NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG XỬ LÝ Pb2+ , As5+ TRONG NƯỚC BẰNG VẬT LIỆU KHUNG CƠ KIM VỚI PHỐI TỬ AXIT BENZENTRICACBOXYLIC

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI
KHOA MÔI TRƯỜNG

BÙI THỊ XUÂN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG XỬ LÝ Pb2+, As5+ TRONG
NƯỚC BẰNG VẬT LIỆU KHUNG CƠ KIM VỚI
PHỐI TỬ AXIT BENZENTRICACBOXYLIC

HÀ NỘI - 2017


TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI
KHOA MÔI TRƯỜNG

BÙI THỊ XUÂN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG XỬ LÝ Pb2+, As5+ TRONG
NƯỚC BẰNG VẬT LIỆU KHUNG CƠ KIM VỚI
PHỐI TỬ AXIT BENZENTRICACBOXYLIC
Ngành: Công nghệ kỹ thuật môi trường
Mã ngành: 52 51 04 06
NGƯỜI HƯỚNG DẪN: TS. NGUYỄN THỊ HOÀI PHƯƠNG

ThS. TRỊNH KIM YẾN

HÀ NỘI - 2017

LỜI CẢM ƠN

Trước hết, tôi xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo Khoa Môi trường, các
Phòng, Ban của Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội đã tạo điều kiện
thuận lợi để tôi nghiên cứu và hoàn thành đồ án tốt nghiệp.
Đặc biệt, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc tới ThS.Trịnh Kim
Yến, TS. Nguyễn Thị Hoài Phương, người đã tận tình hướng dẫn, tạo mọi điều kiện
thuận lợi và giúp đỡ tôi trong quá trình nghiên cứu và hoàn thành đồ án tốt nghiệp.
Tôi xin cảm ơn các anh, chị trong Viện Hóa học – Vật liệu và các thầy, cô là
cán bộ quản lý Phòng thí nghiệm Khoa Môi trường – Trường Đại học Tài nguyên
và Môi trường Hà Nội đã nhiệt tình giúp đỡ tôi trong quá trình thực nghiệm, cũng
như chia sẻ những kinh nghiệm làm việc.
Ngoài ra, tôi cũng muốn gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè đã động viên
giúp đỡ tôi trong quá trình nghiên cứu và hoàn thành đồ án tốt nghiệp.
Hà Nội, ngày tháng
Sinh viên

Bùi Thị Xuân

năm 2017


LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan bản đồ án tốt nghiệp này là công trình nghiên cứu thực sự
của cá nhân tôi, các số liệu và kết quả nghiên cứu nêu trong đồ án này là trung thực,
do cá nhân tôi tiến hành thực nghiệm.
Hà Nội, ngày tháng năm 2017
Sinh viên

Bùi Thị Xuân


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU .....................................................................................................................1
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN .......................................................................................3
1.1.Tổng quan về đối tượng nghiên cứu. ....................................................................3
1.1.1. Giới thiệu chung về vật liệu khung cơ kim - MOFs (Metal – Organic
Frameworks) ...............................................................................................................3
1.1.2. Giới thiệu vật liệu MIL-100(Fe) .......................................................................5
1.1.3. Giới thiệu vật liệu MOF-199.............................................................................7
1.1.4. Thực trạng ô nhiễm kim loại nặng ....................................................................9
1.2. Tổng quan về phương pháp nghiên cứu ............................................................. 12
1.2.1. Các phương pháp tổng hợp vật liệu MOFs .....................................................12
1.2.2. Phương pháp xác định đặc trưng vật liệu ........................................................14
2.1. Đối tượng nghiên cứu.........................................................................................17
2.2. Phương pháp nghiên cứu....................................................................................17
2.3. Thực nghiệm ......................................................................................................18
2.3.1. Hóa chất ..........................................................................................................18
2.3.2. Dụng cụ, thiết bị .............................................................................................. 18
2.3.3. Tổng hợp vật liệu khung cơ kim. ....................................................................19
2.3.4. Xác định đặc trưng vật liệu .............................................................................20
2.3.5. Khảo sát khả năng hấp phụ Pb2+ , As5+ của vật liệu MIL-100 (Fe) và MOF199 bằng mẫu giả định .............................................................................................. 20
2.3.6. Xác định dung lượng hấp phụ Pb2+, As5+ cực đại của vật liệu MIL-100 (Fe)
hoặc vật liệu MOF-199 ............................................................................................. 21
2.3.7. Thử nghiệm hiệu quả xử lý mẫu môi trường của vật liệu MIL-100(Fe) và
MOF-199. ..................................................................................................................23
2.3.8. Xác định nồng độ Pb2+ , As5+ trước và sau khi xử lý. .....................................19
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................ 26
3.1. Kết quả tổng hợp vật liệu MIL-100(Fe) ............................................................. 26

3.1.1. Hình thái bề ngoài của vật liệu MIL-100(Fe) .................................................26
3.1.2. Đánh giá đặc trưng vật liệu MIL-100 (Fe) .....................................................26
3.2. Kết quả tổng hợp vật liệu MOF-199. .................................................................28
3.2.1. Hình thái bề ngoài của vật liệu MOF-199.......................................................28
3.2.2. Đánh giá đặc trưng vật liệu MOF-199 ............................................................ 29
3.3. Khảo sát khả năng hấp phụ và các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ xử
lý Pb2+ ........................................................................................................................31


3.3.1. Khảo sát khả năng hấp phụ Pb2+ của vật liệu MIL-100 (Fe) và MOF-199 ở
thời gian khác nhau ...................................................................................................31
3.3.2. Khảo sát khả năng hấp phụ Pb2+ của vật liệu MOF-199 ở các nồng độ khác
nhau ........................................................................................................................... 33
3.4.1. Khảo sát khả năng hấp phụ As5+ của vật liệu MIL-100 (Fe) và MOF-199 ở
thời gian khác nhau ...................................................................................................38
3.4.2. Khảo sát khả năng hấp phụ As5+ của vật liệu MIL-100 (Fe) ở pH khác nhau 40
3.4.3. Khảo sát khả năng hấp phụ As5+ của vật liệu MIL-100 (Fe) ở nồng độ khác
nhau ........................................................................................................................... 42
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ...................................................................................46
TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................................47


