Luận văn tốt nghiệp nghiên cứu tổng hợp và đánh giá đặc tính zeolite sử dụng sio2 thu hồi từ rơm rạ

NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VÀ ĐÁNH GIÁ ĐẶC TÍNH ZEOLITE SỬ DỤNG SiO2
THU HỒI TỪ RƠM RẠ
Nguyễn Ngọc Tú1, Hồ Thị Thúy Hằng2,
Trịnh Quang Huy2, Nguyễn Ngọc Minh3
TÓM TẮT
Rơm là nguồn phế phẩm nông nghiệp phổ biến tại Việt Nam. Trong rơm có chứa hàm lượng lớn silica có thể được thu
hồi làm nguyên liệu cho quá trình tổng hợp zeolite. Trong nghiên cứu này, SiO2 thu hồi dưới dạng dung dịch Na2SiO3
từ rơm sau khi nung ở 6000C/4h và ngâm trong dung dịch NaOH 3M được sử dụng để tổng hợp Zeolite. Phương pháp
tổng hợp zeolite được sử dụng là kết tinh thủy nhiệt sau đó đặc trưng vật liệu bằng các phương pháp nhiễu xạ tia X
(XRD) và chụp ảnh kính hiển vi điện tử quét (SEM). Zeolite tổng hợp trong nghiên cứu này được thực hiện dựa trên
sự thay đổi tỷ lệ Si/Al với Al được bổ sung từ dung dịch NaAlO2 1M. Nghiên cứu đã tổng hợp thành công zeolite ở các
tỷ lệ Si/Al khác nhau. Với các tỷ lệ Si/Al thấp (0,5; 0,7; 1; 1,25), sản phẩm hình thành chủ yếu là zeolite 4A với độ tinh
khiết cao. Với các tỷ lệ Si/Al lớn hơn (1,3 và 1,35), bên cạnh sản phẩm chính là zeolite 4A cịn phát hiện thấy sự có
mặt của zeolite faujasite-NaX. Khi tỷ lệ Si/Al lớn (1,5; 2,5; 3) thì sản phẩm tạo thành chủ yếu là zeolite faujasite-NaX.
Kết quả đánh giá vật liệu cho thấy zeolite tổng hợp được có khả năng trao đổi cation cao, 432 meq/100gam và hiệu quả
hấp phụ với ion Pb2+ tương đối tốt (hơn 70%) mở ra triển vọng tạo ra vật liệu hấp phụ có khả năng ứng dụng trong xử
lý mơi trường từ nguồn phế phẩm nơng nghiệp.
Từ khóa: Zeolite, rơm, SiO2.

1. GIỚI THIỆU
Rơm là phế phụ phẩm chiếm khoảng 50% khối lượng của cây lúa. Với tập quán canh tác lúa từ hai
đến ba vụ trong năm, và trung bình một tấn lúa cho 1 - 1,2 tấn rơm rạ thì với sản lượng lúa 40 triệu
tấn/năm của nước ta như hiện nay ước tính lượng rơm rạ thải ra có thể lên đến 40 - 46 triệu tấn/năm
(Nguyễn Hữu Chí, 2012). Đặc biệt trong thành phần tro của rơm rạ (chiếm từ 4 – 20% khối lượng)
hàm lượngoxit silic chiếm tới khoảng 80-90% (Rajesh Ghosh et al, 2013). Đây là cơ sở khoa học
quan trọng trong việc thu hồi nguồn silic có trong rơm rạ nhằm phục vụ cho các nghiên cứu tổng
hợp các vật liệu chứa silic có giá trị cao như zeolite A, zeolite Y, zeolite ZSM-5.
Zeolite là tên chung của một họ khống vật vơ cơ có thành phần chính là aluminosilicate, cấu trúc
tinh thể khơng gian ba chiều, thuộc lớp khống vật tectosilicate (E.Erdem, 2004). Zeolite có khả
năng trao đổi ion, khả năng hấp phụ chọn lọc cao vì vậy được ứng dụng rộng rãi trong xử lý môi
trường đặc biệt trong việc xử lý kim loại nặng trong môi trường đất (Cheng-Fang Lin & cs, 1998),

trong môi trường nước (Achanai Buasri & cs, 2008). Hiện tại, có nhiều phương pháp được sử dụng
để tổng hợp zeolite từ nhiều nguồn khác nhau. Một số phương pháp trong những năm gần đây được
nghiên cứu sử dụng, đó là tổng hợp zeolite tại điều kiện nhiệt độ phòng hay tổng hợp zeolite sử
dụng lị vi sóng (Herry Purnama et al, 2014). Tuy nhiên, tổng hợp zeolite theo phương pháp kết
tinh thủy nhiệt vẫn là phương pháp phổ biến nhất.
Kết tinh thủy nhiệt bao gồm các giai đoạn chính như chuẩn bị hydrogel aluminosilicate, già hóa,
kết tinh, lọc rửa và sấy khô (Colin S.Cundya et al, 2005). Thời gian và nhiệt độ già hóa cũng đã
được nhiều nghiên cứu chỉ ra là có liên quan mật thiết tới thời gian kết tinh và độ tinh khiết của
từng loại zeolite được tạo thành (Seyed Kamal Masoudian et al, 2013). Sự thay đổi các thơng số
của q trình nhiệt phân đều dẫn đến những thay đổi đáng kể trong sản phẩm cuối cùng như thành
phần nguyên tố và thành phần tro, mật độ, độ xốp, phân bố kích thước lỗ mao quản, diện tích bề
mặt, pH và cấu trúc vật lý của vật liệu được tổng hợp (Baldock và Smernik, 2002).

1NCS,

Mangh■■ng
Luôn
123doc
Th■a
thu■n
l■icam
s■
tr■
h■u
k■t
s■
nghi■m
t■im■t
d■ng
là

s■website
mang
kho
m■i
1. th■
m■
l■i
d■n
CH■P
vi■n
nh■ng
cho
■■u
kh■ng
ng■■i
NH■N
quy■n
chia dùng,
l■
CÁC
s■l■i
v■i
và■I■U
t■t
cơng
h■n
mua
nh■t
2.000.000
ngh■

bán
KHO■N
cho
tàihi■n
ng■■i
li■u
TH■A
tài
th■
hàng
li■u
dùng.
hi■n
THU■N
■■u
■ t■t
Khi
■■i,
Vi■t
c■
khách
b■n
l■nh
Nam.
Chào
online
hàng
v■c:
Tác
m■ng

tr■
khơng
tài
phong
thành
b■n
chính
khác
chun
■■n
thành
tíngì
d■ng,
v■i
so
nghi■p,
viên
123doc.
v■i
cơng
c■a
b■n
hồn
ngh■
123doc
g■c.
h■o,
thơng
B■n
và■■

n■p
có
tin,
cao
th■
ti■n
ngo■i
tính
phóng
vào
ng■,...Khách
trách
tài
to,kho■n
nhi■m
thu nh■
c■a
■■i
hàng
tùy123doc,
v■i
ý.
cót■ng
th■b■n
d■
ng■■i
dàng
s■ dùng.
■■■c
tra c■u

M■c
h■■ng
tàitiêu
li■u
nh■ng
hàng
m■t■■u
quy■n
cáchc■a
chính
l■i123doc.net
sau
xác,n■p
nhanh
ti■n
tr■
chóng.
trên
thành
website
th■ vi■n tài li■u online l■n nh■t Vi■t Nam, cung c■p nh■ng tài li■u ■■c không th■ tìm th■y trên th■ tr■■ng ngo■i tr■ 123doc.net.
Nhi■u event thú v■, event ki■m ti■n thi■t th■c. 123doc luôn luôn t■o c■ h■i gia t■ng thu nh■p online cho t■t c■ các thành viên c■a website.

khoa Môi trường, Trường đại học Khoa học tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội
2Khoa Môi trường, Học viện Nông nghiệp Việt Nam
3Khoa Môi trường, Trường Đại học Khoa học tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội

Mangh■n
Ln
Th■a

Xu■t
Sau
Nhi■u
123doc
khi
h■■ng
phát
thu■n
l■i
event
cam
s■
nh■n
m■t
tr■
t■
h■u
k■t
s■
thú
nghi■m
t■i
ýxác
n■m
t■■ng
m■t
d■ng
v■,
là
s■

nh■n
website
ra
mang
event
kho
m■i
■■i,
1.
t■o
t■
th■
m■
l■i
c■ng
ki■m
■■ng
d■n
123doc
CH■P
vi■n
nh■ng
cho
■■u
■■ng
ti■n
h■
kh■ng
ng■■i
NH■N

