Nghiên cứu đặc tính hấp phụ của chất hoạt động bề mặt mang điện tích âm trên nhôm oxit và ứng dụng trong kỹ thuật chiết pha rắn

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
------------------------

PHẠM THỊ THU TRANG

NGHIÊN CỨU ĐẶC TÍNH HẤP PHỤ CỦA CHẤT HOẠT
ĐỘNG BỀ MẶT MANG ĐIỆN TÍCH ÂM TRÊN NHÔM OXIT
VÀ ỨNG DỤNG TRONG KỸ THUẬT CHIẾT PHA RẮN

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

HÀ NỘI- 2017


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
------------------------

PHẠM THỊ THU TRANG

NGHIÊN CỨU ĐẶC TÍNH HẤP PHỤ CỦA CHẤT HOẠT
ĐỘNG BỀ MẶT MANG ĐIỆN TÍCH ÂM TRÊN NHÔM OXIT
VÀ ỨNG DỤNG TRONG KỸ THUẬT CHIẾT PHA RẮN

Chuyên ngành: Hóa Phân Tích
Mã số: 60440118

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. PHẠM TIẾN ĐỨC

HÀ NỘI- 2017


LỜI CẢM ƠN
Với lịng biết ơn sâu sắc, tơi xin chân thành cảm ơn TS. Phạm Tiến Đức đã
giao đề tài và tận tình hƣớng dẫn, tạo điều kiện thuận lợi để tơi hồn thành luận văn
này.
Tơi xin đƣợc gửi lời cảm ơn các Thầy Cô và cán bộ trong bộ mơn Hóa Phân
Tích và khoa Hóa Học – Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc Gia
Hà Nội đã trang bị hệ thống kiến thức cơ bản và tạo điều kiện cho tôi tiếp cận các
đề tài khoa học.
Tôi xin chân thành cảm ơn các anh, chị, các bạn và các em sinh viên trong
phịng thí nghiệm Hóa phân tích đã giúp đỡ tận tình, hỗ trợ tơi trong suốt q trình
thực hiện luận văn.
Sau cùng tơi xin gửi lờibiết ơn sâu sắc đến gia đình và ngƣời thân đã luôn tạo
điều kiện tốt nhất, giúp đỡ và động viên tơi trong suốt q trình học tập và hoàn
thành luận văn.
Nghiên cứu trong luận văn này được tài trợ bởi Quỹ Phát triển khoa học và
công nghệ Quốc gia (NAFOSTED) trong đề tài mã số 104.05-2016.17.

Hà Nội, ngày…….tháng 12 năm 2017
Học viên
Phạm Thị Thu Trang


MỤC LỤC

BẢNG KÝ HIỆU CÁC CHỮ VIẾT TẮT ..................................................................1
DANH MỤC CÁC BẢNG..........................................................................................2
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ ...............................................................3

MỞ ĐẦU .....................................................................................................................4
CHƢƠNG I-TỔNG QUAN ........................................................................................5
1.1. Giới thiệu về các chất hoạt động bề mặt ..............................................................5
1.1.1. Phân loại các chất hoạt động bề mặt .................................................................5
1.1.2. Ứng dụng ...........................................................................................................7
1.2. Các phƣơng pháp xác định chất hoạt động bề mặt ..............................................9
1.2.1. Phƣơng pháp đo điện thế và phƣơng pháp đo độ dẫn .......................................9
1.2.2. Phƣơng pháp phổ hấp thụ phân tử UV-Vis .....................................................10
1.2.3. Phƣơng pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) ...........................................11
1.2.4. Phƣơng pháp sắc ký khí ..................................................................................11
1.2.5. Phƣơng pháp điện di mao quản (CE) ..............................................................11
1.3. Tổng quan về kim loại nặng ...............................................................................12
1.3.1. Kim loại nặng trong mơi trƣờng nƣớc ............................................................12
1.3.2. Ơ nhiễm kim loại nặng trong môi trƣờng nƣớc ..............................................12
1.3.3. Phƣơng pháp làm giàu và xác định ion kim loại nặng ....................................13
1.4. Giới thiệu về nhôm oxit .....................................................................................13
1.4.1. Phân loại nhôm oxit ........................................................................................14
1.4.2. Cấu trúc của bề mặt nhôm oxit .......................................................................16
1.5. Giới thiệu về vật liệu γ-Al2O3 ............................................................................17


1.5.1. Giới thiệu về γ-Al2O3 ......................................................................................17
1.5.2. Cấu trúc của γ-Al2O3 .......................................................................................17
1.5.3. Cấu trúc xốp của của γ-Al2O3 .........................................................................19
1.5.4. Ứng dụng làm chất hấp phụ của γ-Al2O3 ........................................................19
1.6. Giới thiệu về phƣơng pháp hấp phụ ...................................................................20
1.6.1. Các lý thuyết về hấp phụ .................................................................................20
1.6.2. Ứng dụng của hấp phụ ....................................................................................23
1.7. Mơ hình hấp phụ đẳng nhiệt cơ bản và mơ hình hai bƣớc hấp phụ ...................25
1.7.1. Phƣơng trình đẳng nhiệt hấp phụ Freudlich ....................................................25

1.7.2. Phƣơng trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir ...................................................25
1.7.3. Lý thuyết mơ hình hai bƣớc hấp phụ ..............................................................26
1.8. Phƣơng pháp chiết pha rắn .................................................................................28
1.8.1. Các cơ chế chiết pha rắn .................................................................................28
CHƢƠNG 2- NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..........................31
2.1. Mục tiêu và nội dung nghiên cứu .......................................................................31
2.1.1. Mục tiêu của đề tài ..........................................................................................31
2.1.2. Nội dung nghiên cứu .......................................................................................31
2.2. Thiết bị, dụng cụ và hóa chất .............................................................................32
2.2.1. Hóa chất ..........................................................................................................32
2.2.2. Dụng cụ thí nghiệm .........................................................................................32
2.2.3. Chuẩn bị và pha chế hóa chất ..........................................................................32
2.2.4. Thiết bị ............................................................................................................33
2.3. Phƣơng pháp nghiên cứu ....................................................................................34
2.3.1. Phƣơng pháp hấp thụ phân tử UV-Vis ............................................................34


