ỨNG DỤNG CHẤT LỎNG TỪ ĐỂ LẮNG ĐỌNG KIM LOẠI NẶNG TRONG NƯỚC VÀ NƯỚC ĐỤC.

Seminar Môn : Vật Liệu Từ Nano

Đề tài:
ỨNG DỤNG CHẤT LỎNG TỪ ĐỂ
LẮNG ĐỌNG KIM LOẠI NẶNG
TRONG NƯỚC VÀ NƯỚC ĐỤC

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM
ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
KHOA KHOA HỌC VẬT LIỆU

Seminar Môn : Vật Liệu Từ Nano
Đề tài:
ỨNG DỤNG CHẤT LỎNG TỪ ĐỂ LẮNG ĐỌNG KIM LOẠI
NẶNG TRONG NƯỚC VÀ NƯỚC ĐỤC













GVHD: TS. Nguyễn Khánh Dũng
SVTH:
Huỳnh Phước Lộc 0719033

Nguyễn Thị Trúc Linh 0719034
Đỗ Trọng Nghĩa 0719043
Lâm Chí Minh Nhựt 0719047



Tp.HCM,13/12/2010
I.
• I. Khái niện về chất lỏng từ, các loại
chất lỏng từ
II.
• II. Sử dụng chất lỏng từ để lắng đọng
kim loại nặng trong nước và nước đục
III.
• III. Quy trình làm sạch nước bằng chất
lỏng từ
Dàn Bài
I. Khái niện về chất lỏng từ, các loại chất lỏng từ

1. Khái niệm
Chất lỏng từ là một
huyền phù gồm các hạt
vật liệu từ nhỏ bé (kích
thước cỡ nm) và chất
lỏng mang các hạt từ
này.

Hạt vật
liệu từ
kích thước

nano
Chất kích
hoạt bề mặt
Chất lỏng
mang (còn
gọi là dung
môi)
Chất lỏng từ gồm ba thành phần chính
Chất lỏng từ có thể chia
thành 2 nhóm chính
Các hạt ferit
hoặc hạt sắt từ
trong một chất
lỏng không
phải là kim loại.
Các hạt sắt từ
kim loại trong
một kim loại
lỏng.
Các phương pháp tổng hợp hạt nano
từ

α.Phương
pháp Vật
Lý
β.Phương
pháp hoá
lý
γ.Phương
pháp hoá

học
Ví dụ:
Phương pháp đồng kết tủa tạo hạt từ nano
ferit CoFe
2
O
4
.
Nguyên liệu đầu vào gồm CoCl
2
.6H
2
O ,
FeCl
3.
6H
2
O , NaOH , NH
4
OH (Me:Co) được cân
theo tỉ lệ xác định rồi khuấy đều trong máy
khuấy từ ở 80
0
C, pH=6 trong 30 phút.Các phản
ứng xảy ra:
MeCl
2
+ 2FeCl
3
+ 8NaOH  MeFe

2
O
4
+ 8NaCl + 4H
2
O
MeCl
2
+ 2FeCl
3
+ 8NH
4
OH  MeFe
2
O
4
+ 8NH
4
Cl +
4H
2
O
CoCl
2
.6H
2
O + 2 FeCl
3.
6H
2

O + 8 NaOH → CoFe
2
O
4
+
8NaCl + 22H
2
O
20 ml ddCoCl
2
.6H
2
O
FeCl
2
.6H
2
O
80_- 90
oC
dd NaOH
80 - 90
oC
Đồng kết tủa
Khuấy trộn
Sụt khí N
2
Lắng bằng nam châm và
rửa với nước cất
Dung dịch kết tủa màu

đen
Cho vài giọt
HCl lõang
Ly tâm 15 phút
( 3000 rpm)
Rung siêu âm 1 h
Hạt CoFe
2
O
4
20 ml ddCoCl
2
.6H
2
O
FeCl
2
.6H
2
O
80_- 90
oC
dd NaOH
80 - 90
oC
Đồng kết tủa
Khuấy trộn
Sụt khí N
2
Lắng bằng nam châm và

rửa với nước cất
Dung dịch kết tủa màu
đen
Cho vài giọt
HCl lõang
Ly tâm 15 phút
( 3000 rpm)
Rung siêu âm 1 h
Hạt CoFe
2
O
4
Hình 1: Qui trình tổng hợp hạt nano từ CoFe
2
O
4


Sau lắng đọng sản phẩm, gạn sạch nước rồi rửa
sạch bằng nước cất nhiều lần để loại bỏ tạp
chất, quay ly tâm để tách nước hoàn toàn, sau
cùng sấy khô ta được bột từ CoFe
2
O
4
. Tiếp đó
các hạt nano từ được phủ bằng axit oleic để
tăng hoạt tình bề mặt, tránh oxy hóa và kết tụ.
Sau đó được hòa trôn trong cồn loãng, ta thu
được chất lỏng từ.

Quy trình tổng hợp chất lỏng từ CoFe
2
O
4


2,35 g CoFe
2
O
4

80 ml nước cất
pH = 10,5
Khuấy, đun nóng đến 80
o
C
Khuấy trộn 1 h
Đun nóng
Khuấy, đun nóng đến 80
o
C
Gạn, chắt
Chất lỏng từ CoFe
2
O
4

15 ml NH
4

OH
20 ml axit Oleic
100 ml ethanol
Ảnh TEM mẫu HA
8
CoFe
2
O
4
giai đo 50 nm
Ảnh TEM mẫu HA
8
CoFe
2
O
4
giai đo 100 nm
II Sử dụng chất lỏng từ để lắng đọng kim
loại nặng trong nước và nước đục
Một trong những phương pháp làm
sạch nước lâu đời ở Việt Nam là dùng
phèn chua (một hỗn hợp muối sulfate
nhôm, kali).


• Phương pháp làm sạch nước lâu đời ở Việt Nam là
dùng phèn chua (một hỗn hợp muối sulfate nhôm,
kali). Sau khi hòa trong nước, muối bị thủy phân dưới
dạng hydroxide dạng keo. Keo giúp quá trình kết tụ
chất thải rắn lơ lửng trong nước xảy ra nhanh hơn

dưới gia tốc trọng trường.

• Nếu khuấy hạt nano với nước rồi mới cho phèn chua
thì cùng với sự giúp đỡ của một từ trường ngoài, hạt
nano từ tính sẽ giúp quá trình gia tăng lắng đọng
nhanh gấp 10 lần vì lúc này quá trình lắng đọng diễn
ra dưới gia tốc trọng trường và gradient từ trường.

• Chính vì thế việc ứng dụng một thành quả của khoa
học hiện đại là vật liệu nano và một phương pháp xử
lí nước truyền thống là dùng phèn chua có thể được
ứng dụng để hấp phụ kim loại nặng độc hại và lắng
đọng chất thải rắn trong nước bị ô nhiễm.

Hình 2: Hạt nanô kết hợp với muối Al
2
(SO
4
)
3
làm sạch nước bằng
lắng đọng chất bẩn
• Hấp phụ kim loại nặng của các hạt CoFe
2
O
4



•

Z
n
N
i
A
s
F
e
N S

HạtCoFe
2
O
4


Niken

Kẽm

Sắt

Asen
Kim loại nặng:
• Kim loại có nguyên tử
lượng cao.
• Thường có độc tính đối
với sự sống như As, Cd,
Pb, Hg, Cr, Ni, Zn…
Triệu chứng khi bị ngộ độc
kim loại nặng:
• Chì:đau bụng, tiêu chảy,….
• Kẽm: khó chịu, nôn, mồ hôi
lạnh,….
• Nhiễm Asen mãn tính: tác
hại đến chức năng của nhiều
cơ quan như thần kinh, tim
mạch, ….
III Quy trình xử lý nước bằng chất lỏng từ CoFe
2
O
4

Hình 2: Qui trình xử lý kim loại nặng đối với các mẫu nước pha chế ở phòng thí
nghiệm

Bảng kết quả của các mẫu nước được điều chế trong phòng thí
nghiệm trước và sau khi xử lý. KPH

*
: Không phát hiện
Hình 3: Quy trình sử lý nước bẩn bị nhiễm kim loại nặng.
Bảng kết quả của mẫu nước thực tế bị nhiễm sắt trước và sau
khi xử lý
Ứng dụng các hạt nano từ và các hạt chất
lỏng từ và các hạt chất lỏng từ CoFe
2
O
4
để xử lý mẫu nước CoFe
2
O
4
bị nhiễm
asen, chì, kẽm, niken, sắt với hiệu suất:
99,3 ÷ 100 %.
Đưa ra mô hình xử lý nước hứa hẹn với
chi phí thấp.
- CHẾ TẠO VÀ KHẢO SÁT TÍNH CHẤT CỦA
CHẤT LỎNG TỪ FERIT CoFe
2
O
4
- Luận văn thạc sĩ
2008 - Huỳnh thị Thu Hà - ĐH Cần Thơ.
- Giáo Trình Vật Liệu Từ Nano – TS. Nguyễn
Khánh Dũng.
-
-

-

IV.Tài liệu tham khảo: