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

Bùi Thị Hà

NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VẬT LIỆU HẤP PHỤ
TRÊN CƠ SỞ NANOCOMPOSITE CỦA SiO2 VÀ
ỐNG NANOCARBON TỪ NGUYÊN LIỆU VỎ TRẤU

LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC

Hà Nội - 2014

1


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

Bùi Thị Hà

NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VẬT LIỆU HẤP PHỤ
TRÊN CƠ SỞ NANOCOMPOSITE CỦA SiO2 VÀ
ỐNG NANOCARBON TỪ NGUYÊN LIỆU VỎ TRẤU
Chuyên ngành: Hóa môi trƣờng
Mã số : 60440120

LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC


1.4. CÁC PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ NƢỚC NHIỄM CHÌ .... Error! Bookmark not
defined.
1.4.1. Các dạng tồn tại của kim loại Chì ................... Error! Bookmark not defined.
1.4.2. Độc tính của chì .............................................. Error! Bookmark not defined.
3


1.4.3. Ứng dụng của chì ............................................ Error! Bookmark not defined.
1.4.4. Các phƣơng pháp xử lý ô nhiễm chì ............... Error! Bookmark not defined.
2.1. Mục tiêu và nội dung nghiên cứu ....................... Error! Bookmark not defined.
2.1.1. Mục tiêu .......................................................... Error! Bookmark not defined.
2.1.2. Nội dung nghiên cứu ....................................... Error! Bookmark not defined.
2.2. Hóa chất, dụng cụ ............................................... Error! Bookmark not defined.
2.2.1. Dụng cụ - Thiết bị ........................................... Error! Bookmark not defined.
2.2.2. Hóa chất .......................................................... Error! Bookmark not defined.
2.3. Các phƣơng pháp sử dụng trong thực nghiệm ... Error! Bookmark not defined.
2.3.1. Phƣơng pháp xác định hàm lƣợng SiO2 .......... Error! Bookmark not defined.
2.3.2. Phƣơng pháp hiển vi điện tử quét (SEM) ....... Error! Bookmark not defined.
2.3.3. Nhiễu xạ Rơnghen X (X-ray diffraction XRD) ............ Error! Bookmark not
defined.
2.3.4. Phƣơng pháp phân tích phổ hấp thụ nguyên tử AAS. ... Error! Bookmark not
defined.
2.4. Chế tạo vật liệu................................................... Error! Bookmark not defined.
2.4.1. Chế tạo nano silica .......................................... Error! Bookmark not defined.
2.4.2. Chế tạo vật liệu tổ hợp nano composite SiO2/CNT ...... Error! Bookmark not
defined.
2.4.3. Biến tính vật liệu tổ hợp nano composite SiO2/CNT .... Error! Bookmark not
defined.
Chƣơng 3 - KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............... Error! Bookmark not defined.
3.1. Chế tạo nano silica ............................................. Error! Bookmark not defined.

Tài liệu tham khảo .................................................................................................... 73

5


LỜI CẢM ƠN

Trước hết em xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS. Nguyễn Trần Hùng
và PGS.TS. Nguyễn Văn Nội đã tận tình giúp đỡ em trong suốt quá trình nghiên cứu
và hoàn thành luận văn.
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các anh, chị tại Viện Hóa Học Vật liệu –
Viện Khoa Học Công Nghệ Quân Sự đã chỉ bảo và tạo mọi điều kiện giúp đỡ em
trong suốt quá trình thực hiện và hoàn thành luận văn này.
Nhân dịp này em xin được chân thành cảm ơn các thầy cô Bộ môn Hóa Môi
trường và Khoa Hóa học - Trường Đại học Khoa học Tự nhiên đã dạy dỗ, trang bị
cho em các kiến thức khoa học cơ bản trong suốt quá trình tôi học tập tại trường.
Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, người thân và bạn bè đã luôn
bên cạnh động viên tôi trong suốt thời gian hoàn thành luận văn này.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, Ngày 08 tháng 11 năm 2014
Học viên cao học
Bùi Thị Hà

6


DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH

Trang
Hình 1. Sơ đồ quy trình thu hồi Si

7


Hình 25. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng hấp phụ Pb2+ của vật liệu ........... 56
Hình 26. Đường thẳng định hệ số phương trình Langmuir của CNT với Pb2+ ....... 57
Hình 27. Đường thẳng định hệ số phương trình Langmuir của nano silica với
Pb2+.. ....................................................................................................................... 58
Hình 28. Đường thẳng định hệ số phương trình Langmuir của vật liệu chưa biến
tính với Pb2+ ............................................................................................................. 59
Hình 29. Khả năng hấp phụ Pb2+ của vật liệu ......................................................... 60

8


DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

Trang
Bảng 1. Một số đường đẳng nhiệt hấp phụ thông dụng ............................................ 20
Bảng 2. Sự phụ thuộc hàm lượng SiO2 vào thời gian xử lý ..................................... 40
Bảng 3. Sự phụ thuộc hàm lượng SiO2 vào nhiệt độ xử lý ....................................... 42
Bảng 4. Sự phụ thuộc hàm lượng SiO2 vào tỉ lệ trấu/axit ........................................ 43
Bảng 5. Sự phụ thuộc hàm lượng SiO2 vào số lần tái sử dụng ................................ 44
Bảng 6. Ảnh hưởng của nhiệt độ nung đến hàm lượng SiO2 trong trấu .................. 45
Bảng 7. Ảnh hưởng của thời gian nung đến hàm lượng SiO2 trong trấu ................ 46
Bảng 8. Ảnh hưởng của tốc độ gia nhiệt đến kích thước hạt SiO2........................... 47
Bảng 9. Ảnh hưởng của nồng độ xúc tác đến khối lượng vật liệu ........................... 48
Bảng 10. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến quá trình hấp phụ Pb2+ . 51
Bảng 11. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của pH đến quá trình hấp phụ Pb2+ ........... 52
Bảng 12. Kết quả khảo sát tải trọng hấp phụ cực đại của vật liệu với Pb2+ .......... 53
Bảng 13. Kết quả khảo sát nhiệt độ tối ưu hấp phụ Pb2+ ........................................ 55

MWCNT

Ống nano cacbon đa lớp

SEM

Kính hiển vi điện tử quét

SWCNT

Ống nano cacbon đơn lớp

WRHA

Tro trấu trắng

XRD

Nhiễu xạ tia X

10


TÀI LIỆU THAM KHẢO:
Tài liệu tiếng Việt
1. Phùng Văn Bé, Lê Tự Hải (2011), “Nghiên cứu tách ion Pb2+ trong dung dịch
nƣớc bằng vật liệu hấp phụ tanin chiết tách từ vỏ keo tai tƣợng”, Tạp chí Khoa
học và công nghệ, Đại học Đà Nẵng, số 1(42) 2011.
2. Lê Văn Cát (2002), Hấp phụ và trao đổi ion trong xử lý nước và nước thải, Nxb
Thống kê, Hà Nội.

13. Phạm Đình Vũ, Võ Thị Thanh Châu, Đinh Quang Khiếu, Trần Thái Hòa (2008),
“Nghiên cứu tổng hợp vật liệu nao quản trung bình MCM – 41 với nguồn oxit
silic đƣợc điều chế từ vỏ trấu”, Tạp chí Hóa học và ứng dụng, số 5(77), tr. 4749.
Tài liệu tiếng Anh
14. A. Borrell, V.G. Rocha, R.Torecillas, A. Fernánder (2011),“ Surface coating on
carbon nanofibers with alumina precursor by different synthesis routes ”,
Composites Science and Technology, pp 18-22.
15. B.Xing, K.Yang, L.Zhu (2006), “Pollution prevention and treatment using
nanotechnology”, Environ.Sci.Technol, 40, pp.18-55.
16. Bui, D. D., et al. Particle size effect on the strength of rice husk ash blended
gao-graded Portland cement concrete. Cement and concrete composites. Vol.
27, pp. 357-366, 2005.
17. Dao Van Dong, Pham Duy Hƣu, Nguyen Lan (2008), “Effect of rice husk ash
on properties of hight strength concrete”, The 3rd ACF international conferenceACV/VCA.
18. G Roy Chaudhury, PK Dash, VN Misra, K Srinivasa Rao, D Sarangi (2005),
“Treatment of waste water containing Pb and Fe using ion-exchange
techniques”, Journal of Chemical Technology and Biotechnology, 80, 892-898.

12


19. H. Figueiredo, B. Fonseca, C. Quitelas, Z. Rocha, B. Silva, T. Tavares (2009),
“Removal of Cd(II), Cr(IV), Fe(III) and Ni(II) from aqueous solution by an
E.coli biofilm supported on kaolin”, Chem. Eng. J, 149, pp. 319-324.
20.

H.

S.


and Technology, pp. 13-24.
26. Quingge Feng, Qingyu Lin, Fuzhong Gong, Shuichi Sugita, Masami Shoya
(2004), Adsorption of lead and mercury by rice husk ash, Journal of Colloidand
Interface Science 278, 1-8.
27. R.Q.Long, R.T.Yang (2001), “Carbon nanotubes as superior sorbent for dioxin
removal”, J.Am.Chem.Soc, 123, pp. 20-58.

13


28. Renata S. Amais, Juliana S.Ribeiro, Mariana G.Segatelli, InezV.P.Yoshida,
Pedro O.Luccas, Cesar R.T.Tarley (2007), “Aseessment of nanocomposite
alumina supported on multi-wall carbon nanotubes as sorbent for on-line nikel
preconcentration in water samples”, Separation and Purification Technology
58, pp 122-128.
29. S. D. Genieva, S. Ch. Turmanova, A. S. Dimitrova, L. T. Vlaev (2008),
“Characterization of rice husks and the products of its thermal degradation in air
or nitrogen atmosphere”, Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, Vol.
93, 2, 387-396.
30. S. Iijima and T. Ichihashi (1993), Nature, 363, pp. 603-605.
31. S. Iijima (2002). Phiscal B 323, pp. 1-5.
32. Saowaroj Chuayjuljit, Supparat Eiumnoh, Pranut Potiyaraj (2001), Using Silica
from Rice Husk as a Reinforcing Filler in Natural Rubber, J. Sci. Res. Chula.
Univ., Vol. 26, No. 2.
33. Shilpi Agarwal, Vinod K. Gupta, Tawfik A. Saleh (2011), “ Synthesis and
characterization of alumina – coated carbon nanotubes and their application for
lead removal”, Journal of Hazardous Materials, 185, pp. 17-23.
34. Shu Guang Wang (2007), “Removal of lead (II) from aqueous solution by
adsorption onto manganese oxide coated carbon nanotubes”, Separation and
Purification Technology, 58, pp. 17-23.