Nghiên cứu khả năng hấp phụ La(III) từ dung dịch loãng bằng than bùn tân phú (tt)

Sample
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC HUẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM
-------

ĐẶNG THỊ PHƯƠNG

NGHIÊN CỨU HẤP PHỤ La(III) TỪ
DUNG DỊCH LOÃNG BẰNG THAN BÙN TÂN PHÚ
Chuyên ngành : HÓA VÔ CƠ
Demo VersionMã
- Select.Pdf
số: 60 44SDK
01 13

LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
PGS.TS. VÕ VĂN TÂN

Batch PDF Merger
HUẾ, NĂM 2014

i


Sample
LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi,

các số liệu và kết quả nghiên cứu ghi trong luận văn là trung thực,

được các đồng tác giả cho phép sử dụng và chưa từng công bố trong
bất kỳ một công trình nào khác.

Tác giả luận văn

Đặng Thị Phương

Demo Version - Select.Pdf SDK

Batch PDF Merger
ii


LỜI CẢM ƠN
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới
PGS.TS. Võ Văn Tân - người đã chỉ ra hướng
nghiên cứu, giúp đỡ và hướng dẫn tận tình cho
tôi trong quá trình thực hiện và hoàn thành
luận văn này.
Tôi xin cảm ơn Quý Thầy cô giáo trong
khoa Hoá học, Trường ĐHSP Huế đã tạo điều
kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình thực
hiện luận văn.
Demo Version
- Select.Pdf SDK
Xin được gửi lời cảm ơn đến trường Cao
đẳng Nghề Đồng Nai, gia đình, những người

thân yêu, bạn bè và các bạn học viên cao học
Hoá K21(Đồng Nai) đã khích lệ và giúp đỡ tôi
về nhiều mặt trong thời gian thực hiện luận
văn.
Xin chân thành cảm ơn!
Huế, tháng 05 năm 2014
Học viên
Đặng Thị Phương

iii


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 5
Chƣơng 1:TỔNG QUAN LÝ THUYẾT ........................................................ 6
1.1. NGUỒN GỐC, TÍNH CHẤT VÀ ỨNG DỤNG CỦA THAN BÙN

6

1.1.1. Nguồn gốc than bùn …………………………………………...

6

1.1.2. Tính chất của than bùn……………………………………….…

8

1.1.3. Than bùn trên thế giới…………………………………………..

12

1.1.4. Than bùn ở Việt Nam……………………………………….…..

12

1.1.5. Giới thiệu về than bùn Tân Phú………………………………....

14

1.2. TÍNH CHẤT HÓA LÝ VÀ ỨNG DỤNG CỦA LANTAN .................... 15
1.2.1. Đặc điểm của Lantan……………………………………….……

15

1.2.2. Ứng dụng của lantan…………………………………………......

17

1.2.3. Nguồn cung cấp nguyên tố lantan trên thế giới………….………

18

1.3. PHƢƠNG PHÁP HẤP PHỤ.................................................................... 18
1.3.1. Các khái niệm……………………………………………………
Demo Version - Select.Pdf SDK
1.3.2. Các phƣơng pháp hấp phụ………………………………….……

18
20

1.4. KHẢ NĂNG HẤP PHỤ CỦA THAN BÙN .......................................... 20
1.4.1. Khả năng hấp phụ và trao đổi ion của than bùn………………....

20

1.4.2. Khả năng tạo phức của than bùn………………………………...

21

Chƣơng 2:KỸ THUẬT THỰC NGHIỆM ................................................... 23
2.1. HÓA CHẤT ............................................................................................. 23
2.1.1 Dung dịch La(NO3)3……………………………………………..

23

2.1.2. Cách pha dung dịch đệm axetat…………………………………

23

2.1.3. Dung dịch chuẩn DTPA…………………………………………

23

2.1.4. Các loại hóa chất khác…………………………………………..

24

2.2. DỤNG CỤ, THIẾT BỊ ............................................................................. 24
2.3. NGUYÊN LIỆU ....................................................................................... 24
2.4. CÁC PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH KIỂM TRA .................................. 25

1


2.5. THỰC NGHIỆM ...................................................................................... 25
2.6. XỬ LÝ SỐ LIỆU THỰC NGHIỆM ........................................................ 26
Chƣơng 3:KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .......................... 27
3.1. NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ ĐẶC TRƢNG CỦA
THAN BÙN TÂN PHÚ .................................................................................. 27
3.2. NGHIÊN CỨU HOẠT HÓA THAN BÙN TÂN PHÚ ĐỂ HẤP PHỤ
TỐT La(III) TRONG DUNG DỊCH LOÃNG ................................................ 30
3.3. NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG HẤP PHỤ La(III) BẰNG THAN BÙN
HOẠT HÓA .................................................................................................... 35
3.3.1. Ảnh hƣởng của thời gian đến khả năng hấp phụ La3+ bằng than
bùn……………………………………………………………………..

