ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM


HOÀNG THỊ THU DUNG

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG HẤP PHỤ
Cr(VI), Ni(II), Mn(II) CỦA QUẶNG SẮT BIẾN TÍNH
VÀ THỬ NGHIỆM XỬ LÝ MÔI TRƯỜNG

Chuyên ngành: HOÁ PHÂN TÍCH
Mã số: 60440118

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC VẬT CHẤT

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS. VŨ THỊ HẬU

Thái Nguyên - 2014


i

Công trình đƣợc hoàn thành tại
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM - ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS. Cao Thị Hảo

Phản biện 1: .......................................

Phản biện 2: .......................................


quá trình học tập và nghiên cứu.
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 xót. Em rất
mong nhận đƣợc sự góp ý, chỉ bảo của các thầy giáo, cô giáo, các bạn đồng nghiệp
và những ngƣời đang quan tâm đến vấn đề đã trình bày trong luận văn, để luận văn
đƣợc hoàn thiện hơn.
Em xin trân trọng cảm ơn!
Thái Nguyên, tháng 4 năm 2014

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

/>

iii

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
TT

Từ viết tắt

Từ nguyên gốc

1

BTNMT

Bộ tài nguyên môi trƣờng

2


/>

iv

MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN.............................................................................................................................i
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ....................................................................................... iii
MỤC LỤC ................................................................................................................................iv
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ..................................... vii
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ............................................................................................. viii
MỞ ĐẦU ...................................................................................................................................1
Chƣơng 1 TỔNG QUAN........................................................................................................3
1.1. Giới thiệu về các ion kim loại nặng Cr(VI), Ni(II), Mn(II) .............................................3
1.1.1. Tình trạng ô nhiễm kim loại nặng ..................................................................................3
ạ

.....................3

1.1.2.1. Giới thiệu về kim loại nặng .........................................................................................3
1.1.2.2. Tác dụ

...................................................................................4

1.1.2.3. Tác dụ

.......................................................................................4

1.1.2.4. Tác dụng sinh h

.......................................................................................4

1.4.3.1. Định lƣợng Cr(VI).....................................................................................................16
1.4.3.2. Định lƣợng Ni(II) ......................................................................................................16
1.4.3.3. Định lƣợng Mn(II)......................................................................................................16
1.5. Tiềm năng quặng sắt của Việt Nam ................................................................................16
1.6. Tình hình nghiên cứu khả năng hấp phụ một số ion kim loại nặng bằng các vật
liệu hấp phụ khác nhau. ...........................................................................................................17
1.7. Một số phƣơng pháp nghiên cứu đặc trƣng vật liệu.......................................................19
1.7.1. Phƣơng pháp nhiễu xạ Rơnghen (XRD)......................................................................19
1.7.2. Phƣơng pháp đo diện tích bề mặt riêng (BET)............................................................19
Chƣơng 2 THỰC NGHIỆM ................................................................................................21
2.1. Thiết bị

..........................................................................................................21

2.1.1. Thiết bị ...........................................................................................................................21
.........................................................................................................................21
2.2. Chế tạo vật liệu hấp phụ ..................................................................................................21
2.2.1. Chuẩn bị nguyên liệu.....................................................................................................21
2.2.2. Phƣơng pháp chế tạo .....................................................................................................21
2.3. Khảo sát sơ bộ khả năng hấp phụ của NL và các mẫu VLHP chế tạo đƣợc ................23
2.4. Khảo sát tính chất bề mặt của VLHP tốt nhất chế tạo đƣợc ..........................................23
2.5. Xác định điểm đẳng điện của VLHP chế tạo đƣợc ........................................................23
2.6. Xây dựng đƣờng chuẩn xác định Cr(VI), Ni(II), Mn(II), theo phƣơng pháp trắc
quang ........................................................................................................................................23
2.6.1. Xây dựng đƣờng chuẩn xác định Cr(VI) .....................................................................23
2.6.2. Xây dựng đƣờng chuẩn xác định Ni(II) .......................................................................24
2.6.3. Xây dựng đƣờng chuẩn xác định Mn(II) .....................................................................24

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên


3.7. Kết quả xử lí mẫu nƣớc thải chứa Cr(VI), Ni(II), Mn(II) ..............................................50
KẾT LUẬN.............................................................................................................................51
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................................53

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

/>

vii

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

nghiệp ............................................................................................................................ 5
Bảng 2.1: Kí hiệu các VLHP chế tạo đƣợc .................................................................22
Bảng 3.1: Số liệu đánh giá khả năng hấp phụ của NL và các VLHP đối với
Cr(VI), Ni(II), Mn(II) ..................................................................................................27
Bảng 3.2: Số liệu xây dựng đƣờng chuẩn Ni(II) ........................................................31
Bảng 3.3: Số liệu xây dựng đƣờng chuẩn Cr(VI) .......................................................32
Bảng 3.4: Số liệu xây dựng đƣờng chuẩn Mn(II) ......................................................32
Bảng 3.5: Số liệu xây dựng đƣờng đẳng điện .............................................................33
Bảng 3.6: Ảnh hƣởng của thời gian đến hiệu suất hấp phụ của VLHP ......................34
Bảng 3.7: Ảnh hƣởng của pH đến hiệu suất hấp phụ của VLHP................................37
Bảng 3.8: Ảnh hƣởng của khối lƣợng VLHP M1 đến hiệu suất hấp phụ ion Cr(VI),
Ni(II), Mn(II)............................................................................................................................40
Bảng 3.9: Ảnh hƣởng của nồng độ đầu của ion Cr(VI), Ni(II), Mn(II) đến dung
lƣợng và hiệu suất hấp phụ của VLHP M1..................................................................43
Bảng 3.10: Dung lƣợng hấp phụ cực đại và hằng số Langmuir .................................47
Bảng 3.11: Các thông số hấp phụ của Cr(VI); Ni(II); Mn(II) ...................................48
Bảng 3.12: Kết quả xử lí Cr(VI), Ni(II), Mn(II) trong nƣớc thải ...............................50