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

DMF

N,N-dimetylmethanamide

H3BTC
MIL

1,3,5- benzenetricacboxylic
Materials of Institute Lavoisier ( Vật liệu của viện
Lavoisier)

MOFs

Vật liệu khung kimloại – hữu cơ (Metal – Organic
Frameworks)
Hiển vi điện tử quét (Scanning Electron
Microscopy)

SEM

SBU

Các đơn vị cấu trúc thứ cấp ( Secondary Building
Units)

XRD

Nhiễu xạ tia X (X-Ray Diffraction)

BET

Brunauer Emmett Teller


DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1. Bảng lập đường chuẩn xác định nồng độ Pb2+ .........................................25
Bảng 3.1. Kết quả khảo sát khả năng hấp phụ Pb2+ của vật liệu MOF-199 và MIL100(Fe) trong thời gian 120 phút và 480 phút. .........................................................32
Bảng 3.2. Kết quả khảo sát khả năng hấp phụ Pb2+ của vật liệu MOF-199 ở thời
gian khác nhau...........................................................................................................32
Bảng 3.3. Kết quả khảo sát khả năng hấp phụ Pb2+ của vật liệu MOF-199 ở nồng độ
khác nhau...................................................................................................................34
Bảng 3.4. Kết quả khảo sát hấp phụ Pb2+ theo pH của vật liệu MOF-199 ...............35
Bảng 3.5. Kết quả khảo sát dung lượng hấp phụ cực đại Pb2+ vật liệu MOF-199....36
Bảng 3.6. Kết quả thử nghiệm mẫu môi trường........................................................38
Bảng 3.7. Kết quả khảo sát khả năng hấp phụ As5+ của vật liệu MOF-199 và MIL100(Fe) trong thời gian 120 phút và 480 phút. .........................................................39
Bảng 3.8. Kết quả khảo sát khả năng hấp phụ As5+ của vật liệu MIL-100(Fe) ở thời
gian khác nhau...........................................................................................................39
Bảng 3.9. Kết quả khảo sát khả năng hấp phụ As5+ của vật liệu vật liệu MIL100(Fe) ......................................................................................................................41
Bảng 3.10. Kết quả khảo sát khả năng hấp phụ As5+ của vật liệu MIL-100(Fe) ......42
Bảng 3.11: Kết quả khảo sát dung lượng hấp phụ cực đại của vật liệu MIL-100(Fe)
...................................................................................................................................43
Bảng 3.12. Kết quả thử nghiệm mẫu môi trường......................................................44


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Hình 1.1. Cấu trúc khung của vật liệu khung cơ kim .................................................3
Hình 1.2. Một số cấu trúc MOFs với các kim loại và phối tử khác nhau ...................4
Hình 1.3. Vật liệu MIL-100(Fe) .................................................................................6
Hình 1.4: Cấu trúc vật liệu MOF-199 (Cu3(BTC)2)....................................................7
Hình 1.5: Sự tạo thành MOF-199 từ đơn vị cấu trúc Cu2(CO2)4 hình bát diện được
liên kết với phối tử BTC ............................................................................................. 8
Hình 1.6 : Sơ đồ tổng hợp và cấu trúc của vật liệu MOF-199 ....................................8
Hình 1.7: Bình phản ứng thủy nhiệt ..........................................................................13
Hình 1.8: Sơ đồ tổng hợp Cu3(BTC)2 bằng phương pháp hồi lưu ............................ 14

Hình 2.1. Bình phản ứng autoclave ...........................................................................19
Hình 2.2: Đường đẳng nhiệt hấp phụ
Langmuir

Hình 2.3: Đồ thị mối quan hệ của
Ccb/q và Ccb ...................................23

Hình 3.1. Vật liệu MIL-100(Fe) ................................................................................26
Hình 3.2. Ảnh chụp SEM của vật liệu ......................................................................27
Hình 3.3. Hình ảnh đo BET của vật liệu MIL-100(Fe).............................................28
Hình 3.4. Vật liệu MOF-199 .....................................................................................29
Hình 3.5: Giản đồ XRD vật liệu MOF-199 .............................................................. 29
Hình 3.6. Hình chụp SEM của vật liệu MOF-199 ....................................................30
Hình 3.7. Hình ảnh đo BET của vật liệu MOF-199 ..................................................31
Hình 3.8. Biểu đồ biểu diễn khả năng hấp phụ Pb2+ theo thời gian của vật liệu
MOF-199 ...................................................................................................................33
Hình 3.9. Biểu đồ thể hiện khả năng hấp phụ Pb2+ theo các nồng độ khác nhau của
vật liệu MOF-199 ......................................................................................................34
Hình 3.10. Biểu đồ thể hiện khả năng hấp phụ As5+ theo pH của vật liệu MIL100(Fe) ......................................................................................................................35
Hình 3.11: Đường đẳng nhiệt Langmuir của vật liệu MOF-199 hấp phụ Pb2+ ........37
Hình 3.12: Đồ thị mối quan hệ giữa Ct/q và Ct của vật liệu MOF-199 ....................37
Hình 3.13. Biểu đồ biểu diễn khả năng hấp phụ As5+ theo thời gian của vật liệu
MIL-100(Fe) .............................................................................................................40


Hình 3.14. Biểu đồ biểu diễn khả năng hấp phụ As5+ theo pH của vật liệu MIL100(Fe) ......................................................................................................................41
Hình 3.15. Biểu đồ biểu diễn khả năng hấp phụ As5+ theo nồng độ của vật liệu MIL100(Fe) ......................................................................................................................42
Hình 3.16: Đồ thị mối quan hệ giữa Ct/q và Ct của vật liệu MIL-100(Fe) ...............44

MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Trong công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa gắn với tình trạng ô nhiễm
môi trường ngày càng gia tăng. Ô nhiễm do kim loại nặng thải ra từ các ngành công
nghiệp, sinh hoạt và các nguồn gốc khác là một mối đe dọa cực kì nghiêm trọng và
mang tinh cấp thiết đối với sức khỏe con người và sự an toàn của hệ sinh thái. Các
kim loại nặng nói chung lại rất khó loại bỏ bằng các biện pháp xử lý nước thải
thông thường và nếu chúng xâm nhập vào các nguồn nước sinh hoạt ở mức độ cao
hơn mức cho phép là nguồn gốc của nhiều bệnh hiểm nghèo. Đặc biệt là các kim
loại nặng như asen, chì với nồng độ chì vào khoảng 0,7mg/l có thể gây co giật và
vong, asen là nguyên nhân dẫn tới nhiều căn bệnh ung thư, suy thận …dẫn đến tử
vong . Vì vậy, xử lý kim loại nặng trước khi đưa vào sử dụng là vấn đề vô cùng
quan trọng và cần thiết.
Trong những năm qua, xu hướng nghiên cứu phát triển các vật liệu tiên tiến
có kích thước nano và diện tích bề mặt riêng lớn, làm chất hấp phụ và xúc tác chọn
lọc cho một số quá trình xử lý các chất ô nhiễm môi trường có ý nghĩa quan trọng
về mặt khoa học cũng như thực tiễn ứng dụng. Trong đó, vật liệu khung cơ kim
(MOFs, Metal Organic Frameworks) thuộc nhóm vật liệu xốp lai hữu cơ – kim loại
được quan tâm nhiều trong những năm gần đây và nay đã được ứng dụng rộng rãi
trong lĩnh vực môi trường.
Vật liệu MOFs được hình thành từ các hợp chất ở dạng tinh thể được tạo bởi
các ion hoặc cụm kim loại với các chất nối hữu cơ, thường là các axit cacboxylic
thơm đa chức hoặc các hợp chất dị vòng chứa N, tạo thành cấu trúc khung có độ
xốp. Trong vật liệu MOFs, các nút kim loại (Cu, Cr, Fe…) và các cầu nối hữu cơ
(chính là các ligan) hợp thành một hệ thống khung mạng không gian ba chiều và tạo
ra thể tích mao quản rất lớn. Tùy theo phương pháp tổng hợp, hóa chất sử dụng có
thể thu được các loại vật liệu MOFs khác nhau.
Ở Việt Nam, việc nghiên cứu vật liệu khung cơ kim còn rất mới mẻ, khả
năng ứng dụng của vật liệu MOFs trong xúc tác và hấp phụ còn ít được quan tâm
nghiên cứu, đặc biệt trong lĩnh vực làm chất hấp phụ hiệu quả cao trong việc loại bỏ

các chất độc hại như kim loại nặng, chất màu, các chất hữu cơ… Để góp một phần
nhỏ vào sự nghiệp bảo vệ môi trường, tìm ra các biện pháp xử lý môi trường, tôi
chọn đề tài “Nghiên cứu khả năng xử lý Pb2+, As5+ trong nước sử dụng vật liệu
khung cơ kim với phối tử axit benzotricacboxylic”.

1


2. Mục tiêu nghiên cứu
- Nghiên cứu, đánh giá khả năng xử lý ion kim loại nặng cụ thể là Pb2+ và
As5+ của hai vật liệu khung cơ kim.
3. Nội dung nghiên cứu
a. Nghiên cứu tổng quan:
- Tổng quan MIL-100(Fe), MOF-199 và vật liệu khung cơ kim với phối tử
axit benzotricacboxylic.
- Tổng quan về chì, asen và các phương pháp xử lý ô nhiễm chì, asen;
- Ứng dụng của vật liệu khung cơ kim với phối tử axit benzotricacboxylic..
b. Tổng hợp vật liệu:
- Chế tạo vật liệu MIL-100(Fe) và MOF-199.
- Khảo sát đặc trưng, cấu trúc, tính chất của vật liệu:
+ Hình thái học của vật liệu (SEM);
+ Phân tích phổ nhiễu xạ tia X (XRD);
+ Diện tích bề mặt của vật liệu (BET);
c. Khảo sát khả năng hấp phụ Pb2+, As5+ trong nước bằng vật liệu khung cơ kim
với phối tử axit benzotricacboxylic đã chế tạo ở các điều kiện khác nhau:
- Xác định thời gian tối ưu hấp phụ Pb2+, As5+ của vật liệu tổng hợp được;
- Khảo sát ảnh hưởng của pH đến khả năng hấp phụ Pb2+, As5+ của vật liệu;
- Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ đến khả nănghấp phụ Pb2+, As5+ của vật
liệu;
- Xác định dung lượng hấp phụ cực đại Pb2+, As5+ của vật liệu.

d. Thử nghiệm hiệu quả xử lý mẫu môi trường của vật liệu

2


CHƯƠNG I: TỔNG QUAN
1.1.

Tổng quan về đối tượng nghiên cứu.

1.1.1. Giới thiệu chung về vật liệu khung cơ kim - MOFs (Metal – Organic
Frameworks)
a) Khái niệm
Vật liệu MOFs đầu tiên được tổng hợp bởi Tomic năm 1965, trong đó có họ
vật liệu trên cơ sở phối tử là axit 1,5- đihydroxynaphtalen-2,6-đicacboxylic- với
Zn2+, Ni2+, Al3+ và Fe3+ [10], từ đó đến nay nhiều nhóm nghiên cứu đã tiến hành
tổng hợp và nghiên cứu các đặc trưng của các cấu trúc MOF mới. Vật liệu MOFs là
những hợp chất chứa tâm kim loại kết hợp với các phân tử hữu cơ để tạo thành cấu
trúc xốp một, hai hoặc ba chiều, là loại vật liệu xốp tiên tiến khi có những khả năng
ứng dụng đa dạng hơn so với các vật liệu xốp truyền thống, những tính chất ưu việt
đó là khả năng có thể điều chỉnh chính xác, có thể biến tính cấu trúc lỗ xốp dẫn đến
có thể điều chỉnh được các tính chất như kích thước, hình dạng và bề mặt lỗ xốp.
Vật liệu MOFs được tạo thành từ hai thành phần chính đó là ion kim loại và phối tử
hữu cơ hay còn được gọi là các phần tử kết nối [22].

