nguyen_ngoc777
New Member
Link tải luận văn miễn phí cho ae Kết Nối
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU..........................................................................................................................1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN............................................................................................2
1.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ASEN.........................................................................2
1.1.1 Sự tồn tại của asen trong tự nhiên ....................................................................2
1.1.2. Độc tính của asen ............................................................................................5
1.1.3. Tình trạng ô nhiễm asen ..................................................................................7
1.1.4. Một số công nghệ xử lý asen.........................................................................13
1.2. SỬ DỤNG QUẶNG PYROLUSIT VÀ ZIRCONI TRONG HẤP PHỤ XỬ LÝ
ASEN ..........................................................................................................................15
1.2.1. Ứng dụng quặng pyrolusit trong xử lý nước.................................................15
1.2.2. Ứng dụng của Zirconi trong xử lý asen.........................................................19
CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM .....................................................................................21
2.1. MỤC TIÊU VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU.....................................................21
2.1.1. Mục tiêu nghiên cứu ..................................................................................21
2.1.2. Nội dung nghiên cứu .....................................................................................21
2.2. HÓA CHẤT VÀ DỤNG CỤ...............................................................................21
2.2.1. công cụ .........................................................................................................21
2.2.2. Hóa chất.........................................................................................................21
2.3. CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH ÁP DỤNG TRONG THỰC NGHIỆM...23
2.3.1. Xác định asen bằng phương pháp thủy ngân bromua ...................................23
2.3.2. Xác định mangan và sắt bằng phương pháp trắc quang................................25
2.4. CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ ĐẶC TÍNH CỦA VẬT LIỆU HẤP PHỤ 28
2.4.1. Phương pháp hiển vi điện tử quét (SEM)......................................................28
2.4.2. Nhiễu xạ Rơnghen X (X-ray diffactionXRD)...............................................29
2.4.3. Phương pháp phân tích nhiệt trọng lượng (TGA) .........................................30
2.5. CHẾ TẠO VẬT LIỆU HẤP PHỤ ASEN TỪ QUẶNG PYROLUSIT. .............31
2.5.1. Quặng pyrolusit tự nhiên...............................................................................31
2.5.2. Quặng pyrolusit tự nhiên biến tính bằng nhiệt..............................................31
2.5.3. Quặng pyrolusit biến tính bằng phương pháp hóa học .................................31
2.5.4. Phương pháp đánh giá khả năng hấp phụ As của vật liệu.............................31
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.................................................................35
3.1. NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VẬT LIỆU HẤP PHỤ ASEN TỪ QUẶNG
PYROLUSIT ..............................................................................................................35
3.1.1. Quặng pyrolusit tự nhiên...............................................................................35
3.1.2. Quặng pyrolusit được biến tính bằng nhiệt ...................................................40
3.1.3. Quặng pyrolusit được biến tính bằng phương pháp hóa học ........................43
3.2. KHẢO SÁT KHẢ NĂNG HẤP PHỤ ASEN CỦA CÁC VẬT LIỆU ...............49
3.2.1. Khảo sát khả năng hấp phụ As của quặng pyrolusit tự nhiên .......................49
3.2.2. Khảo sát khả năng hấp phụ asen của quặng pyrolusit biến tính bằng phương
pháp nhiệt. ...............................................................................................................55
3.2.3. Khảo sát khả năng hấp phụ As của quặng pyrolusit khi biến tính bằng
phương pháp hóa học ..............................................................................................60
KẾT LUẬN....................................................................................................................69
TÀI LIỆU THAM KHẢO..............................................................................................70
M
Ở ĐẦU
Ô nhiễm môi trường nói chung, ô nhiễm môi trường nước nói riêng đã trở thành
vấn đề rất cấp bách, liên quan trực tiếp đến đời sống sinh hoạt của con người. Các
nguồn gây ô nhiễm nước rất đa dạng, các kim loại nặng trong đó có asen là nguyên tố
gây tác hại rất lớn. Asen ở nồng độ thấp trong nước uống cũng gây ảnh hưởng nghiêm
trọng đến sức khỏe, các công nghệ loại bỏ asen ngày càng trở nên quan trọng. Các quy
định hiện hành về tiêu chuẩn nước uống được trở nên nghiêm ngặt hơn và đòi hỏi hàm
lượng arsen được giảm xuống thấp nhất. Hiện nay có các phương pháp xử lí asen mang
lại hiệu quả cao là: trao đổi ion, xử lí bằng màng, hấp phụ, hay kết tủa hóa học... Chi
phí xử lý, hoạt động công nghệ phức tạp, kỹ năng cần thiết để vận hành công nghệ và
xử lý lượng asen còn lại sau quá trình xử lý là những yếu tố cần thiết trước khi lựa
chọn phương pháp xử lý.
Hấp phụ là một trong những phương pháp phổ biến nhất để xử lý Asen trong
nước bởi giá thành thấp mà hiệu quả xử lý lại cao. Hiện nay có rất nhiều vật liệu có thẻ
dùng để hấp phụ asen tốt như: than hoạt tính, pyrolusite, latarite, betonite… Nhằm mục
đích đóng góp một phần nhỏ trong việc phát triển các vật liệu có khả năng xử lý nguồn
nước bị nhiễm asen một cách tối ưu và kinh tế nhất, chúng tui đã chọn nghiên cứu đề
tài:
“Nghiên cứu tính chất hấp phụ As trên quặng pyrolusit biến tính”
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ASEN
1.1.1 Sự tồn tại của asen trong tự nhiên
Asen có số hiệu nguyên tử 33, là một nguyên tố rất phổ biến và xếp thứ 20 trong
tự nhiên, chiếm khoảng 0,00005% trong vỏ trái đất, xếp thứ 14 trong nước biển và thứ
12 trong cơ thể người [22]. Asen lần đầu tiên được Albertus Magnus (Đức) viết vào
năm 1250, khối lượng nguyên tử của nó bằng 74,92, asen là một á kim gây ngộ độc
khét tiếng và có nhiều dạng thù hình: màu vàng (phân tử phi kim) và một vài dạng màu
đen và xám (á kim) chỉ là số ít mà người ta có thể nhìn thấy. Ba dạng có tính kim loại
của asen với cấu trúc tinh thể khác nhau cũng được tìm thấy trong tự nhiên (các khoáng
vật asen sensu stricto và hiếm hơn là asenolamprit cùng parasenolamprit), nhưng nói
chung nó hay tồn tại dưới dạng các hợp chất asenua và asenat. Asen và các hợp chất
của nó được sử dụng như là thuốc trừ dịch hại, thuốc trừ cỏ, thuốc trừ sâu và trong một
loạt các hợp kim.
Hình 1.1. Mẫu chứa asen trong tự nhiên
Asen có thể tồn tại ở các trạng thái oxi hóa là -3, +3, +5, asen cũng dễ tự liên kết
với chính nó, chẳng hạn tạo thành các cặp As-As trong sulfua đỏ hùng hoàng (α-As4S4)
và các ion As43- vuông trong khoáng coban asenua có tên skutterudit. Ở trạng thái ôxi
hóa +3, tính chất hóa học lập thể của asen chịu ảnh hưởng bởi sự có mặt của cặp
electron không liên kết [7,9].
Tính chất hóa học của asen rất giống với nguyên tố đứng trên nó là phốtpho.
Tương tự như phốtpho, nó tạo thành các ôxít kết tinh, không màu, không mùi
như As2O3 và As2O5 là những chất hút ẩm và dễ dàng hòa tan trong nước để tạo thành
các dung dịch có tính axít. Axít asenic (V), tương tự như axít phốtphoric, là một axít
yếu. Tương tự như phốt pho, asen tạo thành hiđrua dạng khí và không ổn định, đó
là arsin (AsH3). Sự tương tự lớn đến mức asen sẽ thay thế phần nào cho phốtpho trong
các phản ứng hóa sinh học và vì thế nó gây ra ngộ độc. Tuy nhiên, ở các liều thấp hơn
mức gây ngộ độc thì các hợp chất asen hòa tan lại đóng vai trò của các chất kích
thích và đã từng phổ biến với các liều nhỏ như là các loại thuốc chữa bệnh cho con
người vào giữa thế kỷ 18.
