Tổng hợp, đặc trưng và khả năng hấp phụ ion chì(II) của vật liệu cấu trúc lõi-vỏ Fe3O4/C

Hiện nay, vật liệu oxide sắt từ (Fe3O4) ở kích thước nano có diện tích bề mặt riêng lớn, đã và đang được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như y sinh, môi trường. Bài viết báo cáo kết quả tổng hợp vật liệu cấu trúc lõi – võ Fe3O4/C và khảo sát khả năng hấp phụ ion chì trong môi trường nước.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tổng hợp, đặc trưng và khả năng hấp phụ ion chì(II) của vật liệu cấu trúc lõi-vỏ Fe3O4/C Vietnam Journal of Catalysis and Adsorption, 10 – issue 2 (2021) 43-48 Vietnam Journal of Catalysis and Adsorption Tạp chí xúc tác và hấp phụ Việt Nam http://chemeng.hust.edu.vn/jca/Tổng hợp, đặc trưng và khả năng hấp phụ ion chì(II) của vật liệu cấu trúc lõi-vỏ Fe3O4/CSynthesis, characterization and adsorption capacity of lead(II) ions of Fe3O4/C core-shellstructure materialsLê Hải Đăng1*, Lưu Thu Trang1, Trần Vĩnh Hoàng2, Vũ Viết Doanh3, Lê Diệu Thư2, Nguyễn Thị NgọcHuyền1, Nguyễn Văn Hải11 Khoa Hoá học, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội – 136 Xuân Thuỷ, Cầu Giấy, Hà Nội 10000, Việt Nam2 Viện Kỹ thuật Hoá học, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội – 1 Đại Cồ Việt, Hai Bà Trưng, Hà Nội 10000, Việt Nam3 Khoa Dược, Trường Đại học Kinh doanh và Công nghệ Hà Nội – 29A ngõ 124 Vĩnh Tuy, Hai Bà Trưng, Hà Nội10000, Việt Nam*Email: danglh@hnue.edu.vn, haidang1902@gmail.comARTICLE INFO ABSTRACTReceived: 15/2/2021 Core shell magnetite nanoparticles (Fe3O4@C) as adsorbent for leadAccepted: 30/4/2021 ions from aqueous solution were synthesized. The characteristics of the modified materials were analysed. It could also be shown that theKeywords: adsorption isotherms were well described by the Langmuir model.Graphene oxide, Fe3O4 The kinetic of the adsorption process was found to follow the pseudo-nanoparticles, magnetic adsorbent, second-order model expression. Thermodynamic studies indicatednanocomposite, chitosan, lead ion. that the adsorption process was feasible, spontaneous and endothermic.Giới thiệu chung phụ giảm dần theo thời gian. Để khắc phục vấn đề này, giải pháp lai ghép tổ hợp giữa các hạt Fe3O4 từĐể giải quyết vấn đề ô nhiễm ion kim loại nặng trong với một số loại vật liệu nano khác tạo thành cấu trúcmôi trường nước đã có nhiều phương pháp được sử lõi - vỏ đã được quan tâm nghiên cứu [6-9]. Mộtdụng, như hấp phụ, kết tủa hoá học, trao đổi ion, trong số đó là vật liệu nano tổ hợp giữa Fe3O4 vớiđiện hoá [1]. Trong đó, hấp phụ được coi là phương carbon (Fe3O4/C), bên cạnh việc ngăn chặn sự kết tậppháp có hiệu quả xử lý tốt bởi hiệu suất cao, chi phí của các hạt Fe3O4, loại vật liệu này còn có khả năngthấp và quy trình đơn giản [2]. cải thiện tốt quá trình hấp phụ các ion kim loại nặng do cấu trúc vỏ carbon có chứa thêm nhiều nhómHiện nay, vật liệu oxide sắt từ (Fe3O4) ở kích thước chức (-OH, -C=O, ..) làm tăng khả năng hấp phụ ionnano có diện tích bề mặt riêng lớn, đã và đang được kim loại trong môi trường nước [6]. Nhằm tăng cườngứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như y sinh, hiệu quả xử lý ion kim loại độc hại như Pb2+ và Cd2+môi trường [1, 3, 4]. Hơn thế nữa, hạt nano Fe3O4 với trong môi trường nước của vật liệu này vẫn là mộtchi phí tổng hợp thấp, thân thiện với môi trường, khi chủ đề hấp dẫn đối với các nhà nghiên cứu ứng dụngcó từ tính cao nó dễ dàng được thu hồi và tái sử [5, 9].dụng, nên được coi là vật liệu tốt cho quá trình xử lý ônhiễm ion kim loại nặng [5]. Tuy nhiên các hạt nano Trong bài báo này chúng tôi báo cáo kết quả tổngFe3O4 cũng thường bị tích tụ và co cụm dẫn đến diện hợp vật liệu cấu trúc lõi – võ Fe3O4/C và khảo sát khảtích bề mặt riêng giảm, kết quả là dung lượng hấp năng hấp phụ ion chì trong môi trường nước. https://doi.org/10.51316/jca.2021.026 43 Vietnam Journal of Catalysis and Adsorption, 10 – issue 2 (2021) 43-48Thực nghiệm và phương pháp nghiên cứu Xác định nồng độ còn lại của ion chì khi khảo sát khả năng hấp phụ bằng quang phổ UV-Vis trên máy CaryTổng hợp vật liệu 60 với thuốc thử PAR ở bước sóng cực đại 517nm.Các muối sắt được pha và trộn lẫn theo tỉ lệ mol Fe3+ : Nồng độ của ion chì còn lại trong dung dịch sau hấpFe2+ = 2 : 1 trong cốc thủy tinh 500 mL đặt trên máy phụ được xác định bằng phương pháp đường chuẩnkhuấy từ tốc độ 300 vòng/phút, gia nhiệt ở 80˚C. Nhỏ với thuốc thử PAR (4-(2-pyridylazo) resorcinoltừ từ dung dịch NaOH 10% đến khi pH = 8, tốc độ monosodium hydrate, Merck, M = 255,21 g.mol-1) ởnhỏ giọt 1,0 mL/phút. Tiếp tục khuấy trộn thêm 30 bước sóng cực đại 517 nm trên UV-Vis Cary 60 củaphút để phản ứng xảy ra hoàn toàn. Lọc kết tủa bằng hãng Agilent - Mỹ. Kết quả được đưa ra trên hình 6nam châm, rửa nhiều lần với nước cất thu được chất cho thấy sự tuyến tính tốt trong vùng nồng độ củarắn màu đen. Kết tủa sau đó được trộn với D-glucose ion chì từ 4-32 µmol.L-1.và nước cất theo tỉ lệ khối lượng khác nhau (Bảng 1). Bảng 1: Lượng hoá chất sử dụng cho tổng hợp vật Kết quả và thảo luận liệu Fe3O4 và Fe3O4/C ...