+

=

Tâm kim loại

Phối tử hữu cơ

Vật liệu MOF

Hình 1.1. Cấu trúc khung của vật liệu khung cơ kim
Vật liệu MOF được hình thành từ các hợp chất ở dạng tinh thể được tạo bởi
các ion hoặc cụm kim loại với các chất nối hữu cơ, thường là các axit cacboxylic
thơm đa chức hoặc các hợp chất thơm dị vòng chứa N, tạo thành cấu trúc khung có
độ xốp lớn . Các chất nối hữu cơ này thường được tạo khung với các kim loại
chuyển tiếp như kẽm, đồng, crom…
3


b) Cấu trúc khung của vật liệu MOF
SBU (secondary building units) là một thuật ngữ chỉ đơn vị cấu trúc cơ bản,
mô tả cấu trúc không gian hình học của các đơn vị được mở rộng trong cấu trúc vật
liệu như các nhóm kim loại, nhóm cacboxylic. SBUs được xem như là những nút và
phối trí cho cầu nối hữu cơ. Nhóm tác giả Michael O’Keeffe, Omar M. Yaghi đã
mô tả được hình học thành phần và liên kết của 131 SBU, [18]. Trong khối SBU
kim loại- ôxi đa diện là xanh dương, khối đa diện xác định bằng nguyên tử cacbon
màu đỏ. Trong khối SBUs đa diện hữu cơ, mỗi cầu nối là mỗi đơn vị C6H4 màu
xanh lục. Các cấu trúc hình học này là một SBUs bao gồm 4 SBU - tam giác màu
xanh lá cây, các đơn vị cacboxylat này là một đỉnh của lăng trụ tam giác. Một số
đơn vị cấu trúc của các loại MOFs tiêu biểu được trình bày ở hình 1.2

Hình 1.2. Một số cấu trúc MOFs với các kim loại và phối tử khác nhau
Các tâm kim loại trong cấu trúc MOF thường là các cụm kim loại được liên
kết với nhau bới các nhóm cacboxylat hoặc azolat, hoặc có thể là các nguyên tử kim
loại và cụm kim loại dạng chuỗi [18]. Để có khả năng nối các tâm hữu cơ, các chất

hữu cơ này phải có phối tử đa càng, có thể là cacboxylic, azole, sunfonat… Hình
dạng , cấu trúc, kích thước tinh thể của vật liệu khung cơ kim phụ thuộc nhiều vào
phối tử hữu cơ cạo khung của vật liệu.
c) Ứng dụng của vật liệu MOFs
Vật liệu MOF thể hiện là một vật liệu xốp tiên tiến khi có những khả năng
ứng dụng đa dạng hơn so với các vật liệu xốp truyền thống, những tính chất đó là
khả năng có thể điều chỉnh chính xác, có thể biến tính cấu trúc lỗ xốp dẫn đến có
4


thể điều chỉnh được các tính chất như kích thước, hình dạng và bề mặt lỗ xốp. Đã có
nhiều nghiên cứu về sự đa dạng trong cấu trúc của MOFs và xu hướng gần đây đã
càng đi sâu hơn vào những ứng dụng đầy tiềm năng của loại vật liệu này.
Nhờ có tính chất xốp, diện tích bề mặt cao nên vật liệu MOF có thể ứng dụng
trong lưu trữ H2 và CH4. Ana M. Ribeiro và các cộng sự tại trường đại học Porto đã
khảo sát khả năng lưu trữ propylen của vật liệu IOF (MIL-100). Kết quả cho thấy ở
điều kiện nhiệt độ 50oC, áp suất 5 bar, 1 kg IOF có thể hấp phụ tới 6,5 mol C3H6
[19]. Ngoài khả năng hấp phụ H2, CH4 cũng là nguồn nguyên liệu để thay thế xăng
và nhiên liệu điezen trong các ứng dụng cho ô tô. Những nghiên cứu chế tạo vật liệu
lưu trữ cho CH4 dựa trên vật liệu MOF ngày càng nhận được nhiều sự chú ý hơn.
Thực tế là những phương pháp sử dụng để thu được khả năng lưu trữ các chất khí
làm nhiên liệu như H2 hay CH4 do độ xốp cao và kích thước lỗ xốp thích hợp.
Trong 10 năm qua, kể từ khi vật liệu khung cơ kim được phát hiện và nghiên
cứu, việc sử dụng vật liệu này làm xúc tác rắn nhận được mối quan tâm đặc biệt do
kích cỡ lỗ xốp và chức năng của khung có thể điều chỉnh trong một phạm vi rộng
đối với các loại phản ứng xúc tác khác nhau. Nhóm nghiên cứu của Nataliya
V.Maksimchuk đã thử nghiệm khả năng xúc tác của IOF và MIL-101 (Cr) trong
phản ứng oxi hóa xyclohecxan bằng Tert-butyl hydroperoxide. Kết quả cho thấy, ở
70oC, trung bình mỗi phút dưới xúc tác của IOF có thể oxi hóa được 54 mol
xyclohecxan [20].

1.1.2. Giới thiệu vật liệu MIL-100(Fe)
a) Khái niệm
MOFs được xem là loại vật liệu thu hút sự quan tâm nhiều nhất hiện nay trên
thế giới để ứng dụng vào việc lưu trữ năng lượng, làm chất xúc tác hay xử lý môi
trường. MIL-100 (Fe) là một vật liệu thuộc vật liệu MOFs, là một cacboxylat sắt
mới mà bước đầu được phát triển bởi sự hợp tác giữa Viện CNRS Lavoisier và Viện
nghiên cứu – công nghệ hóa học Hàn Quốc. Đây là một vật liệu rắn thú vị nhất, sắt
có sẵn, không tốn kém, lành tính với môi trường, không độc và có tính oxy hóa
[23]. Tùy theo phương pháp tổng hợp, hóa chất sử dụng có thể thu được các loại vật
liệu MOFs khác nhau, MIL-100 (Fe) được chế tạo bằng cách thay đổi trạng thái hóa
trị của sắt trong các nguồn sắt như oxit sắt, muối sắt và lượng HF trong phản ứng
thủy nhiệt [12]. Công thức hóa học của vật liệu ở dạng hydrat với n > 12 là
[Fe3O(H2O)2(OH){C6H3(CO2)3}2].
nH2O
với,
dạng
mất
nước
là
[Fe3O(H2O)2(OH){C6H3(CO2)3}2], độ tinh khiết lớn hơn 99%. Ở dạng ngậm nước vật
5


liệu có màu cam đậm, dạng khử nước có màu cam nhạt. Vật liệu không nhạy cảm với
không khí, ánh sáng, nước nhưng vật liệu nhạy cảm với nhiệt độ trên 150oC. Vật liệu
có một mạng lưới mao quản liên kết với nhau tạo nên một diện tích bề mặt lớn và độ
rỗng lớn và có thể lưu giữ một lượng lớn các khí, chất lỏng, dược phẩm [23].
b) Cấu trúc của vật liệu MIL – 100 (Fe)
Cấu trúc của MIL-100 (Fe) được cấu thành từ 2 cấu tử chính: phối tử hữu cơ
là BTC và ion kim loại Fe3+. Phối tử hữu cơ đóng vai trò như các “cột chống” để kết

nối các ion kim loại trung tâm, và đóng vai trò như bộ nối cho khung kết cấu MIL
[15]. Hai cấu tử chính này được liên kết với nhau bởi liên kết phối trí (liên kết π và
liên kết π liên hợp), cùng với tương tác giữa các phân tử, để hình thành mạng có cấu
trúc liên kết rõ ràng.

