ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

NGUYỄN HỮU HIỆP

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG HẤP PHỤ AMONI
CỦA CÁC VẬT LIỆU BIẾN TÍNH TỪ QUẶNG APATIT
VÀ THĂM DÒ XỬ LÝ MÔI TRƯỜNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC VẬT CHẤT

Thái Nguyên, 2017


ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

NGUYỄN HỮU HIỆP

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG HẤP PHỤ AMONI
CỦA CÁC VẬT LIỆU BIẾN TÍNH TỪ QUẶNG APATIT
VÀ THĂM DÒ XỬ LÝ MÔI TRƯỜNG

Chuyên ngành: Hóa Phân Tích
Mã số: 60.44.01.18

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC VẬT CHẤT

Người hướng dẫn khoa học: TS. NGÔ THỊ MAI VIỆT

Thái Nguyên, 2017

Thái Nguyên, tháng 11 năm 2017
Tác giả
Nguyễn Hữu Hiệp

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
Danh mục các bảng.............................................................................................. v
Danh mục các hình ............................................................................................. vi
MỞ ĐẦU ............................................................................................................. 1
Chương 1. TỔNG QUAN .................................................................................. 3
1.1. Giới thiệu về amoni và tác dụng sinh hóa của amoni................................... 3
1.3. Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia ........................................................................ 4
1.3.1. Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp ........................... 4
1.3.2. Quy chuẩn quốc gia về nồng độ amoni trong nước ăn uống và sinh hoạt ...... 5
1.4. Xử lí amoni ................................................................................................... 5
1.4.1. Phương pháp hóa lý................................................................................... 5
1.4.2. Phương pháp hóa học................................................................................ 6
1.4.3. Phương pháp sinh học ............................................................................... 6
1.5. Tình trạng nguồn nước bị ô nhiễm amoni .................................................... 6
1.6. Giới thiệu về phương pháp hấp phụ ............................................................. 8
1.6.1. Sự hấp phụ ................................................................................................. 8
1.6.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hấp phụ các chất tan trong dung

2.6.4. Chất lạ ..................................................................................................... 23
2.7. Xây dựng đường chuẩn xác định nồng độ amoni....................................... 24
2.8. Phương pháp hấp phụ tĩnh .......................................................................... 24
2.8.1. Khảo sát khả năng hấp phụ amoni của quặng apatit tự nhiên và
quặng apatit biến tính ........................................................................................ 24
2.8.2. Ảnh hưởng của khối lượng vật liệu hấp phụ ........................................... 24
2.8.3. Ảnh hưởng của pH ................................................................................... 25
2.8.4. Ảnh hưởng của thời gian tiếp xúc............................................................ 25
2.8.5. Ảnh hưởng của nhiệt độ........................................................................... 26
2.8.6. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ đầu của amoni ................................... 26
2.8.7. Ảnh hưởng Fe(III), Mg(II), Ca(II), Mn(II) và hỗn hợp Fe(III), Mg(II),
Ca(II), Mn(II) đến khả năng hấp phụ amoni ..................................................... 27
2.9. Khảo sát khả năng hấp phụ amoni của vật liệu theo phương pháp hấp
phụ động ............................................................................................................ 28
2.9.1. Chuẩn bị cột hấp phụ............................................................................... 28
2.9.2. Nghiên cứu khả năng hấp phụ động amoni của vật liệu ......................... 28

iv


Chương 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN........................... 29
3.1. Nghiên cứu một số đặc trưng hóa lý của quặng apatit tự nhiên và quặng
apatit biến tính ................................................................................................... 29
3.1.1. Ảnh SEM của quặng apatit tự nhiên và quặng apatit biến tính .............. 29
3.1.2. Ảnh TEM của vật liệu hấp phụ ................................................................ 29
3.1.3. Diện tích bề mặt riêng của quặng apatit tự nhiên và quặng apatit
biến tính ............................................................................................................. 30
3.1.4. Phổ hồng ngoại của quặng apatit tự nhiên và quặng apatit biến tính .... 30
3.2. Điểm đẳng điện của vật liệu ....................................................................... 31
3.3. Kết quả khảo sát điều kiện tối ưu cho phép xác định amoni theo


Nội dung

1

VLHP1

Vật liệu hấp phụ 1

2

VLHP2

Vật liệu hấp phụ 2

3

BET

4

IR

5

SEM

6

UV - Vis

Bảng 3.1. Diện tích bề mặt riêng của các vật liệu ............................................ 30
Bảng 3.2. Bước sóng tối ưu cho phép xác định amoni theo phép đo UV-Vis . 33
Bảng 3.3. Sự phụ thuộc độ hấp thụ quang của dung dịch amoni vào pH........ 33
Bảng 3.4. Sự phụ thuộc độ hấp thụ quang của dung dịch amoni vào thời gian ... 34
Bảng 3.5. Sự phụ thuộc của độ hấp thụ quang vào nồng độ dung dịch amoni .... 35
Bảng 3.6. Khả năng hấp phụ amoni của quặng apatit tự nhiên và quặng
apatit biến tính ............................................................................... 36
Bảng 3.7. Ảnh hưởng của khối lượng VLHP đến khả năng hấp phụ amoni .... 37
Bảng 3.8. Ảnh hưởng của pH đến khả năng hấp phụ amoni ............................ 38
Bảng 3.9. Ảnh hưởng của thời gian đến khả năng hấp phụ amoni................... 40
Bảng 3.10. Ảnh hưởng của nhiệt độ đầu đến khả năng hấp phụ amoni
của VLHP2 .................................................................................... 42
Bảng 3.11. Ảnh hưởng của nồng độ đầu đến khả năng hấp phụ amoni ........... 44
Bảng 3.12. Ảnh hưởng Mn(II), Fe(III) đến khả năng hấp phụ amoni ................. 47
Bảng 3.13. Ảnh hưởng của Ca(II), Mg(II) đến khả năng hấp phụ amoni
VLHP1........................................................................................... 48
Bảng 3.14. Ảnh hưởng của hỗn hợp Fe(III), Mg(II), Ca(II), Mn(II)................ 49
Bảng 3.15. Hàm lượng amoni sau mỗi phân đoạn thể tích .............................. 50
Bảng 3.16. So sánh kết quả phân tích amoni giữa phương pháp đường
chuẩn và phương pháp thêm chuẩn ............................................... 53
Bảng 3.17. Kết quả hấp phụ amoni trong nước giếng của VLHP1 .................. 53

v


DANH MỤC CÁC HÌNH
Trang
Hình 1.1. Đường hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir ............................................... 13
Hình 1.2. Sự phụ thuộc Ccb/q vào Ccb ............................................................... 13
Hình 3.1. Ảnh SEM của các vật liệu ................................................................ 29