Nghiên cứu đặc tính đất sét Trúc Thôn và đánh giá khả năng ứng dụng của vật liệu trong mỹ phẩm

NGHIÊN CỨU KHOA HỌC

Nghiên cứu đặc tính đất sét Trúc Thôn và đánh giá khả năng
ứng dụng của vật liệu trong mỹ phẩm
Study on characteristics of Truc Thon clay and assess
application ability of material in cosmetics
Mạc Thị Lê
Email:
Trường Đại học Sao Đỏ
Ngày nhận bài: 02/01/2020
Ngày nhận bài sửa sau phản biện: 29/3/2020
Ngày chấp nhận đăng: 30/3/2020
Tóm tắt
Bài báo này sử dụng phương pháp phân tán và ly tâm để phân riêng đất sét Trúc Thơn theo kích thước
hạt. Các hạt đất sét thu được có kích thước trong khoảng 220 - 530 nm. Bằng các phương pháp phân
tích hiện đại như phổ nhiễu xạ tia X (XRD), phổ huỳnh quang tia X (XRF), phổ khối lượng cao tần cảm
ứng plasma ICP trên thiết bị ICP- OES đã xác định được thành phần khoáng chất gồm các khoáng mica
muscovite, quazt, kaolinite, CaCO3, kyanite; thành phần hóa học chủ yếu là Al2O3, SiO2, K2O... Kết quả
nghiên cứu cũng cho thấy, vật liệu đất sét đỏ Trúc Thơn cịn chứa kim loại nặng với hàm lượng PbO là
130 ppm, V2O5 là 324 ppm; đất sét trắng có hàm lượng Pb là 80,130 ppm, hàm lượng As là 2,159 ppm, Hg
là 0,074 ppm. Thay đổi pH của dung dịch đất sét bằng dung dịch HCl, đã tách được một lượng chì đáng
kể (giảm 78%) trong mẫu, hàm lượng Pb còn lại 18,333 ppm.
Từ khóa: Đất sét trắng; đất sét đỏ; mỹ phẩm; khống sét.
Abstract
This paper has used the dispersion and centrifugal methods to separate Truc Thon clay according to
particle size. The collected clay particles are in sizes from 220 - 530 nm. Using modern analytical methods
such as: X-ray diffraction spectra (XRD), X-ray fluorescence spectroscopy (XRF), ICP-OES plasma highfrequency mass spectrometry on ICP-OES equipment, the mineral composition was determined. Including
the minerals mica muscovite, quazt, kaolinite, CaCO3 and kyanite; The main chemical components are
Al2O3, SiO2, K2O… The study results also showed that Truc Thon red clay material also contains heavy
metals with PbO content of 130 ppm, V2O5 is 324 ppm; white clay has Pb content of 80.130 ppm, As
content is 2.159 ppm, Hg is 0.074 ppm. Altering the pH of the clay solution with the HCl solution, a

significant amount of lead was removed (78% reduction) in the sample, the remaining Pb content was
18.333 ppm.
Keyword: White clay; red clay; cosmetic; minerals clay.
1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Đất sét hay sét là một thuật ngữ được dùng để
miêu tả một nhóm các khống vật phyllosilicat
nhơm ngậm nước, thơng thường có đường kính
hạt nhỏ hơn 2 μm. Đất sét nói chung được tạo ra do
sự phong hóa hóa học của các loại đá chứa silicat
Người phản biện: 1. PGS.TS. Ngô Sỹ Lương
2. TS. Hoàng Thị Hoà

dưới tác động của axit cacbonic, nhưng một số loại
đất sét lại được hình thành do các hoạt động thủy
nhiệt. Đất sét được chia thành các nhóm chính
như: kaolinit, montmorillonit smectit, illit và chlorit.
Có khoảng 30 loại đất sét "nguyên chất" khác nhau
trong các nhóm này, nhưng phần lớn đất sét "tự
nhiên" là các hỗn hợp của các loại khác nhau, cùng
với các khoáng chất đã phong hóa khác. Đất sét có
nhiều ứng dụng trong các lĩnh vực khác nhau như

92 Tạp chí Nghiên cứu khoa học, Trường Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190, Số 1 (68) 2020


LIÊN NGÀNH HĨA HỌC - CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM
là ngun liệu chế tạo gốm sứ, đất chịu lửa, chế
tạo giấy, gạch men, chế tạo mỹ phẩm… Ứng dụng
vật liệu đất sét trong ngành mỹ phẩm, dược phẩm
liên quan đến các thành phần khống vật và hóa

học của chúng [1,2,3]. Trong số tất cả các thành
phần khoáng sét, một số khoáng sét hay được sử
dụng trong dược phẩm, mĩ phẩm như kaolinite,
talc, smectite,…
Khống kaolinite có tác dụng bảo vệ da, tạo thành
màng bảo vệ cơ học cho da, hấp phụ các chất tiết
ra của da, tạo bề mặt lớn cho sự bay hơi của chúng
thúc đẩy hoạt động khử trùng nhẹ bằng cách tạo
ra môi trường nghèo nước không thuận lợi cho sự
phát triển của vi khuẩn [4].
Mica muscovite là một khống thuộc nhóm illite,
được sử dụng trong mỹ phẩm tương tự như bột
talc. Đây là khống vật khơng đẳng hướng và có
tính khúc xạ kép cao, do cấu trúc tinh thể của nó
dễ dàng tách thành các tấm mỏng trong suốt. Khi
được nghiền thành bột mịn, các hạt nhỏ trong bột
khúc xạ ánh sáng, tạo hiệu ứng lung linh, bắt sáng.
Mica muscovite có đặc điểm khơng hịa tan hồn
tồn nhưng có thể phân tán tốt trong nước, do đó
có khả năng giảm dầu, có thể thay thế talc làm chất
độn, bột này có tác dụng làm mượt và bóng và là
sản phẩm không thể thiếu trong các sản phẩm như
phấn phủ trang điểm, son môi… [5].
Trên thế giới, nghiên cứu ứng dụng đất sét trong
mỹ phẩm được nhiều tác giả quan tâm và đã có
nhiều bài báo được cơng bố. Tuy nhiên, ở Việt
Nam, nghiên cứu đất sét trong lĩnh vực mỹ phẩm
còn tương đối mới mẻ, các nguồn nguyên liệu đất
sét đa số bán trên thị trường đều nhập khẩu từ
nước ngoài. Một số đất sét thương mại bán trên

thị trường được đặc trưng dựa trên màu sắc của
chúng (trắng, xanh, hồng…) khơng có thơng tin về
thành phần và nguồn gốc đất sét. Một số loại đất
sét làm nguyên liệu mỹ phẩm được bán trên thị
trường nhưng vẫn còn chứa nhiều thành phần độc
hại bị cấm trong mỹ phẩm [2].
Trước khi sử dụng, nguyên liệu đất sét thường
được chế hóa bằng các kỹ thuật khác nhau để loại
bỏ một số khống chất khơng cần thiết, cải thiện
tính chất hóa lý làm tăng chất lượng của chúng.
Phân tách kích thước hạt là phương pháp đơn
giản thường được sử dụng để tách các khống
sét từ các khống vật khơng sét lớn hơn, đồng
thời phân tách đất sét thành các kích thước khác
nhau để từ đó đánh giá được tiềm năng sử dụng
của mỗi loại [6].
Bài báo này, sử dụng phân tán và ly tâm tạo ra
bột đất sét có kích thước nhỏ, từ đó nghiên cứu
các tính chất hóa lý của vật liệu và đánh giá khả

năng ứng dụng của đất sét lấy từ Trúc Thôn
trong mỹ phẩm.
2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP
2.1. Vật liệu và hóa chất
Vật liệu
Đất sét được lấy từ vùng mỏ đất sét Trúc Thôn nằm
trên địa bàn Chí Linh, tỉnh Hải Dương. Quặng sét
ở đây có nguồn gốc trầm tích, trữ lượng của mỏ đã
được đánh giá vào khoảng 9 triệu tấn quặng sét,
là mỏ lớn và có chất lượng sét tốt nhất trong cả

nước. Đất sét Trúc Thôn thường được sử dụng để
chế tạo gạch men, nguyên liệu làm gốm sứ hoặc
đất chịu lửa.
Ứng dụng của đất sét phụ thuộc rất nhiều vào màu
sắc đất sét. Do đó, trong nghiên cứu này, chúng tơi
sử dụng 2 loại đất sét Trúc thôn:
Đất sét đỏ: Là đất chịu lửa, ngoại quan màu hồng,
đỏ hoa đào, không lẫn tạp chất lạ.
Đất sét trắng: Là đất sét A1 nguyên khai, ngoại quan
mầu trắng hoặc xám, không lẫn các tạp chất lạ.
Hóa chất
Etanol 700 (Việt Nam); Axit clohidric 37%
(Trung Quốc).
2.2. Phương pháp
2.2.1. Phương pháp chế tạo mẫu
Bước 1: Đất sét thô lấy về được nghiền vỡ, sấy khô
60oC trong 4 tiếng sau đó được nghiền nhỏ. Sàng
và thu phần vật liệu có kích thước nhỏ hơn 300 µm
dùng làm mẫu thí nghiệm.
Bước 2: Phần đất sét thơ được thực hiện làm giàu
tách các phần hạt có kích thước khác nhau bằng
cách phân tán và ly tâm. 20 g đất sét thô được cho
vào cốc chứa 200 ml nước cất. Dùng máy khuấy từ
khuấy đều dung dịch trong 30 phút, để dung dịch
ổn định trong 1 tiếng, lọc loại bỏ lớp cặn dưới cùng,
sau đó khuấy dung dịch trong 30 phút. Bịt kín để
qua đêm ở nhiệt độ phịng. Mẫu được tiếp tục cho
khuấy 30 phút trên máy khuấy từ. Sau đó cho vào li
tâm với tốc độ 2,600 vịng/phút trong 10 phút.
Đối với đất sét đỏ sau ly tâm hình thành 2 lớp, lớp

trên cùng màu hồng nhạt, lớp dưới xám đậm.
Đối với đất sét trắng, sau ly tâm tạo thành 3 lớp:
lớp nổi trên cùng màu trắng ngà, lớp thứ 2 rất mỏng
màu hồng, lớp cuối màu trắng xám.
Bước 3: Sau khi ly tâm, tách riêng phần có tỷ trọng
thấp trên cùng cho sang khay đựng sau đó ủ nhiệt
ở 60oC trong mơi trường khơng khí 8 tiếng thu được

Tạp chí Nghiên cứu khoa học, Trường Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190, Số 1 (68) 2020

93


NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
bột ĐS1 (đất sét được tách từ đất sét đỏ), ĐS2 (đất
sét được tách từ đất sét trắng).
Đất sét sau khi ủ nhiệt được nghiền nhỏ cho vào
túi đựng mẫu, thực hiện các phép đo xác định các
thành phần.
2.2.2. Phương pháp tách chì khỏi vật liệu
Thêm 10 g đất sét sau khi xử lý vào 100 ml dung
dịch HCl có pH = 2. Khuấy đều dung dịch trên máy
khuấy từ trong vòng 24 giờ. Sau khi khuấy, đem
hỗn hợp ly tâm trong 5 phút để lấy phần đất sét.
Lọc rửa đất sét nhiều lần bằng nước cất, ly tâm và
ủ nhiệt 60oC trong 8 tiếng.

thể quartz SiO2 (thạch anh) xuất hiện rõ nét ở các
0
0

0
0
0
vị trí 4.24 A ; 3.34 A ; 1.81 A ; 1.67 A ; 1.54 A , có
dấu hiệu xuất hiện lượng nhỏ kaolinite ở vị trí 7.12
0
0
A ; 3.56 A . Ngồi ra kết quả cho thấy xuất hiện pha
nhôm phosphat với cường độ đỉnh tương đối nhỏ.
Như vậy, kết quả phân tích XRD của mẫu ĐS1 cho
thấy thành phần khơng sét quazt (thạch anh) chiếm
đa số (83%). Thành phần khoáng sét như kaolinite
chiếm một lượng rất nhỏ không đáng kể. Việc ứng
dụng mẫu ĐS1 được tách từ đất sét đỏ cho các sản
phẩm mỹ phẩm cần được nghiên cứu thêm.
ĐS1

Phân tích các thành phần khoáng chất trong đất
được thực hiện bằng phương pháp nhiễu xạ tia X
với bước sóng 0.15406 µm trên máy D5005 hãng
Bruker.
Thành phần hóa học các mẫu được xác định thông
qua phổ huỳnh quang tia X (XRF), Hãng VietSpace
5006HQ.
Hàm lượng các kim loại nặng được xác định bằng
phương pháp phổ khối lượng cao tần cảm ứng
plasma ICP trên thiết bị ICP- OES, Icap 6000 (Anh).
Hình thái bề mặt mẫu được xác định qua phép đo
kính hiển vi điện tử qt SEM, xác định phân bố
kích thước hạt thơng qua kỹ thuật phân tích nhiễu

xạ laser DLS của thiết bị Zetasizer-Nano ZS được
sản xuất bởi hãng Malvern - UK.

Cường độ (cps)

Phương pháp phân tích

Hình 2. Phổ XRD của mẫu ĐS2
(M: muscovite; Ka: kaolinite; Ca: calcium
carbonate; Q: quartz; Ky: kyanite)

3.1. Thành phần khống chất của mẫu đất sét

Hình 2 và bảng 1 cho thấy, các thành phần khoáng
xuất hiện trong mẫu là kaolinite, CaCO3, quartz,
muscovite (khoáng mica) và kyanite. Trong số
những pha tinh thể được xác định thì khống mica
muscovite chiếm thành phần nhiều nhất, các đỉnh
mica muscovite xuất hiện rõ nét đặc biệt ở các vị
0
0
0
0
trí 9.94 A ; 4.92 A ; 1.64 A ; 1.50 A … Pha khoáng
sét kaolinite cũng xuất hiện rõ nét với các đỉnh đặc
0
0
0
trưng ở các vị trí 7.12 A ; 3.55 A ; 2.54 A …

Kết quả đo phổ XRD của mẫu ĐS1 được trình bày
trong hình 1:

Bảng 1. Cường độ các pha trong tinh thể của ĐS2
phân tích thơng qua phổ XRD

Các phép đo được thực hiện tại viện Khoa học
Vật liệu, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ
Việt Nam.
3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

Cường độ (cps)

ĐS1

Các thành phần khoáng
Kaolinite

13,91%

CaCO3

8,1%

Quazt (Thạch anh)

4,17%

Mica Muscovite

25,87%

Kyanite

11,39%

Pha khơng xác định

36,56%

Tổng

Hình 1. Phổ XRD của mẫu ĐS1
(K: Kaolinite; Q: Quartz; P: Nhơm photphat)
Hình 1 cho thấy, đối với mẫu ĐS1, các pha của tinh

Cường độ pha (%)

100%

Như vậy, trong các pha khoáng được phát hiện có
một số thành phần khống được sử dụng trong
lĩnh vực mỹ phẩm như kaolinite [4,6,7], hay mica
muscovite [5]. Trong một số bằng sáng chế liên
quan đến các sản phẩm chăm sóc da của Hoa Kỳ

94 Tạp chí Nghiên cứu khoa học, Trường Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190, Số 1 (68) 2020


LIÊN NGÀNH HĨA HỌC - CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM

cũng chứa các thành phần như kaolinite, mica,
CaCO3 hay kyanite với tác dụng diệt khuẩn, chống
tác hại của ánh nắng và tạo hiệu ứng màu sắc
phong phú cho sản phẩm dựa vào cơ chế phản xạ
huỳnh quang do tính dị hướng của tinh thể gây nên
[9, 10].
Như vậy, kết quả XRD cho thấy, các khống chất
trong mẫu đất sét trắng Trúc Thơn có tiềm năng
trong việc ứng dụng trong các sản phẩm mỹ phẩm.
3.2. Các thành phần hóa học của các mẫu
Để xác định thành phần hóa học của các mẫu
chúng tơi sử dụng phép đo XRF. Kết quả nghiên
cứu được thể hiện qua hình 3, hình 4 và bảng 2:

Hình 3. Phổ XRF của mẫu ĐS1

Ứng dụng của đất sét trong mĩ phẩm có liên quan
đến thành phần hóa học và khoáng vật học của
chúng. Tầm quan trọng của các chất trong lĩnh vực
mỹ phẩm phụ thuộc phụ thuộc vào các ion kim loại
có mặt trong khống sét và vai trị của chúng đối
với da. Ví dụ, như đất sét chứa hàm lượng Si cao
nghĩa là đất sét nên được sử dụng trong việc tái tạo
các mô da, bên cạnh việc cung cấp hidrat hóa mơ
và giảm thiểu các q trình viêm da có thể. Nhơm là
ngun tố kim loại có hàm lượng lớn thứ 2 trong đất
sét. Kim loại này có liên quan đến nguyên liệu cho
ứng dụng mỹ phẩm vì nó nổi tiếng với hoạt động
chữa bệnh, phân tán sắc tố, hydrat hóa và hấp
phụ melanin. Khơng có quy định nào được thiết lập

mức tối thiểu cho thành phần nhơm trong mĩ phẩm,
các hợp chất của nhơm có tác dụng khử mùi và
được sử dụng nhiều trong các sản phẩm chống mồ
hôi. Sắt như một chất khử trùng và là chất xúc tác
để tái tạo tế bào. Kẽm và magie có tác dụng tăng
thêm sinh lực cho da khỏe mạnh. Canxi và kali hoạt
động trên tuần hoàn và xâm lấn vào các mơ tế bào.
Titan là khống sản đặc biệt được quan tâm chủ
yếu được sử dụng để bảo vệ da chống lại các tia
UV [3, 5, 6, 10].
Bảng 2. Các thành phần có trong mẫu đất sét tính
theo oxit
Tên Oxit

ĐS1

ĐS2

(% khối lượng)

(% khối lượng)

MgO

1.462

Al2O3

24.8211

33.723

SiO2

67.3016

58.246

K2O

2.8820

3.707

CaO

0.1028

CaCO3

Hình 4. Phổ XRF mẫu ĐS2
Kết quả phân tích thành phần các oxit có trong các
mẫu ĐS1, ĐS2 được xác định cụ thể qua bảng 2
cho thấy, trong cả 2 mẫu đều có hàm lượng Al2O3
và SiO2 cao. Trong đó, hàm lượng SiO2 của mẫu
đất sét 1 rất cao chiếm tới 67,3%. Điều này phù
hợp với kết quả đo XRD của mẫu đất sét đỏ pha
SiO2 chiếm đa số (83%). Hàm lượng Al2O3 trong
2 mẫu tương đối cao, đặc biệt trong mẫu ĐS2
(33,723%). Đối với các ứng dụng liên quan đến đất

sét, hàm lượng Al2O3 là rất quan trọng, hàm lượng
Al2O3 càng cao chứng tỏ chất lượng mẫu đất sét
càng tốt.
Đối với cả 2 mẫu ĐS1 và ĐS2 hàm lượng ion sắt
đều cao, trong đó ĐS1 cao hơn ĐS2. Đây cũng là
thành phần chính làm nên màu đất sét.

0.099

TiO2

2.0300

V2O5

0.0324

Cr2O3

0.0149

0.024

Fe2O3

2.6341

1.649

CuO

0.0407

ZnO

0.0127

Ga2O3

0.0079

Rb2O

0.0233

Rb2O3

1.003

0.010

0.028

SrO

0.0275

Y2O3

0.0084

ZrO2

0.0476

0.022

PbO

0.0130

0.009

0.017

Tạp chí Nghiên cứu khoa học, Trường Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190, Số 1 (68) 2020

95


NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
Theo tài liệu [7], các thành phần các nguyên tố vi
lượng có thể được chia thành 3 nhóm. Nhóm 1 là
nhóm độc hại gồm các kim loại như Cd, Pb, As,
Hg. Về cơ bản nhóm này khơng nên có hoặc bị giới
hạn rất rõ trong các sản phẩm mỹ phẩm. Nhóm 2
gồm các nguyên tố như Co, Ni, V cũng nên được
giới hạn trong dược phẩm, tuy ít độc hơn nhóm 1.
Nhóm 3 gồm Cr, Cu, Ba cho thấy độc tính miệng
thấp, đối với mỹ phẩm khơng có tài liệu nào đưa ra

giới hạn cho các kim loại này.
Trong nhiều tài liệu khác nhau có quy định cụ thể
mức giới hạn hàm lượng các kim loại nặng trong
mỹ phẩm. Có sự khác biệt đáng kể trong quy định
sử dụng dược phẩm và mỹ phẩm của châu Âu,
của Mỹ, Anh. Theo dược điển Anh, Hoa Kỳ (British
pharmacopoeia, 2010; US pharmacopoeia, 2007)
giới hạn tối đa dùng trong mỹ phẩm của kim loại
nặng là 40 ppm cho Pb, 5 ppm cho As [6]. Theo

Dược điển châu Âu (EP, 8.0, 2014) về tạp chất các
nguyên tố trong sản phẩm thuốc. Hàm lượng chì tối
đa được cho phép trong cao lanh là 50 ppm khi sử
dụng tại chỗ hoặc 25 ppm khi sử dụng đường uống
[7]. Theo thông tư số 06/2011/TT - BYT (Phụ lục
số 6) ngày 25/2/2011 quy định về quản lý mỹ phẩm
của ASEAN (ACM THA 05 Testing Method) về các
kim loại nặng trong mỹ phẩm thì giới hạn tối đa cho
Pb là 20 ppm, As là 5 ppm, Hg là 1 ppm [11].
Như vậy, kết quả đo XRF của vật liệu cho thấy, đối
với ĐS1, xuất hiện Pb và V với hàm lượng tính theo
oxit là 130 ppm và 324 ppm. Một số nguyên tố ít
xuất hiện trong các loại đất sét thương mại được
bán trên thị trường như Ga, Y… Chưa có tài liệu
nào nghiên cứu ảnh hưởng của các chất này khi sử
dụng trong mỹ phẩm. Do đó, việc sử dụng đất sét
đỏ trong lĩnh vực mỹ phẩm như mặt nạ hay các sản
phẩm chăm sóc da khác cần được nghiên cứu kỹ.

Bảng 3. Tỉ lệ các nguyên tố trong ĐS2 theo kết quả phân tích XRF

Các chất

O

Mg

Al

49.074

0.882

17.848

Ca

Ti

Cr

C

Tỉ lệ % (khối lượng)
Các chất

0.012
K

Tỉ lệ % (khối lượng)

3.077

0.040

0.601

Đối với mẫu ĐS2, những nguyên tố tìm thấy trong
mẫu đất sét trắng đều đa số xuất hiện trong tất cả
các mẫu đất sét phổ biến trên thế giới, bao gồm
cả đất sét thương mại, tuy nhiên, một lượng chì
đã được phát hiện là 80 ppm. Không xuất hiện các
nguyên tố như Ni, Co, V. Ngoài Si Và Al là 2 nguyên
tố được phát hiện nhiều nhất thì hàm lượng K khá
cao (3,077%). Kết quả đo XRF không thấy sự xuất
hiện của As và Hg.
Để xác định chính xác hàm lượng kim loại nặng
trong mẫu, sử dụng phép đo sử dụng phổ khối
lượng cao tần cảm ứng plasma ICP. Kết quả được
thể hiện qua bảng 4.
Bảng 4. Hàm lượng kim loại nặng trong mẫu
Kim loại

As (ppm)

Pb (ppm)

Hg (ppm)

Nồng độ

2.159

80,130

0.074

Kết quả cho thấy, hàm lượng As và Hg nhỏ hơn
giới hạn kim loại nặng cho phép sử dụng trong
mĩ phẩm theo tiêu chuẩn ASEAN (ACM THA 05
Testing Method): giới hạn tối đa cho As là 5 ppm,
Hg là 1 ppm [11]. Tuy nhiên, hàm lượng Pb cịn
cao. Để có thể sử dụng được bắt buộc phải tách Pb
xuống dưới tiêu chuẩn 20 ppm [11].

0.016

Si

Zn

Rb

Sr

0.008

0.022

0.014

Fe

Zr

Pb

1.154

0.016

0.008

27.227

3.3. Kết quả tách chì của vật liệu ĐS2
Sau khi thực hiện tách chì bằng việc sử dụng dung
dịch HCl có pH = 2, hàm lượng Pb được xác định
lại thông qua phép đo ICP. Kết quả hàm lượng Pb
trong mẫu giảm cịn 18,333 ppm.
Cơ chế tách chì khỏi vật liệu đất sét được giải thích
như sau: kaolinite là một khoáng sét phụ thuộc
pH. Nghĩa là ở pH thấp khả năng trao đổi cation
giảm, khả năng trao đổi anion tăng, điện tích bề
mặt của kaolinite thay đổi tích cực. Khi điện tích bề
mặt thay đổi từ âm sang dương, các ion kim loại
nặng hấp phụ bị đẩy ra khỏi bề mặt tích điện của
kaolinite. Việc sử dụng dung dịch là axit HCl, HNO3
hoặc HOAc ở pH = 2 làm pH của kaolinite thấp hơn
rất nhiều so với độ pH tại điểm khơng có điện tích
(pH = 4.3). Các kim loại nặng hấp phụ trên bề mặt

đất sét bị đẩy ra ngoài dung dịch. Sự gia tăng các
ion H+ trong huyền phù đất tăng khả năng hòa tan
của kim loại nặng trong đất. Càng có nhiều ion H+
trong dung dịch, càng nhiều ion Pb2+ có thể được
giải phóng khỏi hệ thống [14].
3.4. Hình thái vật liệu và kích thước hạt
Hình 5 và hình 6 thể hiện ảnh SEM của vật liệu.

96 Tạp chí Nghiên cứu khoa học, Trường Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190, Số 1 (68) 2020


LIÊN NGÀNH HĨA HỌC - CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM

Hình 5. Ảnh SEM của mẫu ĐS1

Hình 6. Ảnh SEM của mẫu ĐS2
Kết quả nghiên cứu cho thấy, đối với mẫu đất sét
đỏ, hạt có hình dạng khác nhau, kích thước trong
khoảng 1 - 5 µm, hình ảnh cho thấy xuất hiện sự tụ
đám của các hạt.
Đối với mẫu đất sét trắng, hạt đa số dạng tấm,
kích thước chiều dài khoảng 2 - 10 µm, chiều rộng
khoảng 0,3 µm với các hướng ưu tiên khác nhau.

Điều này là phù hợp kết quả đo XRD mẫu chứa các
khoáng kaolinite, mica đều dạng tấm, đặc biệt tinh
thể kyanite có dạng tấm với tính dị hướng cao.
Để ứng dụng vật liệu trong mỹ phẩm thì kích thước
hạt rất quan trọng. Kết quả đo phân bố kích thước
hạt ĐS2 theo phương pháp DLS được thể hiện qua

hình 7.

Hình 7. Phân bố kích thước hạt của ĐS2
Mẫu đất sét được hịa vào nước sau đó được rung
siêu âm cho phân tán đều trong toàn bộ dung dịch

trước khi đo, kết quả cho thấy kích thước hạt đạt
khoảng 220 - 530 nm tập trung nhiều hạt kích

Tạp chí Nghiên cứu khoa học, Trường Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190, Số 1 (68) 2020

97


NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
thước 328,7 nm, phù hợp tương đối với kết quả
ảnh SEM.
Như vậy, việc phân tán và ly tâm giúp cho tạo ra
được vật liệu có kích thước hạt tương đối nhỏ. Đối
với cả 2 mẫu, kích thước hạt đều được xác định
nhỏ hơn 10 µm phù hợp cho các ứng dụng trong
các sản phẩm mỹ phẩm. Đối với lĩnh vực mỹ phẩm,
bột càng mịn, độ bám dính trên da càng tốt, khi
sử dụng trên da càng tạo cảm giác mềm mại. Các
nghiên cứu chỉ ra rằng, hạt nhỏ hơn 63 µm có thể
có tác dụng chống viêm và có thể hỗ trợ q trình
hydrat hóa da, giữ lại độ ẩm do độ bám dính của
da cao. Hạt càng nhỏ, diện tích bề mặt càng lớn và
khả năng hấp phụ càng cao, có thể được ứng dụng
trong kem, phấn phủ và nhũ tương [6, 7,13].

[3]

Juliana da Silva Favero, Jonathan ParisottoPeterle, Valéria Weiss-Angeli, Rosmary
Nichele Brandalise, Lucas Bonan Gomes,
Carlos Pérez Bergmann, Venina dos
Santos (2016), Physical and chemical
characterization and method for the
decontamination of clays for application in
cosmetics, Applied Clay Science, CLAY03771, No of Pages 8.

[4]

Inderpreet Singh Khurana, Satvinder Kaur,
Harpreet Kaur, Rajneet Kaur Khurana
(2015), Multifaceted role of clay minerals in
pharmaceuticals, future science oavol.1, no.
3 special report.

[5]

/>
[6]

Maria das Graỗas Silva-Valenzuela, Marvin
Marco Chambi-Peralta, Isaac Jamil Sayeg,
Flávio Machado de Souza Carvalho, Shu
Hui Wang, Francisco Rolando ValenzuelaDíaz (2018), Enrichment of clay from Vitoria
da Conquista (Brazil) for applications in
cosmetics, Applied Clay Science 155, 11-119.

[7]

Ana C. Hernández, Rita Sánchez-Espejo,
Williams Meléndez, Gema González, Alberto
López-Galindo, César Viseras (2019),
Characterization of Venezuelan kaolins as
health care ingredients, Applied Clay Science
175, 30-39.

[8]

Xiangning Bu, Geoffrey Evans, Guangyuan
Xie, Yaoli Peng, Zungan Zhang, Chao Ni,
Linhan Ge (2017), Removal of fine quartz
from coal-series kaolin by flotation, Applied
Clay Science 143, 437-444.

[9]

Stefan Müller; Thomas Ehlis, Jochen
Giesinger,
Gilbert
Kreyer
(2005),
Light protecting-effective cosmetic or
dermatological preparations, US9656103B2
United States

4. KẾT LUẬN

Mẫu ĐS1 tách từ đất sét đỏ Trúc Thôn chứa nhiều
thành phần thạch anh (83%), và các kim loại nặng
như Pb với hàm lượng PbO cao (130 ppm).
Mẫu ĐS2 tách từ đất sét trắng Trúc Thôn chứa các
thành phần khoáng như khoáng mica muscovite,
kaolinite, kyanite... Kết quả, nghiên cứu thành
phần hóa học cho thấy hàm lượng chì của ĐS2 là
80,130 ppm, hàm lượng Hg và As rất nhỏ (0,074
ppm và 2,159 ppm). Tách chì trong mẫu ĐS2 bằng
phương pháp sử dụng dung dịch HCl có pH = 2,
kết quả thu được sản phẩm có hàm lượng chì còn
18,333 ppm. Phương pháp phân tán và ly tâm tạo
ra sản phẩm bột đất sét có kích thước hạt nhỏ trong
khoảng 220 - 530 nm phù hợp cho các ứng dụng
làm nguyên liệu để sản xuất mỹ phẩm.

TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]

B. M. A. B. Buriti1, J. S. Buriti1, I. A. Silva1,
J. M. Cartaxo1, G. A. Neves1, H. C. Ferreira
(2019), Characterization of clays from the
State of Paraíba, Brazil for aesthetic and
medicinal use; Cerâmica 65, 78-84.

[2]

Michele Mattioli, Liliana Giardini, Carla
Roselli,
Donatella

Desideri
(2015),
Mineralogical characterization of commercial
clays used in cosmetics and possible risk for
health, Applied Clay Science, CLAY-03618,
No of Pages 6.

[10] Shanthi Appavoo, Arpita Bhattacharya,

Sudipta Ghosh Dastidar, Maya Treesa
Saji (2014), Antimicrobial particle and
compositions
thereof,
US9756855B2
United States.

[11] Thông tư số 6/2011/TT - BYT quy định về

Quản lý mỹ phẩm, Phụ lục số 6.

[12] A. López-Galindo a, C. Viseras b, P. Cerezo

(2007), Compositional, technical and
safety specifications of clays to be used
as pharmaceutical and cosmetic products,
Applied Clay Science 36, 51-63.

98 Tạp chí Nghiên cứu khoa học, Trường Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190, Số 1 (68) 2020

LIÊN NGÀNH HĨA HỌC - CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM
[13] M.

Isabel Carretero, Manuel Pozo
(2010), Clay and non-clay minerals in the
pharmaceutical and cosmetic industries Part
II. Active ingredients, Applied Clay Science
47, 171-181.

[14] Taylor

& Francis (2006), Removal of
Multiple-Metals from Contaminated Clay
Minerals; Environmental Technology, Vol.
27. pp 811-822.

[15] Juliana da Silva Favero, Venina dos Santos,

Valeria Weiss-Angeli, Lucas Bonan Gomes,
Diego Gusmão Veras, Norberto Dani, André
Sampaio Mexias, Carlos Pérez Bergmann
(2019), Evaluation and characterization of
Melo Bentonite clay for cosmetic applications,
Applied Clay Science 175, 40-46

THÔNG TIN VỀ TÁC GIẢ
Mạc Thị Lê
- Tóm tắt q trình đào tạo, nghiên cứu (thời điểm tốt nghiệp và chương trình đào tạo,
nghiên cứu):
+ Năm 2006: Tốt nghiệp ngành Vật lý, Trường Đại học Sư Phạm Hà Nội

+ Năm 2012: Tốt nghiệp Thạc sĩ ngành Vật lý chất rắn (Khoa học vật chất), Trường Đại học
Sư phạm Hà Nội
- Tóm tắt cơng việc hiện tại: Giảng viên, khoa Khoa học Cơ bản, Trường Đại học Sao Đỏ
- Lĩnh vực quan tâm: Vật lý chất rắn, khoa học vật liệu
- Email:
- ĐT: 0983084725

Tạp chí Nghiên cứu khoa học, Trường Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190, Số 1 (68) 2020

99