Hình 3.15: Đồ thị biểu diễn ảnh hƣởng của khối lƣợng VLHP M1 đến quá trình hấp
phụ Ni(II)..................................................................................................................................41
Hình 3.16: Đồ thị biểu diễn ảnh hƣởng của khối lƣợng VLHP M1 đến quá trình hấp
phụ Mn(II) ................................................................................................................................42

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

/>

ix

Hình 3.17: Đƣờng đẳng nhiệt Langmuir của VLHP M1 đối với Cr(VI)....................44
Hình 3.18: Sự phụ thuộc Ccb/q vào Ccb của VLHP M1 đối với Cr(VI) .......................44
Hình 3.19: Đƣờng đẳng nhiệt Langmuir của VLHP M1 đối với Ni(II) .....................45
Hình 3.20: Sự phụ thuộc Ccb/q vào Ccb của VLHP M1 đối với Ni(II) .........................45
Hình 3.21: Đƣờng đẳng nhiệt Langmuir của VLHP M1 đối với Mn(II)....................46
Hình 3.22: Sự phụ thuộc Ccb/q vào Ccb của VLHP M1 đối với Mn(II) .......................46
Hình 3.23: Ảnh hƣởng của ion lạ tới quá trình hấp phụ Cr(VI) .................................49
Hình 3.24: Ảnh hƣởng của ion lạ tới quá trình hấp phụ Ni(II) ...................................49
Hình 3.25: Ảnh hƣởng của ion lạ tới quá trình hấp phụ Mn(II) .................................50

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

/>

1

MỞ ĐẦU
Ngày nay, cùng với sự gia tăng các hoạt động công nghiệp là việc sản sinh các
chất thải nguy hại, tác động tiêu cực trực tiếp đến môi trƣờng, đặc biệt là sự ảnh


2

- Sử dụng vật liệu hấp phụ chế tạo đƣợc thử xử lý mẫu nƣớc thải chứa Cr(VI),
Ni(II), Mn(II).
Ngoài phần mở đầu, kết luận và tài liệu tham khảo, bố cục của luận văn này
đƣợc trình bày trong 3 chƣơng:
- Chƣơng 1: Tổng quan.
- Chƣơng 2: Thực nghiệm.
- Chƣơng 3: Kết quả và thảo luận.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

/>

3

Chƣơng 1
TỔNG QUAN
1.1. Giới thiệu về các ion kim loại nặng Cr(VI), Ni(II), Mn(II)
1.1.1. Tình trạng ô nhiễm kim loại nặng
Từ thực trạng ô nhiễm môi trƣờng của nƣớc ta hiện nay ta không thể phủ
nhận về mức độ ô nhiễm ngày càng tăng, từ ô nhiễm đất tới ô nhiễm không khí và
đặc biệt là ô nhiễm nguồn nƣớc. Nguyên chân chủ yếu dẫn tới hiện tƣợng này là quá
trình hoạt động sản xuất của các khu công nghiệp lớn và nhỏ, là quá trình đô thị hóa
và sự gia tăng dân số. Trong đó ô nhiễm kim loại nặng là một trong những vấn đề
cấp thiết. Kim loại nặng có Hg, Cd, Pb, As, Sb, Cr, Cu, Ni, Mn, v.v... thƣờng không
tham gia hoặc ít tham gia vào quá trình sinh hóa của các thể sinh vật và thƣờng tích
lũy trong cơ thể. Vì vậy, chúng là các nguyên tố độc hại với sinh vật. Hiện
tƣợng nƣớc bị ô nhiễm kim loại nặng thƣờng gặp trong các lƣu vực nƣớc gần các

gan, mật.
1.1.2.3. Tác dụ
Niken đƣợc ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp luyện kim, mạ điện, sản
xuất thuỷ tinh, gốm, sứ…
Niken xâm nhập vào cơ thể ngƣờ
ủ

kinh niên… Ngoài ra, niken có thể gây các bệnh về
[1], [22].
1.1.2.4. Tác dụ

Cr(VI). Cr(III) ít độc hơn nhiều so với Cr(VI). Với hàm lƣợng nhỏ Cr(III) rất cần
cho cơ thể, trong khi Cr(VI) lại rất độc và nguy hiểm.
ọng trong việ

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

/>

5

glucozơ. Tuy nhiên vớ

ể

, viêm da

, viêm ga

... [1], [22].


2

Niken (II)

mg/l

0,20

0,50

3

Mangan (II)

mg/l

0,50

1,00

Trong đó:
- Cột A quy định giá trị của các thông số ô nhiễm trong nƣớc thải công
nghiệp khi xả vào các nguồn tiếp nhận là các nguồn nƣớc đƣợc dùng cho mục đích
cấp nƣớc sinh hoạt.
- Cột B quy định giá trị của các thông số ô nhiễm trong nƣớc thải công
nghiệp khi xả vào các nguồn tiếp nhận là các nguồn nƣớc không dùng cho mục đích
cấp nƣớc sinh hoạt [19], [23].
1.1.4. Các nguồn gây ô nhiễm môi trƣờng nƣớc
Thực tế có rất nhiều nguồn gây ô nhiễm môi trƣờng nƣớc. Nƣớc bị ô nhiễm