Hình 1.3. Vật liệu MIL-100(Fe)
(a)

SBU (tâm kim loại Fe3+, phối tử 1,3,5 – BTC)

(b)

Siêu tứ diện (superterahedron)

(c)

Lồng nhỏ (25 Å ) với cửa sổ ngũ giác (5,5 Å )

(d)

Lồng lớn (29 Å ) với cửa sổ lục giác(8,6 Å )

Các tâm kim loại trong cấu trúc MIL (Fe) thường là các oxit hoặc muối của sắt
như: Fe3O(H2O)2.OH hay Fe3O(H2O)2.Cl… Số liên kết phối trí và trạng thái hình học
của tâm kim loại quyết định các nút mạng cuối cùng.
6


Bên cạnh đó các yếu tố như dung môi, điều kiện phản ứng cũng ảnh hưởng đến
sự hình thành của các cấu trúc mạng tinh thể vật liệu. Chính vì vậy, việc nghiên cứu cụ

thể các cấu trúc của vật liệu dựa trên sự hình thành từ những tâm kim loại với những cầu
nối hữu cơ khác nhau là rất phức tạp.
c) Ứng dụng của MIL-100 (Fe)
MIL-100 (Fe) thuộc nhóm vật liệu MOFs nên có đầy đủ tính chất và ứng
dụng của MOFs. Đây là một số ứng dụng đã được nghiên cứu:
- Hấp phụ, lưu trữ khí (CO, CO2, propan, propen and propin) [11][14];
- Làm xúc tác trong phản ứng axetal hóa andehit bằng diol [13];
- Ứng dụng trong y sinh, dẫn truyền thuốc, ứng dụng cho thận nhân tạo [9].
1.1.3. Giới thiệu vật liệu MOF-199
a) Khái niệm
Vật liệu MOF-199 là một trong những vật liệu có độ xốp lớn cũng được
nhóm tác giả Omar M.Yaghi nghiên cứu tổng hợp thành công năm 1997 trên cơ sở
bộ khung hữu cơ kim loại [22]. Với tính chất độ xốp cao MOF-199 có khả năng ứng
dụng trong nhiều lĩnh vực như: xúc tác, hấp phụ, tích trữ năng lượng…
Tiếp theo đó là một loạt các nghiên cứu về vật liệu MOF trên cơ sở Cu2+
cũng lần lượt công bố. Các công trình nghiên cứu thành công vẫn chủ yếu là trên cơ
sở Cu3(BTC)2, ngoài ra còn có một số các vật liệu khác cũng đã được tổng hợp, chế
tạo và khảo sát tính chất của chúng.

Hình 1.4: Cấu trúc vật liệu MOF-199 (Cu3(BTC)2)
b) Cấu trúc của vật liệu MOF-199
Vật liệu MOF-199 được tạo nên từ đơn vị cấu trúc Cu2(CO2)4 hình bát diện
được liên kết với BTC có vị trí kim loại mở OM được thể hiện trên hình sau:

7


Hình 1.5: Sự tạo thành MOF-199 từ đơn vị cấu trúc Cu2(CO2)4 hình bát
diện được liên kết với phối tử BTC
Vật liệu MOF-199 có cấu trúc bát diện đều, độ xốp cao, diện tích bề mặt

riêng lớn (̴ 1500 m2/g), bền nhiệt đến 300oC hứa hẹn khả năng ứng dụng rộng rãi
trong lĩnh vực hấp thụ, xúc tác. Đường kính lỗ xốp nằm trong khoảng 8,0-9,0Ao cho
phép các hợp chất có đường kính trung bình đi vào bên trong lỗ xốp và tiếp cận các
tâm xúc tác.

Hình 1.6 : Sơ đồ tổng hợp và cấu trúc của vật liệu MOF-199
c) Ứng dụng của vật liệu MOF-199
Vật liệu MOF Cu3(BTC)2 là một trong những vật liệu quan trọng, đã được
tổng hợp thành công và nghiên cứu khả năng hấp phụ khí và các dung môi hữu cơ
dễ bay hơi của chúng bởi nhiều nhóm nghiên cứu. Các nghiên cứu này đã chỉ ra
rằng, MOF-199 đặc biệt hiệu quả trong việc hấp phụ các khí CO2, NO, H2, CH4…
8


và một số chất hữu cơ bay hơi như toluen, acetone, benzel… góp phần đáng kể
trong việc giảm sự ảnh hưởng của các khí độc hại đến môi trường và sức khỏe của
con người. Ngoài ra nó còn được làm chất xúc tác cho phản ứng Knoevenagel,
trong các phản ứng khử ρ-nitro phenol, tổng hợp quinolin, phản ứng đóng vòng của
phenyl axetylen với axit benzylic, oxi hoá rượu benzylic [17][24]…
1.1.4. Thực trạng ô nhiễm kim loại nặng
a) Asen (As)
As có thể tồn tại trong hợp chất vô cơ hoặc hữu cơ với bốn mức hóa trị là: -3,
0, +3 và +5. Trong nước tự nhiên, As tồn tại chủ yếu ở 2 dạng hợp chất vô cơ là
asenat [As(V)], asenit [As(III)]. As(V) là dạng tồn tại chủ yếu của As trong nước bề
mặt và As(III) là dạng chủ yếu của As trong nước ngầm. Asen được rất nhiều người
biết đến vì những tính độc của một số hợp chất có chứa nó. Người ta thường dùng
hợp chất As để sản xuất thuốc trừ sâu bọ, thuốc bảo vệ trái cây, thuốc kích thích
tăng trưởng cho heo, bò, trâu [3].
As được hấp thụ qua đường hô hấp, đường tiêu hóa và qua da. Trong đó
phần lớn được hấp thụ qua đường tiêu hóa. Nhiễm độc As biểu hiện như sau [2]:

