ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM

NGUYỄN THỊ HẠNH

NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VẬT LIỆU NANO
GRAPHITE OXIDE BẰNG PHƢƠNG PHÁP ĐIỆN PHÂN
PLASMA VÀ ỨNG DỤNG LÀM VẬT LIỆU HẤP PHỤ
As(III), Cd(II) TRONG MÔI TRƢỜNG NƢỚC

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC VẬT CHẤT

THÁI NGUYÊN - 2017


ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM

NGUYỄN THỊ HẠNH

NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VẬT LIỆU NANO
GRAPHITE OXIDE BẰNG PHƢƠNG PHÁP ĐIỆN PHÂN
PLASMA VÀ ỨNG DỤNG LÀM VẬT LIỆU HẤP PHỤ
As(III), Cd(II) TRONG MÔI TRƢỜNG NƢỚC

Chuyên ngành: Hóa Phân Tích
Mã số: 60.44.01.18

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC VẬT CHẤT

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS. Đỗ Trà Hƣơng

Trước tiên, em xin chân thành cảm ơn PGS.TS Đỗ Trà Hƣơng, cô giáo trực
tiếp hướng dẫn em làm luận văn này. Cảm ơn các thầy, cô giáo Khoa Hóa học, các
thầy cô Phòng Đào tạo, các thầy cô trong Ban Giám hiệu trường Đại học Sư phạm Đại học Thái Nguyên đã giảng dạy, tạo điều kiện thuận lợi và giúp đỡ em trong quá
trình học tập, nghiên cứu, để hoàn thành luận văn khoa học.
Em xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo và các cán bộ phòng thí nghiệm Hoá
lý - Khoa Hóa học, Trường Đại học Sư phạm - Đại học Thái Nguyên và các bạn đã giúp
đỡ, tạo điều kiện thuận lợi để em hoàn thành luận văn. Em cũng xin gửi lời cảm ơn
chân thành tới TS. Đặng Văn Thành, Bộ môn Vật lý - Lý Sinh, Trường Đại học Y Dược đã cho phép em sử dụng cơ sở vật chất và trang thiết bị trong quá trình thực
hiện các công việc thực nghiệm.
Mặc dù đã có nhiều cố gắng, song do thời gian có hạn, khả năng nghiên cứu
của bản thân còn hạn chế, nên kết quả nghiên cứu có thể còn nhiều thiếu sót. Em rất
mong nhận được sự góp ý, chỉ bảo của các thầy giáo, cô giáo, các bạn đồng nghiệp và
những người đang quan tâm đến vấn đề đã trình bày trong luận văn, để luận văn được
hoàn thiện hơn.
Em xin trân trọng cảm ơn!
Thái Nguyên, tháng 4 năm 2017
Tác giả

Nguyễn Thị Hạnh

ii


MỤC LỤC
Trang
Trang bìa phụ
Lời cam đoan ................................................................................................................. i
Lời cảm ơn .................................................................................................................... ii
Mục lục ........................................................................................................................ iii
Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt ....................................................................... iv

1.5. Giới thiệu về một số phương pháp nghiên cứu sản phẩm ....................................26
1.5.1. Phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD) ..................................................................26
1.5.2. Phương pháp chụp ảnh hiển vi điện tử quét (SEM) ..........................................28
1.5.3. Phương pháp hiển vi điện tử truyền qua (TEM) ................................................28
1.5.4. Phương pháp phổ tán xạ Raman ........................................................................29
1.5.5. Phương pháp đo diện tích bề mặt riêng (BET) ..................................................29
1.5.6. Phương pháp hấp thụ nguyên tử (AAS) ............................................................30
1.5.7. Phương pháp phổ phát xạ plasma cảm ứng (ICP - OES) ..................................30
Chƣơng 2. THỰC NGHIỆM ....................................................................................32
2.1. Dụng cụ, hóa chất .................................................................................................32
2.1.1. Thiết bị ...............................................................................................................32
2.1.2. Hoá chất .............................................................................................................32
2.2. Thực nghiệm .........................................................................................................32
2.2.1. Chế tạo vật liệu graphite oxide (CGO) ..............................................................32
2.2.2 Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ chất điện phân KOH.....................................34
2.2.3. Khảo sát ảnh hưởng của hỗn hợp chất điện phân .............................................35
2.2.4. Lập đường chuẩn xác định nồng độ As(III) ......................................................35
2.2.5. Lập đường chuẩn xác định nồng độ Cd(II).......................................................36
2.3. Khảo sát đặc điểm bề mặt, tính chất vật lý, cấu trúc của CGO ............................36
2.4. Xác định điểm đẳng điện của CGO ......................................................................37
2.5. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng tới khả năng hấp phụ ion As(III), Cd(II) của
VLHP theo phương pháp hấp phụ tĩnh ........................................................................37
2.5.1. Khảo sát ảnh hưởng của pH ...............................................................................37
2.5.2. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian .....................................................................38
2.5.3. Khảo sát ảnh hưởng của khối lượng VLHP .......................................................38
2.5.4. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ ban đầu .........................................................39
2.5.5. Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ .......................................................................39
2.6. Xử lý mẫu nước suối chứa ion As(III), Cd(II)......................................................40

iv


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
STT

Kí hiệu viết tắt

Nội dung

1

AAS

2

BET

Brunauer Emnet and Teller

3

BTNMT

Bộ Tài nguyên Môi trường

4

CGO

Crumped graphite oxide


TEM

12

XRD

Atomic Absorption Spectrophotometric (Phương pháp
phổ hấp thụ nguyên tử)

Hydride vapor generator – Atomic Absorption
Spectrometry (Phổ hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa)
Graphite oxide
Inductive Coupled Plasma Optical Emission
Spectroscopy (quang phổ phát xạ plasma cảm ứng)

Scanning Electron Microscopy
(hiển vi điện tử quét)
Transmission electron microscopy (hiển vi điện tử
truyền qua)
X-ray Diffraction (nhiễu xạ tia X)

iv


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Trang
Bảng 2.1: Kết quả đo độ hấp thụ quang As(III) với các nồng độ khác nhau ..............35
Bảng 2.2: Kết quả đo cường độ vạch phổ Cd(II) với các nồng độ khác nhau.............36
Bảng 3.1:Ảnh hưởng của chất điện phân KOH và NaOH đến diện tích bề mặt
riêng của CGO ............................................................................................44

Hình 1.2: Ảnh hưởng của Asen lên da tay con người ...................................................5
Hình 1.3: Phân bố các khu vực bị ô nhiễm asen trên toàn thế giới, cho thấy nguồn
gốc của asen và số người có nguy cơ phơi nhiễm mãn tính. ........................6
Hình 1.4: Cấu trúc của kim cương và graphite ............................................................18
Hình 1.5: Cấu trúc hóa học của graphite oxide (GO) ..................................................19
Hình 1.6: Các phương pháp tổng hợp GO ...................................................................20
Hình 1.7: Sơ đồ mô tả quá trình chế tạo GO bằng phương pháp Hummers................21
Hình 1.8: Cơ chế hình thành GO từ graphite ...............................................................21
Hình 1.9: Sơ đồ chế tạo graphite oxide bằng phương pháp điện hóa ..........................23
Hình 1.10: Các cách sử dụng vật liệu nền graphene làm vật liệu hấp phụ ion kim
loại khỏi môi trường nước. .........................................................................24
Hình 1.11: Phản xạ của tia X trên họ mặt mạng tinh thể .............................................27
Hình 2.1: Sơ đồ hệ (a) điện phân plasma sử dụng cho chế tạo CGO và (b) ảnh
chụp phản ứng điện phân plasma................................................................33
Hình 2.2: Các giai đoạn chế tạo vật liệu ......................................................................34
Hình 2.3: Đồ thị đường chuẩn xác định nồng độ As(III) ............................................35
Hình 2.4: Đồ thị đường chuẩn xác định nồng độ Cd(II)..............................................36
Hình 3.1: Hình thái học bề mặt của CGO 10 ...............................................................41
Hình 3.2: Hình thái bề mặt của CGO 15 .....................................................................42
Hình 3.3: Hình thái bề mặt của CGO 20 .....................................................................42
Hình 3.4: Phổ XRD của các vật liệu CGO10, CGO 15, CGO 20 ...............................43
Hình 3.5: Phổ Raman của các vật liệu RG, CGO 10, CGO 15, CGO 20 ....................43
Hình 3.6: Hình thái học bề mặt của thanh RG .............................................................45
Hình 3.7: Hình thái học bề mặt của vật liệu CGO .......................................................45
Hình 3.8: Ảnh TEM của vật liệu CGO ........................................................................46
Hình 3.9: Giản đồ nhiễu xạ tia X của RG (đường màu đen) và CGO (đường màu đỏ) .....47
Hình 3.10: Phổ Raman của RG (đường màu đen), CGO (đường màu đỏ) .................48
Hình 3.11. Đồ thị xác định điểm đẳng điện của CGO .................................................50
vi