35

3.3.2. Ảnh hƣởng của nồng độ ion H+ đến khả năng hấp phụ La(III) bằng
than bùn Tân Phú hoạt hóa……………………………………….

36

Bảng 3.4. Ảnh hƣởng của nồng độ ion H+ đến khả năng hấp phụ La(III) bằng
than bùn Tân Phú hoạt hóa……………………………………….
37
Democủa
Version
- Select.Pdf
SDK
3.3.3. Ảnh hƣởng

nồng độ
La(III) đến khả
năng hấp phụ bằng than bùn
Tân Phú hoạt hóa………………………………………………….

38

3.3.4. Ảnh hƣởng của các ion tạp Na+, Ca2+, Fe3+ đến khả năng hấp phụ
La(III) bằng than bùn Tân Phú hoạt hóa……………………………….

40

3.4. NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG RỬA GIẢI THU NHẬN La(III) ............. 42
3.4.1. Ảnh hƣởng của nồng độ HCl đến khả năng rửa giải thu hồi La(III) đã
hấp phụ bằng than bùn Tân Phú hoạt hóa…………………………..

42

3.4.2. Ảnh hƣởng của thời gian đến khả năng rửa giải thu hồi La(III) đã hấp
phụ bằng than bùn Tân Phú hoạt hóa……………………………...

43

KẾT LUẬN ..................................................................................................... 46
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................. 47

2


DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1: Thành phần của than bùn ở nƣớc ta đƣợc sơ bộ xác định theo kết
quả phân tích một số mẫu của Tổng cục Địa chất và Bộ Nông nghiệp……. 8
Bảng 1.2. Thống kê một số tính chất của Lantan……………………………16
Bảng 3.1. Hàm lƣợng chất hữu cơ, tro và hàm ẩm của than bùn nguyên khai...
……………………………………………………………………………….28
Bảng 3.2. Ảnh hƣởng của nồng độ dung dịch HCl và kích thƣớc hạt than bùn
nguyên khai đến khả năng hấp phụ La3+ ......................................................... 31
Bảng 3.3. Ảnh hƣởng của thời gian đến khả năng hấp phụ La(III) của than
bùn Tân Phú hoạt hóa ...................................................................................... 35
Bảng 3.4. Ảnh hƣởng của nồng độ ion H+ đến khả năng hấp phụ La(III) bằng
than bùn Tân Phú hoạt hóa .............................................................................. 37
Bảng 3.5. Ảnh hƣởng của nồng độ La(III) đến khả năng hấp phụ bằng than
bùn Tân Phú hoạt hóa ...................................................................................... 38
Demo Version - Select.Pdf SDK
Bảng 3.6. Ảnh hƣởng của các ion tạp Na+, Ca2+, Fe3+ và hỗn hợp đến khả
năng hấp phụ La(III) bằng than bùn Tân Phú hoạt hóa .................................. 40
Bảng 3.7. Kết quả nghiên cứu ảnh hƣởng của nồng độ HCl đến khả năng rửa
giải thu hồi ion La(III) đã hấp phụ bằng than bùn Tân Phú hoạt hóa ............. 42
Bảng 3.8. Ảnh hƣởng của thời gian đến khả năng rửa giải thu hồi La(III) đã
đƣợc hấp phụ bằng than bùn Tân Phú hoạt hóa .............................................. 44

3


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 3.1. Giản đồ phân tích phổ nhiệt vi sai mẫu than bùn nguyên khai ...... 27
Hình 3.2. Ảnh SEM của than bùn nguyên khai .............................................. 28
Hình 3.3. Xác định tổng diện tích bề mặt than bùn bằng phƣơng pháp BET 29
Hình 3.4. Ảnh hƣởng của kích thƣớc hạt than bùn nguyên khai.................... 32
Hình 3.5. Ảnh hƣởng của nồng độ dung dịch HCl hoạt hóa .......................... 32