2.3.2. Phƣơng pháp phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa F-AAS ...................................35
2.3.3.Phƣơng pháp điện di mao quản CE-C4D .........................................................36
2.4. Ứng dụng vật liệu γ-Al2O3 hấp phụ bằng SDS và STS trong kỹ thuật chiết pha
rắn ..............................................................................................................................36
2.5. Các thông số đánh giá độ tin cậy của phƣơng pháp phân tích ...........................37
2.5.1. Giới hạn phát hiện (LOD), giới hạn định lƣợng (LOQ) .................................37
2.5.2. Độ lặp lại của phƣơng pháp ............................................................................38
2.5.3. Hiệu suất thu hồi của phƣơng pháp .................................................................38
2.5.4. Hiệu suất (H%) và dung lƣợng hấp phụ 𝜞 ......................................................38
CHƢƠNG 3- KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN............................................................40
3.1. Đánh giá phƣơng pháp phân tích xác định chất chất hoạt động bề mặt ............40
3.1.1. Lập đƣờng chuẩn .............................................................................................40
3.1.2. Đánh giá phƣơng pháp phân tích ....................................................................42

3.2. Đánh giá đặc tính của vật liệu γ- Al2O3 trƣớc và sau khi hấp phụ ....................47
3.3. Khảo sát các yếu tố ảnh hƣởng tới khả năng hấp phụ bằng phƣơng pháp tĩnh .49
3.3.1. Khảo sát ảnh hƣởng của pH đến khả năng hấp phụ ........................................49
3.3.2. Khảo sát ảnh hƣởng của lực ion đến khả năng hấp phụ ..................................52
3.3.3. Khảo sát ảnh hƣởng của thời gian hấp phụ .....................................................55
3.3.4. Hấp phụ đẳng nhiệt của SDS và STS trên vật liệu nhôm oxit ........................58
3.3.5. Điều kiện tối ƣu của chất chất hoạt động bề mặt hấp phụ trên vật liệu nhôm
oxit .............................................................................................................................62
3.4. Xây dựng quy trình phân tích trên mẫu thực .....................................................63
3.4.1. Chuẩn bị cột nhồi ............................................................................................63
3.4.2. Lấy mẫu và bảo quản mẫu ..............................................................................63


3.4.3. Phân tích một số mẫu nƣớc .............................................................................63
KẾT LUẬN ...............................................................................................................65
TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................................66


BẢNG KÝ HIỆU CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Ký hiệu viết tắt

Tiếng Anh

Tiếng Việt

CE

Capillary Electrophoresis

Điện di mao quản

CMC

Critical Micelle Concentration

Nồng độ mixen tới hạn

EDTA

Ethylendiamin Tetraacetic Acid

Axit etylen diamin tetra
acetic

FT-IR

Fourier Transform - Infrared
Spectroscopy

Phổ hồng ngoại biến đổi
Fourier

F-AAS

Flame Atomic Absorption
Spectrometry

Phổ hấp thụ nguyên tử
ngọn lửa

GF-AAS

Graphite Furnace Atomic
AbsorptionSpectrometry

Phổ hấp thụ nguyên tử lò
graphit

LOD

Limit of Detection

Giới hạn phát hiện

LOQ

Limit ofQuantification

Giới hạn định lƣợng

RSD

Relative Standard Deviation

Độ lệch chuẩn tƣơng đối

SD

Standard Deviation

Độ lệch chuẩn

SDS

Sodium Dodecyl Sulfate

Natri dodecyl sulphat

STS

Sodium Tetradecyl Sulfate

Natri tetradecyl sulphat

SPE

Solid Phase Extraction

Chiết pha rắn

UV-Vis

Ultraviolet – Visible
Spectrophotometrty

Phổ hấp thụ phân tử UVVis

1

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1. Các điều kiện đo phổ F-AAS xác định Pb2+…………………………….35
Bảng 2.2.Các điều kiện đo của điện di mao quản CE-C4D………………………...36
Bảng 3.1.Số liệu thống kê lập đƣờng chuẩn của chất hoạt động bề mặt SDS và STS
...................................................................................................................................41
Bảng 3.2.Kết quả xác định độ lệch chuẩn của mẫu trắng .........................................42
Bảng 3.3.Kết quả xác định độ lặp lại của phƣơng pháp UV-Vis xác định SDS .......43
Bảng 3.4.Kết quả xác định độ lặp lại của phƣơng pháp UV-Vis xác định STS .......44
Bảng 3.5.Kết quả xác định độ thu hồi của phƣơng pháp UV-Vis trong xác định SDS
và STS .......................................................................................................................45
Bảng 3.6.Kết quả phân tích xác định SDS và STS bằng phƣơng pháp UV-Vis đối
chứng với phƣơng pháp CE-C4D…………………………………………………..46
Bảng 3.7.Kết quả khảo sát ảnh hƣởng của pH tới khả năng hấp phụ .......................50
Bảng 3.8.Kết quả khảo sát ảnh hƣởng của lực ion tới dung lƣợng hấp phụ .............53
Bảng 3.9.Kết quả khảo sát ảnh hƣởng của thời gian tới dung lƣợng hấp phụ ..........56
Bảng 3.10.Kết quả khảo sát đƣờng đẳng nhiệt hấp phụ của SDS tại các nồng độ
muối NaCl 1mM, 10mM và 100mM ........................................................................59
Bảng 3.11.Kết quả khảo sát đƣờng đẳng nhiệt hấp phụ của STS tại các nồng độ
muối NaCl 1mM, 10mM và 100mM ........................................................................60
Bảng 3.12.Kết quả xác định mẫu thực sau khi làm giàu bằng cột chiết pha
rắn………………………………………………………………………………..…64
Bảng 3.13.So sánh hai phƣơng pháp xác định mẫu thực……………………..……64

2


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ
Hình 1.1. Cấu trúc của chất hoạt động bề mặt ............................................................5
Hình 1.2. Cơ chế hình thành mixen (CMC)…………………………………………5
Hình 1.3.Cơng thức cấu tạo của SDS ..........................................................................7

