Nghiên cứu khả năng hấp phụ Ni2+ bằng hydroxyapatit tổng hợp

Bài viết "Nghiên cứu khả năng hấp phụ Ni2+ bằng hydroxyapatit tổng hợp" nghiên cứu đường đẳng nhiệt hấp phụ dựa trên hai mô hình Langmuir và Freundlich. Động học hấp phụ được nghiên cứu với hai mô hình động học giả bậc 1 và giả bậc 2. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu khả năng hấp phụ Ni2+ bằng hydroxyapatit tổng hợp HỘI NGHỊ TOÀN QUỐC KHOA HỌC TRÁI ĐẤT VÀ TÀI NGUYÊN VỚI PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG (ERSD 2022) Nghiên cứu khả năng hấp phụ Ni2+ bằng hydroxyapatit tổng hợp Lê Thị Duyên1,2,*, Hoàng Thanh Bình3, Trần Thị Thu Hương3, Nguyễn Viết Hùng1, Lê Thị Phương Thảo1, Võ Thị Hạnh1, Đỗ Thị Hải1, Nguyễn Thị Thu Hiền1, Phạm Tiến Dũng1, Công Tiến Dũng1, Đinh Thị Mai Thanh4 1 Bộ môn Hóa học, Khoa Khoa học cơ bản - Trường Đại học Mỏ - Địa chất 2 - Trường Đại học Mỏ - Địa chất 3 Khoa Môi trường – Trường Đại học Mỏ - Địa chất 4 Trường Đại học Khoa học và Công nghệ Hà NộiTÓM TẮTHydroxyapatit tổng hợp có màu trắng, dạng hình trụ, kích thước hạt trung bình 20x40 nm, sử dụng đểnghiên cứu khả năng hấp phụ ion Ni2+. Ảnh hưởng của một số yếu tố đến dung lượng và hiệu suất hấpphụ Ni2+ đã được nghiên cứu. Hiệu suất và dung lượng hấp phụ Ni2+ đạt 81,0 % và 12,15 mg/g ở điềukiện thích hợp: khối lượng HAp 0,1 g/50 mL dung dịch, nồng độ ion Ni2+ ban đầu 30 mg/L, pH 5,57, thờigian tiếp xúc 60 phút ở nhiệt độ phòng (25 oC). Nghiên cứu đường đẳng nhiệt hấp phụ dựa trên hai môhình Langmuir và Freundlich. Động học hấp phụ được nghiên cứu với hai mô hình động học giả bậc 1 vàgiả bậc 2.Từ khóa: Hydroxyapatit; Hấp phụ; ion Ni2+1. Đặt vấn đề Ô nhiễm kim loại nặng trong nước đặc biệt là nước thải công nghiệp là vấn đề không chỉ của Việt Nam mà là vấnđề của toàn cầu. Sự gia tăng dân số, sự tăng trưởng mở rộng của các khu đô thị và công nghiệp, cộng thêm sự tăngcường của các hoạt động nông nghiệp là các tác nhân chính làm gia tăng tình trạng ô nhiễm nước, gây ảnh hưởng đếnchất lượng nước và sức khỏe con người. Đã có nhiều nghiên cứu đưa ra các phương pháp xử lý kim loại nặng trongnước như: phương pháp kết tủa hóa học, phương pháp kết tủa điện hóa, phương pháp tách bằng màng, phương pháptrao đổi ion, phương pháp hấp phụ, phương pháp sinh học v.v… Trong số các phương pháp này, phương pháp hấpphụ hiện nay đang được nhiều nhà khoa học quan tâm nghiên cứu. Đặc biệt, trong một số năm gần đây những vậtliệu hấp phụ có nguồn gốc tự nhiên như laterit, bazan, đất bùn đỏ, zeolit, bentonit, kaolin, apatit, haloysit …, cácpolymer tự nhiên: chitin, chitosan, tinh bột, … và các vật liệu tái chế từ phụ phẩm nông nghiệp không những đượccác nhà khoa học Việt Nam mà trên thế giới hết sức quan tâm do có ưu điểm: chi phí thấp, hiệu quả hấp phụ cao,thân thiện với môi trường (Nguyễn Thị Đông và nnk, 2012; Nguyễn Thị Hải và nnk, 2016; Đỗ Trà Hương và nnk,2016; Ioannis Anastopoulos và nnk, 2018; Nazarii Danyliuk và nnk, 2020; Paulina Maziarz và Jakub Matusik, 2016). Canxi hyđroxyapatit hay hyđroxyapatit có công thức Ca10(PO4)6(OH)2 (viết tắt là HAp), một vật liệu được ứngdụng rộng rãi trong cuộc sống. HAp tổng hợp có các đặc tính quý giá như: có hoạt tính và độ tương thích sinh họccao. Chính vì vậy mà HAp được dùng làm vật liệu y-sinh trong phẫu thuật nối, ghép xương, chỉnh hình sửa chữaxương và răng, bột HAp kích thước nano được dùng làm thuốc bổ sung canxi hiệu quả cao. Bên cạnh ứng dụngtrong các lĩnh vực y-sinh, dược học, HAp còn được sử dụng trong lĩnh vực xử lý môi trường với hiệu suất xử lý cao:có thể loại bỏ một số chất và ion gây ô nhiễm trong môi trường nước như Cu2+, Pb2+, Zn2+, Cd2+, Co2+, Cr(VI),Se(IV), As(V), NO3-, F-, phenol, nitrobenzene, thuốc đỏ Công gô, .... Như vậy, HAp là chất hấp phụ thân thiện vớimôi trường, không gây độc đối với cơ thể người và hấp phụ hiệu quả. Ở nước ta, đã có một số công trình nghiên cứu về HAp và các hợp chất tổng hợp trên cơ sở HAp như HAp phatạp và nanocomposit HAp/polyme. Các nghiên cứu ứng dụng HAp, HAp pha tạp và nanocomposit HAp/polymetrong xử lý môi trường còn ít (Duyen Thi Le và nnk, 2019; Lê Thị Duyên và nnk, 2015; Han Duy Linh và nnk, 2021;Nguyen Hoc Thang và nnk, 2020) và chưa có công trình nào công bố khả năng xử lý Ni2+ trong môi trường nướcdùng bột HAp tổng hợp.2. Thực nghiệm và phương pháp nghiên cứu2.1. Tổng hợp bột HAp và nghiên cứu đặc trưng hóa lý của vật liệu Bột HAp được tổng hợp bằng phương pháp kết tủa hóa học trong môi trường nước với nguyên liệu banđầu từ Ca(NO3)2.4H2O, (NH4)2HPO4 và NH3 (phương trình 1). Dung dịch (NH4)2HPO4 0,3M được bổ*Tác giả liên hệEmail: lethiduyen@humg.edu.vn 1140sung vào dung dịch Ca(NO3)2 0,5M với tốc độ 1 ml/phút. Trong suốt quá trình phản ứng, pH được giữ ổnđịnh ở 10-12 bằng dung dịch NH3 đặc, tốc độ khuấy 800 vòng/phút. Sau khi thêm hết (NH4)2HPO4, tiếptục khuấy trong 2 giờ, lưu mẫu (già hóa) trong 15 giờ, mẫu được rửa li tâm với tốc độ 4000 vòng/phút chođến khi pH trung tính. Sau đó mẫu được sấy ở 80 oC trong ...