3−(AsO4 ) which are the popular forms in water and referred to as As(III) and As(V). Ingeneral, As(V) is stable in aerobic environment and As(III) often exists in anaerobicenvironment. The toxicity of arsenic species is different, generally the toxicity ofinorganic arsenic compounds is about 100 times higher than organic arsenic compounds,and the toxicity of inorganic As(III) compounds are approximately 60–80 times higher tohumans than As(V) compounds [4-10]. They causes skin, lung, bladder and kidney canceras well as pigmentation changes, skin thickening (hyperkeratosis), neurological disorders,muscular weakness, loss of appetite and nausea [5-12]. Therefore, it is really necessary toremove arsenic from water to make sure that our environment is safe. Adsorption has been recognized as a promising technique for removing arsenicfrom drinking water due to its high removal capacity and ease of operation. However,As(III) is less efficiently removed than As(V) from aqueous solutions by almost all of thearsenic removal technologies and pre-oxidation of As(III) to As(V) is required [4-17]. Recently, increasing attention has been focused on metal oxide sorbents such asiron, aluminum, titanium, manganese, and zirconium. Among these iron oxides were themostly studied because of their high affinity to arsenic species, low cost andenvironmental friendliness [8-21]. Most recently, many researchers used metal composite materials (containing twoor more metals) as adsorbents to remove As from contaminated water. The results showedthat th ...