BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC
VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
-----------------------------

HOÀNG THỊ PHƯƠNG

NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ ỨNG DỤNG CÁC POLYME CÓ
NHÓM CHỨC THÍCH HỢP ĐỂ TÁCH MỘT SỐ NGUYÊN TỐ
ĐẤT HIẾM NHÓM NHẸ
NGƯỜI

Chuyên ngành: Hóa Hữu cơ
Mã số: 9.44.01.14
Văn Khôi

TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SỸ HÓA HỌC

HÀ NỘI - 2018


Công trình được hoàn thành tại: Học viện Khoa học và Công nghệ
- Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam.

Người hướng dẫn khoa học 1: GS.TS. Nguyễn Văn Khôi
Người hướng dẫn khoa học 2: TS. Trịnh Đức Công

Phản biện 1:

hiếm. Tuy nhiên, ở Việt Nam chưa thấy công bố nào liên quan đến quá
trình tổng hợp PHA cũng như ứng dụng polyme này để phân tách riêng rẽ
nguyên tố đất hiếm nói chung, nguyên tố đất hiếm nhóm nhẹ nói riêng.
Do vậy nghiên cứu sinh lựa chọn đề tài luận án “Nghiên cứu chế tạo
và ứng dụng các polyme có nhóm chức thích hợp để tách một số nguyên tố
đất hiếm nhóm nhẹ” làm cơ sở để tổng hợp polyme có chứa nhóm chức
thích hợp sử dụng trong lĩnh vực tách riêng biệt các nguyên tố đất hiếm
nhóm nhẹ.
2. Mục tiêu của luận án như sau:
Chế tạo thành công các polyme có nhóm chức thích hợp để tách các
nguyên tố kim loại đất hiếm nhóm nhẹ (La, Nd, Pr và Ce); đánh giá hiệu
quả tách các ion kim loại đất hiếm của các polyme tổng hợp được; đánh
giá khả năng phân tách riêng rẽ từng ion kim loại đất hiếm nhóm nhẹ trên
hệ cột trao đổi ion.
3. Nội dung nghiên cứu của luận án
- Nghiên cứu tổng hợp poly(hydroxamic axit) trên cơ sở acrylamit.
- Tổng hợp poly(hydroxamic axit) trên cơ sở acrylamit và natri vinyl
sunphanat.
- Nghiên cứu quá trình hấp phụ và giải hấp phụ các ion kim loại đất
hiếm phân nhóm nhẹ bằng PHA-PAM và PHA-VSA.
1


- Nghiên cứu tách riêng rẽ từng ion kim loại đất hiếm phân nhóm nhẹ
trong dung dịch tổng bắng PHA-PAM trên hệ cột trao đổi ion.
4. Cấu trúc luận án
Luận án có 138 trang, gồm các phần mở đầu, tổng quan, thực
nghiệm, kết quả và thảo luận, kết luận, những điểm mới của luận án, danh
mục các công trình khoa học của tác giả và tài liệu tham khảo, 45 hình và
45 bảng với 114 tài liệu tham khảo.

2.2. Nội dung nghiên cứu và phương pháp tiến hành
2.2.1. Tổng hợp poly(hydroxamic axit) trên cơ sở acrylamit
Quá trình trùng hợp polyacrylamit tạo lưới (PAM-gel) và chuyển hóa
PAM-gel thành PHA được thực hiện theo sơ đồ hình 2.4-2.6.
Pha liên tục
V1 (ml)

- Dầu diezen
- Span 80

Khảo sát các yếu tố:
- Nồng độ AM
- Nhiệt độ và thời gian
- Hàm lượng MBA
- Hàm lượng ABS
- Hàm lượng Span 80
- Tốc độ khuấy
- Tỷ lệ pha
monome/pha dầu

Pha phân tán
V2 (ml)

Tốc độ nạp liệu
10ml/phút

Bình phản ứng dung
tích 3 lít
Lọc


ảnh hưởng
- Ảnh hưởng của nhiệt
độ, thời gian
- pH môi trường
Hàm
lượng
NH2OH.HCl

Rửa bằng nước
đến PH=7

Polyhydroxamic axit
3
(dạng hạt, tròn đều, màu vàng
nhạt)