Nguyên tố asen được tìm thấy ở nhiều dạng thù hình rắn: dạng màu vàng thì
mềm, dẻo như sáp và không ổn định, và nó làm cho các phân tử dạng tứ diện As4 tương
tự như các phân tử của phốtpho trắng. Các dạng màu đen, xám hay 'kim loại' hơi có cấu
trúc kết tinh thành lớp với các liên kết trải rộng khắp tinh thể. Chúng là các chất bán
dẫn cứng với ánh kim. Tỷ trọng riêng của dạng màu vàng là 1,97 g/cm³, dạng asen xám
hình hộp mặt thoi nặng hơn nhiều với tỷ trọng riêng 5,73 g/cm³, các dạng á kim khác
có tỷ trọng tương tự.
Asen hiếm khi được tìm thấy ở trạng thái tự do trong tự nhiên mà phần lớn nó ở
trạng thái kết hợp với lưu huỳnh, oxi và sắt. Trong nước ngầm nó tồn tại trong trạng
thái kết hợp với oxy chủ yếu ở hóa trị III và hóa trị V. Không giống như các ion kim
loại nặng và các anion có chứa oxy khác, asen có thể di động trong một khoảng rộng
trong các điều kiện oxy hóa khử ở các giá trị pH phổ biến trong nước ngầm (pH=6.5-
8.5). Vì thế mà trong khi các cation và anion có chứa oxy khác chỉ có hàm lượng cỡ
ppb thì hàm lượng của asen có thể lên tới cỡ ppm.
Hai yếu tố quan trọng cơ bản ảnh hưởng đến các dạng tồn tại của asen và cả tính
tan trong dung dịch nước là pH và thế oxy hóa khử. Trong điều kiện oxy hóa và ở pH
nhỏ hơn 6.9, dạng H2AsO4- chiếm ưu thế hơn cả còn HAsO42- chủ yếu tồn tại ở pH cao
hơn. Trong điều kiện khử và ở giá trị pH thấp hơn 9.2 dạng H3AsO3 chiếm ưu thế. Ở
pH ngược lại sự phụ thuộc của As(III) và As(V) được phát hiện là gần như vào pH và
sự có mặt của các anion hấp phụ đặc biệt khác. Thông thường As(III) thường được tìm
thấy nhiều hơn trong nước ngầm ở điều kiện khử so với As(V) còn trong điều kiện oxy
hóa thì ngược lại.
Bảng 1.1. Các trạng thái bền của As trong dung dịch nước ở các điều kiện khác nhau
Điều kiện khử Điều kiện oxy hóa
pH As(III) pH As(V)
0-9 H3AsO3 0-2 H3AsO4
10-12 H2AsO3- 3-6 H2AsO4-
13 HAsO32- 7-11 AsO42-
14 AsO33- 12-14 AsO43-
Hình 1.2. Giản đồ pH của As
Trong khi hầu hết các kim loại có xu hướng không tan trong khoảng pH trung
tính thì asen có thể tan ở vùng pH gần trung tính với nồng độ tương đối cao. Điều này
giải thích tại sao nước ngầm dễ bị nhiễm asen và các anion chứa oxy khác [13,14].
1.1.2. Độc tính của asen
Mức độ gây độc của asen tùy thuộc vào dạng asen hữu cơ hay asen vô cơ và
trạng thái oxi hóa của chúng. Nhìn chung asen vô cơ độc hơn asen hữu cơ và As(III)
độc hơn so với As(V). Một số cơ quan trong cơ thể động vật bị ảnh hưởng bởi asen
như: da, hệ hô hấp, hệ thần kinh, hệ tuần hoàn, hệ miễn dịch, cơ quan sinh sản, dạ dày,
ruột. Chỉ số LD50 qua miệng (liều lượng gây chết trung bình 50% quần thể nghiên cứu)
đối với asen vô cơ tương ứng là 15-293mg/kg và 11-150mg/kg thể trọng của chuột và
các động vật thí nghiệm khác. Tiếp xúc với 70-80mg As2O3 qua đường ăn uống là nguy
hiểm đến tính mạng đối với con người [15].
KẾT LUẬN
Trong quá trình thực hiện đề tài luận văn nghiên cứu biến tính quặng pyrolusit
tự nhiên làm vật liệu hấp phụ asen trong môi trường nước, chúng tui đã thu được một
số kết quả chính như sau:
1. Đã tiến hành nghiên cứu, đánh giá đặc tính của các vật liệu như: thành phần,
độ bền, kết quả chụp XRD và phân tích nhiệt cho thấy vật liệu bền trong môi trường tự
nhiên. Kết quả chụp SEM và BET cho thấy vật liệu M-1/500/5/HCl/Zr các hạt có kích
thước nhỏ phân bố khá đồng đều trên bề mặt vật liệu so với các vật liệu M-2, M-
1/500/5.