- Nhiễm độc cấp tính: Tổn thương mạnh hệ tiêu hóa, rối loạn thần kinh, khi
nồng độ gây ô nhiễm lên tới 60 mg/l thì có thể gây chết.
- Nhiễm độc mãn tính: Tiếp xúc với As ở liệu lượng thấp sẽ gây viên da,
nhiễm sắc tố da, móng chân đen dễ gẫy rụng. Thời gian nhiễm độc kéo dài sẽ gây
ung thư da, ung thư bang quang và ung thư phổi.
Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) từ năm 1993 đã có khuyến cáo, nồng độ asen
trong nước uống không được lớn hơn 0,01mg/L.
Nguồn chứa Asen (As)
* Nguồn tự nhiên:
- Asen có trong đá và quặng: hàm lượng As trong các đá magma từ 0,5-2,8
mg/l…
- Asen có trong đất và vỏ phong hóa. As có xu hướng được tích tụ trong quá
trình phong hóa. Trong nhiều kiểu mẫu đất ở các cảnh quan địa hóa khác nhau có
hàm lượng As giàu hơn đá mẹ. Chẳng hạn, hàm lượng trung bình của As trong các
đá trầm tích lục địa nguyên thuôc mỏ vàng Khau Âu ( Bắc Kạn) là 13mg/l còn trong
vỏ trái đất và vỏ phong hóa phát triển trên chúng là 16,9mg/l [3].
9


- Asen có trong không khí và nước: hàm lượng As trong không khí của thế
giới vào khoảng 0,007-2,3 ng/m3. Hàm lượng As có trong nước ngầm phụ thuộc rất
nhiều vào tính chất và trạng thái môi trường địa hóa.
* Nguồn nhân tạo:
- As là nguyên tố có mặt trong nhiều mặt hóa chất sử dụng trong nhiều ngành
công nghiệp khác nhau như: hóa chất, phân bón, thuốc bảo vệ thực vật, giấy, dệt
nhuộm.
- As được con người sử dụng nhiều nhất trong lĩnh vực hóa chất nông nghiệp
như: thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ, thuốc diệt côn trùng, chất làm khô và bảo quản gỗ,
phụ gia thức ăn…
Thực trạng ô nhiễm Asen tại Việt Nam

Do cấu tạo tự nhiên của địa chất, nhiều vùng của nước ta nước ngầm bị
nhiễm Asen, điển hình là hai vùng đồng bằng châu thổ sông Hồng và sông Mekong.
Theo Cục Quản lý tài nguyên nước, Bộ Tài nguyên và Môi trường, tháng
11/2014: Ô nhiễm Asen trong nước dưới đất Theo kết quả điều tra từ gần 323 nghìn
mẫu phân tích tại 6938 xã trên địa bàn 660 huyện thuộc 63 tỉnh, thành phố trên cả
nước, có 12,5% số mẫu có hàm lượng Asen từ 0,05 mg/L trở lên, vùng đồng bằng
sông Hồng có tỷ lệ cao nhất (18,7%), vùng Tây Bắc có tỷ lệ thấp nhất (0,1%). Có
1.385 xã, trên địa bàn 54 tỉnh (chiếm 12,5%) phát hiện ít nhất một mẫu có hàm
lượng Asen từ 0,05 mg/L trở lên. Tuy nhiên, ở các khu vực phát hiện ô nhiễm, hầu
hết người dân đều không sử dụng trực tiếp nguồn nước nên tỷ lệ sử dụng nguồn
nước bị ô nhiễm cho các mục đích sinh hoạt là thấp [4].
b) Chì (Pb)
Chì là một chất độc bản chất, có ảnh hưởng quan trọng trong môi trường sinh
thái.Chì có hai trạng thái oxy hóa bền là Pb(II) và Pb(IV) và có 4 đông vị bền là
204
Pb, 206Pb, 207Pb, 208Pb. Trong môi trường, nó tồn tại chủ yếu dưới dạng Pb2+ trong
các hợp chất vô cơ và hữu cơ. Chì là loại kim nặng màu xám xanh, chì có tình mềm,
dễ cán mỏng, dễ cắt dễ định hình. Chính vì vậy mà Chì được dùng nhiều trong công
nghiệp và trong cuộc sống ngay từ thời xa xưa [3].
Chì tác động lên quá trình sinh hóa ở cả người lớn và trẻ em. Khi nồng độ
chì trong máu cao người ta thấy:
+ Tăng tỉ lệ protoporphyrin ở hồng cầu;

10


+ Chì ảnh hưởng đến hệ thần kinh, hệ sinh sản và máu của con người và
động vật, chì được tích lũy trong xương và máu;
+ Trẻ em dễ bị ngộ độc chì hơn người lớn vì cơ thể của trẻ hấp thụ chì dễ
dàng hơn và ít có khả năng đào thải chúng.

- Dấu hiệu và triệu chứng:
+ Sau vài tháng tiếp xúc với chì ở nồng độ thấp: kém thông minh, mất
trí, da tái do thiếu máu, chán ăn, đau đầu, nôn, đau bụng, mệt mỏi, có vị kim
loại trong miệng;
+ Với nồng độ cao có thể bị nôn dữ dội, đau khớp, cổ tay, bán chân rã
rời, co giật, đau bụng [3].
Nguồn gây ô nhiễm Chì
* Nguồn tự nhiên
Trong tự nhiên, Chì là nguyên tố vi lượng có trong thành phần của vỏ trái
đất. Chì tồn tại trong khoảng 84 khoáng chất, điển hình là galen PbS.
* Nguồn nhân tạo
- Trong môi trường đất: một số nguồn thải ô nhiễm chì vào môi trường đất
chính là từ công nghiệp khai thác mỏ chì và luyện kim quặng chì, từ việc sử dụng
lại bùn cống làm phân bón trong nông nghiệp và một số nguồn khác.
- Trong môi trường nước: nước thải từ quá trình sản xuất ắc quy có chứa chì,
luyện kim quặng chì thải ra môi trường gây ô nhiễm môi trường nước.
- Trong không khí: Từ những thập niên đầu của thế kỷ 20 tới nay nhu cầu
tiêu thụ xăng dầu tăng mạnh, xăng pha chì đã trở thành phổ biến trong công nghiệp
xe, máy. Tuy nhiên việc sử dụng rộng rãi xăng pha chì làm khói bụi thải ra từ xe cộ
sử dụng xăng pha chì gây ra ôn nhiễm không khí.
Thực trạng ô nhiễm Chì tại một số khu vực ở Việt Nam
Những năm 90 trở lại đây, quá trình công nghiệp hóa và cơ giới hóa nhanh
cùng với sự phát triển của các làng nghề, nền kinh tế của Việt Nam đã có bươc nhảy
vọt đáng kể. Tuy nhiên ngược lại với sự phát triển kinh tế là nguy cơ ô nhiễm môi
trường, đặc biệt tại các làng nghề tái chế kim loại.
Đông Mai nổi tiếng với nghề tái chế chì từ các bình ắc quy đã qua sử dụng
từ những năm của thập niên 80, 90 của thế kỷ 20, Sự phát triển mạnh mẽ của làng
11

