Tổng hợp vật liệu nano oxit sắt bằng phương pháp phân hủy nhiệt gel Fe3+ với Polyvinyl Ancol (PVA) và khảo sát khả năng tách loại một số kim loại nặng (PB, CD) ra khỏi môi trường nước

Kết quả chỉ ra rằng vật liệu tổng hợp có khả năng loại bỏ Pb rất tốt trong khi việc loại bỏ Cd ra khỏi môi trường nước thì kém hiệu quả hơn. Hiệu suất xử lý Pb có thể đạt 99,9% trong khi hiệu suất xử lý Cd chỉ đạt 67,7%.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tổng hợp vật liệu nano oxit sắt bằng phương pháp phân hủy nhiệt gel Fe3+ với Polyvinyl Ancol (PVA) và khảo sát khả năng tách loại một số kim loại nặng (PB, CD) ra khỏi môi trường nướcCHÀO MỪNG KỶ NIỆM NGÀY NHÀ GIÁO VIỆT NAM 20/11 TỔNG HỢP VẬT LIỆU NANO OXIT SẮT BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHÂN HỦY NHIỆT GEL Fe3+ VỚI POLYVINYL ANCOL (PVA) VÀ KHẢO SÁT KHẢ NĂNG TÁCH LOẠI MỘT SỐ KIM LOẠI NẶNG (Pb, Cd) RA KHỎI MÔI TRƯỜNG NƯỚC SYNTHESIS OF NANO IRON OXIDE MATERIAL BY Fe3+/POLYVINYL ANCOL (PVA) GEL CALCINATION METHOD AND SURVEY ON THE REMOVAL POSSIBILITY OF HEAVY METALS (Pb, Cd) FROM WATER ENVIRONMENT PHẠM THỊ DƯƠNG*, ĐINH THỊ THÚY HẰNG Viện Môi trường, Trường Đại học Hàng hải Việt Nam *Email liên hệ: duongpt.vmt@vimaru.edu.vnTóm tắt Trong công trình này, nano oxit sắt được tổng hợp bằng phương pháp phân hủy nhiệt gel Fe3+/PVA. Đặc trưng cấu trúc vật liệu được xác định bằng giản đồ nhiễu xạ tia X XRD với pic đặc trưng rõ nét nhất xuất hiện tại góc 2 = 33,2o và 35,7o cho thấy sự tồn tại của nano oxit sắt với kích thước trung bình 25 nm, phương pháp Brunauer, Emmett, Teillor (BET) cho thấy diện tích bề mặt riêng của vật liệu đạt 47,317 m 2/g; phân tích nhiệt trọng lượng (TGA) cho thấy sự tạo pha tinh thể α-Fe2O3 xảy ra trong vùng nhiệt độ trên 400oC; phương pháp kính hiển vi điện tử quét SEM cho thấy vật liệu có kích thước nano với các mao quản phân bố khá đồng đều. Vật liệu tổng hợp được nghiên cứu khảo sát khả năng loại bỏ một số kim loại nặng (Pb, Cd) ra khỏi môi trường nước. Kết quả chỉ ra rằng vật liệu tổng hợp có khả năng loại bỏ Pb rất tốt trong khi việc loại bỏ Cd ra khỏi môi trường nước thì kém hiệu quả hơn. Hiệu suất xử lý Pb có thể đạt 99,9% trong khi hiệu suất xử lý Cd chỉ đạt 67,7%.Từ khoá: Nano oxit sắt, Polyvinyl Ancol (PVA), kim loại nặng.Abstract In this work, nano iron oxide was synthesized by Fe3+/PVA gel calcination method. Material structure characteristics were determined by the diagram of X-ray diffraction XRD with the appearance of typical peaks at 2 = 33.2o and 35.7o and the average size of nanoparticles at 25 nm, Brunauer - Emmett - Teillor method (BET) with the specific surface area at 47.317 m2/g; thermogravimetric analysis (TGA) method with the crystalization of α-Fe2O3 at above 400oC; scanning electron microscope SEM method with the presence of nanoparticles and their fairly uniform distribution. The synthesized material was applied to study the removal possibility of some heavy metals (Pb, Cd) from the water environment. The results showed that fabricated material has high removal ability towards Pb, while removing Cd from the water environment is less effective. The performance can reach 99.9% for the removal of Pb while only 67.7% is for Cd.Keywords: Iron oxide nanoparticles, polyvinyl ancol (PVA), heavy metal.1. Giới thiệu Trong những năm gần đây hướng nghiên cứu chế tạo nano sắt và ứng dụng trong xử lý môitrường được nhiều nhà khoa học đặc biệt quan tâm. Nano oxit sắt được tổng hợp bằng nhiều cáchkhác nhau: phương pháp đồng kết tủa (coprecipitation), phương pháp vi nhũ (microemulsion),phương pháp thủy nhiệt (hydrothermal), phương pháp lắng đọng điện hóa (electrochemicaldeposition) và phương pháp phân huỷ nhiệt (thermal decomposition),… Wei-Xian Zhang là một trongnhững nhà khoa học đi đầu trong lĩnh vực nghiên cứu tổng hợp nano sắt và ứng dụng để xử lý cáchợp chất clo hữu cơ như: TCE, PCBs, CCl4,... Ông cũng đã thành công trong việc xử lý các dẫn xuấtclo của etylen bằng nano sắt và xử lý các hợp chất clo hữu cơ bằng nano sắt phủ kim loại [4], [7].Chengyin Fu và cộng sự đã có nghiên cứu tổng hợp và ứng dụng nano oxit sắt từ (Fe 3O4) vào lĩnhvực y sinh [3]. Diana Kostyukova và Yong Hee Chung đã có nghiên cứu tổng hợp nano oxit sắt bằngphương pháp phân hủy nhiệt sử dụng dung môi Isobutanol và đi từ tiền chất FeCl2, thu được -Fe2O3 kích thước trong khoảng 11 - 22 (nm) [5]. Mohan Lal và S.R.Verma đã có nghiên cứu tổnghợp và xác định đặc trưng cấu trúc vật liệu bằng phương pháp đồng kết tủa sử dụng PVA thu đượcvật liệu kích thước khoảng 20 nm [6]. Zuolian Cheng và cộng sự cũng có nghiên cứu tổng hợp vàxác định đặc trưng cấu trúc vật liệu, ứng dụng xử lý kim loại nặng trong nước thải. Trong nghiên cứunày nhóm tác giả sử dụng phương pháp đồng kết tủa để tổng hợp vật liệu vì thế vật liệu thu đượclà ở dạng -Fe2O3 [8].Tạp chí Khoa học Công nghệ Hàng hải Số 60 - 11/2019 51 CHÀO MỪNG KỶ NIỆM NGÀY NHÀ GIÁO VIỆT NAM 20/11 Tại Việt Nam, đã có một số nghiên cứu tổng ...