■ã
quy■n
th■ng
thi■t
chia
t■ng
ki■m
dùng,
l■
CÁC
s■
th■c.
s■
l■i
b■■c
v■i
ti■n
vàchuy■n
■I■U
t■t
cơng
h■n
mua
123doc
online
kh■ng
nh■t
2.000.000
ngh■
bán

KHO■N
sang
b■ng
ln
cho
tài
■■nh
hi■n
ng■■i
li■u
ph■n
ln
tài
TH■A
tài
v■
th■
li■u
hàng
t■o
li■u
thơng
dùng.
tríhi■n
THU■N
hi■u
c■
c■a
■■u
■ tin

t■t
h■i
Khi
■■i,
qu■
mình
Vi■t
xác
c■
khách
gia
b■n
nh■t,
minh
trong
l■nh
Nam.
t■ng
Chào
online
hàng
uy
tài
v■c:
l■nh
thu
Tác
m■ng
tín
kho■n

tr■
nh■p
khơng
tài
phong
v■c
cao
thành
b■n
chính
email
nh■t.
tài
online
khác
chun
■■n
li■u
thành
tínb■n
Mong
gì
cho
d■ng,
và
v■i
so
nghi■p,
viên
kinh

■ã
t■t
123doc.
123doc.net!
v■i
mu■n
cơng
■■ng
c■a
c■
doanh
b■n
các
hồn
mang
ngh■
123doc
ký
g■c.
online.
thành
v■i
h■o,
Chúng
l■i
thơng
B■n
và
123doc.netLink
cho

viên
Tính
■■
n■p
có
tơi
tin,
c■ng
c■a
cao
th■
■■n
cung
ti■n
ngo■i
tính
website.
phóng
■■ng
th■i
vào
c■p
ng■,...Khách
trách
xác
tài
■i■m
D■ch
xã
to,kho■n

th■c
nhi■m
h■i
thutháng
V■
nh■
m■t
s■
c■a
(nh■
■■i
hàng
■■■c
tùy
ngu■n
5/2014;
123doc,
v■i
■■■c
ý.
cóg■i
t■ng
th■
tài
123doc
v■
mơ
ngun
b■n
d■

ng■■i
■■a
t■
dàng
s■
v■■t
d■■i
tri
dùng.
■■■c
ch■
tra
th■c
m■c
■ây)
email
c■u
M■c
h■■ng
q
100.000
cho
tài
b■n
tiêu
báu,
li■u
b■n,
nh■ng
■ã

hàng
phong
m■t
l■■t
tùy
■■ng
■■u
quy■n
cách
truy
thu■c
phú,
ky,
c■a
c■p
chính
■a
l■i
b■n
vào
123doc.net
m■i
d■ng,
sau
xác,
các
vuingày,
n■p
lịng
“■i■u

nhanh
giàu
ti■n
s■
■■ng
tr■
giá
Kho■n
chóng.
h■u
trên
thành
tr■
nh■p
2.000.000
website
■■ng
Th■a
th■
email
vi■n
th■i
Thu■n
c■a
thành
mong
tài v■
li■u
mình
viên

mu■n
S■
online
và
■■ng
D■ng
click
t■o
l■n
ký,
D■ch
■i■u
vào
nh■t
l■t
link
ki■n
V■”
vào
Vi■t
123doc
top
sau
cho
Nam,
200
■ây
cho
■ã
cung

các
các
(sau
g■iwebsite
c■p
users
■âynh■ng
■■■c
cóph■
thêm
tài
bi■n
g■i
thu
li■u
t■t
nh■t
nh■p.
■■c
T■it■i
khơng
t■ng
Chính
Vi■tth■i
th■
Nam,
vì v■y
■i■m,
tìm
t■123doc.net

th■y
l■chúng
tìm
trên
ki■m
tơi
th■
racóthu■c
■■i
tr■■ng
th■nh■m
c■p
top
ngo■i
3nh■t
■áp
Google.
tr■
■KTTSDDV
■ng
123doc.net.
Nh■n
nhu c■u
■■■c
theo
chiaquy■t
danh
s■ tài
hi■u
...li■udo

ch■t
c■ng
l■■ng
■■ng
vàbình
ki■mch■n
ti■n là
online.
website ki■m ti■n online hi■u qu■ và uy tín nh■t.

Lnh■n
123doc
Sau
Th■a
Xu■t
khi
h■■ng
phát
thu■n
cam
nh■n
m■t
t■k■t
s■
t■i
ýxác
n■m
t■■ng
d■ng
là

s■
nh■n
website
ra
mang
■■i,
1.
t■o
t■l■i
c■ng
■■ng
d■n
123doc
CH■P
nh■ng
■■u
■■ng
h■
NH■N
■ã
quy■n
th■ng
chia
t■ng
ki■m
CÁC
s■s■
l■i
b■■c
ti■n

vàchuy■n
■I■U
t■t
mua
online
kh■ng
nh■t
bán
KHO■N
sang
b■ng
cho
tài
■■nh
ng■■i
li■u
ph■n
tài
TH■A
v■
li■u
hàng
thơng
dùng.
tríTHU■N
hi■u
c■a
■■u
tin
Khi

qu■
mình
Vi■t
xác
khách
nh■t,
minh
trong
Nam.
Chào
hàng
uy
tài
l■nh
Tác
m■ng
tín
kho■n
tr■
phong
v■c
cao
thành
b■n
email
nh■t.
tàichun
■■n
li■u
thành

b■n
Mong
và
v■i
nghi■p,
viên
kinh
■ã
123doc.
123doc.net!
mu■n
■■ng
c■a
doanh
hồn
mang
123doc
kýonline.
v■i
h■o,
Chúng
l■ivà
123doc.netLink
cho
Tính
■■
n■p
tơi
c■ng
cao

■■n
cung
ti■n
tính
■■ng
th■i
vào
c■p
trách
xác
tài
■i■m
D■ch
xãkho■n
th■c
nhi■m
h■itháng
V■
m■t
s■
c■a
(nh■
■■i
■■■c
ngu■n
5/2014;
123doc,
v■i
■■■c
g■i

t■ng
tài
123doc
v■
mơ
ngun
b■n
ng■■i
■■a
t■s■
v■■t
d■■i
tri
dùng.
■■■c
ch■
th■c
m■c
■ây)
email
M■c
h■■ng
q
100.000
cho
b■n
tiêu
báu,
b■n,
nh■ng

■ã
hàng
phong
l■■t
tùy
■■ng
■■u
quy■n
truy
thu■c
phú,
ky,
c■a
c■p
■a
l■i
b■n
vào
123doc.net
m■i
d■ng,
sau
các
vuingày,
n■p
lịng
“■i■u
giàu
ti■n
s■

■■ng
tr■
giá
Kho■n
h■u
trên
thành
tr■
nh■p
2.000.000
website
■■ng
Th■a
th■
email
vi■n
th■i
Thu■n
c■a
thành
mong
tài v■
li■u
mình
viên
mu■n
S■
online
và
■■ng

D■ng
click
t■o
l■n
ký,
D■ch
■i■u
vào
nh■t
l■t
link
ki■n
V■”
vào
Vi■t
123doc
top
sau
cho
Nam,
200
■ây
cho
■ã
cung
các
các
(sau
g■iwebsite
c■p

users
■âynh■ng
■■■c
cóph■
thêm
tài
bi■n
g■i
thu
li■u
t■t
nh■t
nh■p.
■■c
T■it■i
khơng
t■ng
Chính
Vi■tth■i
th■
Nam,
vì v■y
■i■m,
tìm
t■123doc.net
th■y
l■chúng
tìm
trên
ki■m

tơi
th■
racóthu■c
■■i
tr■■ng
th■nh■m
c■p
top
ngo■i
3nh■t
■áp
Google.
tr■
■KTTSDDV
■ng
123doc.net.
Nh■n
nhu c■u
■■■c
theo
chiaquy■t
danh
s■ tài
hi■u
...li■udo
ch■t
c■ng
l■■ng
■■ng
vàbình

ki■mch■n
ti■n là
online.
website ki■m ti■n online hi■u qu■ và uy tín nh■t.
Lnh■n
Th■a
Xu■t
Sau
Nhi■u
123doc
Mang
khi
h■■ng
phát
thu■n
l■i
event
cam
s■
nh■n
m■t
tr■
t■
h■u
k■t
s■
thú
nghi■m
t■i
ýxác

n■m
t■■ng
m■t
d■ng
v■,
là
s■
nh■n
website
ra
mang
event
kho
m■i
■■i,
1.
t■o
t■
th■
m■
l■i
c■ng
ki■m
■■ng
d■n
123doc
CH■P
vi■n
nh■ng
cho