Hình 1.4. Cơng thức cấu tạo của STS .........................................................................7
Hình 1.5. Cấu trúc phân tử của nhơm oxit ................................................................13
Hình 1.6. Cấu trúc khối của nhơm oxit .....................................................................16
Hình 1.7.Vị trí của ion Al3+ trong cấu trúc bó chặt anion .........................................17
Hình 1.8. Cấu trúc spinel của γ- Al2O3 .....................................................................18
Hình 1.9. Hấp phụ chất hoạt động bề mặt SDS (hoặc STS) trên γ-Al2O3…………24
Hình 3.1. Đƣờng chuẩn xác định chất hoạt động bề mặt SDS bằng phƣơng pháp
UV-Vis ......................................................................................................................40
Hình 3.2.Đƣờng chuẩn xác định chất hoạt động bề mặt STS bằng phƣơng pháp UVVis .............................................................................................................................41
Hình 3.3. Phổ IR của vật liêu γ- Al2O3 sau khi đƣợc xử lý bằng NaOH và nhiệt
độ………………………………………………………………………….…..……47
Hình 3.4. Phổ IR của vật liệu γ- Al2O3 sau khi hấp phụ SDS…………………..….48
Hình 3.5. Phổ IR của vật liệu γ- Al2O3 sau khi hấp phụ STS…………………..….48
Hình 3.6.Ảnh hƣởng của pH tới khả năng hấp phụ…………….……………....….51
Hình 3.7. Ảnh hƣởng của lực ion tới dung lƣợng hấp phụ…………………….…..54
Hình 3.8.Ảnh hƣởng của thời gian tới dung lƣợng hấp phụ……………………….57
Hình 3.9.Đƣờng đẳng nhiệt hấp phụ của SDS ở nền muối NaCl 1mM, 10mM và
100mM……………………………………………………………………..………61
Hình 3.10.Đƣờng đẳng nhiệt hấp phụ của STS ở nền muối NaCl 1mM, 10mM và
100mM………………………………………………………………………….….61

3


MỞ ĐẦU
Chất hoạt động bề mặt là một chất hữu cơ lƣỡng tính do trong phân tử của nó
tồn tại đầu ƣa nƣớc và phần đuôi kị nƣớc. Chất hoạt động bề mặt đƣợc ứng dụng
rộng rãi trong các ngành công nghiệp khác nhau nhƣ công nghiệp sơn, mỹ phẩm,
dƣợc phẩm [37], xử lý nƣớc thải [15]. Hấp phụ chất hoạt động bề mặt trên bề mặt
vật liệu rắn có thể làm thay đổi tính chất bề mặt của vật liệu nhƣ thay đổi điện tích

bề mặt, thay đổi đặc tính ƣa nƣớc cũng nhƣ kị nƣớc. Từ đó, vật liệu rắn có thể đƣợc
sử dụng nhƣ là một chất hấp phụ hiệu năng cao để xử lý các chất hữu cơ và vô cơ
gây ô nhiễm [24].
Đối với khoa học phân tích, các loại vật liệu rắn có thể đƣợc biến tính bằng
chất hoạt động bề mặt để tạo thành vật liệu chiết pha rắn làm tăng khả năng tách và
làm giàu ion kim loại nặng và một số chất hữu cơ trong môi trƣờng nƣớc.
Nghiên cứu hấp phụ chất hoạt động bề mặt trên vật liệu oxit kim loại đã
đƣợc nghiên cứu nhiều trênthế giới trong khi đó hƣớng nghiên cứu này chƣa đƣợc
phát triển ở Việt Nam. Tuy nhiên, nghiên cứuđặc tính hấp phụ cũng nhƣ nghiên cứu
ảnh hƣởng của sự thay đổi mạch cacbon của các chất hoạt động bề mặt mang điện
tích âm trên nhơm oxit ứng dụng trong kĩ thuật chiết pha rắn là một hƣớng nghiên
cứu mới chƣa đƣợc công bố trong nƣớc và quốc tế.
Vì vậy,chúng tơi chọn đề tài:“Nghiên cứu đặc tính hấp phụ của chất hoạt
động bề mặt mang điện tích âm trên nhơm oxit và ứng dụng trong kỹ thuật chiết
pha rắn”.

4


CHƢƠNG I-TỔNG QUAN
1.1. Giới thiệu về các chất hoạt động bề mặt
Chất hoạt động bề mặt (HĐBM) là những hợp chất có khả năng làm giảm sức
căng bề mặt giữa hai chất lỏng, giữa chất lỏng và pha khíhoặc giữa chất lỏng và
chất rắn. Phân tử chất hoạt động bề mặt gồm hai phần: phần đầu ƣa nƣớc và phần
đuôi kị nƣớc.

Đầu

Đi

ƣa nƣớc
kị nƣớc
Hình 1.1. Cấu trúc của chất hoạt động bề mặt
Nếu có nhiều hơn hai chất lỏng khơng hịa tan vào nhau thì chất hoạt động bề
mặt làm tăng diện tích tiếp xúc giữa hai chất lỏng đó.
Khi hòa tan chất hoạt động bề mặt vào trong chất lỏng thì các phân tử của chất
hoạt hóa bề mặt có xu hƣớng tạo thành đám gọi là mixen, nồng độ các phân tử chất
hoạt động bề mặt tạo đƣợc mixen là nồng độ tạo mixen tới hạn (CMC) [39].
CMC

Hình 1.2. Cơ chế hình thành mixen (CMC)
1.1.1. Phân loại các chất hoạt động bề mặt
Tùy theo tính chất mà chất hoạt động bề mặt đƣợc phân thành các loại khác
nhau. Tuy nhiên, chất hoạt động bề mặt phần lớn đƣợc phân loại dựa vào khả năng
phân ly trong nƣớc của chất hoạt động bề mặt [29].

5


Phân loại chất hoạt động bề mặt nhƣ sau:
-

Chất hoạt động bề mặt mang điện âm (anionic)

-

Chất hoạt động bề mặt mang điện dƣơng (cationic)

-

Chất hoạt động bề mặt không mang điện (nonionic)

-

Chất hoạt động bề mặt lƣỡng cực (zwitterionic )

 Chất hoạt động bề mặt mang điện âm (anionic)
Chất HĐBMkhi hòa tan vào nƣớc phân ly ra ion âm, nhóm ƣa nƣớc sẽ liên
kết với nhóm kị nƣớc bằng liên kết cộng hóa trị. Chất HĐBM mang điện âm có khả
năng hoạt động bề mặt mạnh nhất so với các loại khác. Nhóm chất này ứng dụng
làm các chất tẩy rửa chính, khả năng lấy dầu cao, tạo bọt to nhƣng kém bền. Chúng
bao gồm ankyl benzen sulfonat, natri dodecyl sulfat, amoni lauryl sulfat và các
muối ankyl sulfat khác, xà phòng và các muối của axit béo,…
 Chất hoạt động bề mặt mang điện dƣơng (cationic)
Chất HĐBMkhi hòa tan vào nƣớc phân ly ra ion dƣơng. Chất hoạt động bề
mặt mang điện tích dƣơng có khả năng hoạt động bề mặt khơng cao, có nhóm ái
nƣớc là ion dƣơng, ion dƣơng thông thƣờng là các dẫn xuất của amin bậc 4 của clo.
Chất hoạt động bề mặt nhóm nàytẩy dầu ít, khơng dùng với mục đích tạo bọt, làm
bền bọt, tạo nhũ tốt. Nhóm chất này có khả năng phân giải sinh học kém. Một số
chất hoạt động bề mặt cation thông dụng: Cetyl trimethylammonium bromide,clorua
ditearyl diamin, cetyl pyridinium clorua (CPC), benzakonium clorua (BZC),…
 Chất hoạt động bề mặt khơng mang điện (nonionic)
Chất HĐBMkhi hịa tan vào nƣớc khơng phân ly thành ion. Chất
HĐBMkhơng mang điện có khả năng hoạt động bề mặt khơng cao, có khả năng
phân giải sinh học tốt. Chất HĐBM nhóm nàylấy dầu ít, làm bền bọt, tạo nhũ tốt.
Nhóm chất này ít chịu ảnh hƣởng của nƣớc cứng và pH mơi trƣờng, nhƣng chúng
có khả năng tạo phứcvới một số ion kim loại nặng trong nƣớc. Chúng bao gồm các
oxit amin, ankyl amin, rƣợu amit, polyglycerol ete, poliglucosit, sunfonat betain,…
 Chất hoạt động bề mặt lƣỡng cực (zwitterionic )
6

Chất hoạt động bề mặt lƣỡng cực là những chất hoạt động bề mặt mà tùy
theo môi trƣờng axit hay bazơ mà tồn tại ở dạng cation với axit hay anion với bazơ
hay nói cách khác là các chất hoạt động bề mặt có các nhóm lƣỡng cực vừa tích
điện âm vừa tích điện dƣơng (amin, este). Nhóm chất này có khả năng hoạt động bề
mặt khơng cao, ở pH thấp chúng hoạt động ở dạngcationic và ở dạnganionic khi pH
cao. Chúng có khả năng phân hủy sinh học. Chúng gồm các dẫn xuất từ betain nhƣ
ankylamino propyl betain, dodecyl betain, cocamidopropyl betain, dodecyl
dimetylamin oxit,…
Natri dodecyl sulfat (SDS) và natri tetradecyl sulfat (STS) là các chất hoạt
động bề mặt dạng anion (mang điện âm) điển hình có cơng thức hóa học lần lƣợt là
CH3(CH2)11SO4Na (SDS) và CH3(CH2)13SO4Na(STS). Khi hòa tan trong nƣớc
chúng có khả năng hoạt động bề mặt mạnh, khả năng lấy dầu cao, tạo bọt to nhƣng
kém bền. SDS và STS bị thụ động hóa trong mơi trƣờng nƣớc cứng (chứa ion Ca2+,
Mg2+) và các ion kim loại nặng nhƣ (Fe2+, Al3+,…).Công thức cấu tạo của SDS và
STS đƣợc chỉ ra ở Hình 1.3 và Hình 1.4.

Hình 1.3.Cơng thức cấu tạo của SDS

Hình 1.4.Cơng thức cấu tạo của STS

1.1.2. Ứng dụng
Chất hoạt động bề mặt có nhiều ứng dụng quan trọng trong đời sống hằng
ngày. Ứng dụng phổ biến nhất là chất tẩy rửa, bột giặt, sơn, nhuộm, mỹ phẩm,…
7


Trong công nghiệp dệt nhuộm, chất HĐBM đƣợc dùng chất làm mềm cho
sợi vải, chất trợ nhuộm.

Trong công nghiệp thực phẩm bao gồm chất nhũ hóa cho bánh kẹo, bơ sữa
và đồ hộp.
Trong công nghiệp xây dựng: dùng để nhũ hóa nhựa đƣờng, tăng cƣờng độ
đóng rắn của bê tơng,…
Trong cơng nghiệp mỹ phẩm: chất tẩy rửa, nhũ hóa, chất tạo bọt và ngun
liệu trong gia cơng mỹ phẩm [29].
Ngồi ra, chất hoạt động bề mặt cịn có ứng dụng đặc biệt trong hƣớng
nghiên cứu hấp phụ trên vật liệu oxit kim loại để xử lý môi trƣờng nƣớc với giá
thành rẻ và đặc tính ƣu việt của chúng.
Hiện nay, đã có một số các cơng trình nghiên cứu liên quan chất hoạt động
bề mặt hấp phụ lên vật liệu oxit kim loại cụ thể:
Tác giả Asit K.Das và các cộng sự [20] đã nghiên cứu hiệu suất hấp phụ xử
lý thuốc nhuộm Melachine xanh (MG) trong môi trƣờng nƣớc bằng vật liệu nhơm
oxit biến tính bằng chất hoạt động bề mặt SDS.
Tác giả A.Upadhyaya và các công sự [12] đã nghiên cứu khả năng hấp phụ
của hỗn hợp chất hoạt động bề mặt anion và cation trên bề mặt oxit kim loại. Kết
quả cho thấy khả năng hấp phụ chất hoạt động bề mặt có thể đƣợc tăng cƣờng hay
hạn chế bằng cách sử dụng thích hợp hỗn hợp chất hoạt động bề mặt cation-anion
với nồng độ và thành phần cấu tạo thích hợp.
Trong một nghiên cứu khác, nhóm nghiên cứu của Chodchanok Attaphong
[18] đã khám phá khả năng hấp phụ và giải hấp của chất hoạt động bề mặt không
mang điện trên nhôm oxit. Kết quả chỉ ra mối tƣơng quan giữa nhóm ethylen oxit
(EO) đến dung lƣợng hấp phụ, cụ thể nhóm ethylen của chất hoạt động bề mặt tăng,
dung lƣợng hấp phụ tối đa giảm. Nghiên cứu cũng ứng dụng vật liệu nhơm oxit biến
tính bề mặt để loại bỏ một số chất hữu cơ và các chất độc hại trong môi trƣờng.

8


1.2. Các phƣơng pháp xác định chất hoạt động bề mặt

Hiện nay có nhiều phƣơng pháp xác định chất hoạt động bề mặt trong đó
thƣờng dùng là phƣơng pháp đo điện thế, đo độ dẫn, quang phổ, điện di mao quản
và sắc ký.
1.2.1. Phương pháp đo điện thế và phương pháp đo độ dẫn
Phƣơng pháp đo điện thế đƣợc tiến hành trên thiết bị đo thế sử dụng điện cực
chọn lọc ion. Thế điện cực đƣợc xác định dựa vào chênh lệch thế của điện cực so
sánh Ag/AgCl và điện cực chỉ thị là điện cực chọn lọc với ion chất hoạt động bề
mặt.
Phƣơng pháp đo độ dẫn là phƣơng pháp phân tích dựa vào việc đo độ dẫn
điện của các dung dịch điện ly. Độ dẫn điện của dung dịch điện ly gây bởi sự
chuyển động của các ion. Khi lắp hai điện cực vào dung dịch rồi nối hai điện cực
với nguồn điện một chiều, ion dƣơng sẽ chuyển động về phía cực âm của nguồn
điện trong khi ion âm sẽ chuyển động theo chiều ngƣợc lại, về phía dƣơng của
nguồn điện. Nhờ sự chuyển động này của ion mà dung dịch dẫn đƣợc điện. Ngƣời
ta gọi đó là hiện tƣợng dẫn điện bằng ion. Để đánh giá khả năng dòng điện trong
dung dịch dƣới tác dụng của điện trƣờng ngoài, ngƣời ta dùng khái niệm độ dẫn
điện. Khả năng của một dung dịch điện li cho dòng điện chạy qua phụ thuộc vào độ
linh động của các ion trong dung dịch, trong khi độ linh động của các ion lại phụ
thuộc kích thƣớc điện tích khối lƣợng, khả năng tạo solvat của ion với dung môi.
Các yếu tố vừa nêu trên lại phụ thuộc bản chất các ion có trong dung dịch, đó chính
là ngun tắc chung của phƣơng pháp phân tích đo độ dẫn điện.
Đơn vị đo độ dẫn điện là Simen, kí hiệu là S: 1S=1A/V. Simen chính là
nghịch đảo của điện trở. Độ dẫn điện thƣờng đƣợc sử dụng trong phƣơng pháp đo
trực tiếp cũng nhƣ đo gián tiếp trong phƣơng pháp chuẩn độ độ dẫn điện.
Độ dẫn điện của dung dịch điện li thƣờng đƣợc biểu diễn thành độ dẫn điện
riêng và độ dẫn điện đƣơng lƣợng.

9

Tác giả Phạm Tiến Đức và cộng sự [38] đã xác định nồng độ của SDS bằng
phƣơng pháp đo điện thế và đo độ dẫn điện để phân tích nồng độ SDS trong các
dung dịch khác nhau. Sự sai khác của hai phƣơng pháp này không vƣợt quá 10%.
1.2.2. Phương pháp phổ hấp thụ phân tử UV-Vis
Phƣơng pháp phổ hấp thụ phân tử UV-Vis dựa trên sự tƣơng tác chọn lọc
giữa chất cần xác định với năng lƣợng bức xạ điện từ thuộc vùng phổ tử ngoại, khả
kiến hoặc hồng ngoại.
E. Jurado và các cộng sự [23] đã đề xuất ra phƣơng pháp đơn giản để xác
định chất hoạt động bề mặt mang điện tích âm dựa trên sự hình thành cặp ion giữa
chất hoạt động bề mặt mang điện tích âm và xanh methylen (AS-MB). Ƣu điểm nổi
bật phƣơng pháp này là không chỉ làm giảm đáng kể số lƣợng cloroform sử dụng
trong q trình chiết mà cịn làm giảm số lƣợng mẫu cần thiết để phân tích (ngoại
trừ bƣớclọc). Phƣơng pháp này đã đƣợc ứng dụng trong nghiên cứu động lực học
của ankylbenzen sulfonat (LAS).
TS. Phạm Tiến Đức và nhóm nghiên cứu [39] đã xác định SDS bằng phƣơng
pháp phổ UV-Vis sử dụng cloroform là dung môi hữu cơ và xanh methylen là thuốc
thử cation. Đo độ hấp thụ quang trong pha cloroform tại bƣớc sóng 655nm thu đƣợc
đƣờng chuẩn độ tuyến tính trong khoảng nồng độ 5×10-7 đến 1,5×10-5M với hệ số
tƣơng quan lớn hơn 0,999.
Một nghiên cứu khác của tác giả R.A.Greff và cộng sự [35] đã xác định chất
hoạt động bề mặt không mang điện với nồng độ thấp. Phƣơng pháp này dựa trên sự
hình thành phức màu xanh giữa thuốc thử amoni cobantothiocyanat và hợp chất
polyethoxylat. Hỗn hợp phức này đƣợc chiết trong benzen từ dung dịch muối đã
bão hòa và đo bằng phƣơng pháp UV-Vis tại bƣớc sóng 320nm. Độ chính xác và độ
lặp lại tốt với độ lệch chuẩn tƣơng đối ± 3% tại 20ppm.
Phƣơng pháp có ƣu điểm là cho kết quả phân tích nhanh với độ chính xác
khá cao. Phƣơng pháp này rất thích hợp để xác định chất hoạt động bề mặt với
thuốc thử xanh methylen [30-32].