Hình 2.6. Sơ đồ quá trình chuyển hóa PHA-gel thành PHA-PAM
2.2.2. Tổng hợp poly(hydroxamic axit) từ acrylamit và natri vinyl
sunphonat
2.2.2.1. Động học quá trình đồng trùng hợp acrylamit và natri vinyl
sunphonat
Với mục đích nghiên cứu hằng số đồng trùng hợp, các phản ứng
được khống chế độ chuyển hoá ≤ 10% (khống chế bằng cách trùng hợp ở
nồng độ rất loãng, thử nghiệm nhiều lần để khi độ chuyển hóa đạt ≤10%
thì tiến hành thí nghiệm). Tiến hành tổng hợp 5 mẫu copolyme với các tỷ
lệ mol AM/VSA ban đầu tương ứng là: 10/90; 30/70; 50/50; 70/30 và
90/10 trong khi các điều kiện khác được giữ nguyên không đổi.
2.2.2.2. Trùng hợp AM và VSA bằng phương pháp trùng hợp huyền phù
Quá trình trùng hợp được thực hiện tương tự như trường hợp trùng

-PH=6; đệm axetat 0.5 M

Bơm định lượng
- Tốc độ: 130 ml/phút
Hệ cột trao đổi ion
- Dcột : 20mm
- Lcột : 800mm
- Lnhựa : 500mm
Rửa bằng dung dịch HCl
0.5M
- Tốc độ dòng 3-7 ml/phút
- Vr/Vn: 3/1 – 18/1

Hấp phụ trong 180 phút

Phân đoạn giàu
Pd3+

Phân đoạn
giàu Nd3+

Phân đoạn
giàu Ce4+

Hấp phụ và giải hấp từng phân đoạn lên hệ cột trao đổi ion

Rửa giải
HCl: 0.6M

Rửa giải

240
60
80
90
90
60
95
60
o

Gel1
(%)
91,4
95
94,8
98,6
99,5
-

D2TB
(m)
~ 180
 187
230
-

Đặc điểm sản phẩm
Tạo hạt, kết khối
Tạo hạt, kết khối
Tạo hạt, tách rời

Hình 3.1. Ảnh hưởng của nồng độ monome và thời gian đến hàm lượng
gel
Hàm lượng phần gel của sản phẩm

1
2

Đường kính hạt trung bình của sản phẩm

6


Khi nồng độ monome tăng từ 15% đến 30% thì hàm lượng phần gel
tăng và thời gian phản ứng giảm. Tuy nhiên khi nồng độ monome cao
(mẫu 35%) quá trình trùng hợp diễn ra rất nhanh, khó điều khiển quá trình
phản ứng. Do vậy chọn nồng độ monome là 30% làm điều kiện cho nghiên
cứu tiếp theo.
Bảng 3.1. Ảnh hưởng của hàm lượng chất khơi mào đến hàm lượng phần
gel và độ trương của PAM-gel
Nồng độ KPS, %
0,5
0,75
1,0
1,25
1,5
1,75
Hàm lượng phần
93,2
96,8
99,5


5,8

5,5

4,7

4,1

Hàm lượng phần gel (%)

98

98

98,4

99,5

99,5

Việc tăng hàm lượng chất tạo lưới từ 7-11% sẽ làm giảm độ trương
từ 6,2 - 4,1 g/g. Vì vậy, chọn nồng độ chất tạo lưới MBA là 10% để nghiên
cứu tiếp theo.
Bảng 3.4. Ảnh hưởng của tỉ lệ pha monome/pha dầu tới tính chất hạt
Tỉ lệ pha phân
Kích thước hạt
Đặc điểm sản phẩm và khả năng
tán/pha dầu
trung bình DTB(m)

Khối, hạt không tròn
0,20
99,6
Khối, hạt không tròn
0,30
99,5
 230
Tạo hạt tròn, đồng đều
0,35
98,5
Tạo hạt và một phần bị nhũ hóa
Từ bảng 3.5 cho thấy, với hàm lượng span là 0,3% so với lượng dung
môi thì sản phẩm thu được là các hạt tròn tách rời nhau và có độ đồng đều
của hạt sản phẩm.
Bảng 3.6. Ảnh hưởng của tốc độ khuấy tới phân bố kích thước hạt
Tốc độ khuấy
Phân bố kích thước hạt (%)
(vòng/phút)
< 100(m)
100÷500(m)
>500(m)
200
7
 55
 38
300
4
92
4
400

C-H
C=O
C-N
-CH2

Nhóm chức, hợp chất
Amin bậc 1 (-NH2)
Alkyl (-CH2)
Cacbonyl (-C=O)
Nhóm amit 2
Dao động biến dạng của nhóm CH2

Bảng 3.3.Dữ liệu phân tích nhiệt TGA của PAM-gel
Giai đoạn phân
hủy
1
2
3

Khoảng nhiệt độ,
o
C
Tp-190
190-340
340-450

TMax

Mất khối lượng, %


2
0

25 0C
30 0C
40 0C
0

6

12
18
Thời gian (h)

24

Hình 3.6. Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian đến hàm lượng nhóm chức
9


Từ hình 3.6, ta thấy, khi nhiệt độ tăng từ 250C đến 300C, hàm lượng
nhóm chức –CONHOH cũng tăng từ 9,8 đến 11,4 mmol/g sau 24 giờ.
Bảng 3.9. Ảnh hưởng của pH đến hàm lượng nhóm chức
- COOH
pH
-CONH2(mmol/g)
- CONHOH(mmol/g)
(mmol/g)
10
12,93

5,38
1,45
8,49
2,0
4,39
1,57
9,36
3,0
3,09
1,61
10,62
3,3
2,30
1,68
11,34
3,5
2,26
1,72
11,34
Qua bảng 3.10 cho thấy ở nồng độ NH2OH.HCl 3.3M thì hàm lượng
nhóm chức –CONHOH đạt cao nhất.
➢ Một số đặc trưng lý hóa và tính chất của sản phẩm PHA-PAM
Đặc trưng tính chất của PHA-PAM được đánh gia thông qua phổ
hồng ngoại FTIR, phân tích nhiệt trọng lượng và ảnh SEM hình thái học
bề mặt. Kết quả được trình bày trong bảng 3.11-3.12 và hình 3.9-3.10.
Bảng 3.4. Trị số dao động liên kết của các nhóm chức trong PHA-PAM
Dải số sóng (cm-1)
3436-3190
2928
2857

3

Khoảng nhiệt độ,
o
C
Tp-220
220-340
340-450

TMax, oC

Mất khối lượng, %

186
307
385

9,33
17,81
35,15

Như vậy điều kiện tối ưu để chuyển hóa PAM-gel thành PHA-PAM
là: quá trình chuyển hóa được thực hiện trong môi trường hydroxylamin
hydroclorit nồng độ 3,3 M, ở nhiệt độ 30 oC trong khoảng thời gia 24 giờ
tại pH=14. PHA-PAM thu được có chứa hàm lượng nhóm -CONH2 2,3
mmol/g, nhóm -COOH 1,68 mmol/g và nhóm -CONHOH 11,34 mmol/g.
3.2. Tổng hợp poly(hydroxamic axit) từ acrylamit và natri
vinylsunfonat
3.2.1.Tổng hợp copolyme của acrylamit và natri vinyl sunphonat
3.2.1.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ, thời gian và nồng độ chất khơi mào đến


40
20

0,50%
0,75%
1,00%
1,20%

40
20
0

0
0

60

120
180
Thời gian (phút)

