u bi Li vi
Polyme ch ng hp th
crom ng dng x c thi Trn Th Minh Huyn i hc Khoa hc T
Lung: 60 44 41
ng dn: TS. Nguyn Tun Dung
o v: 2012 Abstract. Tng quan v
ng dt liu hp ph
n Ph Li vi polydiaminonaphtalen bng phn ng hp
in-t ca vt li p ph ion Cr(VI) trong
t qu o lup in-
x p in- u kh p
ph Cr(VI) ca TBK/PDAN.
Keywords. ng; Tro bay; Polyme; X c thi Content
MỞ ĐẦU
gii thu tn tro bay, phn ln t
nhin nay, ngay ng cht thi rc
dng r yu th
ng ng dc ht sc
ly b phch v ng th trn Ph Li -
Linh - Hi hp vi Vin Khoa hc Vt liu, Vin Khoa h
Vit Nam thc hin d bin Tro bay Nhin s dn
n n Qu
c.
1.1.2. Phân loại
ng c t [24]:
Long bng 15-n pht than
ligrit hoc than cha bitum; chng < 2%.
Loc t vit than antraxit hoc than cha
hing 2-10%.
Tro bay Ph Li thuc lo
1.1.3. Thành phần và đặc điểm của tro bay:
c ca tro bay ch yn h
2
, Al
2
O
3
,
Fe
2
O
3 ,
TiO
3,
MgO, CaO, K
2
cha mn
c mc t h chn Ph Li [4] a mt s loi
TiO
2
1,70
Cacbon
12,10
i
1,19 Bảng 1.2: Thành phần hóa học của một số loại tro bay từ các quốc gia khác.
Thành phần hóa học
Tro bay sản xuất tại
Ấn độ
Trung Quốc
Cadactan
Hàm
lƣợng (%)
SiO
2
55-65
>55
54-65
Al
2
O
3
25-35
>31
2
0,5-1,5
>1
-
t mc ht nh, trong
khong t mng trong khong t n 2
m
2
/g m ni bt cc cao, bn nhit, bn vi
lo.
Tro bay sinh ra t trng ln nh m t
t hp th m cm ca tro bay
t trong nht quan trn ng cng
n x
1.1.4. Tình hình nghiên cứu tái sử dụng tro bay:
Hin nay, vi dn mnh
m tn dng tu dng thi ci t
ng sn nay, ngay c t dng
vt hn ch, ch yc sn xut vt ling ng dng
c th giy mu vn khai ng dc ng dng
li
a) Ứng dụng trong sản xuất ximăng và bê tông:
t ph c bi thay th t
Do c nht ca v
phn vm ch
b) Ứng dụng làm vật liệu xây dựng:
i ta s d thay th t li
dng cng. Sn xui gch, tm panen, sn xut g
m, hot liu nng.
)
2
]. Hp cht c
thng do s xut hi
l ng t 1- c bin t 5- 800
g/l [12].
th d t ho mt nh i cht ca thc
vt [13].
y Cr
+6
s t ch yn kim,
p ch bin kim lo t nhum. Cr
+3
c thi ca
p thuc da, dc thp m trang
1.2.2. Ứng dụng crôm trong công nghiệp:
c bin nhi
tc s dng rc bin kim.
ca h
c hong ca mp thuc
t tn da: Cr
2
(SO
4
)
3
c s dng vt
a Cr
3+
0 9,6 g/100g
1 11 g/100g
nh trong hong ci, Cr(VI) li
r p th i (nu Cr(III) ch hp ph ng hp ph
c
s t vt hot a
u bnh nguy hii [14
c xi ch
ng
) tn tc [16].
1.2.4. Tình hình ô nhiễm crôm hiện nay:
Ngunh bao gn trong t
pN t ngun t t b hoang
hoc t p. Hi
gii kim loi nc bi
c thp vi nhi t s
1.2.5. Các phƣơng pháp xử lí crôm:
1.2.5.1. Phương pháp khử - kết tủa:
c th ti
phn kh, kt t c hc thng, lc, trung
.
