Nghiên cứu phân tán nano fe3o4 trên xơ dừa để làm vật liệu hấp phụ cr VI và ni II

ĈҤI HӐ&Ĉ¬1
ҸNG
75Ѭ
Ӡ1*Ĉ
ҤI HӐ&6Ѭ3+
ҤM

NGUYӈN THӎNI NA

NGHIÊN CӬU PHÂN TÁN NANO Fe3O4 75Ç1;Ѫ'
ӮA
ĈӆLÀM VҰT LIӊU HҨP PHӨION Cr(VI) VÀ Ni(II)

LUҰ19Ă17+
ҤC SƬ
HĨA HӐC

Ĉj1
ҹng, Năm 2018


ĈҤI HӐ&Ĉ¬1
ҸNG
75Ѭ
Ӡ1*Ĉ
ҤI HӐ&6Ѭ3+
ҤM

NGUYӈN THӎNI NA

NGHIÊN CӬU PHÂN TÁN NANO Fe3O4 75Ç1;Ѫ'

ӮA
ĈӆLÀM VҰT LIӊU HҨP PHӨION Cr(VI) VÀ Ni(II)
Chun ngành: Hóa hӳXFѫ
Mã sӕ: 8 44 01 14

LUҰ19Ă17+
ҤC SƬ
HÓA HӐC

1Jѭ
ӡLKѭ
ӟng dүn khoa hӑc
TS. 9lj7+
ӎDUYÊN

Ĉj1
ҹng, NăP
2018


LӠI &$0Ĉ2$1
7{L[LQFDPÿRDQĈ
Ӆtài: ³
Nghiên cӭu phân tán nano Fe3O4 WUrQ[ѫG
ӯa
ÿӇlàm vұ
t liӋ
u hҩ
p phө&U9,
Yj1L,,

´
là do bҧ
n thân tôi thӵc hiӋ
n. Các
sӕliӋ
u, kӃ
t quҧÿ
Ӆtài là trung thӵc. NӃ
u sai sӵthұ
t tôi xin chӏ
u trách nhiӋ
m.
Ĉj1
ҹ
ng, ngày 29/04/2018
Tác giҧluұ
QYăQ

Xác nhұ
n cӫDWUѭ
ӣng khoa chuyên môn

Xác nhұ
n cӫ
DJLiRYLrQKѭ
ӟng dү
n


LӠI CҦ0Ѫ1

Xin chân thành cҧ
PѫQ769NJ7K
ӏDX\rQQJѭ
ӡLÿmK
Ӄ
t lòQJJL~Sÿ
ӥvà tҥ
o

ÿL
Ӆ
u kiӋ
n tӕ
t nhҩ
t cho tơi hồn thành luұ
QYăQQj\;LQFKkQWK
ӓlịng biӃ
WѫQ
ÿ
Ӄ
n tồn thӇq thҫ
y cơ trong khoa Hóa, các thҫ
y cơ Ban Giám hiӋ
Xӡ
WUѭ
QJ
ҥ
iĈ
hӑ
F6ѭSK

ҥ
m ±Ĉҥ
i hӑFĈj1
ҹ
QJÿm
ұ
n tình truyӅ
W Qÿ
ҥ
t nhӳng kiӃ
n thӭc quý báu
FNJQJҥ
oQKѭ
mӑL
Ӆ
uW
ÿL
kiӋ
n thuұ
n lӧi nhҩ
t cho tơi trong suӕ
t q trình hӑ
c tұ
p
nghiên cӭXYjFKRÿ
Ӄ
n khi thӵc hiӋ
Qÿ
Ӆtài luұ
QYăQ

Tôi xin cҧ
PѫQJLDÿuQKE
ҥ
QEqÿmOX{Q
ӫng hӝ
, cәYNJYjJL~Sÿ
ӥtrong suӕ
t
thӡLJLDQTXDÿ
Ӈtôi có thӇtұ
p trung nghiên cӭu YjKRjQWKjQKÿ
Ӆtài này.

Mһ
FGÿmFyQKL
Ӆ
u cӕgҳ
ng trong suӕ
t quá trình thӵc hiӋ
Qÿ
Ӆtài, QKѭQJGR
vӅmһ
t kiӃ
n thӭc và thӡi gian cịn hҥ
n chӃ
, luұ
QYăQFzQQKL
Ӆ
u hҥ
n chӃ

, thiӃ
u sót.
Tơi rҩ
t mong nhұ
Qÿѭ
ӧc ý kiӃ
QÿyQJJySYjV
ӵchӍdү
n cӫa các thҫ
y cơ và nhӳng
QJѭ
ӡLÿDQJTXDQWkPÿ
Ӈluұ
QYăQÿѭ
ӧc hồn thiӋ
n.






DANH MӨC CÁC TӮ VIӂT TҲT

QCVN

Quy chuҭ
n ViӋ
t Nam

VLHP

Vұ
t liӋ
u hҩ
p phө

SEM

Seaning Electron Microscopy (Kính hiӇ
QYLÿL
Ӌ
n tӱquét)

TEM

Transmission Electron Microscopy (Kính hiӇ
QYLÿL
Ӌ
n tӱtruyӅ
n qua)

IR

Infrared spectroscopy (Phәhӗng ngoҥ
i)

XRD

X Ray Diffraction (NhiӉ

u xҥtia X)


DANH MӨC CÁC BҦNG
SӕhiӋ
u

Tên bҧ
ng

Trang

bҧ
ng
1.1.

Mӝ
t sӕtính chҩ
t và thành phҫ
n hóa hӑ
c cӫ
D[ѫG
ӯa

9

1.2.

Sӕngun tӱYjQăQJOѭ
ӧng bӅmһ

t cӫa hҥ
t nano hình cҫ
u

14

1.3.

Bҧ
ng so sánh hҩ
p phөvұ
t lý và hҩ
p phөhóa hӑc

26

2.1.

SӕliӋ
u xây dӵQJÿѭ
ӡng chuҭ
n cӫ
a Ni(II)

41

2.2.

SӕliӋ
u xây dӵQJÿѭ

ӡng chuҭ
n cӫ
a Cr(VI)

43

3.1.

KӃ
t quҧhҩ
p phөCr(VI) và Ni(II) bӣi [ѫG
ӯa, nano oxit sҳ
t tӯvà

58

[ѫG
ӯa phӫFe3O4
3.2.

'XQJOѭ
ӧng hҩ
p phөcӵFÿ
ҥ
i qm và hҵ
ng sӕLangmuir KL

3.3.

Các hҵ

ng sӕcӫ
DSKѭѫQJWUuQK)UHXQGOLFKÿ
ӕ
i vӟi Cr(VI) và
69

67

Ni(II)
3.4.

KӃ
t quҧxӱOêQѭ
ӟc thҧ
i nhà máy Dana Nhұ
t bҵ
ng VLHP

73

3.5.

KӃ
t quҧxӱOêQѭ
ӟc thҧ
i nhà máy Vneco 6

73

DANH MӨC CÁC HÌNH VӀ, ĈӖTHӎ
SӕhiӋ
u

Tên hình vӁ

Trang

hình vӁ
1.1.

Cây dӯa

8

1.2.

Vӓdӯa

9

1.3.

;ѫG
ӯa

9

1.4.

Cҩ
u trúc tinh thӇcӫa Fe3O4

18

2.1.

4X\WUuQKÿL
Ӆ
u chӃ[ѫG
ӯa biӃ
n tính

34

2.2.

Hҥ
t nano oxit sҳ
t tӯFe3O4

36

2.3.

;ѫG
ӯa phӫnano oxit sҳ
t tӯFe3O4

37

2.4.

Ĉӗthӏ[iFÿ
ӏ
QKÿL
Ӈ
Pÿ
ҷ
QJÿL
Ӌ
n

38

2.5.

KӃ
t quҧxây dӵQJÿѭ
ӡng chuҭ
n cӫa Ni(II)

42

2.6.

KӃ
t quҧxây dӵQJÿѭ
ӡng chuҭ
n cӫa Cr(VI)

43

2.7.

HiӋ
QWѭ
ӧng nhiӉ
u xҥtia X tӯhai mһ
t phҷ
ng mҥ
ng tinh thӇ

48

2.8.

6ѫÿ
ӗkhӕi cӫ
a kính hiӇ
QYLÿL
Ӌ
n tӱquét

49

2.9.

6ѫÿ
ӗnguyên lý làm viӋ

c cӫ
a máy phәhӗng ngoҥ
i IR

50

2.10.

6ѫÿ
ӗnguyên lý kính hiӇ
QYLÿL
Ӌ
n tӱtruyӅ
n qua

52

3.1.

Giҧ
Qÿ
ӗXRD cӫa nano oxit sҳ
t tӯFe3O4 tә
ng hӧSÿѭ
ӧc

53

3.2.

Ҧnh TEM cӫ
a nano oxit sҳ
t tӯFe3O4

54

3.3.

Ҧnh SEM cӫa [ѫG
ӯa

54

3.4.

Ҧnh SEM cӫa nano oxit sҳ
t tӯFe3O4

55

3.5.

Ҧnh SEM cӫa vұ
t liӋ
X[ѫG
ӯa: Fe3O4

55

3.6.

Phәhӗ
ng ngoҥ
i cӫa vұ
t liӋ
X[ѫG
ӯa

56

3.7.

Phәhӗ
ng ngoҥ
i cӫa vұ
t liӋ
X[ѫG
ӯa phӫFe3O4

56

3.8.

Ĉӗthӏ[iFÿ
ӏ
QKÿL
Ӈ
Pÿ
ҷ
QJÿL

Ӌ
n cӫD[ѫG
ӯa, nano Fe3O4 và

57

[ѫG
ӯa: Fe3O4
3.9

ĈӗthӏbiӇ
u diӉ
n hiӋ
u suҩ
t hҩ
p phөCr(VI) và Ni(II) cӫD[ѫ59
dӯa, nano oxit sҳ
t tӯYj[ѫ
dӯa: Fe3O4


3.10.

Ĉӗthӏҧ
QKKѭ
ӣng cӫa tӹlӋkhӕ
LOѭ
ӧQJ[ѫG
ӯa: Fe3O4 ÿ
Ӄ

n

60

hiӋ
u suҩ
t hҩ
p phөCr(VI) và Ni(II)
3.11.

ĈӗthӏbiӇ
u diӉ
nҧ
QKKѭ
ӣng cӫDS+ÿ
Ӄ
QGXQJOѭ
ӧng hҩ
p

61

phөCr(VI) và Ni(II)
3.12.

ĈӗthӏbiӇ
u diӉ
nҧ
QKKѭ
ӣng cӫa thӡi gian tiӃ

S[~Fÿ
Ӄ
n

62

GXQJOѭ
ӧng hҩ
p phөNi(II) và Cr(VI) cӫa VLHP
3.13.

ĈӗthӏbiӇ
u diӉ
nҧ
QKKѭ
ӣng cӫa khӕLOѭ
ӧng vұ
t liӋ
u hҩ
p

63

phөÿ
Ӄ
QGXQJOѭ
ӧng hҩ
p phөion Cr(VI)
3.14.

ĈӗthӏbiӇ
u diӉ
nҧ
QKKѭ
ӣng cӫa khӕLOѭ
ӧng vұ
t liӋ
u hҩ
p

63

phөÿ
Ӄ
n hiӋ
u suҩ
t hҩ
p phөion Cr(VI)
3.15.

ĈӗthӏbiӇ
u diӉ
nҧ
QKKѭ
ӣng cӫa khӕLOѭ
ӧng vұ
t liӋ
u hҩ
p

64

phөÿ
Ӄ
QGXQJOѭ
ӧng hҩ
p phөion Ni(II)
3.16.

ĈӗthӏbiӇ
u diӉ
nҧ
QKKѭ
ӣng cӫa khӕLOѭ
ӧng vұ
t liӋ
u hҩ
p

64

phөÿ
Ӄ
n hiӋ
u suҩ
t hҩ
p phөion Ni(II)
3.17.

ĈӗthӏbiӇ

u diӉ
nҧ
QKKѭ
ӣng cӫa nӗQJÿ
ӝÿҫ
u Cr(VI) và

65

1L,,
ÿ
Ӄ
QGXQJOѭ
ӧng hҩ
p phөcӫ
a VLHP
3.18.

ĈӗthӏbiӇ
u diӉ
nҧ
QKKѭ
ӣng cӫa nӗQJÿ
ӝÿҫ
u cӫa ion

65

&U9,
Yj1L,,

ÿ
Ӄ
n hiӋ
u suҩ
t hҩ
p phөcӫa VLHP
3.19.

Ĉѭ
ӡQJÿ
ҷ
ng nhiӋ
t Langmuir cӫD9/+3ÿ
ӕ
i vӟi ion Cr(VI)

66

3.20.

Sӵphөthuӝc Ccb/q vào Ccb cӫa Cr(VI)

66

3.21.

Ĉѭ
ӡQJÿ
ҷ
ng nhiӋ

t Langmuir cӫD9/+3ÿ
ӕ
i vӟi ion Ni(II)

67

Ccb/q (g/L)
3.22.

Sӵphөthuӝc Ccb/q vào Ccb cӫa Ni(II)

67

3.23.

ĈӗthӏbiӇ
u diӉ
n sӵphөthuӝ
c cӫa logq vào logCcb cӫa quá

68

trình hҩ
p phөCr(VI)
3.24.

ĈӗthӏbiӇ
u diӉ
n sӵphөthuӝ
c cӫa logq vào logCcb cӫa quá

69

trình hҩ
p phөNi(II)
3.25.

ĈӗthӏbiӇ
u diӉ
nҧ
QKKѭ
ӣng nӗQJÿ
ӝhӛn hӧp ion Cr(VI)

70


và Ni(II)
3.26.

ĈӗthӏbiӇ
u diӉ
nҧ
QKKѭ
ӣng cӫa các cation tӟi hiӋ
u suҩ
t

71

hҩ
p phөNi(II) cӫ
a VLHP
3.27.

ĈӗthӏbiӇ
u diӉ
nҧ
QKKѭ
ӣng cӫDFiFDQLRQÿ
Ӄ
n hiӋ
u suҩ
t
hҩ
p phөCr(VI) cӫ
a VLHP

72


MӨC LӨC

MӢĈҪU .....................................................................................................................1
&+ѬѪ1*7
ӘNG QUAN ........................................................................................4
1.1. Giӟi thiӋ
u vӅcác ion kim loҥ
i nһ
ng Ni(II) và Cr(VI).......................................4

1.1.1. Giӟi thiӋ
XVѫOѭ
ӧc vӅcác kim loҥ
i nһ
ng ...................................................4
1.1.2. Nguӗ
n gӕc và tác hҥ
i cӫDQѭ
ӟc nhiӉ
m kim loҥ
i nһ
ng ÿӕi vӟi sӭc khӓ
e
FRQQJѭ
ӡi ............................................................................................................4
1.1.3. Tình trҥ
ng ơ nhiӉ
m nguӗQQѭ
ӟc bӣi kim loҥ
i nһ
ng ..................................5
1.1.4. Giӟi thiӋ
u vӅion kim loҥ
i nһ
ng Ni(II) .....................................................6
1.1.5. Giӟi thiӋ
u vӅion kim loҥ
i nһ
ng Cr(VI) ....................................................7
1.2. Tә

ng quan vӅcây dӯa ......................................................................................7
1.2.1. Giӟi thiӋ
u vӅcây dӯa................................................................................7
1.2.2. Tình hình nghiên cӭu khҧQăQJK
ҩ
p phөcӫ
a vұ
t liӋ
X[ѫG
ӯa.................10
1.3. Vұ
t liӋ
u hҩ
p phөnano oxit sҳ
t tӯFe3O4 .........................................................12
1.3.1. Giӟi thiӋ
u vӅnano ..................................................................................12
1.3.2. Hҥ
t nano oxit sҳ
t tӯ.................................................................................16

&iFSKѭѫQJSKiS[ӱOêNLPORҥLQһ
.........................................23
3KѭѫQJSKiSN
Ӄ
t tӫ
a hóa hӑc .................................................................24
3KѭѫQJ
SKiSWUDRÿ
әi ion .......................................................................24

3KѭѫQJSKiSÿL
Ӌ
n hóa ............................................................................24
3KѭѫQJSKiSVLQKK
ӑc ............................................................................25
3KѭѫQJSKiSK
ҩ
p phө.............................................................................25

&ѫVӣOêWKX\ӃWFӫDTXiWUuQKKҩS
...........................................................25
1.5.1. Mӝt sӕkhái niӋ
m ....................................................................................25
1.5.2. Phân loҥ
i hҩ
p phө...................................................................................25
1.5.3. Sӵhҩ
p phөtrên bӅmһ
t rҳ
n ±dung dӏ
ch .................................................27


&iFP{KuQKFѫE
ҧ
n cӫa q trình hҩ
p phө............................................29
&+ѬѪ1*3+ѬѪ1*3+È31*+,Ç1&
ӬU .......................................................33
2.1. Dө

ng cөvà hóa chҩ
t .......................................................................................33
2.1.1. Dөng cөvà thiӃ
t bӏ
.................................................................................33
2.1.2. Hóa chҩ
t ..................................................................................................33
2.2. Tә
ng hӧp vұ
t liӋ
u hҩ
p phөtӯ[ѫG
ӯa phӫoxit nano Fe3O4............................33
2.2.1. BiӃ
QWtQK[ѫG
ӯa .....................................................................................33
2.2.2. Tәng hӧp oxit nano Fe3O4 ......................................................................34
2.2.3. Tәng hӧp vұ
t liӋ
X[ѫG
ӯa phӫoxit nano Fe3O4 ......................................36

;iFÿ
ӏ
QKÿL
Ӈ
Pÿ
ҷ
QJÿL
Ӌ

n cӫ
a oxit nano Fe3O4[ѫG
ӯa biӃ
QWtQKYj[
ӯa
phӫnano Fe3O4......................................................................................................36

 3KѭѫQJ SKiS [iF ÿӏQK QӗQJ ÿӝ 1L
quang .....................................................................................................................37
3KѭѫQJSKiSWU
ҳ
c quang .........................................................................37

2.4.2. Xây dӵQJÿѭ
ӡng chuҭ
Q[iFÿ
ӏ
nh nӗQJÿ
ӝ1L,,
Yj&U9,

pháp trҳ
c quang.................................................................................................40
2.5. So sánh khҧQăQJK
ҩ
p phөNi(II), Cr(VI) cӫa oxit nano Fe3O4[ѫG
ӯa biӃ
n
WtQKYj[ѫG
ӯa phӫnano Fe3O4 .............................................................................42

2.6. ҦQKKѭ
ӣng cӫa tӹlӋXD : Fe3O4....................................................................43
2.7. Khҧ
o sát các yӃ
u tӕҧ
QKKѭ
ӣQJÿ
Ӄ
n khҧQăQJK
ҩ
p phөion Ni(II) và Cr(VI)
cӫD9/+3WKHRSKѭѫQJSKiSK
ҩ
p phөWƭQK
...........................................................43
2.7.1. ҦQKKѭ
ӣng cӫ
a pH .................................................................................43
2.7.2. ҦQKKѭ
ӣng cӫ
a thӡi gian tiӃ
p xúc ..........................................................43
2.7.3. ҦQKKѭ
ӣng cӫ
a khӕLOѭ
ӧng vұ
t liӋ
u ........................................................44
2.7.4. ҦQKKѭ
ӣng cӫ

a nӗ
QJÿ
ӝÿҫ
u ..................................................................44
2.7.5. ҦQKKѭ
ӣng cӫ
a ion lҥ.............................................................................44
2.7.6. ҦQKKѭ
ӣng cӫ
a nӗ
QJÿ
ӝhӛn hӧp ...........................................................45


2.8. ThӱkhҧQăQJ[
ӱlý mү
XQѭ
ӟc thҧ
i chӭa Ni(II) và Cr(VI) ............................45
2.9. &iFSKѭѫQJSKiSÿһFWUѭQJYұWOLӋX
..............................................................46
2.9.1. Phân tích cҩ
u trúc bҵ
ng nhiӉ
u xҥtia X (X- ray Diffaction) ...................46
3KѭѫQJSKiSKL
Ӈ
QYLÿL
Ӌ
n tӱquét (SEM) ...............................................47

2.9.3. Phәhӗng ngoҥ
i IR ..................................................................................48
3KѭѫQJSKiSKL
Ӈ
QYLÿL
Ӌ
n tӱtruyӅ
n qua TEM .......................................49
&+ѬѪ1*.
ӂT QUҦVÀ THҦO LUҰN .............................................................52
3.1. KӃ
t quҧkhҧ
RViWÿ
һ
c ÿL
Ӈ
m bӅmһ
t cӫ
a các vұ
t liӋ
u hҩ
p phө..........................52
3.1.1. PhәXRD cӫa nano oxit sҳ
t tӯFe3O4 .....................................................52
3.1.2. KӃ
t quҧkhҧ
RViWÿ
һ
FÿL
Ӈ

m bӅmһ
t cӫa các vұ
t liӋ
u hҩ
p phө..................52
3.1.3. Phәhӗng ngoҥ
i IR cӫD[ѫG
ӯa, Fe3O4, vұ
t liӋ
X[ѫG
ӯa: Fe3O4 ..............55
ĈL
Ӈ
Pÿ
ҷ
QJÿL
Ӌ
n cӫD[ѫG
ӯa biӃ
n tính, nano oxit sҳ
t tӯYj[ѫG
ӯa : Fe3O4 ....56
3.3. So sánh khҧQăQJK
ҩ
p phөNi(II), Cr(VI) cӫ
D[ѫG
ӯa, Fe3O4 Yj[ѫG
ӯa: Fe3O4
...............................................................................................................................57
3.4. ҦQK

ӣng
Kѭ
cӫ
a tӍlӋkhӕ
L
ӧQJ
Oѭ [ѫ
ӯa : FeG
i khҧQăQJ
ҩ
p phө
Kcӫ
a
3O4 tӟ
VLHP ....................................................................................................................59
3.5. Khҧ
o sát các yӃ
u tӕҧ
QKKѭ
ӣng tӟi khҧQăQJK
ҩ
p phөCr(VI) và Ni(II) cӫa vұ
t
liӋ
u hҩ
p phө...........................................................................................................60
3.5.1. ҦQKKѭ
ӣng cӫ
a pH .................................................................................60
3.5.2. ҦQKKѭ

ӣng cӫ
a thӡi gian tiӃ
p xúc ..........................................................61
3.5.3. ҦQKKѭ
ӣng cӫ
a khӕLOѭ
ӧng vұ
t liӋ
u ........................................................61
3.5.4. KӃ
t quҧkhҧ
o sát ҧ
QKKѭ
ӣng cӫa nӗQJÿ
ӗÿҫ
u ........................................64

3.5.5. Khҧ
RViWGXQJOѭ
ӧng hҩ
p phөion Cr(VI) Yj1L,,
WKHR
ҷ
ng
P
nhiӋ
t hҩ
p phөLangmuir ...................................................................................65

3.5.6. Khҧ

o sát quá trình hҩ
p phөLRQ&U9,
Yj1L,,