nghề đã góp phần tạo ra việc làm, nâng cao thu nhập, đời sống của nhân dân, làm
đổi thay diện mạo một vùng quê nghèo khó. Tuy nhiên thời gian qua, các hoạt động
gia công tái chế chì từ bình ắc quy cũ của các hộ gia đình thôn Đông Mai đã gây ô
nhiễm chì trong đất ở mức nghiêm trọng. Những lò luyện chì xen lẫn trong khu dân
cư không chỉ ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe người dân mà còn gián tiếp phát tán
chì vào nguồn nước và thảm động, thực vật, trong đó trẻ em là đối tượng bị ảnh
hưởng nhiều nhất từ nhiễm độc chì. Năm 2012, Viện Y học lao động và Vệ sinh
môi trường (Bộ Y tế) và Trường Đại học Washington (Mỹ) đã chọn 109 trẻ em dưới
10 tuổi tại Đông Mai để xét nghiệm hàm lượng chì trong máu. Kết quả 100% các
em đều có hàm lượng chì trong máu vượt quá ngưỡng cho phép. Cụ thể, 15 em
nhiễm chì ở ngưỡng nguy hiểm (65 ug/dl); 17 em ở mức báo động (45 - 65 ug/dl);
70 em ở mức quá cao (25 - 44 ug/dl) và 7 em nhiễm ở mức cần quan tâm (10-19
ug/dl) [7]
Theo tác giả Nguyễn Thị Lan Hương (2006) khi nghiên cứu về hàm lượng
kim loại nặng ở các khu công nghiệp ngoại thành Hà Nội với 15 mẫu đất nghiên
cứu có hàm lượng chì trong đất dao động từ 8,36 đến 93,39 mg/kg. Trong đó có 6
mẫu bị ô nhiễm Pb với hàm lượng Pb trong đất là 75,39; 75,73; 78,03; 79,74; 88,02;
93,39, đó là 3 mẫu đất lấy gần đường cao tốc Thăng Long - Nội Bài và đường cao
tốc số 5; 2 mẫu lấy tại bãi rác Kiêu Kị - Gia Lâm và bãi rác Nam Sơn - Sóc Sơn; 1
mẫu lấy tại Tiên Dương - Đông Anh nơi có nhà máy sản xuất pin và phân sinh học.
Nguyên nhân dẫn đến tích tụ Pb trong đất tại các điểm trên chính là do hoạt động
giao thông, do quá trình chôn lấp rác lâu dài và do trong chất thải có hàm lượng Pb
lớn nên đã dẫn đến tích đọng hàm lượng chì trong đất [5].
1.2. Tổng quan về phương pháp nghiên cứu
1.2.1. Các phương pháp tổng hợp vật liệu MOFs
a) Phương pháp thủy nhiệt
Thủy nhiệt trong môi trường nước (hydrothermal) hay trong các dung môi
khác (solvothermal) là phương pháp kết tinh hợp chất từ dung dịch ở nhiệt độ cao
và áp suất hơi lớn. Phương pháp tổng hợp thủy nhiệt có thể được định nghĩa là
phương pháp tổng hợp các đơn tinh thể, phụ thuộc vào độ tan của sản phẩm trong

dung môi ở nhiệt độ và áp suất cao. Sự tăng độ tan của các chất rắn, kể cả các chất
không tan ở điều kiện thường, là rất đáng kể, và điều đó cho phép kiểm soát sự kết
tinh của sản phẩm tạo thành trong quá trình phản ứng. Việc lựa chọn pH và các chất
phụ gia thích hợp cũng rất quan trọng.
12


Sự hình thành tinh thể được tiến hành trong các bình kín gọi là autoclave.

Hình 1.7: Bình phản ứng thủy nhiệt
1 – autoclave bằng thép không gỉ, 2 – dung dịch tiền chất, 3 – đệm lót bằng
Teflon, 4 – nắp đậy bằng thép không gỉ, 5 - spring
Chúng thường là các ống trụ bằng thép có thành dày và nắp kín có thể chịu
được nhiệt độ và áp suất cao trong một khoảng thời gian dài. Thêm vào đó, vật liệu
làm autoclave phải trơ đối với dung môi được dùng. Để ngăn cản sự ăn mòn bên
trong, người ta thường đặt vào thành autoclave các lớp bảo vệ, thường là titan,
platin, thủy tinh (hoặc thạch anh), teflon tùy thuộc vào nhiệt độ và dung dịch sử
dụng.
Vật liệu MOF-199 đã được tổng hợp thành công bằng phương pháp thủy
nhiệt ở điều kiện 100oC trong thời gian 24 giờ có cấu trúc hình bát diện [1]
b) Phương pháp hồi lưu
Hồi lưu là phương pháp trong đó dung môi bay hơi được ngưng tụ lại và trở
lại hệ thống phản ứng. Một hỗn hợp phản ứng được đặt trong bình, được nối với
một ống ruột gà, có tác dụng làm hơi dung môi nguội, chuyển thành chất lỏng và
quay trở lại hệ thống. Bình sau đó được nâng nhiệt để phản ứng xảy ra. Tác dụng
của phương pháp hồi lưu là để thực hiện phản ứng ở nhiệt độ cao (cụ thể là gần
nhiệt độ sôi của dung môi).
Ưu điểm của phương pháp này là có thể để phản ứng xảy ra trong một thời
gian dài mà không cần thêm dung môi hay sợ bình phản ứng bị khô. Thêm vào đó,
vì một dung môi luôn sôi ở một nhiệt độ cụ thể, có thể khảng định phản ứng luôn

được thực hiện ở một nhiệt độ cố định. Bằng việc lựa chọn dung môi, có thể kiểm
soát được nhiệt độ phản ứng trong một khoảng rất hẹp. Việc sôi liên tục của dung
môi cũng có tác dụng trộn đều dung dịch, mặc dù con từ thường được sử dụng để
đạt được một dung dịch đồng nhất. Phương pháp này rất hữu hiệu để thực hiện các
phản ứng trong một điều kiện có kiểm soát, yêu cầu thời gian phản ứng dài.