2. Đã khảo sát khả năng hấp phụ asen của pyrolusit tự nhiên. Tải trọng hấp phụ
của pyrolusit chứa 70,26% MnO2 và 6,16 là 4,103mg/g và thời gian hấp phụ cân bằng
là 3,5 giờ. Với các loại pyrolusit có tỉ lệ sắt và mangan khác nhau trong thành phần
quặng thì khả năng hấp phụ asen của chúng cũng khác nhau. pH phù hợp cho quặng
pyrolusit tự nhiên hấp phụ asen là pH = 2.
3. Khảo sát được tải trọng hấp phụ của các vật liệu biến tính. Tải trọng hấp phụ
cực đại của vật liệu biến tính bằng nhiệt là 4.887 mg/g và thời gian hấp phụ cân bằng là
4 giờ.
4. Khảo sát được ảnh hưởng của axit đến sự hấp phụ asen của quặng pyrolusit,
chứng minh được quặng biến tính bằng axit cho hiệu quả hấp phụ tốt. Tìm ra nguyên
nhân và đề xuất được phương pháp khắc phục việc quặng bị axit rửa trôi.
5. Khảo sát được khả năng hấp phụ asen của quặng pyrolusit sau khi biến tính
bằng Zr(IV), tìm ra tải trọng hấp phụ cực đại của quặng khi hấp phụ asen là 13,75mg/g
và thời gian hấp phụ cân bằng là 2 giờ.
Các kết quả nghiên cứu trên đã thu được vật liệu hấp phụ asen, có dung lượng
hấp phụ cao. Trong thời gian tới chúng tui khảo sát kỹ hơn về các yếu tố ảnh hưởng, cơ
chế hấp phụ asen của vật liệu, cũng như triển khai chế tạo vật liệu hấp phụ phục vụ cho
nhu cầu xử lý asen.
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU..........................................................................................................................1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN............................................................................................2
1.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ASEN.........................................................................2
1.1.1 Sự tồn tại của asen trong tự nhiên ....................................................................2
1.1.2. Độc tính của asen ............................................................................................5
1.1.3. Tình trạng ô nhiễm asen ..................................................................................7
1.1.4. Một số công nghệ xử lý asen.........................................................................13
1.2. SỬ DỤNG QUẶNG PYROLUSIT VÀ ZIRCONI TRONG HẤP PHỤ XỬ LÝ
ASEN ..........................................................................................................................15
1.2.1. Ứng dụng quặng pyrolusit trong xử lý nước.................................................15
1.2.2. Ứng dụng của Zirconi trong xử lý asen.........................................................19
CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM .....................................................................................21
2.1. MỤC TIÊU VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU.....................................................21
2.1.1. Mục tiêu nghiên cứu ..................................................................................21
2.1.2. Nội dung nghiên cứu .....................................................................................21
2.2. HÓA CHẤT VÀ DỤNG CỤ...............................................................................21
2.2.1. công cụ .........................................................................................................21
2.2.2. Hóa chất.........................................................................................................21
2.3. CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH ÁP DỤNG TRONG THỰC NGHIỆM...23
2.3.1. Xác định asen bằng phương pháp thủy ngân bromua ...................................23
2.3.2. Xác định mangan và sắt bằng phương pháp trắc quang................................25
2.4. CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ ĐẶC TÍNH CỦA VẬT LIỆU HẤP PHỤ 28
2.4.1. Phương pháp hiển vi điện tử quét (SEM)......................................................28
2.4.2. Nhiễu xạ Rơnghen X (X-ray diffactionXRD)...............................................29
2.4.3. Phương pháp phân tích nhiệt trọng lượng (TGA) .........................................30
2.5. CHẾ TẠO VẬT LIỆU HẤP PHỤ ASEN TỪ QUẶNG PYROLUSIT. .............31
