Nghiên cứu chế tạo vật liệu trao đổi Anion từ Polystiren phế thải ứng dụng để xử lý PO43- trong môi trường nước

<span class='text_page_counter'>(1)</span><div class='page_container' data-page=1>

<b>Nghiên cứu chế tạo vật liệu trao đổi Anion từ Polystiren phế thải ứng dụng để xử</b>
<b>lý PO43-_{trong mơi trường nước}</b>

<i>Hồng Anh Huy; Mai Văn Tiến</i>

<i>Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội, Số 41A đường Phú Diễn, </i>
<i>Phường Phú Diễn, quận Bắc Từ Liêm, Hà Nội</i>

ĐT: 84-932 249 680
Email:

<b>Tóm tắt: Bài báo này trình bày một số kết quả nghiên cứu chế tạo vật liệu trao đổi</b>
anion từ polystyren phế thải. Quá trình tổng hợp nhựa trao đổi anion từ polystyrene
phế thải trải qua ba công đoạn, phân loại và làm sạch, phản ứng clometyl hóa vịng

thơm v p àứ ahản h đngt t minn t óađ a ể Ảạo h hànhc c t hựa rao ổi nion. nh ưởng ủa ác ác
nhân phản ứng clometyl hóa, nhiệt độ, thời gian và hàm lượng etylen điamin tới hiệu

suất phản ứng, khả năng trao đổi của nhựa đã được nghiên cứu khảo sát. Độ bền kéo,

độ bền nén của nhựa được xác định bằng các phương pháp theo tiêu chuẩn. Độ bền
kéo của nhựa đạt 28,9 (N/mm2_{), độ bền nén 54.40 (N/mm}2_{), dung lượng trao đổi cực}

đại đối với ion PO43- của nhựa đạt 10.5 mgPO43-/g.

<i>Từ khóa: </i>Trao đổi Anion, Polystiren, chloromethylation, amination

<b>I. Đặt vấn đề</b>

Polystyren (PS) là loại nhựa được tổng hợp từ ngun liệu của q trình lọc hóa

d ầ u . N h ự a P S đ ư ợ c ứ n g d ụ n g đ ể s ả n s u ấ t c á c đ ồ g i a d ụ n g v à c á c s ả n p h ẩ m c ô n g
nghiệp phục vụ cho mọi lĩnh vực của đời sống xã hội. Các sản phẩm chế từ nhựa PS

sau khi hết niên hạn sử dụng được thải bỏ ra môi trường trở thành phế thải gây nguy

h ạ i c h o m ô i t r ư ờ n g , l ư ợ n g p h ế t h ả i P S t ă n g đ ề u m ỗ i n ă m ư ớ c t í n h k h o ả n g t r ê n

100.000 t Hấn/năm.t p l P iệnc y đại t hếb r iệum t S m chủ c ếu ược hải ỏ a ôi rường à hưa ó

một h tình h bhứcp xayl v tiệns d háph l Phế tử ýthảic às ừpái ácPử ảnụng hẩmợp ý.S
này nếu đem chơn lấp sẽ tốn diện tích đất, đồng thời cịn gây ơ nhiễm cho nguồn đất

và n ước.N d pếu pùngđ c hươngr t k v hápc g ơ nốt mũngt ất ốn ém à ịn ây hiễm ơi rường
do sinh ra khói bụi, các khí độc kể cả dioxin rất có hại cho sức khỏe con người, môi

trường và tiềm ẩn nguy cơ làm suy giảm tầng ozơn. Dùng phương pháp tái sinh thì

</div>
<span class='text_page_counter'>(2)</span><div class='page_container' data-page=2>

Trong khi đó, nhu cầu về sử dụng nhựa trao đổi ion ứng dụng trong xử lý ô nhiễm
nước thải và nước sinh hoạt hiện nay ở nước ta hiện có nhu cầu lớn, chúng ta vẫn
đang phải nhập khẩu hoàn toàn từ nước ngoài.Về bản chất nhựa trao đổi ion có thành

phần c lhínhn c à hựas v dopolime đ tyrenet h t àq vivinylbenzen, ược ổng ợp hông ua iệc

biến tính thế vịng thơm trên mạch đại phân tử để tạo ra các nhóm chức hoạt động có
khả năng trao đổi ion theo sơ đồ phản ứng hình 1 [2].

... CH2 CH ... ClCH2 OCH3

Xúc tác Friedel Crafts

... CH2 CH ...

CH2Cl

R2NH HCl

... CH2 CH ...

CH2

N
R2 HCl

-+

<i>Hình 1. Sơ đồ tổng hợp nhựa trao đổi anion</i>

Đ â y l à c ơ s ở k h o a h ọ c đ ể c h ú n g t a c ó t h ể c h ế t ạ o n h ự a t r a o đ ổ i a n i o n t ừ n g u ồ n
nguyên liệu phế thải PS.

<b>II. Thực nghiệm</b>

<i><b>2.1. Nguyên liệu, hóa chất</b></i>
- Xốp PS phế liệu;

- Nhơm clorua hexahydrat, AlCl3.6H2O, 99.9% (Merck-Đức);

- Thiếc clorua dehydrat, công thức SnCl2.2H2O, 99.8% (Merck-Đức);

- Chlorometylete, ClCH2-OCH3, 99.9%, d = 1,06 g/ml (Merck-Đức);

- Ethylen điamin, (C2H5)2NH, 99.8%, 0,9 g/cm3 (Sigma- Aldrich);

- Etanol, C2H5OH (Việt Nam);

- Xylene, (CH3)2C6H4, 99.9% (Merck-Đức);

- Dung dịch chuẩn gốc PO43- (Merck- Đức).

<i><b>2.2. Phương pháp tổng hợp nhựa trao đổi ion từ PS phế liệu</b></i>

<i>a) Tách phân loại và làm sạch PS phế thải</i>

Xốp PS phế thải sau khi thu gom được xử lý như sau: Tiến hành phân loại, tách
và loại bỏ hết các chất bẩn và các thành phần nhựa phế liệu khác, rửa sạch, sấy khơ,

đưa vào máy băm nhỏ, tới kích thước hạt cỡ 1mm. Hạt nhựa PS sau khi băm nhỏ

được hòa tan hồn tồn bằng dung mơi xăng thơm hoặc xylen. Sau đó nhựa PS được

kết tủa và lọc rửa lại bằng etanol, lặp lại quá trình này 2 tới 3 lần để loại bỏ hết tạp

c h ấ t v à p h ụ g i a , t a t h u đ ư ợ c P S s ạ c h r ồ i đ e m đ i s ấ y ở n h i ệ t đ ộ d ư ớ i
100o_{C trong thời gian từ 2÷3 giờ.}

<i>b) Tổng hợp nhựa trao đổi anion từ PS phế thải</i>

</div>
<span class='text_page_counter'>(3)</span><div class='page_container' data-page=3>

<i>Giai đoạn 1: Phản ứng clometyl hóa</i>

+ N h ự a P S p h ế t h ả i s a u k h i l à m s ạ c h đ ư ợ c h ò a t a n h o à n t o à n b ằ n g d u n g m ô i

xylen với các nồng độ khác nhau từ 2÷10% theo khối lượng. Tiến hà nh phản ứng
clometyl hóa tại dải nhiệt độ từ 120÷160o_{C, thời gian phản ứng từ 6 ÷ 8 giờ, trong}

bình cầu 3 cổ nhám có sinh hàn hồi lưu và lắp nhiệt kế để theo dõi nhiệt độ của phản

ứ n g . C h l o r o m e t y l e t e đ ư ợ c s ử d ụ n g l à m t á c n h â n p h ả n ứ n g t h e o t ỷ l ệ đ ã t í n h t o á n
trước trong sự có mặt của chất xúc tác SnCl2 và AlCl3. Kết thúc phản ứng nhựa PS

clometyl hóa được kết tủa làm sạch bằng etanol để loại bỏ chất xúc tác và các tác

nhân c phưa ứ t hảnh s ng,s p iếnđ k ànhl k ấy đ ảnt khẩmt ến hối ượng hông ổi rước hi hực
hiện phản ứng amin hóa để tạo nhựa trao đổi anion [3,4].

<i>Giai đoạn 2: Phản ứng amin hóa</i>

Sản p hẩmP c Sh đlometylh t l b óax vượcc n òađ t 5an ại ằng ylen ới ác ồng ộ ừ ÷10%
tính theo khối lượng, được đưa vào bình phản ứng thực hiện amin hóa để tạo nhựa

trao đ a ổi P nion.ứ a hhảnn đ ng t hmin v t lóah lhựa e ược hực iện ới ỷ ệ àm ượng thylenen
diamine khác nhau, tại nhiệt độ 120o_{C, thời gian cho quá trình này diễn ra từ 1÷3}

giờ. Nhựa trao đổi anion tạo thành được kết tủa lại bằng etanol sau đó được sấy khơ
trong tủ sấy chân không tại nhiệt độ 800_{C đến khối lượng khơng đổi, để nguội tới}

nhiệt độ phịng rồi đem nghiền tạo thành hững hạt nhựa có đường kính khoảng 1mm.

Sản phẩm sau quá trình này sẽ được đem thử nghiệm để đánh giá khả năng trao đổi
anion.

<i><b>2.3. </b><b>Phương pháp thử nghiệm trao đổi anion PO</b><b>4</b><b>3- </b><b> của nhựa trong phịng thí </b></i>

<i><b>nghiệm</b></i>

Cân một lượng khoảng 2 ± 0,1(g) nhựa có đường kính 1mm sau khi sấy và tinh
chế sạch cho vào cốc thủy tinh có mỏ 500ml.

S o n g s o n g c h u ẩ n b ị c á c d u n g d ị c h t r a o đ ổ i P O43 - c ó n ồ n g đ ộ x á c đ ị n h t r ư ớ c .

</div>
<span class='text_page_counter'>(4)</span><div class='page_container' data-page=4>

- K ếtt t húch thựcđ t iệnh l raol b nổi, t iếnd l vànht h ọcp oại ỏ hựa hu ịch ọc à iến ành hân
tích xác định lại hàm lượng anion PO43- còn lại.

- Đ ốiv q ớit kuá s trìnhg c hảob t átđ Chời b 5 cian 5 ânc m ằng rao ổi: huẩn ị ốc 00ml ó ỏ

c h ứ a 1 0 0 m l c á c d u n g d ị c h a n i o n P O43 - c ó c ù n g n ồ n g đ ộ n h ư n h a u v ớ i n ồ n g đ ộ

0.08mg/l , sau đó tiến hành khuấy trao đổi với các khoảng thời gian khác nhau.

- Khảo sát xác định dung lượng trao đổi cực đại: Chuẩn bị 5 cốc 500ml có mỏ chứa

100ml c d ácd aung P 43- c ónịch ồngđ nionP 43-tăng dộ OOsần,đ t auh t ó đ hực iện rao ổi
ion ứng với tốc độ khuấy như nhau và thời gian được thực hiện là như nhau.

<i><b>2.4. Các phương pháp phân tích tính, đặc trưng cấu trúc, tính cơ, lý, hóa của vật</b></i>
<i><b>liệu nhựa trao đổi ion từ PS phế thải</b></i>

+ Phương pháp xác định độ bền kéo đứt của vật liệu theo tiêu chuẩn: ISO 527 - 2
(1993)

+ Phương pháp xác định độ bền nén theo tiêu chuẩn ISO 604 - 1993.