vii


MỞ ĐẦU
Nước ta đang trên đà phát triển, các khu công nghiệp, khu chế xuất đã góp
phần giúp nền kinh kế tăng trưởng đáng kể, thúc đẩy sản xuất công nghiệp, thu hút
vốn đầu tư của nước ngoài, góp phần hình thành các khu đô thị sầm uất nhưng cũng
chính quá trình phát triển này lại có tác động tiêu cực đến môi trường sinh thái. Vấn
đề ô nhiễm môi trường hiện đang là vấn đề không chỉ riêng của một quốc gia nào mà
nó là vấn đề chung của toàn nhân loại.
Môi trường nói chung và môi trường nước nói riêng đang bị ô nhiễm nghiêm
trọng. Môi trường nước ở Việt Nam đang xuống cấp cục bộ. Tình trạng báo động ở
nước ta hiện nay là nước thải ở hầu hết các cơ sở sản xuất chỉ được xử lý sơ bộ, thậm
chí chưa được xử lý đã thải ra môi trường. Trong nước thải đó chứa rất nhiều các chất
độc hại như: chất hữu cơ và các ion kim loại nặng như: Cu, Ni, Pb, Cd, Fe, Zn… Hậu
quả là môi trường nước kể cả nước mặt và nước ngầm ở nhiều nơi đang bị ô nhiễm
kim loại nặng nghiêm trọng. Vì vậy ngoài việc nâng cao ý thức người dân, xiết chặt
việc quản lý môi trường thì việc tìm ra các biện pháp xử lý nhằm loại bỏ các thành
phần độc hại ra khỏi môi trường có ý nghĩa đặc biệt quan trọng. Có rất nhiều cách
khác nhau để loại bỏ kim loại nặng ra khỏi nước như trao đổi ion, thẩm thẩu ngược,
lọc nano, kết tủa hoặc hấp phụ... Trong đó hấp phụ là một trong những phương pháp
có nhiều ưu điểm so với các phương pháp khác vì vật liệu sử dụng làm chất hấp phụ
tương đối phong phú, dễ điều chế, không đắt tiền, thân thiện với môi trường, đặc biệt
không làm nguồn nước ô nhiễm thêm.
Graphite oxide (GO) là dạng oxi hóa graphite tạo ra các nhóm chức có chứa
oxi, trong đó có 4 nhóm chức chủ yếu là: hydroxyl, epoxide đính ở trên bề mặt, và
carboxyl, carbonyl đính ở mép của các đơn lớp, nhưng GO vẫn giữ nguyên dạng cấu
trúc lớp ban đầu của graphite. Nó thường hay được sử dụng làm tiền chất cho chế tạo
graphene và làm chất độn cho các sản phẩm vật liệu tổ hợp. Gần đây, GO được sử

Asen (As) hay còn gọi là thạch tín có số hiệu nguyên tử 33 được nhà bác học
Albertus Magnus tìm thấy đầu tiên năm 1250. Asen là một nguyên tố bán kim loại rất
phổ biến và xếp thứ 20 trong tự nhiên, chiếm khoảng 0,00005% trong vỏ trái đất, xếp
thứ 14 trong nước biển và thứ 12 trong cơ thể người. Asen di chuyển trong tự nhiên
nhờ các hoạt động của thời tiết, của hệ sinh vật, các hoạt động địa lý, các đợt phun
trào núi lửa và các hoạt động của con người [25]. Hầu hết các vấn đề asen trong môi
trường là kết quả của sự lưu chuyển asen dưới các điều kiện tự nhiên.
Trong thời đại đồ đồng, asen thường được trộn với các hợp chất của đồng để
tạo ra các hợp kim cứng hơn. Trong nhiều thế kỷ, hợp chất của asen đã được sử dụng
làm chất màu, thuốc men, hợp kim, thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ, thủy tinh... Do đặc
tính độc hại của nó, asen được thường xuyên được sử dụng như một cách để tử hình
người phạm tội giết người. Nó cũng đã được sử dụng như vũ khí hóa học trong các cuộc
chiến tranh.
1.1.2. Dạng tồn tại của asen trong tự nhiên
Asen tồn tại với số oxi hóa -3, 0, +3 và +5. Các trạng thái tự nhiên bao gồm
các asenious axit (H3AsO3,

…), các asenic axit (H3AsO4,

,

,

…) các asenit, asenat, metyl-asenic axit, dimethylarsinic axit, arsine… Hai
dạng thường thấy trong tự nhiên của asen là asenit (

) và asenat (

),


+ H+

pK2 = 12,1

(1.2)

⇌

+ H+

pK3 = 12,7

(1.3)

Hình 1.1 cho thấy tại pH trung tính, H3AsO3 chiếm tỉ lệ chính trong khi
chỉ chiếm một tỉ lệ rất nhỏ (
Asen là chất cực kì độc hại, theo IARC (Cơ quan Nghiên cứu Ung thư Quốc
tế, 2004) đã công nhận asen nguyên tố và các hợp chất của asen như là các chất gây
ung thư nhóm 1. Nguồn nước ngầm nhiễm nồng độ asen cao, lâu dài có thể làm gia
tăng những căn bệnh ảnh hưởng do asen như các bệnh liên quan đến da, phổi, bàng
quang và ưng thư thận, cũng như thay đổi sắc tố da, rối loạn thần kinh, suy nhược cơ

4


thể, chán ăn, buồn nôn. Uống nước có nồng độ asen cao cũng có thể dẫn đến sự gia
tăng tỷ lệ thai lưu và sảy thai tự nhiên. Asen xâm nhập vào cơ thể cũng gây nên các
bệnh về tim mạch. Dù chưa có chứng cứ thuyết phục nhưng vẫn có ý kiến cho rằng
những triệu chứng vô sinh và chậm phát triển ở trẻ em cũng là do asen gây ra. Độc
tính của các hợp chất asen khác nhau thay đổi theo thứ tự: As(III) >As(V). Ở các khu
vực có nồng độ asen cao, con người tiếp xúc với asen không chỉ qua nước uống mà
còn còn qua các loại thực phẩm như cá, thịt và gạo. Lượng asen thải vào không khí
cũng đáng kể, đặc biệt là những nơi gần các khu công nghiệp [15, 25].

Hình 1.2: Ảnh hưởng của Asen lên da tay con người
As(III) thể hiện độc tính vì nó tấn công vào các nhóm hoạt động -SH của
enzym, cản trở hoạt động của enzym làm đông tụ các protein. Còn As(V) có tính chất
tương tự ion

gây ức chế enzym, ngăn cản tạo ra ATP

nên sẽ thay thế ion

(Adenozin triphotphat) là chất sản sinh ra năng lượng.
Tổ chức Y tế Thế giới đã công bố tài liệu tổng quan về các độc tố và các luật
cho Asen trong nước uống. Họ kết luận rằng ngưỡng tối đa cho phép nồng độ Asen

6


hiện đầu tiên ở Tây Bengal vào những năm 1980 nhưng những chuẩn đoán đầu
tiên đã không xác định được nguyên nhân là do nhiễm độc asen cho đến tận năm
1993. Hiện nay khoảng 30-35 triệu người ở Bangladesh và khoảng 6 triệu người ở
Tây Bengal được ước tính là bị phơi nhiễm asen trong nước uống với nồng độ trên
50μg/L.
Nguyên nhân người dân Mỹ Latinh bị phơi nhiễm asen trong nhiều năm qua là
do sử dụng thực phẩm và nước uống có chứa asen. Đầu thế kỷ 21 đến nay, có 15
trong số 20 quốc gia Mỹ Latinh đã phát hiện trong nguồn nước mặt và nước ngầm có
hàm lượng asen cao. Ước tính khoảng 4,5 triệu người Mỹ Latinh tiếp xúc với nước
uống có hàm lượng asen trên 50μg/L và 14 triệu người sử dụng nước có hàm lượng
asen trên 10μg/L.
1.1.5.2. Tình hình ô nhiễm asen ở Việt Nam
Theo số liệu nghiên cứu của Tổng cục Thủy lợi (Bộ NN&PTNT, năm 2012) về
phân bố asen trong đất và nước tại Hà Nội, khoảng 1/4 số hộ gia đình sử dụng trực
tiếp nước ngầm không xử lý ở khu vực ngoại thành bị ô nhiễm nặng, trong đó nước
có chứa asen, tập trung tại các huyện Thanh Trì, Gia Lâm.
Trong tháng 7/2014, Sở Y tế Hà Nội đã công bố 100% mẫu nước lấy tại Trạm
cấp nước Mỹ Đình II đều có hàm lượng asen vượt ngưỡng cho phép. Trước đó, Bộ Y
tế cũng đã tổ chức kiểm tra, giám sát chất lượng nước tại 16 nhà máy và 7 trạm cấp
nước và tại một số hộ dân trên địa bàn Hà Nội với tổng số 196 mẫu. Kết quả cho thấy
chất lượng nước không đạt các chỉ tiêu theo QCVN 01:2009/BYT với hàm lượng
asen, amoni, mangan cao hơn tiêu chuẩn cho phép.
PGS.TS Trần Hồng Côn, Chủ nhiệm bộ môn Công nghệ Hóa học (khoa Hóa
học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội) cho biết, khảo
sát hiện trạng nước ngầm trên địa bàn thành phố Hà Nội cho thấy ở đây đều nhiễm
asen. Tiến hành khảo sát hiện trạng nhiễm asen trong tám điểm giếng đang khai thác
nước ngầm phục vụ các nhà máy nước của Hà Nội cho thấy hàm lượng asen trong

Muối kim loại thường dùng là muối nhôm và muối sắt clorua hoặc sunphat.
Hiệu quả xử lý asen bằng muối nhôm hoặc muối sắt ở quy mô phòng thí nghiệm có
hiệu quả xử lý tới 99%, ở các điều kiện tối ưu và nồng độ asen còn lại dưới 1mg/L.
Còn đối với các hệ xử lý thực tiễn ngoài hiện trường thì hiệu quả xử lý thấp hơn
khoảng từ 50 đến 90%. Trong quá trình keo tụ và lắng/lọc, asen được loại bỏ thông qua
ba cơ chế chính:
8


- Kết tủa: Sự hình thành của các hợp chất ít tan như Al(AsO4) hoặc Fe(AsO4).
- Cộng kết: Kết hợp các dạng asen tan vào các pha hydroxit kim loại.
- Hấp phụ: Sự liên kết tĩnh điện hoặc các lực vật lý khác của asen tan với bề
mặt của các hạt hydroxit kim loại.
Cả ba cơ chế này có thể sử dụng độc lập đối với quá trình loại bỏ chất ô nhiễm.
Tác giả D.Van Halem và các cộng sự nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật oxi hoá kết tủa trong hệ thống thiết bị để xử lý asen trong nước ngầm ở Bangladesh [18].
Nhược điểm của phương pháp là đòi hỏi người xử lý phải có tay nghề cao và
tốn kém chi phí.
1.1.6.2. Công nghệ trao đổi ion
Quá trình trao đổi ion được thực hiện theo nguyên tắc trao đổi ion bề mặt chất
rắn (resins) với các ion cùng điện tích trong dung dịch khi tiếp xúc với nhau. Các
resins tổng hợp chủ yếu được tạo thành bởi liên kết polymer. Hiệu suất của phương
pháp trao đổi ion trong việc loại bỏ asen còn phụ thuộc vào sự có mặt của các ion
trong nước. Các ion

,

,

là các ion cạnh tranh phổ biến có mặt trong


cao và đòi hỏi trình độ kỹ thuật. Do đó, việc ứng dụng với quy mô công nghiệp ở
nước ta vẫn còn nhiều hạn chế. Công nghệ xử lý bằng phương pháp hấp phụ với vật
liệu là phụ phẩm nông nghiệp, có nguồn gốc sinh học là một hướng đi phù hợp với
thực tiễn sản xuất ở nước ta.
1.1.6.4. Phương pháp hấp phụ
Phương pháp hấp phụ được xem là phương pháp ưu việt nhất. Sử dụng phương
pháp này có thể xử lý triệt để, loại bỏ hầu hết các chất vô cơ và hữu cơ, màu sắc, mùi
vị, không để lại ô nhiễm phụ sau xử lý, thu gom và kiểm soát được hoàn toàn chất
thải. Tuy nhiên, điều này cũng còn phụ thuộc vào khả năng chất hấp phụ sử dụng và
kinh phí cho phép.
1.2. Tổng quan về cadimi
1.2.1. Giới thiệu về cadimi
Cadimi được phát hiện bởi Friedrich Strohmeyer tại Đức năm 1817. Strohmeyer
đã tìm thấy nguyên tố mới trong tạp chất của kẽm cacbonat (calamin). Trong vỏ trái
đất cadimi thường tồn tại dưới dạng khoáng vật như Grinolit (CdS), trong quặng
Blende kẽm và Calanin có chứa khoảng 3% Cd. Cadimi nguồn gốc tự nhiên là hỗn
hợp của 6 đồng vị ổn định, trong đó có đồng vị 112 Cd (24,07%) và 114 Cd
(28,86%).
Cadimi dạng nguyên chất có màu trắng bạc nhưng trong không khí ẩm bị bao
phủ bởi lớp màng oxit nên mất ánh kim, cadimi mềm, dễ nóng chảy, dẻo, có thể dát
mỏng, kéo sợi được. Khi cháy, cadimi cho ngọn lửa màu xẫm. Cadimi là nguyên tố
tương đối hoạt động. Trong không khí ẩm, cadimi bền ở nhiệt độ thường do có màng
oxit bảo vệ. Cadimi tác dụng với phi kim: Halogen, lưu huỳnh và các nguyên tố
không kim loại khác như phôt pho, selen…
1.2.2. Tác hại của cadimi đối với sức khỏe con ngƣời
Cadimi xâm nhập vào cơ thể con người chủ yếu qua thức ăn từ thực vật, được
trồng trên đất nhiễm cadimi hoặc tưới bằng nước có chứa nhiều cadimi, hít thở bụi
cadimi thường xuyên có thể làm hại phổi, vào trong phổi cadimi sẽ thấm vào máu và

10

nhận. Kết quả phân tích chất lượng nước thải khu công nghiệp Sông Công tại cửa xả
nước thải trước khi chảy vào suối Văn Dương vào mùa mưa và mùa khô cho thấy có
nhiều chỉ tiêu vượt quy chuẩn cho phép. Kết quả phân tích mẫu nước thải sản xuất tại

12


cống xả vào suối Văn Dương cho thấy nồng độ cadimi xả ra vào mùa mưa vượt gấp
30,73 lần TCVN, vào mùa khô vượt 29,58 lần TCVN. Khi thải nguồn nước thải này
vào suối Văn Dương sẽ ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng nguồn tiếp nhận [5].
1.2.4. Các phƣơng pháp xử lý Cadimi
1.2.4.1. Phương pháp kết tủa
Nguyên tắc:
Phản ứng kết tủa là phản ứng hóa học giữa cation kim loại với anion thích hợp
để tạo thành hợp chất ít tan. Do vậy, nguyên lý của phương pháp này là dựa vào độ
tan của ion kim loại phụ thuộc vào pH trong dung dịch, hay độ hòa tan của các muối
đối với các anion hay cation trên. Ví dụ ion kim loại nặng như: Fe2+, Cr3+, Cd2+,
Ni2+…thường kết tủa ở dạng hidroxit hay các muối khó tan như muối cacbonat,
photphat, cromat…
Ở một giá trị pH nào đó, nồng độ ion kim loại vượt quá nồng độ hòa tan của
nó thì sẽ bị kết tủa, do đó để kết tủa ion kim loại người ta phải điều chỉnh độ pH của
dung dịch.
Xử lí Cd2+ trong nước thải bằng hydroxit và cacbonat:
Cd2+ + 2OH-  Cd(OH)2 ↓

(1.9)

Cd2+ + 2OH- + CO32  Cd(OH)2CO3↓

(1.10)

Các chất oxi hóa khử thường được dùng: ozon (O3), hydropeoxit (H2O2), Natri
hippoclorơ (NaOCl), clorua vôi (CaOCl2), hợp chất của lưu huỳnh, Fe(II).
1.2.4.3. Phương pháp hấp phụ
Phương pháp hấp phụ được xem là phương pháp ưu việt nhất. Sử dụng phương
pháp này có thể xử lý triệt để, loại bỏ hầu hết các chất vô cơ và hữu cơ, màu sắc, mùi
vị, không để lại ô nhiễm phụ sau xử lý, thu gom và kiểm soát được hoàn toàn chất
thải. Tuy nhiên, điều này cũng còn phụ thuộc vào khả năng chất hấp phụ sử dụng và
kinh phí cho phép.
1.3. Tình hình nghiên cứu hấp phụ asen, cadimi
1.3.1. Một số nghiên cứu sử dụng chất hấp phụ để loại bỏ As(III) trong môi
trƣờng nƣớc
Basu và các cộng sự [15] đã tổng hợp thành công vật liệu nano Ce(IV)-Fe(III)
và định hướng vào việc xử lý ô nhiễm asen trong nước. Cơ chế hấp phụ As(III) được
cho là do các chất oxi hóa của Ce(IV) gây ra. Dung lượng hấp phụ cực đại đạt được là
55,5 mg/g và 85,6 mg/g cho sự hấp phụ As(III) và As(V). Ngoài ra, sự xuất hiện của
ion photphat cũng làm giảm khả năng hấp phụ. Thực nghiệm cho thấy rằng ở nồng độ
50 mg/L sự xuất hiện của ion photphat thì dung lượng hấp phụ cực đại của As(III) và
As(V) giảm xuống còn 29,9 mg/g và 64,8 mg/g.
Tác giả Phạm Ngọc Chức [2] và các cộng sự đã chế tạo thành công các hạt nano
bằng cách tổng hợp các hạt hỗn hợp hệ Mn – Fe. Đã ứng dụng oxit phức hợp Fe2O3 Mn2O3 có kích thước nanomet để hấp phụ As(III), As(V), Fe(III) và Mn(II) ở pH = 7
theo mô hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir và xác định được dung lượng hấp phụ

14