2.5.1. Quặng pyrolusit tự nhiên...............................................................................31
2.5.2. Quặng pyrolusit tự nhiên biến tính bằng nhiệt..............................................31
2.5.3. Quặng pyrolusit biến tính bằng phương pháp hóa học .................................31
2.5.4. Phương pháp đánh giá khả năng hấp phụ As của vật liệu.............................31
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.................................................................35
3.1. NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VẬT LIỆU HẤP PHỤ ASEN TỪ QUẶNG
PYROLUSIT ..............................................................................................................35
3.1.1. Quặng pyrolusit tự nhiên...............................................................................35
3.1.2. Quặng pyrolusit được biến tính bằng nhiệt ...................................................40
3.1.3. Quặng pyrolusit được biến tính bằng phương pháp hóa học ........................43
3.2. KHẢO SÁT KHẢ NĂNG HẤP PHỤ ASEN CỦA CÁC VẬT LIỆU ...............49
3.2.1. Khảo sát khả năng hấp phụ As của quặng pyrolusit tự nhiên .......................49
3.2.2. Khảo sát khả năng hấp phụ asen của quặng pyrolusit biến tính bằng phương
pháp nhiệt. ...............................................................................................................55
3.2.3. Khảo sát khả năng hấp phụ As của quặng pyrolusit khi biến tính bằng
phương pháp hóa học ..............................................................................................60
KẾT LUẬN....................................................................................................................69
TÀI LIỆU THAM KHẢO..............................................................................................70
M
Ở ĐẦU
Ô nhiễm môi trường nói chung, ô nhiễm môi trường nước nói riêng đã trở thành
vấn đề rất cấp bách, liên quan trực tiếp đến đời sống sinh hoạt của con người. Các
nguồn gây ô nhiễm nước rất đa dạng, các kim loại nặng trong đó có asen là nguyên tố
gây tác hại rất lớn. Asen ở nồng độ thấp trong nước uống cũng gây ảnh hưởng nghiêm
trọng đến sức khỏe, các công nghệ loại bỏ asen ngày càng trở nên quan trọng. Các quy
định hiện hành về tiêu chuẩn nước uống được trở nên nghiêm ngặt hơn và đòi hỏi hàm
lượng arsen được giảm xuống thấp nhất. Hiện nay có các phương pháp xử lí asen mang
lại hiệu quả cao là: trao đổi ion, xử lí bằng màng, hấp phụ, hay kết tủa hóa học... Chi
phí xử lý, hoạt động công nghệ phức tạp, kỹ năng cần thiết để vận hành công nghệ và
xử lý lượng asen còn lại sau quá trình xử lý là những yếu tố cần thiết trước khi lựa
chọn phương pháp xử lý.
Hấp phụ là một trong những phương pháp phổ biến nhất để xử lý Asen trong
nước bởi giá thành thấp mà hiệu quả xử lý lại cao. Hiện nay có rất nhiều vật liệu có thẻ
dùng để hấp phụ asen tốt như: than hoạt tính, pyrolusite, latarite, betonite… Nhằm mục
đích đóng góp một phần nhỏ trong việc phát triển các vật liệu có khả năng xử lý nguồn
nước bị nhiễm asen một cách tối ưu và kinh tế nhất, chúng tui đã chọn nghiên cứu đề
tài:
“Nghiên cứu tính chất hấp phụ As trên quặng pyrolusit biến tính”
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ASEN
1.1.1 Sự tồn tại của asen trong tự nhiên
Asen có số hiệu nguyên tử 33, là một nguyên tố rất phổ biến và xếp thứ 20 trong
tự nhiên, chiếm khoảng 0,00005% trong vỏ trái đất, xếp thứ 14 trong nước biển và thứ
12 trong cơ thể người [22]. Asen lần đầu tiên được Albertus Magnus (Đức) viết vào
năm 1250, khối lượng nguyên tử của nó bằng 74,92, asen là một á kim gây ngộ độc
khét tiếng và có nhiều dạng thù hình: màu vàng (phân tử phi kim) và một vài dạng màu
đen và xám (á kim) chỉ là số ít mà người ta có thể nhìn thấy. Ba dạng có tính kim loại
của asen với cấu trúc tinh thể khác nhau cũng được tìm thấy trong tự nhiên (các khoáng
vật asen sensu stricto và hiếm hơn là asenolamprit cùng parasenolamprit), nhưng nói
chung nó hay tồn tại dưới dạng các hợp chất asenua và asenat. Asen và các hợp chất
của nó được sử dụng như là thuốc trừ dịch hại, thuốc trừ cỏ, thuốc trừ sâu và trong một
loạt các hợp kim.