+ Phương pháp phân tích Phổ hồng ngoại IR: Phổ hồng ngoại (IR) được đo trên máy
BRUKER- TENSOR (Đức) tại Viện Hóa học- Viện hàn lâm khoa học Việt Nam.
+ Phân tích xác định nồng độ PO43- theo TCVN 6202: 2008

<b>III. Kết quả và thảo luận</b>

<i><b>3.1. Ảnh hưởng hàm lượng chlorometylete tới hiệu suất phản ứng clometyl hóa</b></i>

P h ả n ứ n g c l o m e t y l h ó a n h ự a P S đ ư ợ c t h ự c h i ệ n n h ư t r ì n h b à y t r o n g m ụ c
2.2.b. Các điều kiện phản ứng được duy trì khơng đổi: Lượng PS phản ứng 20 gam

tính theo khối lượng, nhiệt độ phản ứng 140o_{C, thời gian phản ứng là 8 giờ, tốc độ}

khuấy 200 vòng/phút. Ở đây thay đổi hàm lượng thể tích của chlorometylete lần lượt

t ư ơ n g ứ n g l à 1 , 3 , 5 , 7 , 9 m l . B ả n g 1 . Tr ì n h b à y k ế t q u ả ả n h h ư ở n g h à m l ư ợ n g
chlorometylete đến hiệu suất của phản ứng clometyl nhựa PS.

<i>Bảng 1. Ảnh hưởng của hàm lượng chlorometylete</i>đến hi u su t ph n ngệ ấ ả ứ

<i>Hàm lượng</i>
<i>chlorometylete</i>

<i>[ml]</i>

<i>Khối lượng PS</i>
<i>clometyl hóa thu được</i>

<i>[gam]</i>

<i>Khối lượng PS</i>
<i>clometyl tính theo lý</i>

<i>thuyết [gam]</i>

<i>Hiệu suất phản</i>
<i>ứng[%]</i>

1 20.42 20.44 95.06

3 21.24 21.31 94.03

5 21.99 22.19 90.85

7 22.27 23.07 73.94

9 22.67 23.94 67.66

K ế t q u ả b ả n g 1 c h o t h ấ y : K h i t ă n g h à m l ư ợ n g c h l o r o m e t y l e t e h i ệ u su ấ t p h ả n ứ n g

c l o m e t y l h ó a g i ả m , c ụ t h ể h i ệ u s u ấ t c ủ a p h ả n ứ n g g i ả m t ừ 9 5 . 0 6 % x u ố n g c ò n
67.66%. Ở khoảng nồng độ chlorometylete nhỏ hơn 5ml, hiệu suất phản ứng đạt giá

</div>
<span class='text_page_counter'>(5)</span><div class='page_container' data-page=5>

h i ệ u x u ấ t p h ả n ứ n g g i ả m đ i r õ r ệ t . G i ả i t h í c h s ự t h a y đ ổ i h i ệ u su ấ t c ủ a p h ả n ứ n g
clometyl hóa là do trong các phân tử PS số lượng gốc vòng thơm phản ứng thế với
chlorome tyle te là không đổi. Ở nồng độ hàm lượng chlorome tyle te nhỏ lượng gốc

clometyl h p ứóa v shảnl g ngv t ới c ốP hượngn x r ốch t òng hơm ủa S ầu hư ảy a oàn oàn
nên h siệu c puất ứ đủag t hảnc T ngk h ạtl iál crị ao. rong hi àm ượng ượng hlorometylete

cao l ượngg c ốch p lometylứ d l n óan lhảng hng s cư p à guyên hân àm iảm iệu uất ủa hản
ứng.

<i><b>3.2</b><b>. Ảnh hưởng nhiệt độ phản ứng tới hiệu suất phản ứng clometyl hóa</b></i>

C á c đ i ề u k i ệ n t h ự c h i ệ n p h ả n ứ n g đ ư ợ c d u y t r ì k h ô n g đ ổ i n h ư : Hà m l ư ợ n g

c h l o r o m e t y l e t e l à 5 . 3 m l / 2 0 g P S , t h ờ i g i a n p h ả n ứ n g l à 8 g i ờ , t ố c đ ộ k h u ấ y 2 0 0
vòng/phút. Ở đây nhiệt độ phản ứng clometyl hóa nhựa PS lần lượt được thay đổi và

thực h t iện1 o_{C, 1}ại o₃₀_{C, 1}20 o₄₀_{C, 1} o₅₀_{C v à}₁ o_{C. H}₆₀ _ình₃ _T _b_. _ả _rình_h _c _ày _nh _ưởng _ủa

nhiệt độ thực hiện phản ứng clometyl hóa nhựa PS tới hiệu suất của sản phẩm PS
clometyl hóa.

Theo kết quả hình 3: Khi tăng nhiệt độ phản ứng tăng, hiệu suất của phản ứng
clometyl hóa có sự thay đổi. Hiệu suất của phản ứng tăng từ 80.2% lên 95.4% nhanh
trong khoảng nhiệt độ từ 120o_{C lên 140}o_C.

<i>Hình 3. Ảnh hưởng của nhiệt độ phản ứng tới hiệu suất phản ứng clometyl hóa PS</i>

Khi tiếp tục tăng nhiệt độ của phản ứng từ 140o_{C lên 160}o_{C hiệu suất phản ứng}

lại giảm nhẹ từ 95% xuống còn 92%. Nguyên nhân dẫn tới hiện tượng trên là do tại
nhiệt độ phản ứng clometyl hóa cao, phản ứng sẽ xảy ra với tốc độ nhanh hơn làm

t ă n g h i ệ u s u ấ t p h ả n ứ n g . T ạ i n h i ệ t đ ộ t h ự c h i ệ n p h ả n ứ n g c a o h ơ n
140o_{C có thể là nguyên nhân dẫn tới sự bắt đầu phân hủy các phân tử PS do đó làm}

giảm hiệu suất của phản ứng.

<i><b>3.2. Ánh hưởng hàm lượng ethylene diamine tới khả năng trao đổi của nhựa</b></i>

Hàm lượng etylen điamin có ảnh hưởng trực tiếp và quyết định đến khả năng
<i><b>trao đổi anion của nhựa. Để khảo sát ảnh hưởng hàm lượng ethylenen điamine tới khả</b></i>

năng trao đổi của nhựa các thí nghiệm được thực hiện như trình bày trong mục 2.2.b,
kết quả được thể hiện trong bảng 2.

</div>
<span class='text_page_counter'>(6)</span><div class='page_container' data-page=6>

<i>Hàm lượng etylen diamin (ml)</i> <i>Khả năng trao đổi PO43- (mg/g)</i>

2 1.35

4 2.10

6 2.35

8 2.32

10 2.33

Từ k qết b uả2 c tảngk t h hol hấye đ hi t ăng2 m kàmn t ượng tylen iamin ừ ÷6 l hả ăng rao
đổi của nhựa đối với anion PO43- tăng lên từ 1.35 lên 2.35 mg/g. Khi tăng hàm lượng

c ủ a e t y l e n đ i a m i n t ừ 6 m l l ê n 1 0 m l k h ả n ă n g t r a o đ ổ i c ủ a n h ự a v ớ i a n i o n

P O43 - í t c ó s ự t h a y đ ổ i . L ý g i ả i s ự t h a y đ ổ i k h ả n ă n g t r a o đ ổ i v ớ i i o n

PO43- của nhựa là do với hàm lượng etylen điamin thấp chưa đủ để phản ứng hết với

c á c n h ó m g ố c c l o m e t y l h ó a t r o n g n h ự a , s ố n h ó m c h ứ c t ạ o r a đ ể t r a o đ ổ i v ớ i i o n
PO43 - là ít do vậy mà dung lượng trao đổi thấp. Trong khi hàm lượng etylen điamin

cao lại dẫn tới sự dư thừa so với nhóm clometyl hóa của nhựa PS, do vậy mà dung
lượng trao đổi của nhựa với ion PO43- ít có sự thay đổi.