■■u
■■ng
ti■n
h■
kh■ng
ng■■i
NH■N
■ã
quy■n
th■ng
thi■t
chia
t■ng
ki■m
dùng,
l■
CÁC
s■
th■c.
s■
l■i
b■■c
v■i
ti■n
vàchuy■n
■I■U
t■t
cơng
h■n
mua

123doc
online
kh■ng
nh■t
2.000.000
ngh■
bán
KHO■N
sang
b■ng
ln
cho
tài
■■nh
hi■n
ng■■i
li■u
ph■n
ln
tài
TH■A
tài
v■
th■
li■u
hàng
t■o
li■u
thơng
dùng.

tríhi■n
THU■N
hi■u
c■
c■a
■■u
■ tin
t■t
h■i
Khi
■■i,
qu■
mình
Vi■t
xác
c■
khách
gia
b■n
nh■t,
minh
trong
l■nh
Nam.
t■ng
Chào
online
hàng
uy
tài

v■c:
l■nh
thu
Tác
m■ng
tín
kho■n
tr■
nh■p
khơng
tài
phong
v■c
cao
thành
b■n
chính
email
nh■t.
tài
online
khác
chun
■■n
li■u
thành
tínb■n
Mong
gì
cho

d■ng,
và
v■i
so
nghi■p,
viên
kinh
■ã
t■t
123doc.
123doc.net!
v■i
mu■n
cơng
■■ng
c■a
c■
doanh
b■n
các
hồn
mang
ngh■
123doc
ký
g■c.
online.
thành
v■i
h■o,

Chúng
l■i
thơng
B■n
và
123doc.netLink
cho
viên
Tính
■■
n■p
có
tơi
tin,
c■ng
c■a
cao
th■
■■n
cung
ti■n
ngo■i
tính
website.
phóng
■■ng
th■i
vào
c■p
ng■,...Khách

trách
xác
tài
■i■m
D■ch
xã
to,kho■n
th■c
nhi■m
h■i
thutháng
V■
nh■
m■t
s■
c■a
(nh■
■■i
hàng
■■■c
tùy
ngu■n
5/2014;
123doc,
v■i
■■■c
ý.
cóg■i
t■ng
th■

tài
123doc
v■
mơ
ngun
b■n
d■
ng■■i
■■a
t■
dàng
s■
v■■t
d■■i
tri
dùng.
■■■c
ch■
tra
th■c
m■c
■ây)
email
c■u
M■c
h■■ng
q
100.000
cho
tài

b■n
tiêu
báu,
li■u
b■n,
nh■ng
■ã
hàng
phong
m■t
l■■t
tùy
■■ng
■■u
quy■n
cách
truy
thu■c
phú,
ky,
c■a
c■p
chính
■a
l■i
b■n
vào
123doc.net
m■i
d■ng,

sau
xác,
các
vuingày,
n■p
lịng
“■i■u
nhanh
giàu
ti■n
s■
■■ng
tr■
giá
Kho■n
chóng.
h■u
trên
thành
tr■
nh■p
2.000.000
website
■■ng
Th■a
th■
email
vi■n
th■i
Thu■n

c■a
thành
mong
tài v■
li■u
mình
viên
mu■n
S■
online
và
■■ng
D■ng
click
t■o
l■n
ký,
D■ch
■i■u
vào
nh■t
l■t
link
ki■n
V■”
vào
Vi■t
123doc
top
sau

cho
Nam,
200
■ây
cho
■ã
cung
các
các
(sau
g■iwebsite
c■p
users
■âynh■ng
■■■c
cóph■
thêm
tài
bi■n
g■i
thu
li■u
t■t
nh■t
nh■p.
■■c
T■it■i
khơng
t■ng
Chính

Vi■tth■i
th■
Nam,
vì v■y
■i■m,
tìm
t■123doc.net
th■y
l■chúng
tìm
trên
ki■m
tơi
th■
racóthu■c
■■i
tr■■ng
th■nh■m
c■p
top
ngo■i
3nh■t
■áp
Google.
tr■
■KTTSDDV
■ng
123doc.net.
Nh■n
nhu c■u

■■■c
theo
chiaquy■t
danh
s■ tài
hi■u
...li■udo
ch■t
c■ng
l■■ng
■■ng
vàbình
ki■mch■n
ti■n là
online.
website ki■m ti■n online hi■u qu■ và uy tín nh■t.
u■t phát
Nhi■u
Mang
Ln
123doc
Th■a
Xu■t
Sau
khi
h■n
h■■ng
phát
thu■n
l■i

event
s■
cam
nh■n
t■
m■t
tr■
t■
h■u
ýk■t
s■
thú
nghi■m
t■i
ýt■■ng
xác
n■m
t■■ng
m■t
d■ng
v■,
là
s■
nh■n
website
ra
mang
event
t■o
kho

m■i
■■i,
1.
t■o
t■
c■ng
th■
m■
l■i
c■ng
ki■m
■■ng
d■n
123doc
CH■P
vi■n
nh■ng
cho
■■ng
■■u
■■ng
ti■n
h■
kh■ng
ng■■i
NH■N
■ã
quy■n
th■ng
thi■t

chia
ki■m
t■ng
ki■m
dùng,
l■
CÁC
s■
th■c.
ti■n
s■
l■i
b■■c
v■i
ti■n
vàchuy■n
■I■U
t■t
cơng
online
h■n
mua
123doc
online
kh■ng
nh■t
2.000.000
ngh■
bán
KHO■N

b■ng
sang
b■ng
ln
cho
tài
■■nh
hi■n
tài
ng■■i
li■u
ph■n
ln
tài
TH■A
li■u
tài
v■
th■
li■u
hàng
t■o
li■u
thơng
dùng.
trí
hi■u
hi■n
THU■N
hi■u

c■
c■a
■■u
■ tin
qu■
t■t
h■i
Khi
■■i,
qu■
mình
Vi■t
xác
c■
khách
gia
nh■t,
b■n
nh■t,
minh
trong
l■nh
Nam.
t■ng
Chào
online
uy
hàng
uy
tài

v■c:
l■nh
thu
Tác
tín
m■ng
tín
kho■n
tr■
cao
nh■p
khơng
tài
phong
v■c
cao
thành
b■n
chính
nh■t.
email
nh■t.
tài
online
khác
chun
■■n
li■u
thành
tín

Mong
b■n
Mong
gì
cho
d■ng,
và
v■i
so
nghi■p,
viên
kinh
■ã
mu■n
t■t
123doc.
123doc.net!
v■i
mu■n
cơng
■■ng
c■a
c■
doanh
b■n
mang
các
hồn
mang
ngh■

123doc
ký
g■c.
online.
thành
v■i
l■i
h■o,
Chúng
l■i
thơng
B■n
cho
và
123doc.netLink
cho
viên
Tính
■■
n■p
có
c■ng
tơi
tin,
c■ng
c■a
cao
th■
■■n
cung

ti■n
ngo■i
■■ng
tính
website.
phóng
■■ng
th■i
vào
c■p
ng■,...Khách
trách
xác
xã
tài
■i■m
D■ch
xã
to,h■i
kho■n
th■c
nhi■m
h■i
thum■t
tháng
V■
nh■
m■t
s■
c■a