- Ƣu điểm: X c thng ln, d v
- Hạn chế: Chuyn cht thi t dn.
1.2.5.2. Phương pháp trao đổi ion:
i ioi din ra gich
t lit trc
- Ƣu điểm: Nhu cng thp,
u bi Li v u kin mm,
t liu bi p ph ng
c. CHƢƠNG II: CÁC PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Hóa chất và dụng cụ:
2.1.1. Hóa chất:
- Tro bay (TB) s dng loi mn nhc ht <10m) cn xut tro bay
Ph Li.
- c n 37% loi tinh khit ca Trung Quc.
- NaOH loi tinh khit ca Trung Quc.
- Amonipesunfat (APS) loi tinh khit cc).
- 1,5-diaminonaphtalen (DAN) s d n phm tinh khit ca Merck
c).
- Axit HClO
4
c (70%-75%, d = 1,68g/cm
3
) loi tinh khit cc).
- Dung dch chun Cr(VI) n c).
- Thuc th hi-diphenylcacbazit loi tinh khit cc).
- Cn tuyi (99,95%) c phc Giang.
2.1.2. Dụng cụ:
- nh mi.
- Cc chu nhii.
- i.
-
- Giy l
trong 4 gi nhi
Kn ng, la k sn phm bng axeton, ln cua bc ct, sy
trong t s nhi 60
0
C trong 24 gi.
2.2.2. Nghiên cứu tính chất đặc trưng của vật liệu:
Trong lui KBr
hng ngo- NICOLET FTIR ti Vin K thut nhii,
Vin KHCNVN.
Trong luu
x c) ti Kc T
i i t
0
, tc
0,02
0
/s.
Hin t c s dng r
c mt vt liu. Trong lunh SEM c
khi bic cht b Hitachi 4800 (Nht bn) ti Vin Khoa hc Vt liu, Vin
KHCNVN.
Di mt b Micromeritics TriStar 3000, khoa
i.
2.2.3. Nghiên cứu khả năng hấp phụ Cr(VI):
2.2.3.1. Phương pháp phân tích trắc quang:
S gi nh lut hp th -Lambert-Beer:
(VI)
, t hiu sut
ng hp ph q (mg/gc sau:
(VI)
(%)
C
0
:
(VI) (mg/L)
C
e
:
(VI) g (mg/L)
V:
(VI) (mL)
m:
(g) CHƢƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
kt Mc Al); pic ti 790 cm
-1
chng t s hin din ca quartz; peak nh vi
yu ti 555,3 cm
-1
ng vng ct Oy, sau khi
biy ca PDAN, chng t
biy ra.
III.1.2. Phân tích nhiễu xạ tia X (XRD):
10 20 30 40 50
H
H
H
Q
Q
Q
M, H
M, H
M
Lin (Cps)
TBA/PDAN
TBA
TB
50
2-Theta-Scale
4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500
862
1119
1166
1465
1401
1629.8
3432.3
555
790
1066
1629.8TBK/PDAN
TBK
Truyeàn qua (%)
Soá soùng (cm
-1
)
TB
3438.7
Hình 3.4: Phổ FTIR của tro bay (TB), tro bay xử lý kiềm (TBK) và tro bay xử lý kiềm biến
tính với 1% PDAN (TBK/PDAN).
y ph hng ngoi ca tro bay sau khi x
ng hp tro bay x m sau khi
bi hin c FTIR:
- pic hp th ti 3438,7 cm
-1
Q
M, H
M, H
M
Lin (Cps)
TBK
TBK/PDAN
TB
50
2-Theta-Scale
M
NaP
`Hình 3.5: Giản đồ XRD của tro bay (TB), tro bay xử lý kiềm (TBA) và tro bay xử lý kiềm
biến tính PDAN (TBA/PDAN).
3.2.3. Phân tính kính hiển vi điện tử quét phát xạ trƣờng (FE-SEM)
Tro bay x m Tro bay x m bi
Hỡnh 3.6: nh FE-SEM ca cỏc mu TBK v TBK/PDAN.
nh FE n vng hp x ng
m b mt tr n
m u
ht tro.
3.2.4. Xỏc nh din tớch b mt riờng BET:
haỏp phuù
(cm
3
/g)
P/P
O
Haỏp phuù
TBA
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
20
40
60
80
100
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
Haỏp phuù
Giaỷi haỏp
Theồ tớch khớ
N
2
haỏp phuù
(cm
3
/g)
P/P
O
TBK
20
30
40
50
60
70
TBK/PDAN
TBK
Theå tích loã xoáp ( 10
-4
cm
3
/g.nm)
Ñöôøng kính loã xoáp (nm)
TBA
Hình 3.8: Sự phân bố kích thƣớc lỗ xốp của các mẫu tro bay. Bảng 3.1: Kết quả đo diện tích bề mặt riêng và thể tích lỗ xốp.
Mẫu
Diện tích bề mặt riêng BET
(m
2
/g)
Thể tích lỗ xốp
từ 1,7 đến 300 nm (cm
3
/g)
TB
1,16
0,15
0,235
0,2
0,313
0,25
0,392
0,3
0,471
0,35
0,556
0,4
0,62 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
ẹoọ haỏp thuù quang
Nong ủoọ Cr(VI) (mg/L)
y = 1,579x - 0,00402
R
2
= 0,9995
71,93
3
60,16
58,63
2,15
32,77
45,53
4
59,85
57,95
2,17
41,48
30,68
5
59,06
59,37
-0,54
43,38
26,54
6
59,53
59,21
0,53
47,66
19,95
7
60,01
59,37
1,06
50,66
2
28,34
47,04
3
25,49
52,37
5
20,89
60,95
7
18,68
65,09
14
8,86
83,43
22,5
6,49
87,86 0 5 10 15 20 25
0
20
40
60
80
H (%)
Thôøi gian (giôø)
Hình 3.11: Ảnh hƣởng của thời gian tiếp xúc tới hiệu suất hấp phụ.
44,33
4,43
81,16
61,11
17,73
43,38
4,34
70,98
70,93
27,07
43,86
4,39
61,83
81,06
38,16
42,80
4,29
52,93
92,62
48,61
44,02
4,40
47,52
101,8
57,94
43,86
4,39
43,08
f
/ q
C
f
(mg/L)
y = 0,22612x + 0.1061
R
2
= 0,9997
Hình 3.13: Đƣờng đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir. -0.5 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
y = 0,1195x + 0,4667
R
2
= 0,743
lg q
lg C
f
Hình 3.14: Đƣờng đẳng nhiệt hấp phụ Freundlich.
T th c h s a
i quy (R
d 2M nhi 50
o
t qu ng ngoi FTIR,
nhiu x n t ng t tro bay x t (TBA)
hi c
ng hp x m, NaOH khi tƣơng tác với tro bay đã hình thành hydrat natri
nhôm silicat – NaP (Na
6
Al
6
Si
10
O
32
.12H
2
O) ging zeolit (N
a tro bay x i: b m
Tro bay sau khi x m tip tc bii polydiaminonaphtalen
(PDAN) bp in-situt qu ng t quá trình
biến tính chỉ thực hiện đƣợc trên TBK: ph FTIR ca TBK/PDAN th hin ca c
nh FE-t
tro bay.
t qu thc nghim hp ph-gii hy sau khi x im, din
mng l xp nh (micropore) cnh, lớn gấp cỡ 40
lần so vu. Sau khi bii PDAN, di m ng
micropore gin bao quanh ht tro bay, che lp b xp
mt tia vt liu.
t qu p ph Cr(VI) ca TBK/PDAN cho thy vt liu
p ph tt ti pH = 2, thi gian hp ph . Thc nghim
s 1,(2007), 3-5.
6. Nguyn Mnh Thc Tut s kt qu u gia c vt lit ti
ch b- t cng ti tTP.
H
7. u, X t liu hp ph ci tt, T
Khoa ht, s 15, (2001), 64-68.
8. Nguyu ch to vt liu hp ph t x c
b m kim loi nng, tuyn ti ngh Khoa hc ln th c,
-188.
9. Nguy u kh dng vt liu hp ph ch to t tro
x n nuc b i nng k5. Tuyn
tc Hi ngh Khoa hc Vit
Nam ln th i, 12/2005, tr. 424-428.
10. Nguyc Chuy, Trn Th n Th u tro bay ph l
sn phm chng cc s 4 ,(2011),
160-165.
11. Nguyc Vi, T2, 2004.
12. Trn Hng s, Hi ngh Khoa hc VN ln
th nht, 2000.
13. n Bc Lng Cr (VI) trong
c,
12(1), (2008), 59-62.
14. c hng, c gia TP. HCM (2000).
15. Trnh Th c hc kho i, i hc Quc gia
i (2001).
16. Quy chut Vit Nam: QCVN -07:2009 /BTNMT : Quy chun quc gia v
ng cht thi nguy hi.
17. u Thing mt s kim loi nng tron
i ba nguc p
, s 11,(2011),28 - 31.
33. Y.C. Sharma, Uma, S.N. Upadhyay and C.H. Weng, Colloids Surf. A Physicochem.
Eng. Aspect, 317 (2008), p. 222.
34. B. Bayat, J. Hazard. Mater., B95 (2002), p. 275.
35. N.Gangoli, D.C. Markey, G.Thodos, Remover of heavy metal ions from aqueous
solutions with fly ash, in: Proceedings of the National Conference on complete
Wateruese, May 4-8, 1975,pp. 270 -275.
36. T. Viraraghavan, G.A.K. Rao, Adsoption of cadmium and chromium from wastewater
by flyash, J. Environ. Sci. Health, Part A: Environ. Sci. Eng. 26(1991) 721 753.
37. Minh Chau Pham, Mohamed Oulahyane, Malik Mostefai, Mohamed Mehdi Chehimi,
Multiple internal reflection FT-IR spectroscopy (MIRFTIRS) study of the
electrochemical synthesis and the redox process of poly(1,5-diaminonaphthalene),
Synthetic Metals 93 (1998) 89-96.
38. Dzung Tuan Nguyen, Lam Dai Tran, Huy Le Nguyen, Binh Hai Nguyen, Nguyen Van
Hieu, Modified interdigitated arrays by novel poly(1,8-diamino naphthalene)/carbon
nanotubes composite for selective detection of mercury(II), Talanta (ISSN: 0039-9140),
85 (2011), Issue5, pp. 24452450.
39. Xin-Gui Li, Mei Rong Wang, Sheng Xian Li, Facile synthesis of poly(1,8-
diaminonaphthalene) microparticales with a very high silver ion adsorbability by a
chemical oxidative polymerization, Acta Materialia 52 (2004) 53635374.
40. S. Mohan, R. Gandhimathi, Removal of heavy metal ions from municipal solid waste
leachate using coal fly ash as an adsorbent, Journal of Hazardous Materials 169 (2009)
351-359.
41. C. D. Woolard, K. Petrus, M. van der Horst, Water SA, 26 (2000), 531-536.
42. K. Jackowska, J. Bukowska, M. Jamkowski, Synthesis, electroactivity and molecular
structure of poly(1,5-diaminonaphthalene), Journal of Electroanalytical Chemistry 388
(1995) 101-108.
43. Tuan Dung Nguyen, M.C. Pham, B. Piro, J. Aubard, H. Takenouti and M. Keddam,
Conducting Polymers and Corrosion. I- Poly(pyrrole)-poly (1,5-diaminonaphthalene)
composite films. Electrosynthesis and Characterization, J. of Electrochem. Soc., 151
(6), B325, 2004.