13


Hình 1.8: Sơ đồ tổng hợp Cu3(BTC)2 bằng phương pháp hồi lưu
1 - Bếp gia nhiệt; 2 - Bình cầu phản ứng; 3 - Ống sinh hàn ruột gà; 4 - Nhiệt kế
hợp
Gần đây, MOF-199 đã được tổng hợp bằng tổng hợp bằng phương pháp hồi
lưu ở các thời gian khác nhau, vật liệu bền nhiệt ở 300oC có cấu trúc bát diện, cho
diện tích bề mặt theo khoảng là 1000m2/g [21].
1.2.2. Phương pháp xác định đặc trưng vật liệu
a) Phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD-X-ray diffraction)
Tia X là một dạng bức xạ điện từ có bước sóng từ 0,01 đến 10 nm, tương ứng
với tần số từ 3.1010 đến 3.1019 Hz và năng lượng trong khoảng từ 100 eV đến 100
keV. Khi tia X tương tác với vật liệu tinh thể thì tạo ra các nhiễu xạ đặc trưng cho
mỗi loại cấu trúc tinh thể.
Cấu trúc của mẫu nhiễu xạ XRD có thể được mô tả bởi các thành phần: vị trí,
cường độ và hình dạng của các nhiễu xạ Bragg. Mỗi thành phần trong chúng chứa
các thông tin về cấu trúc tinh thể của vật liệu, tính chất của mẫu và các tham số
mạng lưới.
Hình dạng của các pic chiếu xạ cung cấp các thông tin về kích thước hạt và
độ biến dạng của hạt. Đối với các tinh thể kích thước lớn (vài ngàn tế bào đơn vị),
pic nhiễu xạ của nó xảy ra chính xác tại góc Bragg. Nguyên nhân là do sự tán xạ
mạnh nhất quán và các tán xạ không nhất quán đã được loại bỏ trong cấu trúc tinh
thể lớn. Nếu hạt nhỏ hơn, mặt phẳng mạng lưới không đủ để loại bỏ một cách có

hiệu quả các tán xạ không nhất quán tại các góc gần góc Bragg. Kết quả là pic sẽ bị
tù xung quanh góc Bragg.
b) Phương pháp hiển vi điện tử quét (SEM)

14


Kính hiển vi điện tử quét (SEM) là một loại kính hiển vi điện tử, tạo ra hình
ảnh của mẫu bằng cách quét qua mẫu một dòng điện tử. Các điện tử tương tác với
các nguyên tử trong mẫu, tạo ra những ký hiệu khác nhau chứa đựng những thông
tin về hình thái cũng như các thành phần của mẫu, tạo ra các tín hiệu khác nhau
chứa đựng những thông tin về hình thái cũng như thành phần của mẫu . Khi chùm
tia điện tử đập vào mẫu nghiên cứu sẽ phát ra các chùm điện tử phản xạ và điện tử
truyền qua. Các điện tử phản xạ và truyền qua này được đi qua điện thế gia tốc vào
phần thu và biến đổi thành các tín hiệu ánh sáng, tín hiệu được khuếch đại đưa vào
mạng lưới điều khiển tọa độ ánh sáng trên màn ảnh. Mỗi điểm trên mẫu cho một
điểm tương ứng trên màn ảnh.
c) Phương pháp đẳng nhiệt hấp phụ- khủ hấp phụ nito (BET)
Đẳng nhiệt hấp phụ-khử hấp phụ N2 là một phương pháp được sử dụng phổ
biến để xác định diện tích bề mặt và tính chất xốp của vật liệu. Lượng khí bị hấp
phụ được biểu diễn thông qua thể tích V là đại lượng đặc trưng cho số phân tử bị
hấp phụ. Nó phụ thuộc vào áp suất cân bằng P, nhiệt độ, bản chất của chất khí và
bản chất của vật liệu rắn. V là một hàm đồng biến với áp suất cân bằng, khi áp suất
tăng đến áp suất hơi bão hòa của chất khí bị hấp phụ tại một nhiệt độ đã cho thì mối
quan hệ giữa V - P được gọi là đẳng nhiệt hấp phụ. Khi áp suất đạt đến áp suất hơi
bão hòa P0, người ta đo các giá trị thể tích khí hấp phụ ở các áp suất tương đối
(P/P0) giảm dần và nhận được đường “đẳng nhiệt khử hấp phụ”. Đối với vật liệu có
mao quản, đường đẳng nhiệt hấp phụ - khử hấp phụ không trùng nhau, được gọi là
hiện tượng trễ. Từ hiện tượng trễ đó, người ta xác định được dạng mao quản của vật
liệu.

1.2.3. Phương pháp xử lý Pb2+, As5+ bằng phương pháp hấp phụ
Cơ sở của phương pháp hấp phụ là quá trình di chuyển các chất cần hấp phụ
từ nước tới bề mặt các hạt hấp phụ, sau đó giải hấp để tái sinh chất hấp phụ
Tùy theo bản chất của lực tương tác giữa các chất hấp phụ và bị hấp phụ,
phân ra hấp phụ vật lý và hấp phụ hóa học:
- Hấp phụ vật lý: trong hấp phụ vật lý, trường hợp đơn giản nhất là sự hấp
phụ của phân tử không phân cực trên bề mặt không phân cực. Các phân tử chỉ bị giữ
lại nhưng không tạo thành hợp chất hóa học.
- Hấp phụ hóa học: khác với hấp phụ vật lý gây ra bởi lực Van der Waals,
sự hấp phụ hóa học gây ra bởi lực liên kết hóa học, các phân tử hình thành các liên
kết hóa học bền và tạo thành hợp chất.

15