<i><b>3.3. Phân tích xác định một số tính chất của nhựa trao đổi anion từ PS phế thải</b></i>
<i><b>3.3.1. Kết quả xác định độ bền kéo đứt và độ bền nén của nhựa</b></i>

Để xác định độ bền kéo đứt và độ bền nén của nhựa trao đổi anion từ PS phế thải, tiến

h à n h g i a c ô n g c h ế t ạ o c á c m ẫ u đ o t h e o t i ê u c h u ẩ n n h ư m ô t ả t r o n g m ụ c 2 . 4 ,
tiến hành đo mẫu 5 lần sau đó tính kết quả trung bình, kết quả xác định độ bền kéo

của nhựa trao đổi anion thu được như sau:
+ Độ bền kéo: K = 29.80 (N/mm2)

+ Độ bền nén: n = 54.40 (N/mm2)

<i><b>3.3.2. Kết quả phân tích phổ hồng ngoại IR</b></i>

Hình 4 và 5 trình bày kết quả phân tíh phổ hồng ngoại íủa PS phế thải và íủa nhựa trao đổi anion đượí tạo
ra từ PS phế thải.

<i>Hình 4. Phổ IR của nhựa PS</i> <i>Hình 5.Phổ IR của nhựa trao đổi anion từ</i>

</div>
<span class='text_page_counter'>(7)</span><div class='page_container' data-page=7>

Phổ hồng ngoại IR của nhựa PS trên hình 4 thể hiện các pic ở 2886,73 cm-1_{; 2979,99}

c m- 1_{; 3 0 9 1 , 9 1 c m}- 1 _{v ớ i c h â n p i c r ộ n g đ ặ c t r ư n g c h o l i ê n k ế t C – H t r o n g m ắ t x í c h}

(CH[C6H5]-CH2)n). C ácp ở 1 ic cm-1; 1 632,12c726,27 -1 v ớic m phânr đ ict ộng ặc rưng

cho liên kết C= C. Các pic ở 883,72cm-1_{; 738,87 cm}-1_{; 635,06 cm}-1_{với chân pic rộng}

đ ặ c t r ư n g c h o d a o đ ộ n g c ủ a l i ê n k ế t u ố n C - H v ò n g t h ơ m t r o n g
((CH[C6H5]-CH2)n). Trên hình số 5 các pic tại 2867,91 cm- 1; 2935,94 cm- 1 với chân

pic rộng đặc trưng cho liên kết C– H trong ((CH[C6H5]-CH2)n). Các pic ở 1706,39

c m- 1_{; 1 6 3 0 , 5 4 c m}- 1_{; 1 5 4 7 , 8 0 c m}- 1_{v ớ i c h â n p i c r ộ n g đ ặ c t r ư n g c h o l i ê n k ế t C =}

C. C ácp ở 885,85ic cm-1_{; 7 73,23c} -1_{; 6 85,89c}_m -1_{; 6 21,53c}_m -1 _{v ớic}_m _p_hân_r _đ _ic _ộng _ặc

trưng c d hođ caol kộngu C – uav tiên v cết p đốnt n đH c òng hơm à ác ic ặc rưng ày ều ó

sự chuyển dịch đáng kể so với nhựa PS. Ngồi ra cịn thể hiện các pic tại 3226,60

cm-1_{; 3381,21 cm}-1_{với chân pic rộng đặc trưng cho dao động của liên kết N– H trong}

(R2NH+Cl-), điều này minh chứng các phản ứng đã thật sự diễn ra.

<i><b>3.4. Thử nghiệm khả năng trao đổi anion PO</b><b>4</b><b>3-</b><b> của nhựa</b></i>

<i>a ) Ả n h h ư ở n g c ủ a t h ờ i g i a n t ớ i d u n g l ư ợ n g t r a o đ ổ i v ớ i i o n</i>
<i>PO43- của nhựa</i>

Để đánh giá khả năng trao đổi và xác định dung lượng trao đổi cực đại của nhựa đối

v ớ i i o n PO43 - c á c t h í n g h i ệ m đ ã đ ư ợ c t i ế n h à n h n h ư m ô t ả t ạ i m ụ c 2 . 3 p h ầ n t h ự c

n g h i ệ m . H ì n h 6 t h ể h i ệ n d u n g l ư ợ n g t r a o đ ổ i c ủ a n h ự a v ớ i i o n
PO43- (nồng độ PO43- chọn là 0.08mg/l) của nhựa theo thời gian.

<i>Hình 6. Ảnh hưởng của thời gian tới dung lượng trao đổi với ion</i>
<i>PO43- của nhựa</i>

K ế t q u ả h ì n h 6 c h o t h ấ y t h ờ i g i a n đ ạ t c â n b ằ n g t r a o đ ổ i c ủ a n h ự a đ ố i v ớ i i o n
PO43-<i> là khoảng 75 phút.</i>

<i>b ) X á c đ ị n h d u n g l ư ợ n g t r a o đ ổ i c ự c đ ạ i c ủ a n h ự a đ ố i v ớ i i o n</i>
<i>PO4</i>

3-X á c đ ị n h d u n g l ư ợ n g t r a o đ ổ i c ự c đ ạ i c ủ a n h ự a đ ố i v ớ i i o n
P O43 - đ ư ợ c t h ự c h i ệ n t h e o p h ư ơ n g t r ì n h b i ể u d i ễ n s ự p h ụ t h u ộ c c ủ a n ồ n g đ ộ i o n

</div>
<span class='text_page_counter'>(8)</span><div class='page_container' data-page=8>

trao đ c ổiđ Cựct: N ồngđại, d dộ tungt đ ịchc b ạiB hời3 l s liểmt ân ằng. ảng à ố iệu hực
nghiệm để xác định dung lượng trao đổi cực đại của nhựa

<i>Bảng 3. Ảnh hưởng của nồng độ ion PO43- đến dung lượng trao đổi của nhựa</i>

<i>Thời gian trao đổi</i>

<i>(phút)</i> <i>C0(mg/l)</i> <i>Ct(mg/l)</i> <i>Q (mg/g)</i> <i>Ct/Q</i>

75 0.04 0.017 1.15 0.0148

75 0.05 0.021 1.45 0.0145

75 0.08 0.034 2.30 0.0148

75 0.16 0.075 4.25 0.0176

75 0.50 0.320 9 0.0356

T ừ s ố l i ệ u t h ự c n g h i ệ m t h a y v à o p h ư ơ n g t r ì n h t í n h t o á n ở t r ê n t a t í n h đ ư ợ c d u n g
lượng trao đổi cực đại đối với ion PO43- của nhựa là 10,5 mg/g.

<b>Kết luận</b>

- N h ự a t r a o đ ổ i a n i o n c h ế t ạ o t ừ P S p h ế t h ả i t r ả i q u a 2 g i a i đ o ạ n : + P h ả n ứ n g
clometyl hóa được thực hiện tại 140o_{C, nồng độ PS từ 2÷10% tính theo khối lượng,}

thời g tian h 8hực h hiệnc xgiờ,t l Aỗn3.6H2O; Sợp nCl2.2Hhất2O. P úchảnứ ác ngà lCl

a m i n h ó a đ ư ợ c t i ế n h à n h v ớ i e t y l e n d i a m i n t ạ i n h i ệ t đ ộ

120o_{, thời gian 1÷3 giờ.}

- Cấu trúc của nhựa trao đổi anion từ PS thải được chứng minh bằng phổ hồng ngoại
IR, độ bền kéo của nhựa đạt 29.80 (N/mm2_{); độ bền nén đạt 54.40 (N/mm}2_).

- Thời gian đạt cân bằng trao đổi của nhựa vào khoảng 75 phút và dung lượng trao
đổi cực đại đối với ion PO43- là 10.5 mg/g.

<b>Tài liệu tham khảo</b>

[1] N g ô D u y C ư ờ n g ( 2 0 0 4 ) “<i>H ó a h ọ c c á c h ợ p c h ấ t c a o p h â n t ử</i>” . N X B Đ ạ i h ọ c
Quốc Gia Hà Nội. trang 100-101.

[2] L i n d s a y E r i n A n d e r s o n ( 2 0 1 3 )<i> “ A n i o n e x c h a n g e r e s i n t e c h n o l o g y f o r n a t u r a l</i>

<i>organic matter removal from surface water”.</i>

[3] S t o n e G . ( 2 0 0 4 ) , “<i>G r a f t p o l y m e r i c m e m b r a n e s a n d i o n - e x c h a n g e m e m b r a n e s</i>
<i>formed thereform”, US Patent 6,726,758. </i>

[4] G i f f i n D . J o n e s ( 2 0 0 2 ) , ‘ ’<i>C h l o r o m e t h y l a t i o n o f P o l y s t y r e n e‘ ’. I n d u s t r i a l s &</i>

<i>Engneering Chemistry. Vol 44, no11, P.2686-2692.</i>

</div>
<span class='text_page_counter'>(9)</span><div class='page_container' data-page=9>

Hoang Anh Huy; Mai Van Tien

<i><b>University of Natural Resources and Environment- Hanoi, Vietnam</b></i>

<b>Abstract:</b>This paper presents the results of the study on creating anion-exchanged

materials f p rom w olystyreneThe s ynthesiso a astes.e f r nionf wxchange esins rom aste
p o l y s t y r e n e u n d e r w e n t t h r e e s t a g e s , c l a s s i f y i n g a n d c l e a n i n g , c h e m i c a l r e a c t i o n s
a r o m a t i c c h l o r o m e t h y l a n h a m i n a t i o n r e a c t i o n t o f o r m a n i o n e x c h a n g e r e s i n . T h e

s t u d y a l s o i n v e s t i g a t e s t h e e f f e c t s o f<b> t h e c h e m i c a l g e n t s </b> c h l o m e t h y l i z a t i o n ,

t e m p e r a t u r e , t i m e , a n d t h e c o n c e n t r a t i o n o f e t h y l e n e d i a m i n e o n t h e r e a c t i o n

e f f i c i e n c y a n d e x c h a n g i n g a b i l i t y o f t h e r e s i n . T h e t e n s i l e a n d c o m p r e s s i o n
t e n s i l e s t r e n g t h s o f t h e r e s i n a r e d e t e r m i n e d b y t h e s t a n d a r d m e t h o d s . T h e
t e n s i l e s t r e n g t h o f t h e r e s i n r e a c h e s a t 2 8 . 9 ( N / m m2_{) , t h e c o m p r e s s i o n t e n s i l e}

s t r e n g t h a t 5 4 . 4 0 ( N / m m2_{) , a n d t h e m a x i m u m}<b>_{c a p a c i t y f o r t h e e x c h a n g e o f i o n s}</b>

PO4-3<b> of the resin at 10.5 mgPO</b>4-3<b>/g.</b>

<i>K</i> <i>e</i> <i>y</i> A <i>w</i> n <i>o</i> i <i>r</i> o <i>d</i> n <i>s</i> - <i>:</i> e x c h a n g e d , p o l y s t y r e n e n , c h l o r o m e t h y l a t i o n ,

</div>

<!--links-->