Hình 3.6. Phổ hồng ngoại của than bùn đã hoạt hóa bằng HCl 2% .............. 33
Hình 3.7. Phổ hồng ngoại của than bùn hoạt hóa bằng HCl 2% ................... 34
Hình 3.8. Ảnh hƣởng của thời gian đến khả năng hấp phụ La(III) ................ 36
Hình 3.9. Ảnh hƣởng của nồng độ ion H+ đến khả năng hấp phụ La(III) bằng
than bùn Tân Phú hoạt hóa .............................................................................. 37
Hình 3.10. Ảnh hƣởng của nồng độ La(III) đến khả năng hấp phụ bằng than
bùn Tân Phú hoạt hóa ...................................................................................... 39
Hình 3.11. Ảnh hƣởng của các ion tạp Na+, Ca2+, Fe3+ và hỗn hợp đến ........ 41
Demo Version - Select.Pdf SDK
Hình 3.12. Kết quả nghiên cứu ảnh hƣởng của nồng độ HCl đến khả năng rửa
giải thu hồi La(III) đã hấp phụ bằng than bùn Tân Phú hoạt hóa ................... 43
Hình 3.13. Kết quả nghiên cứu ảnh hƣởng của thời gian đến khả năng rửa giải
thu hồi ion La3+ đã hấp phụ La3+ bằng than bùn ............................................. 44

4


MỞ ĐẦU
Trong những năm vừa qua, than bùn đã đƣợc nghiên cứu và ứng dụng nhƣ là
tác nhân hấp phụ các chất ô nhiễm trong nƣớc, chẳng hạn: làm sạch các vết dầu
tràn, loại bỏ các ion kim loại nặng từ nƣớc thải, hấp phụ thuốc trừ sâu và thuốc
nhuộm,… Đặc tính hấp phụ có đƣợc là do than bùn chứa các chất mang các nhóm
chức phân cực mạnh nhƣ ancol, andehyt, ceton và phenol,…có khả năng tạo liên kết
với các cấu tử bị hấp phụ. Thành phần các hợp chất này trong than bùn phụ thuộc
rất nhiều vào nguồn gốc và điều kiện tạo thành (độ tuổi, bản chất nguồn thực vật
ban đầu, khí hậu…). Ở nƣớc ta, than bùn có ở nhiều nơi, nhƣ ở lƣu vực sông Hồng,
sông Cửu Long, ở các tỉnh miền Trung,… chúng đã đƣợc sử dụng chủ yếu làm chất
đốt, phân bón hữu cơ hoặc chất kích thích sinh trƣởng cho cây. Gần đây, ứng dụng
than bùn trong lĩnh vực xử lý môi trƣờng, tách loại các kim loại nặng tránh ô nhiễm
môi trƣờng và làm giàu các chất đã đƣợc quan tâm.

Các nguyên tố đất hiếm (NTĐH) tồn tại rất ít trong vỏ trái đất và có giá trị

Demo
Version
- Select.Pdf
kinh tế rất cao
vì chúng
có những
tính chất đặcSDK
biệt và đƣợc ứng dụng trong hầu hết
các lĩnh vực khoa học kỹ thuật nhƣ làm xúc tác trong công nghiệp hóa dầu, tổng
hợp hữu cơ, làm nguyên liệu, phụ gia trong công nghệ hạt nhân, luyện kim, vật liệu
từ, công nghiệp thủy tinh màu và thủy tinh quang học, chế tạo gốm, vật liệu
composit, thiết bị laze… Ngoài ra, các NTĐH còn đƣợc sử dụng trong lĩnh vực
nông nghiệp. Vì vậy việc tìm ra điều kiện và phƣơng pháp tối ƣu để xử lí và thu hồi
các NTĐH từ dung dịch loãng là rất quan trọng. Một trong những phƣơng pháp
đƣợc nghiên cứu trong những năm gần đây là hấp phụ các NTĐH bằng than bùn,
một vật liệu thiên nhiên, rẻ tiền, dễ kiếm ở bất kỳ nơi nào trên lãnh thổ Việt Nam.
Trong phạm vi luận văn này, chúng tôi ứng dụng than bùn Tân Phú, tỉnh
Đồng Nai làm vật liệu hấp phụ La(III) để từ đó tìm ra các điều kiện tối ƣu nhằm thu
hồi hàm lƣợng các NTĐH có trong dung dịch với hiệu suất cao nhất với tên đề tài:
“Nghiên cứu khả năng hấp phụ La(III) từ dung dịch loãng bằng than bùn Tân
Phú”.

5