0

240

Hình 3.10. Ảnh hưởng của nhiệt
độ và thời gian tới độ chuyển hóa

60


0,111
0,429
1,000
1,500
2,333
9,000

d M 1 
x2
=y F=
y
d M 2 

0,175
0,630
1,070
1,580
2,380
7,310

0,07
0,29
0,93
1,42
2,29
11,08

G=


0,04
0,40
0,43
0,65

Từ phương trình  = 1,3883 – 0,6197 với α = 0,88 ngoại suy tới: 
= 0 suy ra rVSA = 0,547,  = 1 suy ra rAM = 0,768.
3.2.2. Tổng hợp copolyme của acrylamit- natri vinyl sunfonat bằng
phương pháp huyền phù
Trong nghiên cứu này pha liên tục được sử dụng là dầu diezen. Các
yếu tố ảnh hưởng đến tính chất sản phẩm được nghiên cứu như nhiệt độ
(70-90oC) và thời gian (60-240 phút), hàm lượng chất tạo lưới (7-11%),
nồng độ monome (4,63-40%), tỷ lệ pha monome/pha dầu (1/5-1/3), hàm
lượng chất ổn định huyền phù (0,1-0,35) và tốc độ khuấy (200-40
vòng/phút). Kết quả nghiên cứu được trình bày trong các bảng 3.15-3.20.
12


Bảng 3.15. Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian phản ứng
Nhiệt độ Thời gian
(oC)
(phút)
180
700C
240
60
800C
90
0
90 C

12,6

8
99
9,5

9
99
7,2

10
99
5,4

11
99
4,3

Bảng 3.17. Ảnh hưởng của nồng độ monome đến quá trình phản ứng
Nồng độ
monome
(%)
4,63
10
20
30
40

Gel5
(%)

Tạo hạt, tách rời, đều
Tạo hạt, tách rời nhưng không đều

Bảng 3.18. Ảnh hưởng của tỉ lệ pha monome/pha dầu
Tỉ lệ pha
Kích thước hạt trung
Đặc điểm sản phẩm và khả
monome/pha dầu
bình DTB(m)
năng phân tách hạt
1/5
215
Hạt phân tán tốt, tròn
1/4
232
Hạt phân tán tốt, tròn
1/3
Hạt một phần bị kết khối
Bảng 3.19. Ảnh hưởng của chất hoạt động bề mặt
Phần trăm
Kích thước hạt
Đặc điểm sản phẩm và khả năng
Span 80 (%) trung bình DTB(m)
phân tách hạt
0,10
Tạo hạt, nhưng hạt không tròn
3

Hàm lượng phần gel của sản phẩm


>99
5
90
5
400
>99
 45
 50
5
Kết quả đã lựa chọn được điệu kiện tổng hợp thích hợp: nhiệt độ
phản ứng 90oC trong thời gian 60 phút, nồng độ monome 30%, hàm lượng
chất tạo lưới 8% (phần khối lượng so với monome), hàm lượng Span80
0.3%, tốc độ khuấy 300 vòng/phút.
3.2.3. Tổng hợp poly(hydroxamic axit) trên cơ sở chuyển hóa hóa P[AMco-VSA]
Trong nghiên cứu này, các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất quá trình
chuyển hóa P(AM-co-VSA) thành PHA-VSA được nghiên cứu lần lượt là
nhiệt độ (25-50oC) và thời gian (0-24 giờ), pH (pH=10-14) và nồng độ
NH2OH.HCl (1,0-3,5M). Kết quả được trình bày trong hình 3.18, bảng
3.22-3.23.
-CONHOH (mmol/g)

0,20
0,30
0,35

8
6
25 oC
30 oC
40 oC

1,53
12
3,05
4,24

Bảng 3.23. Ảnh hưởng nồng độ
NH2OH.HCl đến hàm lượng nhóm chức
NH2OH.HCl(M -SO3Na
CONHOH
)
mmol/g
mmol/g
1,0
3,05
3,74
2,0
3,05
4,98
14


3,0
3,05
8,135
3,3
3,05
8,01
3,5
3,05
7,89

Nhóm chức, hợp chất
Amin bậc 1 (-NH2)
-CONHOH (dạng enol)
-CONH2 và -CONHOH
-SO3-SO3-