10

1.2.3. Phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC)
Sắc ký lỏng hiệu năng cao là phƣơng pháp tách trong đó pha động là chất
lỏng và pha tĩnh chứa trong cột là chất rắn đã đƣợc phân chia dƣới dạng tiểu phân
hoặc một chất lỏng phủ lên một chất mang rắn hay một chất mang đã đƣợc biến đổi
bằng liên kết hóa học với các nhóm chức hữu cơ.
Các tác giả Hong Soon Park và Choong Kyun Rhee [28] đã phân tích nhanh
và đồng thời hỗn hợp chất hoạt động bề mặt âm và không mang điện sử dụng sắc ký
lỏng kết hợp với detector tán xạ pha hơi (LC/ELSD). Phƣơng pháp này sử dụng để
tách các chất hoạt động bề mặt trong 30 phút sử dụng cột pha đảo C18- và detector
ELSD. Đƣờng chuẩn thu đƣợc tuyến tính trong khoảng 0,4-140µg.
1.2.4. Phương pháp sắc ký khí
Sắc ký khí là phƣơng pháp phân tích dùng để tách và phân tích các hợp chất
dễ bay hơi mà không làm phân hủy thay đổi mẫu.
Trong một nghiên cứu của Ham sigrist [27] sử dụng phƣơng pháp sắc ký để
xác định SDS với độ nhạy và độ chính xác khá tốt và khơng bị ảnh hƣởng bởi sự có
mặt protein. Hiệu suất thu hồi của SDS trên 99%. Độ lệch chuẩn tại 100nmolSDS
khoảng 10%.
1.2.5. Phương pháp điện di mao quản (CE)
Điện di mao quản (CE) là một kỹ thuật tách các chất dựa trên cơ sở sự di
chuyển khác nhau của các phần tử chất (chủ yếu là các ion mang điện tích) trong cột
mao quản dƣới tác dụng của điện trƣờng E nhất định tạo bởi điện áp cao thế đặt vào
hai đầu mao quản.
Trong những năm gần đây, phƣơng pháp điện di mao quản đã đƣợc phát
triển rất nhanh và đƣợc ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt trong môi
trƣờng, sinh học dƣợc phẩm, khoa học, công nghệ, thực phẩm,…Do tính chất ƣu
việt về hiệu quả tách cao, thời gian tách ngắn, lƣợng mẫu tiêu tốn ít.
Ryo Koike và các cộng sự [36] nghiên cứu xác định nhanh và đồng thời bốn
loại chất hoạt động bề mặt lƣỡng tính của các đồng đẳng ankyldimethylamin N-oxit

(AO), ankylamindopropylamin N-oxit (APAO), ankylbetaine (Bt) vàankylamido-

11


propylbetaine (APB) bằng phƣơng pháp điện di mao quản (CE) với detector không
tiếp xúc (C4D). Các điều kiện pH của dung dịch nền, chất biến tính hữu cơ đƣợc
nghiên cứu một cách hệ thống. Độ lệch chuẩn tƣơng đối nằm trong khoảng 0,200,23% và giới hạn phát hiện của các đồng đẳng AO, APAO, Bt, APB lần lƣợt là 1020; 20; 20-50 và 50g/ml.
1.3. Tổng quan về kim loại nặng
1.3.1. Kim loại nặng trong môi trường nước
Hiện nay, sự phát triển mạnh về kinh tế cũng nhƣ bùng nổ dân số đã tạo ra
nhiều sức ép lên môi trƣờng sống, một trong số đó là vấn đề ơ nhiễm kim loại nặng
trong môi trƣờng nƣớc. Các hoạt động công nghiệp hay sinh hoạt con ngƣời đã thải
ra một số lƣợng lớn kim loại nặng độc hại vào môi trƣờng đất, nƣớc, tích lũy trong
thức ăn và tác động xấu đến con ngƣời.
Trong số các ion kim loại nặng độc hại trong nƣớc phải kể đến asen (As),
cadimi (Cd), đồng (Cu), chì (Pb), sắt (Fe), niken (Ni), mangan (Mn), thủy ngân
(Hg),…Các kim loại trên và muối của chúng là những chất độc hại và khó phân hủy
sinh học.
1.3.2. Ơ nhiễm kim loại nặng trong môi trường nước
Hầu hết các kim loại nặng ở nồng độ vi lƣợng là các nguyên tố dinh dƣỡng
cần thiết cho sự phát triển của sinh vật. Tuy nhiên, khi hàm lƣợng của chúng vƣợt
quá giới hạn cho phép, chúng thƣờng có độc tính cao, ảnh hƣởng đến sức khỏe con
ngƣời và sinh vật.
Vấn đề ô nhiễm nƣớc mặt, nƣớc ngầm ngày càng trở nên nghiêm trọng.
Nguyên nhân chủ yếu gây ô nhiễm kim loại nặng trong môi trƣờng nƣớc là nƣớc
thải chứa ion kim loại nặng của các khu công nghiệp, khu chế xuất thải ra môi
trƣờng. Một số hợp chất ion kim loại nặng khi thải ra mơi trƣờng bị tích tụ và đọng
lại trong đất, song một số hợp chất có thể hịa tan dƣới tác động của nhiều yếu tố
khác nhau. Điều này tạo điều kiện cho các ion kim loại nặng phát tán rộng vào nƣớc

ngầm, nƣớc mặt và gây ô nhiễm. Nhiều nơi chất lƣợng nƣớc suy giảm mạnh, nhiều
chỉ tiêu về các chất độc hại trong nƣớc cao hơn tiêu chuẩn cho phép nhiều lần [1].

12


1.3.3. Phương pháp làm giàu và xác định ion kim loại nặng
Có rất nhiều phƣơng pháp để làm giàu và xác định ion kim loại nặng trong
nƣớc nhƣ phƣơng pháp kết tủa hóa học, điện hóa, trao đổi ion, hấp phụ, sinh học,…
[2]. Trong đó, phƣơng pháp hấp phụ tỏ ra có nhiều ƣu điểm và đƣợc sử dụng rộng
rãi hơn cả bởi các ƣu điểm nhƣ có thể tăng hệ số làm giàu, dễ chế tạo thiết bị và đặc
biệt là có thể tái sử dụng vật liệu hấp phụ.
Trong một nghiên cứu của tác giả Gupta Vinod K và cộng sự [26] đã nghiên
cứu quá trình hấp phụ Pb và Cd trong dung dịch bằng bùn đỏ. Các yếu tố ảnh hƣởng
tới quá trình hấp phụ tĩnh và hấp phụ động đƣợc nghiên cứu một cách hệ thống. Kết
quả cho thấy đã ứng dụng thành công vật liệu bùn đỏ để xác định ion kim loại nặng
trong nƣớc.
1.4. Giới thiệu về nhơm oxit
Nhơm oxit là hợp chất hóa học của nhơm và oxi với cơng thức hóa học là
Al2O3. Nó cịn đƣợc biết đến tên gọi alumina bắt đầu trong ngành khai khoáng, gốm
sứ và các ngành khoa học vật liệu.
Nhôm oxit là chất rắn, màu trắng không tan và khơng tác dụng với nƣớc.
Nóng chảy ở nhiệt độ rất cao trên 20000C, có hệ số dãn nở ở nhiệt là 0,063K-1.

Hình 1.5. Cấu trúc phân tử của nhôm oxit
Trong vỏ quả đất, nhôm oxit tồn tại dƣới dạng tinh thể Al2O3 khan hoặc
quặng nhôm oxit không nguyên chất[15].
13

Tinh thể nhôm oxit trong suốt không màu, một phần dùng làm đồ nữ trang,
một phần dùng chế tạo các chi tiết trong ngành kỹ thuật chính xác nhƣ chân kính
đồng hồ, máy phát laze,…
Nhơm oxit lẫn tạp chất có độ rắn cao đƣợc dùng làm vật liệu mài nhƣ đá mài,
bột giấy ráp, bột đánh bóng,…
Trong cơng nghiệp, nhơm oxit hoạt tính đƣợc sử dụng rộng rãi, đặc biệt
trong ngành cơng nghiệp dầu khí làm chất hấp phụ trong q trình chế biến dầu, khí
thiên nhiên, hay chế tạo thành chất mang xúc tác hoặc xúc tác trong quá trình chế
biến các phân đoạn dầu mỏ và xúc tác trong q trình chuyển hóa hydrocacbon.
Diện tích bề mặt riêng, phân bố lỗ xốp và độ axit là các yếu tố quan trọng
của nhôm oxit.
1.4.1. Phân loại nhôm oxit
Năm 1950, các tác giả [34-43] đã phát hiện rằng nhôm oxit ngồi α-Al2O3
cịn có 6 cấu trúc tinh thể khác đƣợc tìm thấy bao gồm η, χ , γ, κ, θ và δ-Al2O3.
Có nhiều cách phân loại nhơm oxit tùy thuộc vào cấu trúc cũng nhƣ nhiệt độ
chuyển hóa mà chia thành nhƣ sau [16].
 Phân loại dựa vào nhiệt độ chuyển hóa từ nhơm hydroxitbao gồm:
Nhơm oxit đƣợc tạo thành ở nhiệt độ thấp (Al2O3. nH2O) với 0đƣợc tạo thành ở nhiệt độ không vƣợt quá 600oC và đƣợc gọi là nhóm gama nhơm
oxit, gồm có η, χ và γ-Al2O3.
Nhôm oxit tạo thành ở nhiệt độ cao từ 900 đến 10000C đƣợc gọi là nhóm
delta nhơm oxit, gồm có κ, θ và δ-Al2O3.
 Phân loại theo cấu trúc[15]:
Nhóm α: có cấu trúc mạng lƣới bát diện bó chặt, nhóm này duy nhất chỉ có
α-Al2O3.
Nhóm β: có cấu trúc mạng lƣới bó chặt ln phiên, nhóm này có β-Al2O3,
trong đó gồm oxit kim loại kiềm, kiềm thổ và sản phẩm phân hủy Gibbssitecó cùng
họ cấu trúc χ và κ-Al2O3.

14

Nhóm γ: với cấu trúc mạng khối bó chặt, trong đó bao gồm sản phẩm phân
hủy nhơm hydroxit dạng Bayerit, Nordstrandit và Boehmite. Nhóm này bao gồm η,
γ- Al2O3 đƣợc tạo thành ở nhiệt độ thấp và θ, δ-Al2O3 tạo thành ở nhiệt độ cao.
 η-Al2O3
Khối lƣợng riêng của η-Al2O3: 2,50-3,60 (g/cm3).
Dạng η-Al2O3 đƣợc tạo thành khi nung Bayerit ở nhiệt độ lớn hơn 230oC, cấu
trúc củaη-Al2O3 gần giống nhƣ cấu trúc của γ-Al2O3 và đƣợc ổn định bằng một số ít
nƣớc tinh thể. Tuy nhiên, trong lƣợng nƣớc dƣ trong η-Al2O3 nhỏ hơn trongγ-Al2O3.
Khi nung lƣợng nƣớc dƣ bên trong η-Al2O3có thể tồn tại đến 900oC.
Dạng η-Al2O3 và γ-Al2O3 khác nhau về kích thƣớc lỗ xốp, bề mặt riêng, tính
axit. Mặc dù chúng có tâm axit nhƣ nhau, nhƣng lực axit của η-Al2O3 lớn hơn.
 χ- Al2O3
Khối lƣợng riêng của χ-Al2O3: 3,00 (g/cm3).
Dạngχ- Al2O3 tạo thành trong quá trình nung Gibbssite trong khơng khí hoặc
nitơ ở nhiệt độ 230-3000C. Dạngχ-Al2O3 là trạng thái trung gian của quá trình kết
tinh γ-Al2O3. Khi nung tới nhiệt độ 800-1000oC, χ-Al2O3 biến đổi thành κ-Al2O3
 γ-Al2O3
Khối lƣợng riêng của γ-Al2O3: 3,20-3,77 (g/cm3).
Khối lƣợng riêng của γ-Al2O3 bằng 72% khối lƣợng riêng của α-Al2O3.
Dạng γ-Al2O3 có cấu trúc tinh thể lập phƣơng, khơng màu, có độ phân tán
cao.
Trên bề mặt dạng γ-Al2O3 cịn tồn tại hai loại tâm axit, đó là tâm axit Lewis
và tâm Bronsted. Tâm axit Lewis có khả năng tiếp nhận điện từ phân tử chất hấp
phụ còn tâm axit Bronsted có khả năng nhƣờng proton cho phân tử chất hấp phụ.
Dạngγ-Al2O3 là oxit lƣỡng tính, tính axit của γ-Al2O3 liên quan với sự có mặt
của các lỗ trống trên bề mặt của nó với số phối trí khác nhau, tính bazơ do ion nhơm
trong lỗ trống mang điện tích dƣơng khơng bão hịa quyết định.
Dạngγ-Al2O3thƣờng đƣợc điều chế bằng phƣơng pháp kết tủa và ứng dụng

phổ biến trong hấp phụ, chất xúc tác, pha rắn trong cột sắc ký khí.
15


Trong các dạng thù hình thì α-Al2O3 và γ-Al2O3 là hai dạng thù hình đƣợc
nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi nhất. Đặc biệt là γ-Al2O3 đƣợc sử dụng làm vật
liệu hấp phụ để xử lý các ion kim loại nặng gây ô nhiễm môi trƣờng.Dạng γ-Al2O3
cũng đƣợc sử dụng để làm pha tĩnh trong kĩ thuật chiết pha rắn để làm giàu và phân
tích ion kim loại nặng trong nƣớc.
1.4.2. Cấu trúc củabề mặt nhôm oxit
Cấu trúc của nhôm oxit đƣợc xây dựng từ các đơn lớp của các quả cầu bị bó
chặt. Lớp này có dạng tâm đối mà ở đó mọi ion O2- đƣợc định vị ở vị trí nhƣ Hình
1.5. Lớp tiếp theo đƣợc phân bố trên lớp thứ nhất, ở đó tất cả quả cầu thứ hai nằm ở
vị trí lõm sâu của lớp thứ nhất nhƣ Hình 1.5 (vị trí 2).
Lớp thứ 3 có thể phân bố ở vị trí nhƣ lớp thứ nhất và tiếp tục nhƣ vậy thứ tự
phân bố của kiểu cấu trúc này là 1,2; 1,2,…hoặc đƣợc phân bố trên những hố sâu
khác của lớp thứ nhất, còn lớp thứ 3 đƣợc phân bố nhƣ vị trí thứ nhất.

Hình 1.6.Cấu trúc khối của nhơm oxit
Vị trí của các ion Al+3:các cation Al+3 nhất thiết đƣợc phân bố trong không
gian giữa các lớp bó chặt anion. Lỗ hổng duy nhất mà ion Al+3 có thể phân bố là ở
giữa hai lớp. Các ion Al+3 nằm trên vị trí trên lỗ hổng tứ diện hoặc nằm ở vị trí tâm
bát diện nhƣ Hình 1.7.

16


Hình 1.7.Vị trí của ion Al3+trong cấu trúc bó chặt anion
Đặc điểm cấu trúc bề mặt của nhơm oxit có vai trị quan trọng trong hấp phụ
do nhơm oxit có cấu trúc lớp.

1.5. Giới thiệu về vật liệu γ-Al2O3
1.5.1. Giới thiệu về γ-Al2O3
Vật liệu γ-Al2O3 đƣợc tạo thành khi nung Gibbssite, Bayerit, Nordstrandit và
Boehmite ở nhiệt độ khoảng 400-6000C hay trong q trình phân hủy muối nhơm.
Vật liệu γ-Al2O3 thu đƣợc từ quá trình nhiệt phân Boehmite, dạng thù hình của
nhơm hydroxit là tốt nhất.
Nhơm hidroxit ở dạng γ-Al2O3 có độ phân tán cao và cấu trúc khuyết, chủ
yếu làm xúc tác trong cơng nghiệp chế biến dầu và hóa dầu, làm chất mang, và đặc
biệt γ-Al2O3 đƣợc sử dụng làm chất hấp phụ nhƣ tách asen và flo trong nƣớc sinh
hoạt, tách các hợp chất đa vòng, các chất hữu cơ dễ bay hơi.
1.5.2. Cấu trúc của γ-Al2O3
Trong cấu trúc của γ-Al2O3 thì oxy đƣợc bao gói theo kiểu khối lập phƣơng
bó chặt, cịn đối với cation thì một trong hai cation nằm ở khối 4 mặt, cation kia
nằm trong khối 8 mặt [42]. Cơng thức của γ-Al2O3có dạng A8/3Al64/3O32 trong đó
các ion nhơm nằm trong khối tứ diện (A đóng vai trị là ơ trống). Proton khơng nằm
trong lỗ trống tứ diện mà nằm trên bề mặt trong dạng nhóm OH-. Nhƣ vậy, dạng
γ-Al2O3 trên bề mặt chứa nhiều OH-.
Dạng γ-Al2O3có cấu trúc spinel lập phƣơng tâm khuyết, có 2 dạng phân bố
ion Al3+. Dạng thứ nhất ion Al3+ phân bố đều trong lỗ trống tứ diện và bát diện,

17


dạng thứ 2 ion Al3+ chỉ phân bố trong lỗ trống bát diện [35]. Cấu trúc spinel của γAl2O3[8]đƣợc chỉ ra ở Hình 1.8.

Hình 1.8. Cấu trúc spinel của γ-Al2O3
Các dạng nhôm oxit khác nhau về tỷ lệ ion nhôm trong khối tứ diện và bát
diện. Cụ thể trong γ-Al2O3 có 24 cation đƣợc sắp xếp vào các vị trí lỗ trống bát diện
và tứ diện còn 32 ion O2- xếp chặt tạo thành cấu trúc lập phƣơng tâm diện [25].
1.5.2.1. Đặc tính bề mặt của γ-Al2O3

Đặc tính bề mặt liên quan trực tiếp đến tính chất hấp phụ của vật liệuγ-Al2O3.
Vật liệu γ-Al2O3 hoạt tính thƣờng chứa từ 1-5% nƣớc. Phụ thuộc vào điều kiện chế
tạo, trong γ-Al2O3 có thể chứa oxit kim loại kiềm, oxit sắt, ion sulfat. Các tạp chất
này ảnh hƣởng đến tính hấp phụ của γ-Al2O3. Ví dụnhƣ sự có mặt của SO42- và một
số anion khác làm tăng độ axitcủa γ-Al2O3.
Ở áp suất hơi nƣớc cao, quá trình hấp phụ nƣớc xảy ra nhanh, nhƣng lƣợng
nƣớc này dễ tách ra khi nung ở nhiệt độ 120oC. Ở nhiệt độ thấp trên bề mặt γ-Al2O3
tồn tại nƣớc ở dạng không phân ly và khi nung ở nhiệt độ cao sẽ tạo nhóm hydroxyl
bề mặt. Cịn ở điều kiện nhiệt độ rất cao trong áp suất chân khơng thì trong cấu trúc
vẫn cịn có nƣớc. Trên bề mặt nhôm oxit tồn tại cả hai loại tâm: tâm Bronsted và
Lewis. Đây là các trung tâm hấp phụ hoạt tính trên bề mặt nhơm oxit.

18