Hình 1.1. Mẫu chứa asen trong tự nhiên
Asen có thể tồn tại ở các trạng thái oxi hóa là -3, +3, +5, asen cũng dễ tự liên kết
với chính nó, chẳng hạn tạo thành các cặp As-As trong sulfua đỏ hùng hoàng (α-As4S4)
và các ion As43- vuông trong khoáng coban asenua có tên skutterudit. Ở trạng thái ôxi
hóa +3, tính chất hóa học lập thể của asen chịu ảnh hưởng bởi sự có mặt của cặp
electron không liên kết [7,9].
Tính chất hóa học của asen rất giống với nguyên tố đứng trên nó là phốtpho.
Tương tự như phốtpho, nó tạo thành các ôxít kết tinh, không màu, không mùi
như As2O3 và As2O5 là những chất hút ẩm và dễ dàng hòa tan trong nước để tạo thành
các dung dịch có tính axít. Axít asenic (V), tương tự như axít phốtphoric, là một axít
yếu. Tương tự như phốt pho, asen tạo thành hiđrua dạng khí và không ổn định, đó
là arsin (AsH3). Sự tương tự lớn đến mức asen sẽ thay thế phần nào cho phốtpho trong
các phản ứng hóa sinh học và vì thế nó gây ra ngộ độc. Tuy nhiên, ở các liều thấp hơn
mức gây ngộ độc thì các hợp chất asen hòa tan lại đóng vai trò của các chất kích
thích và đã từng phổ biến với các liều nhỏ như là các loại thuốc chữa bệnh cho con
người vào giữa thế kỷ 18.
Nguyên tố asen được tìm thấy ở nhiều dạng thù hình rắn: dạng màu vàng thì
mềm, dẻo như sáp và không ổn định, và nó làm cho các phân tử dạng tứ diện As4 tương
tự như các phân tử của phốtpho trắng. Các dạng màu đen, xám hay 'kim loại' hơi có cấu
trúc kết tinh thành lớp với các liên kết trải rộng khắp tinh thể. Chúng là các chất bán
dẫn cứng với ánh kim. Tỷ trọng riêng của dạng màu vàng là 1,97 g/cm³, dạng asen xám
hình hộp mặt thoi nặng hơn nhiều với tỷ trọng riêng 5,73 g/cm³, các dạng á kim khác
có tỷ trọng tương tự.
Asen hiếm khi được tìm thấy ở trạng thái tự do trong tự nhiên mà phần lớn nó ở
trạng thái kết hợp với lưu huỳnh, oxi và sắt. Trong nước ngầm nó tồn tại trong trạng
thái kết hợp với oxy chủ yếu ở hóa trị III và hóa trị V. Không giống như các ion kim
loại nặng và các anion có chứa oxy khác, asen có thể di động trong một khoảng rộng
trong các điều kiện oxy hóa khử ở các giá trị pH phổ biến trong nước ngầm (pH=6.5-
8.5). Vì thế mà trong khi các cation và anion có chứa oxy khác chỉ có hàm lượng cỡ
ppb thì hàm lượng của asen có thể lên tới cỡ ppm.
Hai yếu tố quan trọng cơ bản ảnh hưởng đến các dạng tồn tại của asen và cả tính
tan trong dung dịch nước là pH và thế oxy hóa khử. Trong điều kiện oxy hóa và ở pH
nhỏ hơn 6.9, dạng H2AsO4- chiếm ưu thế hơn cả còn HAsO42- chủ yếu tồn tại ở pH cao
hơn. Trong điều kiện khử và ở giá trị pH thấp hơn 9.2 dạng H3AsO3 chiếm ưu thế. Ở
pH ngược lại sự phụ thuộc của As(III) và As(V) được phát hiện là gần như vào pH và
sự có mặt của các anion hấp phụ đặc biệt khác. Thông thường As(III) thường được tìm
thấy nhiều hơn trong nước ngầm ở điều kiện khử so với As(V) còn trong điều kiện oxy
hóa thì ngược lại.