Hình 3.18. Giản đồ phân tích nhiệt trọng lượng TGA của PHA-VSA

15


Hình 3.3.Hình ảnh FESEM của PHA-VSA
➢ Tóm tắt kết quả mục 3.2
- Điều kiện tối ưu cho quá trình tổng hợp: nhiệt độ 90oC, thời gian
60 phút, nồng độ monome 30% (tỷ lệ VSA/AM1,5/1 phần khối lượng), hàm
lượng chất tạo lưới và chất khơi mào lần lượt là 8% và 1% (theo khối
lượng monome), tỷ lệ pha monome/pha liện tục 1/4, hàm lượng chất ổn
định huyền phù 0,3% khối lượng so với dầu, tốc độ khuấy 300 vòng/phút.
- Điều kiện quá trình tổng hợp poly(hydroxamic axit) (PHA-VSA)
trên cơ sở chuyển hóa P[AM-co-VSA] bằng hydroxylamin hydroclorit như
sau: Nhiệt độ quá trình biến tính 30oC, thời gian 18 giờ, nồng độ
NH2OH.HCl3,0M, pH=14, tốc độ khuấy 100 vòng/phút.
+ Tính chất sản phẩm: sản phẩm dạng hạt, tròn đều; đường kính:
~232µm; độ trương: 9,67 g/g; hàm lượng nhóm chức –CONHOH:
8,315mmol/g; hàm lượng nhóm -SO3Na: 3,05 mmol/g.
3.3. Hấp phụ và giải hấp các ion đất hiếm bằng PHA-PAM và PHA-VSA
3.3.1. Hấp phụ các ion đất hiếm bằng PHA-PAM và PHA-VSA
Trong nghiên cứu này,các yếu tố ảnh hưởng đến quá tình hấp phụ
được nghiên cứu là pH môi trường, thời gian, nồng độ ion kim loại ban
đầu. Kết quả được trình bày trong hình 3.20-3.25.

90
La(III)
Ce(IV)
Pr(III)
Nd(III)

60
30
0
2

8

Hình 3.20. Ảnh hưởng của pH tới
quá trình hấp phụ của PHA-PAM

3

4

5

6

7

Hình 3.21. Ảnh hưởng của pH tới độ
hấp phụ của PHA-VSA

Độ hấp phụ (mg/g)

Nd(III)

60

30
0

8

pH

150

Độ hấp phụ q(mg/g)

120

0
0

240

16

60

120 180 240
Thời gian (phút)

300

0

100 200 300 400 500 600
Nồng độ ion ban đầu (mg/l)

Hình 3.24. Ảnh hưởng nồng độ ion kim
loại đến độ hấp phụ của PHA-PAM

90

La(III)
Ce(IV)
Pr(III)
Nd(III)

60
30
0
0

100 200 300 400 500 600
Nồng độ ion ban đầu (mg/l)

Hình 3.25. Ảnh hưởng nồng độ dung
dịch đầu đến độ hấp phụ của PHA-VSA

Kết quả nghiên cứu thu được điều kiện tối ưu cho quá trình hấp phụ
là pH=6, hấp phụ trong 180 phút ở nồng độ ion kim loại ban đầu là 500
mg/l.
✓ Nghiên cứu đẳng nhiệt hấp phụ

RL
0,123
0,126 0,204 0,235
qmax (mg/g)
192,31 178,57 153,85 178,57
qe
129,6 125,54 115,33 121,07
Hằng số năng lượng liên kết
0,0142 0,0078 0,0138 0,0065
b

Kết quả tính toán giá trị tham số RL cho thấy giá trị này trong khoảng
từ 0,112 – 0,235 đều nhỏ hơn 1 nên có thể xác định được mô hình hấp phụ
đẳng nhiệt Langmuir là phù hợp với quá trình hấp phụ các ion kim loại
17


La3+, Ce4+, Pr3+ và Nd3+lên nhựa PHA-PAM, PHA-VSA.
Khi so sánh kết quả độ hấp phụ ion kim loại của hai nhựa PHA-PAM
và PHA-VSA thấy rằng dung lượng hấp phụ cực đại của PHA-PAM cao
hơn so với PHA-VSA. Do đó, chọn PHA-PAM để tiến hành các nghiên
cứu tiếp theo.
3.3.2. Giải hấp từng ion đất hiếm khi sử dụng PHA-PAM
3.3.2.1. Ảnh hưởng của dung dịch rửa giải
Ảnh hưởng của ba dung dịch rửa giải (dung dịch HCl 0.5M, axetic
axit 0.5M và oxalic axit 0.5M) đến quá trình rửa giải độc lập từng ion La3+,
Ce4+, Pr3+ và Nd3+ trên nhựa PHA-PAM được nghiên cứu. Kết quả được
trình bày trong hình 3.30-3.33.
150


Axetic 0.5M
Oxalic 0.5M

120
90
60
30
0
0

360

60

120 180 240 300 360
Thời gian (phút)

Thời gian (phút)

Hình 3.30. Ảnh hưởng của dung
dịch rửa giải đến quá trình tách ion

Hình 3.31. Ảnh hưởng của dung dịch
rửa giải đến quá trình tách ion Ce4+

La3+
150
HCl 0.5M
Axetic 0.5M
Oxalic 0.5M

0

120 180 240 300 360
Thời gian (phút)

Hình 3.32. Ảnh hưởng của dung
dịch rửa giải đến quá trình tách Pr3+

0
60

120 180 240 300
Thời gian (phút)

360

Hình 3.33. Ảnh hưởng của dung dịch
rửa giải đến quá trình tách ion Nd3+

Kết quả cho thấy khả năng phân tách tốt nhất khi sử dụng dung dịch
rửa giải HCl 0.5M.
3.3.2.2. Ảnh hưởng của nồng độ dung dịch rửa giải HCl
Khảo sát ở các nồng độ dung dịch HCl lần lượt trong khoảng 0.118


0.8M. Kết quả được trình bày trong hình 3.34.
1000

La(III)
Pr(III)


Hình 3.34. Ảnh hưởng của nồng độ dung dịch rửa giải đến khả năng tách
các ion ra khỏi nhựa PHA-PAM
- Ion Nd3+ khả năng phân tách tốt nhất ở khoảng nồng độ HCl gần 0,1M
- Ion Pr3+ khả năng phân tách tốt nhất ở khoảng nồng độ HCl gần 0,2M
- Ion Ce4+ khả năng phân tách tốt nhất ở khoảng nồng độ HCl gần 0,4M
- Ion La3+ khả năng phân tách tốt nhất ở khoảng nồng độ HCl gần 0,6M
3.3.3. Nghiên cứu khả năng tái sử dụng PHA-PAM
Nhựa sử dụng trong nghiên cứu này là PHA-PAM. Sau khi giải hấp,
chất hấp thụ được tái sinh bằng cách rửa bằng nước cất đến pH trung tính,
sấy khô trong chân không ở 60oC đến khối lượng không đổi và tiếp tục
thực hiện 6 chu kì hấp phụ - giải hấp liên tục với từng ion kim loại trên.
Kết quả cho thấy khả năng hấp phụ của PHA-PAM giảm nhẹ sau các chu
kỳ hấp phụ - giải hấp phụ, tuy nhiên dung lượng hấp phụ vẫn ở mức cao.
Khả năng hấp phụ của PHA-PAM sau 6 chu kỳ với các ion La3+, Ce4+,
Pr3+ và Nd3+ sau 6 chu kỳ lần lượt là 95,2, 95,7, 95,6, và 94,2.
3.3.4. So sánh quá trình hấp phụ và giải hấp các ion kim loại đất hiếm
của nhựa Dowex, Amberlit và PHA-PAM
Kết quả nghiên cứu quá trình hấp phụ - giải hấp phụ của nhựa
Dowex và Amberlit với nhựa PHA-PAM ở điều kiện như nhau. Kết quả
được trình bày trong bảng 3.30.
Bảng 3. 5. Bảng So sánh khả năng hấp phụ và tách các ion kim loại đất
hiếm nhóm nhẹ bằng nhựa Dowex, Amberlit và PHA-PAM
Nhựa
Dowex

Độ hấp phụ, phần
trăm giải hấp
Hấp phụ q (mg/g)
Giải hấp (%)

109,8
111,4
108,7
Nhựa
Amberlit
Giải hấp (%)
75,87
75,04
65,68
70,15
Kết quả nghiên cứu cho thấy dung lượng hấp phụ và phần trăm giải
hấp phụ của nhựa Dowex và Amberlite thấp hơn so với nhựa PHA-PAM.
Tóm tắt kết quả mục 3.3
- Điều kiện tối ưu cho quá trình hấp phụ các ion kim loại đất hiếm
lên hai nhựa PHA-PAM và PHA-VSA là: nồng độ ion kim loại 500 mg/l
trong khoảng thời gian 180 phút ở pH=6. Trong mọi điều kiện thì dung
lượng hấp phụ của PHA-PAM đối với cả bốn ion kim loại La3+, Ce4+, Pr3+
và Nd3+ đều cao hơn PHA-VSA.
- Điều kiện rửa giải: Sử dụng dung dịch rửa giải HCl nồng độ 0.1M
cho ion Nd3+, 0,2M cho ion Pr3+, 0,4M cho ion Ce4+ và 0,6M cho ion La3+.
- Đã so sánh quá trình hấp phụ các ion kim loại đất hiếm của nhựa
Dowex, Amberlite và PHA-PAM. Kết quả dung lượng hấp phụ và % kim
loại giải hấp của nhựa PHA-PAM đều cao hơn so với hai nhựa còn lại.
3.4. Tách riêng rẽ từng ion trong dung dịch tổng đất hiếm nhóm nhẹ
bằng PHA-PAM trên cột trao đổi ion
Trong nghiên cứu này, dung dịch tổng đất hiếm nhóm nhẹ được phân
tách từ đất hiếm Đông Pao (được phân chia và cung cấp bởi Viện Công
nghệ xạ hiếm).Thành phần dung dịch tổng đất hiếm nhóm nhẹ dùng để
phân tách bằng nhựa PHA-PAM trên hệ cột được trình bày trên bảng 3.29.
Bảng 3.29. Thành phần hóa học của dung dịch đất hiếm nhóm nhẹ

20


(ml)
v1 = 3 ml/phút
v2 = 5ml/phút
v3 = 7ml/phút
3:1
34,84
59,94
45,24
6:1
71,85
85,21
78,38
9:1
90,02
91,05
90,87
12:1
91,52
92,91
92,85
15:1
93,54
98,20
97,19
18:1
97,04
98,34

10
0

92.8

20.68

23.99

Hàm lượng đất hiếm (%)

Hàm lượng đất hiếm (%)

Kết quả quá trình tách La3+ từ phân đoạn giàu La được trình bày
trong hình 3.36-3.37.

Phân đoạn

100 92.8
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0



78.03

La (%)
Ce (%)
Pr (%)
Nd (%)

90.56

Hàm lượng đất hiếm (%)

Hàm lượng đất hiếm (%)

100

60
50
40
20

26.18

23.47

30

16.51

10

Phân đoạn
Phân đoạn

Hình 3.38. Kết quả hấp phụ và rửa
giải lần 2 phân đoạn giàu Ce lần 1

Hình 3.39. Kết quả hấp phụ và rửa
giải lần 3 phân đoạn giàu Ce lần 2

Kết quả cho thấy phân đoạn từ 1041-1720 có hàm lượng Ce 95,94%.
3.4.3.3. Quá trình tách Pr3+ từ PĐ giàu Pr
Kết quả quá trình tách Pr3+ từ phân đoạn giàu Pr được trình bày trong
hình 3.40-3.42.
La (%)
Ce (%)
Pr (%)
68.27
Nd (%)

82.56

32.89

27.94
18.49

100
90
80
70

Pr (%)
Nd (%)

91.87

36.57

31.68
23.25

Phân đoạn

Hình 3.40. Kết quả hấp phụ và rửa
giải lần 2 phân đoạn giàu Pr lần 1

Hình 3.41. Kết quả hấp phụ và rửa
giải lần 3 phân đoạn giàu Pr lần 2

22


La (%)
Ce (%)
Pr (%)
Nd (%)

Hàm lượng đất
hiếm (%)

120

90
80
70
60
50
40
30
20
10
0

84.99

100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0

La (%)
Ce (%)
Pr (%)
Nd (%)



30.69

Phân đoạn

Phân đoạn

100

91.52

Hình 3.44. Kết quả hấp phụ và rửa
giải lần 3 phân đoạn giàu Nd lần 2
La (%)
Ce (%)
Pr (%)
Nd (%)

95.42

80
60

46.89
32.45

40

30.09