(nh■
■■i
hàng
ngu■n
■■■c
tùy
ngu■n
5/2014;
123doc,
v■i
■■■c
ý.
cótài
g■i
t■ng
th■
tài
123doc
ngun
v■
mơ
ngun
b■n
d■
ng■■i
■■a
t■
dàng
s■
v■■t

tri
d■■i
tri
dùng.
■■■c
ch■
th■c
tra
th■c
m■c
■ây)
email
c■u
q
M■c
h■■ng
q
100.000
cho
tài
báu,
b■n
tiêu
báu,
li■u
b■n,
nh■ng
phong
■ã
hàng

phong
m■t
l■■t
tùy
■■ng
■■u
phú,
quy■n
cách
truy
thu■c
phú,
ky,
c■a
c■p
■a
chính
■a
l■i
b■n
vào
d■ng,
123doc.net
m■i
d■ng,
sau
xác,
các
vuingày,
n■p

giàu
lịng
“■i■u
nhanh
giàu
ti■n
giá
s■
■■ng
tr■
giá
Kho■n
chóng.
h■u
tr■
trên
thành
tr■
nh■p
■■ng
2.000.000
website
■■ng
Th■a
th■
email
th■i
vi■n
th■i
Thu■n

mong
c■a
thành
mong
tài v■
li■u
mình
mu■n
viên
mu■n
S■
online
và
■■ng
D■ng
t■o
click
t■o
l■n
■i■u
ký,
D■ch
■i■u
vào
nh■t
l■t
link
ki■n
ki■n
V■”

vào
Vi■t
123doc
cho
top
sau
cho
Nam,
cho
200
■ây
cho
■ã
cung
các
các
các
(sau
g■i
users
website
c■p
users
■âynh■ng
có
■■■c
cóph■
thêm
thêm
tài

bi■n
g■i
thu
thu
li■u
t■t
nh■p.
nh■t
nh■p.
■■c
T■it■i
Chính
khơng
t■ng
Chính
Vi■tth■i
vìth■
Nam,
vìv■y
v■y
■i■m,
tìm
123doc.net
t■123doc.net
th■y
l■chúng
tìm
trên
ki■m
tơi

ra
th■
racó
■■i
thu■c
■■i
tr■■ng
th■
nh■m
nh■m
c■p
top
ngo■i
■áp
3nh■t
■áp
Google.
■ng
tr■
■KTTSDDV
■ng
123doc.net.
nhu
Nh■n
nhuc■u
c■u
■■■c
chia
theo
chias■

quy■t
danh
s■tàitài
hi■u
li■u
...li■uch■t
do
ch■t
c■ng
l■■ng
l■■ng
■■ng
vàvàki■m
bình
ki■mch■n
ti■n
ti■nonline.
là
online.
website ki■m ti■n online hi■u qu■ và uy tín nh■t.

Nhi■u
Mang
Ln
123doc
Th■a
Xu■t
Sau
khi
h■n

h■■ng
phát
thu■n
l■i
event
s■
cam
nh■n
m■t
tr■
t■
h■u
k■t
s■
thú
nghi■m
t■i
ýxác
n■m
t■■ng
m■t
d■ng
v■,
là
s■
nh■n
website
ra
mang
event

kho
m■i
■■i,
1.
t■o
t■
th■
m■
l■i
c■ng
ki■m
■■ng
d■n
123doc
CH■P
vi■n
nh■ng
cho
■■u
■■ng
ti■n
h■
kh■ng
ng■■i
NH■N
■ã
quy■n
th■ng
thi■t
chia

t■ng
ki■m
dùng,
l■
CÁC
s■
th■c.
s■
l■i
b■■c
v■i
ti■n
vàchuy■n
■I■U
t■t
cơng
h■n
mua
123doc
online
kh■ng
nh■t
2.000.000
ngh■
bán
KHO■N
sang
b■ng
ln
cho

tài
■■nh
hi■n
ng■■i
li■u
ph■n
ln
tài
TH■A
tài
v■
th■
li■u
hàng
t■o
li■u
thơng
dùng.
tríhi■n
THU■N
hi■u
c■
c■a
■■u
■ tin
t■t
h■i
Khi
■■i,
qu■

mình
Vi■t
xác
c■
khách
gia
b■n
nh■t,
minh
trong
l■nh
Nam.
t■ng
Chào
online
hàng
uy
tài
v■c:
l■nh
thu
Tác
m■ng
tín
kho■n
tr■
nh■p
khơng
tài
phong

v■c
cao
thành
b■n
chính
email
nh■t.
tài
online
khác
chun
■■n
li■u
thành
tínb■n
Mong
gì
cho
d■ng,
và
v■i
so
nghi■p,
viên
kinh
■ã
t■t
123doc.
123doc.net!
v■i

mu■n
cơng
■■ng
c■a
c■
doanh
b■n
các
hồn
mang
ngh■
123doc
ký
g■c.
online.
thành
v■i
h■o,
Chúng
l■i
thơng
B■n
và
123doc.netLink
cho
viên
Tính
■■
n■p
có

tơi
tin,
c■ng
c■a
cao
th■
■■n
cung
ti■n
ngo■i
tính
website.
phóng
■■ng
th■i
vào
c■p
ng■,...Khách
trách
xác
tài
■i■m
D■ch
xã
to,kho■n
th■c
nhi■m
h■i
thutháng
V■

nh■
m■t
s■
c■a
(nh■
■■i
hàng
■■■c
tùy
ngu■n
5/2014;
123doc,
v■i
■■■c
ý.
cóg■i
t■ng
th■
tài
123doc
v■
mơ
ngun
b■n
d■
ng■■i
■■a
t■
dàng
s■

v■■t
d■■i
tri
dùng.
■■■c
ch■
tra
th■c
m■c
■ây)
email
c■u
M■c
h■■ng
q
100.000
cho
tài
b■n
tiêu
báu,
li■u
b■n,
nh■ng
■ã
hàng
phong
m■t
l■■t
tùy

■■ng
■■u
quy■n
cách
truy
thu■c
phú,
ky,
c■a
c■p
chính
■a
l■i
b■n
vào
123doc.net
m■i
d■ng,
sau
xác,
các
vuingày,
n■p
lịng
“■i■u
nhanh
giàu
ti■n
s■
■■ng

tr■
giá
Kho■n
chóng.
h■u
trên
thành
tr■
nh■p
2.000.000
website
■■ng
Th■a
th■
email
vi■n
th■i
Thu■n
c■a
thành
mong
tài v■
li■u
mình
viên
mu■n
S■
online
và
■■ng

D■ng
click
t■o
l■n
ký,
D■ch
■i■u
vào
nh■t
l■t
link
ki■n
V■”
vào
Vi■t
123doc
top
sau
cho
Nam,
200
■ây
cho
■ã
cung
các
các
(sau
g■iwebsite
c■p

users
■âynh■ng
■■■c
cóph■
thêm
tài
bi■n
g■i
thu
li■u
t■t
nh■t
nh■p.
■■c
T■it■i
khơng
t■ng
Chính
Vi■tth■i
th■
Nam,
vì v■y
■i■m,
tìm
t■123doc.net
th■y
l■chúng
tìm
trên
ki■m

tơi
th■
racóthu■c
■■i
tr■■ng
th■nh■m
c■p
top
ngo■i
3nh■t
■áp
Google.
tr■
■KTTSDDV
■ng
123doc.net.
Nh■n
nhu c■u
■■■c
theo
chiaquy■t
danh
s■ tài
hi■u
...li■udo
ch■t
c■ng
l■■ng
■■ng
vàbình

ki■mch■n
ti■n là
online.
website ki■m ti■n online hi■u qu■ và uy tín nh■t.


Nghiên cứu này được thực hiện nhằm mục đích thu hồi silic từ rơm sau nhiệt phân để tổng hợp
zeolite dựa trên phương pháp kết tinh thủy nhiệt. Các sản phẩm zeolite khác nhau sẽ được tạo ra
với các tỷ lệ Si/Al trong dung dịch kết tinh khác nhau. Sản phẩm zeolite thu được có khả năng hấp
phụ kim loại nặng cao có thể được ứng dụng dưới dạng các vật liệu xử lý môi trường.
2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Vật liệu nghiên cứu
Mẫu rơm được thu hồi từ khu vực canh tác lúa trên địa bàn huyện Gia Lâm, Hà Nội. Mẫu nghiên
cứu được phơi khô tự nhiên ngoài trời, nghiền nhỏ và rây qua rây có kích thước 1mm. Để loại bỏ
chất hữu cơ, đồng thời khơng làm Si chuyển hóa thành các dạng tinh thể bền vững, rơm sau khi
phơi khơ khơng khí được nung trong lò nung ở nhiệt độ 600oC trong thời gian 4 giờ để lấy tro
(Nguyễn Ngọc Minh & cs, 2015). Sử dụng phương pháp nhiễu xạ huỳnh quang (XRF) để xác định
thành phần hóa học của tro thu được. Sau đó, chiết rút silic trong tro của rơm sau nung dưới dạng
Na2SiO3 bằng cách hòa tan phần silic trong tro bằng dung dịch NaOH 3M, khuấy ở nhiệt độ 80oC
trong 3 giờ (Nittaya Thuadaij et al, 2008) và lọc tách lấy phần dung dịch sử dụng làm nguồn vật
liệu tổng hợp zeolite.
2.2 Phương pháp nghiên cứu
Quy trình tổng hợp zeolite từ dung dịch Na2SiO3 được chiết rút từ rơm sau nhiệt phân được thực
hiện dựa theo công bố của Seyed Kamal Masoun et al, 2013 liên quan tới thời gian phản ứng và
cơng trình của Johnson. E. B. G et al, 2016 về thời gian già hóa. Silica từ tro rơm rạ được thu hồi
dưới dạng muối Na2SiO3 bằng cách bổ sung dung dịch NaOH 3M, khuấy có gia nhiệt ở 800C trong
khoảng thời gian 3h. Dung dịch Na2SiO3 sau đó được sử dụng để tổng hợp zeolite với các bước
thực hiện như ở Hình 1. Dung dịch NaAlO2 1M được cho vào sao cho đảm bảo tỷ lệ Si/Al thay đổi
từ 0,5; 0,75; 1,0; 1,25; 1,3; 1,35; 1,5; 2,5 và 3,0 (bảng 1). Mẫu rắn thu được sau khi kết tinh thủy
nhiệt được sấy qua đêm ở 1050C sẽ được đánh giá về các đặc tính vật liệu: pH, EC, đánh giá cấu

trúc vật liệu bằng phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD), hình ảnh vật liệu bằng phương pháp chụp
ảnh hiển vi điện tử quét (SEM).

Hình 1. Quy trình tổng hợp zeolite từ dung dịch Na2SiO3
Bảng 1. Các cơng thức thí nghiệm tổng hợp zeolite
Cơng thức
CT1
CT2
1NCS,

Tỷ lệ Si/Al
0,5
0,75

Loại Zeolite
LTA
LTA

Cơ sở lựa chọn bố trí thí nghiệm
Afshin Pak et al, 2006
Hellmut G. K. et al, 199

khoa Môi trường, Trường đại học Khoa học tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội
Môi trường, Học viện Nông nghiệp Việt Nam
3Khoa Môi trường, Trường Đại học Khoa học tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội
2Khoa


CT3
CT4

CT5
CT6
CT7
CT8
CT9

1
1,25
1,3
1.35
1,5
2,5
3

LTA
FAU (X)
FAU (X)
FAU (X)
FAU (Y)
FAU (Y)
FAU (Y)

Cleo Kosanovic et al, 2011
Cleo Kosanovic et al, 2011
Xu Zhang et al, 2013
Valentin Valtchev et al, 2007
A. García et al, 2016
M.A.Camblor et al, 1989
Javier García-Martínez et al, 2012

2.3. Đánh giá đặc tính vật liệu
2.3.1. Đánh giá một số đặc tính cơ bản của vật liệu
pH và EC được xác định cho mẫu ở thể huyền phù (5g vật liệu + 150 ml nước cất, lắc 30 phút, để
yên 2 giờ) với các điện cực pH và EC (pH/ORP/COND meter D-74, Horiba, Nhật Bản). Cấu trúc
và hình thái vật liệu được xác định bằng phương pháp nhiễu xạ tia X – XRD (D8 Advance – Bruker)
và phân tích trên kính hiển vi điện tử quét SEM (JSM 5500, JEOL, Japan).
2.3.2. Xác định dung tích trao đổi cation – CEC
Tiến hành chiết rửa các mẫu zeolite lần lượt
theo thứ tự: Rửa mặn nhằm loại bỏ các ion hòa
tan với 100ml Etanol trong thời gian 1,5-2(h).
Tiếp tục tiến hành bão hòa cation nhằm loại bỏ
các cation trao đổi bằng 200ml dung dịch amon
axetat (pH = 7) trong thời gian từ 2-3(h). Sau
khi bão hòa xong, rửa NH4+ bằng 100ml dung
dịch Etanol 80% liên tục trong khoảng 1-2(h).
Tiến hành đẩy NH4+ bằng 100ml dung dịch KCl
10% (có HCl) trong thời gian chiết liên tục 12(h). Sử dụng 100ml để chứa dung dịch thu
được và thêm nước cất tới vạch. Dung dịch sẽ
Hình 2. Bố trí thí nghiệm chiết CEC
đem đi để xác định NH4+ bằng phương pháp
Kjeldhal.
2.3.3. Đánh giá khả năng hấp phụ kim loại Pb2+ của vật liệu
Để đánh giá khả năng hấp phụ kim loại Pb2+, lấy lần lượt 0,5; 1,0; 1,5; 2,0 và 2,5 gam vật liệu vào
ống ly tâm, thêm chính xác 20ml dung dịch Pb(NO3)2 2000ppm, lắc hỗn hợp với vận tốc 120
vòng/phút trong thời gian 1 giờ. Thu dung dịch sau quá trình hấp phụ và xác định lượng Pb2+ dư
bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS (PinAAcle 900T, PerkinElmer, Mỹ).
3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
3.1. Đặc điểm, tính chất của tro rơm rạ
Tro rơm rạ sau nung có hàm lượng chất khô chiếm hơn 98% khối lượng. Độ ẩm tương đối thấp,
khoảng 1.2% và mẫu tro rơm rạ có giá trị khoảng pH kiềm (pH = 10,22).

Kết quả XRF cho thấy, trong mẫu tro rơm rạ có hàm lượng SiO2 tương đối lớn, với hơn 70% khối
lượng. Ngoài ra, một số oxit hoặc kim loại khác với hàm lượng không lớn hoặc ở dạng vết. Hàm
lượng mất khi nung (LOI) còn trong mẫu với hàm lượng tương đối lớn, 16,15%. Kết quả trên cho
thấy tiềm năng sử dụng nguồn silica từ phế phụ phẩm nông nghiệp để tổng hợp vật liệu zeolite.
Bảng 2. Hàm lượng các nguyên tố hóa học chính trong tro rơm rạ nung ở 6000C/4h
1NCS,

khoa Mơi trường, Trường đại học Khoa học tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội
Môi trường, Học viện Nông nghiệp Việt Nam
3Khoa Môi trường, Trường Đại học Khoa học tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội
2Khoa


Thành phần
SiO2

Hàm lượng (%)
70,42

Thành phần
Cr

Hàm lượng (ppm)
34

TiO2
Al2O3
Fe2O3
MnO
MgO

CaO
Na2O
K2O
P2O5
LOI

0,037
0,44
0,34
0,26
0,63
1,29
0,037
5,47
1,11
16,15

Ni
Cu
Zn
Rb
Sr
Ba
Ce
S
Cd
Pb

20
20

143
38
28
95
20
916
n.dt
n.dt

3.2. Ảnh hưởng của tỷ lệ Si/Al đến sự hình thành zeolite
Phổ XRD cho thấy các pic đặc trưng của zeolite 4A ở các góc 2θ: 40, 100, 150, 250 và 300 đều xuất
hiện. Kết quả này phù hợp với các nghiên cứu trước đây (Đoàn Văn Hồng Thiện và cs, 2015) và
phù hợp với phổ đồ của zeolite 4A. Cơng thức hóa học của vật liệu cũng được xác định thông qua
kết quả ghi phổ XRD.
Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - T1

Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - T2

2000

40 00

1900
1800

d=3.290

1700

d=2.623

d=3.293

d=2.051

d=2.176

d=2.467

d=2.693

d=2.577

d=2.904

d =3.084

d=3.224

d=2.752

d=3.420
d=3.583

d=4.360

d=5.102

d=6.298

0
5

10

20

30

40

5

10

20

30

2-Theta - Scale

40

2-Theta - Scale

File: Tu T1.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 5.000 ° - End: 44.990 ° - St ep: 0.030 ° - Step tim e: 0.5 s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 10 s - 2-Theta: 5.000 ° - Theta: 2.500 ° - Chi: 0.00 ° - Phi: 0.00 ° - X: 0.0 mm - Y:
01-073-2340 (C) - Sodium Aluminum Silicate Hydrate - Na12Al12Si12O4 8(H2O)27 - Y: 41.67 % - d x by: 1. - WL: 1.5406 - Cubic - a 24.61000 - b 24.61000 - c 24.61000 - alpha 90.000 - beta 90.0 00 - gam ma 90.000 - Face-c

File : Tu T2.r aw - Typ e: 2Th/Th loc ked - Sta rt: 5.000 ° - End: 44.990 ° - Step: 0.030 ° - Step tim e: 0.5 s - Temp.: 2 5 °C (Room ) - Time Started: 10 s - 2-Theta: 5.000 ° - Theta : 2.500 ° - Chi: 0.00 ° - Phi: 0.00 ° - X: 0.0 mm - Y:
01-073-2340 (C) - Sodium Aluminum Silica te Hydrate - Na12Al12Si12O48(H2O)27 - Y: 100.00 % - d x by: 1. - W L: 1.5406 - Cubic - a 24.61 000 - b 24.61000 - c 2 4.61000 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 90.0 00 - Fac e

Tỷ lệ Si/Al = 0,5

Tỷ lệ Si/Al = 0,75

Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - T3

Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - T4

3000

3000

2900

2900

2800

2800

2700

2700

2600

2600

2500

2500

2400

2400

2300

2300

2200

2200
d=12.352

d=8.752

d=2.623

d=3.291

d=4.106

d=5.519

d=2.616

900

d=2.985

1300

d=3.713

d=7.148

1400

800

300
200

d=2.748
d=2.690

400

d=2.899

500

d=2.812

100

d=2.047

600

d=3.409

700

d=4.371

200

1500

1000

d=2.099

300

d=3.065

d=4.423
d=4.320

400

d=2.669

600
500

1600

1100

d=2.502

d=7.546

700

1700

1200

d=2.888

800

d=5.738

900

d=5.505

1000

d=3.400
d=3.336

d=3.812

1100

d=2.746

1200

d=4.087

1300

Lin (Cps)

1800

d=7.105

1400

1900

d=2.795

1500

2000

d=2.975

1600

2100

d=3.278

1700

d=3.701

d=14.517

1800

d=8.685

1900

d=12.514

2100
2000

Lin (Cps)

d=3.7 18

d=4.110

d=5.5 22

0

d=2.987

d=8.807

Lin (Cps)
d=2.051
d=2.112

d=10.990

100

20 00

10 00

d=2.248

200

d=2.174

d=6.799

300

d=3.554

d=3.898

400

d=2.675

d=4.353

500

d=2.898

600

d=2.462

700

d=2.510

800

d=5.523

d=12.417

900

d=2.754

1000

d=3.413

d=7.135

1100

d=8.757

Lin (Cps)

1200

d=3.712

d=4.106

1300

d=7.159

d=2.985

1400

30 00

d=2.625

1500

d=12.492

1600

100

0
5

10

20

30

40

2-Theta - Scale
File: Tu T3.r aw - Type: 2Th/Th loc ked - Start: 5.080 ° - End: 45.064 ° - Step: 0.030 ° - Step time: 0.5 s - Temp.: 25 °C ( Room) - Time Star ted: 9 s - 2-Theta: 5.080 ° - Theta: 2.500 ° - Chi: 0.00 ° - Phi: 0.00 ° - X: 0.0 mm - Y: 0.
00-038-0237 ( *) - Sodium Aluminum Silicate Hydrate - Na2Al2Si2.5O9·6.2H2O/Na2O·Al2O3·2.5SiO2·6.2H2O - Y: 64.58 % - d x by: 1. - W L: 1.5406 - Cubic - a 24.99000 - b 24.99000 - c 24.99000 - alpha 90.000 - beta 90.00
01-073-2340 ( C) - Sodium Aluminum Silicate Hydrate - Na12Al12Si12O48(H2O)27 - Y: 100.00 % - d x by: 1. - WL: 1.5406 - Cubic - a 24.61000 - b 24.61000 - c 24.61000 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 90.000 - Fac e

Tỷ lệ Si/Al = 1

1NCS,

0
5

10

20

30

Tỷ lệ Si/Al = 1,25

khoa Môi trường, Trường đại học Khoa học tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội
Môi trường, Học viện Nông nghiệp Việt Nam
3Khoa Môi trường, Trường Đại học Khoa học tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội
2Khoa

40

2-Theta - Scale
File: Tu T4.r aw - Type: 2Th/Th loc ked - Start: 5.0 00 ° - End: 44.990 ° - Step: 0.030 ° - Step t ime: 0.5 s - Temp.: 25 °C (Room ) - Tim e Starte d: 10 s - 2-T heta: 5.000 ° - Theta: 2.500 ° - Chi: 0.00 ° - Phi: 0.00 ° - X: 0.0 mm - Y:
01-073-2340 ( C) - Sodium Alu min um Silicate Hyd rate - Na12Al12Si12O48(H2O)27 - Y: 1 00.00 % - d x by: 1. - WL: 1.5406 - Cub ic - a 24.61000 - b 24.6100 0 - c 24.61000 - alpha 90.000 - beta 90.00 0 - gamma 9 0.000 - Fac e


Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - T5

Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - T9

3000

5000

d=14.410

2900
2800
2700
2600
2500
2400

4000

d=14.490

2300
2200
2100
2000
1900

d=2.119

d=2.208

d=2.408

d=2.620

d=2.888

d=2.666

d=2.945

d=3.051

d=2.796

d=3.810

d=4.424

d=3.954

d=4.817

d=4.214

d=7.147

d=2.210

d=3.345

d=5.753

d=8.898

d=7.568
1000

d=2.619

d=2.948
d=3.054

d=3.269

200

d=2.402

300

d=3.693

d=4.424

400

d=4.815

500

d=5.497

d=7.122

600

d=4.223

700

d=4.079

800

d=3.951

d=12.366

900

Lin (Cps)
2000

1000

d=2.545

1100

d=2.740

1200

d=2.796

d=7.572

1300

d=2.666

1400

d=3.337

1500

d=3.808

d=5.747

1600

d=2.887

3000

d=8.822

Lin (Cps)

1800
1700

100
0

0

5

10

20

30

40

5

10

20

30

40

2-Theta - Scale

2-Theta - Scale

File: Tu T5.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 5.000 ° - End: 44.990 ° - Step: 0.030 ° - Step time: 0.5 s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 10 s - 2-Theta: 5.000 ° - Theta: 2.500 ° - Chi: 0.00 ° - Phi: 0.00 ° - X: 0.0 mm - Y:
00-038-0237 (*) - Sodium Aluminum Silicate Hydrate - Na2Al2Si2.5O9·6.2H2O/Na2O·Al2O3·2.5SiO2·6.2H2O - Y: 100.00 % - d x by: 1. - W L: 1.5406 - Cubic - a 24.99000 - b 24.99000 - c 24.99000 - alpha 90.000 - beta 90.0
01-073-2340 (C) - Sodium Aluminum Silicate Hydrate - Na12Al12Si12O48( H2O)27 - Y: 20.67 % - d x by: 1. - WL: 1.5406 - Cubic - a 24.61000 - b 24.61000 - c 24.61000 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 90.000 - Face-c

File: Tu T9.r aw - Type: 2Th/Th loc ked - Start: 5.137 ° - End: 45.117 ° - Step: 0.030 ° - Step time: 0.5 s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Star ted: 10 s - 2-Theta: 5.137 ° - Theta: 2.500 ° - Chi: 0.00 ° - Phi: 0.00 ° - X: 0.0 mm - Y:
00-038-0237 (*) - Sodium Aluminum Sil icate Hydrate - Na2Al2Si2.5O 9·6.2H2O/Na2O·Al2O3·2.5SiO2·6.2H2O - Y: 78.06 % - d x by: 1. - W L: 1.5406 - Cubic - a 24.99000 - b 24.99000 - c 24.99000 - alpha 90.000 - beta 90.00

Tỷ lệ Si/Al = 1,5
Tỷ lệ Si/Al =3
Hình 3. Kết quả XRD đối với các mẫu zeolite được tổng hợp từ các tỷ lệ Si/Al khác nhau
Kết quả XRD cho thấy, cả 9 tỷ lệ Si/Al đều tổng hợp thành cơng zeolite. Trong đó ở 3 công thức
CT1, CT2 và CT3 với tỷ lệ Si/Al lần lượt là 0.5, 0.75 và 1 đều tổng hợp được zeolite 4Acó cơng
thức hóa học là Na12Al12Si12O48.27H2O. Tại tỷ lệ Si/Al = 0.75, bên cạnh cấu trúc tinh thể của zeolite
4A còn xuất hiện cấu trúc mạng tinh thể của zeolites faujasite-NaX với cơng thức hóa học là
Na2Al2Si2.5O9.6H2O.
Trong 3 công thức CT4, CT5 và CT6 với tỷ lệ Si/Al lần lượt là 1.25, 1.3 và 1.35,mặc dù đều đã tổng
hợp được zeolite 4A, nhưng chỉ có tỷ lệ Si/Al = 1,25 cho mức độ tinh khiết của vật liệu thu được
tương đối cao (phổ đồ chỉ xuất hiện pic của zeolite 4A).Còn đốivới 2 tỷ lệ Si/Al bằng 1,3 và 1,35
thì độ tinh khiết vật liệu thu được khơng cao vì bên cạnh vật liệu chính được tạo ra là zeolite 4A,
còn thấy xuất hiện các pic của zeolite faujasite-NaX có cơng thức hóa học là
Na2Al2Si2.5O9.6H2O.Đối với các cơng thức CT7, CT8 và CT9(có tỷ lệ Si/Al lần lượt là 1.5, 2.5 và
3), kết quả XRD cho thấychỉ hình thành zeolite faujasite-NaX với cơng thức hóa học là
Na2Al2Si2.5O9.6H2O.
Như vậy, với các tỷ lệ Si/Al thấp (0,5; 0,7; 1; 1,25), sản phẩm hình thành chủ yếu là zeolite 4A với
độ tinh khiết cao. Với các tỷ lệ Si/Al lớn hơn (1,3 và 1,35), bên cạnh sản phẩm chính là zeolite 4A
cịn phát hiện thấy sự có mặt của zeolite faujasite-NaX. Khi tỷ lệ Si/Al lớn (1,5; 2,5; 3) thì sản phẩm
tạo thành chủ yếu là zeolite faujasite-NaX. Quy luật này hồn tồn phù hợp với thành phần hóa học
của zeolite 4A và zeolite faujasite-NaX và của các nghiên cứu khác.
Bảng 3. Bảng kết quả tổng hợp của 9 công thức với các tỷ lệ Si/Al khác nhau
Công
thức

Tỷ lệ
Si/Al

Công thức hóa học

Định danh

CT1

0.5

Na12Al12Si12O48.27H2O

Zeolite 4A

CT2

0.75

Na12Al12Si12O48.27H2O

Zeolite 4A

CT3

1

Na12Al12Si12O48.27H2O

Zeolite 4A
zeolites faujasite (NaX)

Na2Al2Si2.5O9.6H2O
CT4

1NCS,

1.25

Na12Al12Si12O48.27H2O

Zeolite 4A

khoa Mơi trường, Trường đại học Khoa học tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội
Môi trường, Học viện Nông nghiệp Việt Nam
3Khoa Môi trường, Trường Đại học Khoa học tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội
2Khoa


CT5

1.3

Na2Al2Si2.5O9.6H2O
Na12Al12Si12O48.27H2O

CT6

1.35

Na2Al2Si2.5O9.6H2O
Na12Al12Si12O48.27H2O

Zeolites faujasite (NaX)
Zeolite 4A

Zeolites faujasite (NaX)
Zeolite 4A

CT7

1.5

Na2Al2Si2.5O9.6H2O

zeolites faujasite (NaX)

CT8

2.5

Na2Al2Si2.5O9.6H2O

zeolites faujasite (NaX)

CT9

3

Na2Al2Si2.5O9.6H2O

zeolites faujasite (NaX)

3.3. Đặc trưng vật liệu zeolite được tổng hợp
3.3.1. Hình thái cấu trúc của zeolite
Từ kết quả SEM trên ta thấy rằng ở độ phóng đại là 10.000x thì cả 2 mẫu zeolite 4A có cơng thức

hóa học là Na12Al12Si12O48.27H2O được tổng hợp ở tỷ lệ Si/Al = 0,75 và Zeolites faujasite - NaX
có cơng thức hóa học là Na2Al2Si2.5O9.6H2O được tổng hợp ở tỷ lệ Si/Al = 1,5 đều là các tinh thể
có hình dạng khối lập phương rõ ràng, đồng đều.Khác với loại khoáng vật dạng lớp (phyllosilicate),
zeolite là loại khống vật thuộc nhóm tectosilicate có cấu trúc phát triển theo không gian 3 chiều,
với hệ thống lỗ xốp đồng đều và trật tự giao nhau ở các khoang trống (E.Erdem, 2004). Kích thước
trung bình của cả 2 loại zeolite được tạo thành nêu trên đều lớn hơn 2µm. Đối với mẫu zeolite 4A,
kích thước trung bình là 2,5µm và zeolites faujasite – NaX, kích thước trung bình là 4 µm.
Ze A – 0.75
10000

Ze X – 1.5
10000

Hình 4. Kết quả chụp SEM của mẫu zeolite 4A với tỷ lệ Si/Al là 0,75 và zeolites faujasite NaX với tỷ lệ Si/Al là 1,5 với độ phóng đại 10.000x
3.3.2. Khả năng trao đổi cation - CEC
Từ kết quả trên có thể thấy rằng cả 2 loại zeolite 4A có cơng thức hóa học là Na12Al12Si12O48.27H2O
được tổng hợp với tỷ lệ Si/Al = 0,75 và zeolites faujasite – NaX có cơng thức hóa học là
Na2Al2Si2.5O9.6H2O được tổng hợp với tỷ lệ Si/Al = 1,5 đều có dung tích trao đổi cation (CEC)
cao, lần lượt là 341 và 432 meq/100 gam.
Bảng 4. Khả năng trao đổi cation (CEC) của zeolite 4A và zeolites faujasite – NaX (n=3)
1NCS,

khoa Môi trường, Trường đại học Khoa học tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội
Môi trường, Học viện Nông nghiệp Việt Nam
3Khoa Môi trường, Trường Đại học Khoa học tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội
2Khoa


Loại zeolite
Lần lặp (n=3)

Xxt ± s

Zeolite 4A

Zeolites faujasite – NaX

341,33 ± 11,72

432,00 ± 13,11

Các kết quả nghiên cứu này hoàn toàn phù hợp với kết quả nghiên cứu của Pattarann Thuadaij et
al, 2011 (360meq/100gam) đối với zeolite 4A và của Mie Han Htun et al, 2012 (490meq/100gam)
đối với zeolite faujasite-NaX và cao hơn tương đối nhiều so với zeolite tự nhiên là 120meq/100
gam (Shaobing Wang và cộng sự, 2010).
3.3.3. Khả năng hấp phụ đối với ion Pb2+
Hiệu suất hấp phụ của zeolite 4A và zeolite faujasite-NaXvới ion Pb2+ đạt tương đối cao, dao động
trong khoảng 74,04± 1,13 đến 98,847 ± 0,16. Nhận thấy khi khối lượng vật liệu tăng, hiệu quả hấp
phụ tăng, và tại khối lượng vật liệu hấp phụ bằng 1,5g thì quá trình hấp phụ đạt trạng thái cân bằng
với hiệu suất 82,67± 0,72 % (đối với zeolite 4A) và 96,566 ± 0,53% (đối với zeolite faujasite) vì
khi tăng khối lượng zeolite từ 1,5g đến 2,5 hiệu suất hấp phụ tăng không đáng kể (α > 0,05).
Bảng 5. Khả năng hấp phụ Pb2+ của zeolite 4A (n=3)
Nồng độ Pb2+ (ppm)
Hiệu suất hấp phụ (%)
Khối lượng zeolite (g)
Ban đầu
Sau hấp phụ
0,5
2000
519,10± 22,62
74,04± 1,13

1
2000
410,68± 19,31
79,47± 0,96
1,5
2000
346,69± 9,72
82,67± 0,72
2
2000
330,96± 6,27
83,50± 0,59
2,5
2000
316,40± 4,93
84,18± 0,27
Bảng 6. Khả năng hấp phụ Pb2+ của zeolitefaujasite-NaX (n=3)
Nồng độ Pb2+ (ppm)
Khối lượng zeolite (g)
Hiệu suất hấp phụ (%)
Ban đầu
Sau hấp phụ
0,5
2000
356,79 ± 32,62
82,161 ± 1,63
1
2000
142,82 ± 31,31
92,859 ± 1,56

1,5
2000
68,676 ± 10,69
96,566 ± 0,53
2
2000
42,192 ± 5,05
97,890 ± 0,25
2,5
2000
23,055 ± 3,26
98,847 ± 0,16
Các kết quả về hiệu suất hấp phụ của zeolite được tổng hợp nguồn SiO2 thu hồi từ tro rơm rạ sau
nhiệt phân đều lớn hơn so với zeolite tự nhiên trong nghiên cứu của E. Erdem & cs, 2004 là 66,1%;
và cho hiệu quả hoàn toàn tương tự với zeolite được tổng hợp từ cao lanh trong nghiên cứu của
Phạm Minh Tú & cs, 2010 là 99%.
4. KẾT LUẬN
Rơm sau nung ở nhiệt độ 600oC/4h có hàm lượng SiO2 chiếm 70,4% về khối lượng được thu hồi
và ứng dụng trong tổng hợp zeolite cho thấy khả năng hình thành zeolite ở tất cả các dải tỷ lệ Si/Al
từ 0,5 đến 3,0. Nghiên cứu cho thấy, tại các tỷ lệ Si/Al thấp từ 0,5 đến 1, sản phẩm tạo thành chủ
yếu làzeolite 4A với công thức hóa học là Na12Al12Si12O48.27H2O, trong đó tỷ lệ Si/Al là 0,75 cho
cấu trúc vật liệu ổn định nhất. Với các tỷ lệ Si/Al lớn hơn, từ 1.25 đến 3,0 đều cho sự hình thành
sản phẩm của zeolites faujasite-NaX với cơng thức Na2Al2Si2.5O9.6H2O. Zeolite 4A với công thức
1NCS,

khoa Môi trường, Trường đại học Khoa học tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội
Môi trường, Học viện Nông nghiệp Việt Nam
3Khoa Môi trường, Trường Đại học Khoa học tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội
2Khoa

là Na12Al12Si12O48.27H2O được tổng hợp với tỷ lệ Si/Al là 0.75 có khả năng trao đổi cation là 341
meq/100 gam. Zeolites faujasite – NaX với cơng thức hóa học là Na2Al2Si2.5O9.6H2O tổng hợp với
tỷ lệ Si/Al là 1.5 có khả năng trao đổi cation là 432 meq/100 gam. Hiệu quả hấp phụ với ion Pb2+của
cả hai vật liệu này đều tương đối cao (hơn 70%). Từ kết quả nghiên cứu cho thấy, hồn tồn có thể
tổng hợp được các loại vật liệu mới zeolite có khả năng hấp phụ lớn và ứng dụng trong lĩnh vực xử
lý môi trường từ nguồn phế phụ phẩm nông nghiệp là rơm rạ.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Nguyễn Hữu Chí (2012). Khơng đốt rơm rạ để trả lại nguồn hữu cơ cho đất. Thông tin KH&CN
Nghệ An, số 6-2012.
2. Rajesh Ghosh (2013). A Review Study on Precipitated Silica and Activated Carbon from Rice
Husk. Ghosh and Bhattacherjee, J Chem Eng Process Technol 2013, Volume 4, Issue 4.
3. E.Erdem, N.Karapinar, R.Donat (2004). The removal of heavy metal cations by natural zeolites.
Journal of Colloid and Interface Science 280 (2004), p 309–314.
4. Shaobin Wang, Yuelian Peng (2010). Natural zeolites as effective adsorbents in water and
wastewater treatment. Chemical Engineering Journal 156 (2010) 11–24.
5. Mie Han Htun, Mu Htay, May Zin Lwin (2012). Preparation of Zeolite (NaX,Faujasite) from
Pure Silica and Alumina Sources. International Conference on Chemical Processes and
Environmental issues (ICCEEI'2012) July 15-16, 2012 Singapore.
6. Cheng-Fang Lin, Shun-Shin Lo, Herng-Yuh Lin, Yichin Lee (1998). Stabilization of cadmium
contaminated soils using synthesized zeolite. Journal of Hazardous Materials Volume 60, Issue 3,
July 1998, Pages 217–226.
7. Achanai Buasri, Nattawut Chaiyut, Kittiya Phattarasirichot, Phetcharat Yongbut and Lalita
Nammueng (2008). Use of Natural Clinoptilolite for the Removal of Lead (II) from Wastewater in
Batch Experiment. Chiang Mai J. Sci. 2008; 35 (3) : 447-456
8. Herry Purnama, Malik Musthofa, Adhen H.Akhwan, Intan K. Dewi (2014). Effect of Ultrasound
on Zeolite Preparation from Rice Husk Ash. Proceedings of the 3rd Applied Science for Technology
Innovation, Astechnova 2014 International Energy Conference Yogyakarta, Indonesia, 13-14.
9. Colin S.Cundya, Paul A.Coxb (2005). The hydrothermal synthesis of zeolites: Precursors,
intermediates and reaction mechanism. Microporous and Mesoporous Materials Volume 82, Issues

1–2, 5 July 2005, pages 71–78.
10. Baldock, J. A., and R. J. Smernik (2002). Chemical composition and bioavailability of thermally
altered Pinus resinosa(Red Pine) wood. Org. Geochem. 33: 1093-1109.
11. Minh Ngoc Nguyen 2015. Release of potassium accompanying the dissolution of rice straw
phytolith, Chemosphere 119 (2015) 371–376.
12. Nittaya Thuadaij, Apinon Nuntiya (2008). Preparation of Nanosilica Powder from Rice Husk
Ash by Precipitation Method.Chiang Mai J. Sci. 2008; 35(1) : 206-211.
13. Đoàn Văn Hồng Thiện, Phạm Văn Đông, Lê Văn Xèo (2015). Tổng hợp Zeolite 4A kích thước
micro từ Caolin. Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, phần A: Khoa học Tự nhiên, Công
nghệ và Môi trường: 36 (2015): 42-46.
14. Zahra Ghasemi, Habibollah Younesi (2011). Research Article Preparation and
Characterization of Nanoze olite NaA from Rice Husk at Room Temperature without Organic
1NCS,

khoa Môi trường, Trường đại học Khoa học tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội
Môi trường, Học viện Nông nghiệp Việt Nam
3Khoa Môi trường, Trường Đại học Khoa học tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội
2Khoa


Additives.Hindawi Publishing Corporation Journal of Nanomaterials Volume 2011, Article ID
858961, 8 pages.
15. Ugal, Jalil. R., b Hassan, Karim . H. & aAli, Inam H (2010). Preparation of Type 4A Zeolite
from Iraqi Kaolin: characterization and properties measurements. Journal of the Association of
Arab Universities for Basic and Applied Sciences, Vol. 9, 2010, 1-8.
16. Phạm Minh Tú, Đặng Kim Chi, Hoàng Thu Hương. Thăm dò khả năng xử lý nước thải của các
chế phẩm zeolite X, A được tổng hợp từ cao lanh không nung. Hội nghị khoa học lần thứ 20 – Đại
học Bách khoa Hà Nội, 202-208.
PREPARATION AND CHARACTERIZTION OF ZEOLITE MATERIAL DERIVED
FROM SILICATE PARTICLES OF RICE STRAW

Nguyen Ngoc Tu2, Ho Thi Thuy Hang1,
Trinh Quang Huy1, Nguyen Ngoc Minh2
Summary
Rice straw is seen as agricultural waste in Vietnam. There exists large amount of silica in straw which can be utilized as
an ingredient for zeolite synthesis. In this research, SiO2, which was collected under the form of Na2SiO3 solution
through the process of heating the rice straw at 600oC in 4 hours và soaking in solution of NaOH 3M, was used to
synthesize zeolite. The hydrothermal crystallisation method is used in this research and the products was characterized
using X-Ray powder Diffraction (XRD) and observed by the Scanning Electron Microscope (SEM). Zeolite synthesis
in this research is carried out based on the changes in Si/Al ratio with Al added in the form of NaAlO2 1M. Zeolite was
successfully synthesized at several different ratio of Si/Al. Atlow ratio Si/Al (0,5; 0,7; 1; 1,25), the final product was
mainly zeolite 4A with high purity. At higher ratio of Si/Al (1,3 and 1,35), along with zeolite 4A, faujasite-NaX was
also formed and detected. On the other hand, zeolite faujasite - NaX was the main final product at comparatively high
ratio of Si/Al(1,5; 2,5; 3). According to the results from material assessment, the cation exchange capability of zeolite
synthesized is considerably high at 432meq/100gram. Moreover, effective Pb2+ absorption (more than 70%) also
illustrated the prospect of creating materials which are applicable in environmental treatment from agricultural waste.
Keywords: Zeolite, rice straw, SiO2.

1NCS,

khoa Môi trường, Trường đại học Khoa học tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội
Môi trường, Học viện Nông nghiệp Việt Nam
3Khoa Môi trường, Trường Đại học Khoa học tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội
2Khoa