Bảng 1.1. Các trạng thái bền của As trong dung dịch nước ở các điều kiện khác nhau
Điều kiện khử Điều kiện oxy hóa
pH As(III) pH As(V)
0-9 H3AsO3 0-2 H3AsO4
10-12 H2AsO3- 3-6 H2AsO4-
13 HAsO32- 7-11 AsO42-
14 AsO33- 12-14 AsO43-
Hình 1.2. Giản đồ pH của As
Trong khi hầu hết các kim loại có xu hướng không tan trong khoảng pH trung
tính thì asen có thể tan ở vùng pH gần trung tính với nồng độ tương đối cao. Điều này
giải thích tại sao nước ngầm dễ bị nhiễm asen và các anion chứa oxy khác [13,14].
1.1.2. Độc tính của asen
Mức độ gây độc của asen tùy thuộc vào dạng asen hữu cơ hay asen vô cơ và
trạng thái oxi hóa của chúng. Nhìn chung asen vô cơ độc hơn asen hữu cơ và As(III)
độc hơn so với As(V). Một số cơ quan trong cơ thể động vật bị ảnh hưởng bởi asen
như: da, hệ hô hấp, hệ thần kinh, hệ tuần hoàn, hệ miễn dịch, cơ quan sinh sản, dạ dày,
ruột. Chỉ số LD50 qua miệng (liều lượng gây chết trung bình 50% quần thể nghiên cứu)
đối với asen vô cơ tương ứng là 15-293mg/kg và 11-150mg/kg thể trọng của chuột và
các động vật thí nghiệm khác. Tiếp xúc với 70-80mg As2O3 qua đường ăn uống là nguy
hiểm đến tính mạng đối với con người [15].
KẾT LUẬN
Trong quá trình thực hiện đề tài luận văn nghiên cứu biến tính quặng pyrolusit
tự nhiên làm vật liệu hấp phụ asen trong môi trường nước, chúng tui đã thu được một
số kết quả chính như sau:
1. Đã tiến hành nghiên cứu, đánh giá đặc tính của các vật liệu như: thành phần,
độ bền, kết quả chụp XRD và phân tích nhiệt cho thấy vật liệu bền trong môi trường tự
nhiên. Kết quả chụp SEM và BET cho thấy vật liệu M-1/500/5/HCl/Zr các hạt có kích
thước nhỏ phân bố khá đồng đều trên bề mặt vật liệu so với các vật liệu M-2, M-
1/500/5.
2. Đã khảo sát khả năng hấp phụ asen của pyrolusit tự nhiên. Tải trọng hấp phụ
của pyrolusit chứa 70,26% MnO2 và 6,16 là 4,103mg/g và thời gian hấp phụ cân bằng
là 3,5 giờ. Với các loại pyrolusit có tỉ lệ sắt và mangan khác nhau trong thành phần
quặng thì khả năng hấp phụ asen của chúng cũng khác nhau. pH phù hợp cho quặng
pyrolusit tự nhiên hấp phụ asen là pH = 2.
3. Khảo sát được tải trọng hấp phụ của các vật liệu biến tính. Tải trọng hấp phụ
cực đại của vật liệu biến tính bằng nhiệt là 4.887 mg/g và thời gian hấp phụ cân bằng là
4 giờ.
4. Khảo sát được ảnh hưởng của axit đến sự hấp phụ asen của quặng pyrolusit,
chứng minh được quặng biến tính bằng axit cho hiệu quả hấp phụ tốt. Tìm ra nguyên
nhân và đề xuất được phương pháp khắc phục việc quặng bị axit rửa trôi.
5. Khảo sát được khả năng hấp phụ asen của quặng pyrolusit sau khi biến tính
bằng Zr(IV), tìm ra tải trọng hấp phụ cực đại của quặng khi hấp phụ asen là 13,75mg/g
và thời gian hấp phụ cân bằng là 2 giờ.
Các kết quả nghiên cứu trên đã thu được vật liệu hấp phụ asen, có dung lượng
hấp phụ cao. Trong thời gian tới chúng tui khảo sát kỹ hơn về các yếu tố ảnh hưởng, cơ
chế hấp phụ asen của vật liệu, cũng như triển khai chế tạo vật liệu hấp phụ phục vụ cho
nhu cầu xử lý asen.
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
You must be registered for see links
Last edited by a moderator: