BẢN TRÍCH YẾU LUẬN ÁN
Tên tác giả: HUỲNH PHƯƠNG THẢO
Tên luận án: Nghiên cứu khả năng hấp phụ một số ion kim loại nặng (As³+/As³+ – Cr/Cr³+ – Pb2+ – Cd²*) trong môi trường nước bởi vật liệu lá thông ba lá (Pinus kesiya) tại Đà Lạt.
Ngành: Hóa học
Chuyên ngành: Hóa phân tích
Mã số: 9 44 01 18
Đơn vị đào tạo Sau đại học: Trường Đại học Đà Lạt
NỘI DUNG BẢN TRÍCH YẾU
1. Mục đích và đối tượng nghiên cứu của luận án
Mục đích của luận án:
1. Nghiên cứu khả năng hấp phụ các ion Pb(II), Cd(II), Cr(III), Cr(VI), As(III) và As(V) trong dung dịch nước bằng vật liệu lá thông.
2. Xây dựng quy trình phân tích Pb và Cd kết hợp SPE/F-AAS và thẩm định quy trình phân tích.
3. Xây dựng quy trình làm giàu lượng vết Cr và As trong mẫu nước cho mục đích phân tích kích hoạt nơtron.
4. Ứng dụng quy trình đã xây dựng để phân tích lượng vết Pb, Cd, Cr và As trong một số mẫu thực.
Đối tượng nghiên cứu của luận án:
Vật liệu nghiên cứu: Lá thông khô thu thập tại thành phố Đà Lạt, tỉnh Lâm Đồng được xử lý làm vật liệu hấp phụ kim loại nặng cho cột chiết pha rắn.
Mẫu phân tích: Các mẫu nước chứa lượng vết các kim loại nặng độc hại như chì, cadmi, crom, asen được cho hấp phụ bằng vật liệu lá thông, sau đó xác định nồng độ các ion kim loại nặng này bằng phương pháp AAS.
2. Các phương pháp nghiên cứu đã sử dụng
1. Các phương pháp dùng để nghiên cứu các đặc trưng của vật liệu như SEM, EDX, FT-IR, xác định điểm đằng điện pHp của vật liệu.
2. Phương pháp phân tích phổ nguyên tử để xác định hàm lượng các ion kim loại trong dung
dịch và phương pháp phân tích kích hoạt notron để xác định trực tiếp hàm lượng ion kim loại trên vật liệu.
3. Những điểm mới của luận án và kết luận
1. Đã xử lý lá thông ba lá (Pinus kesiya) thu tại Đà Lạt thành vật liệu hấp phụ. Vật liệu có kích thước 125 µm < d ≤ 212 µm được dùng để khảo sát khả năng hấp phụ ion Pb(II), Cd(II), Cr(III) và Cr(VI), As(III) và As(V) trong nước. Biến tính vật liệu bằng cách nung yếm khí tại 310°C thu được vật liệu có khả năng hấp phụ Cr(III) và Cr(VI), As(III) và As(V) trong nước.
2. Đã nghiên cứu hình thái học, định tính và phân tích những nhóm chức chủ yếu có thể tham gia vào quá trình hấp phụ kim loại của vật liệu và xác định điểm đằng điện của vật liệu LT khoảng 4,5 và vật liệu LTN khoảng 7,5.
3. Đã nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hấp phụ ion kim loại của cả hai vật liệu như pH, thời gian, nhiệt độ và nồng độ ion kim loại ban đầu. Đối với vật liệu LT, giá trị pH dung dịch tốt nhất cho sự hấp phụ là pH=5 đối với Pb(II), pH=6 đối với Cd(II) và Cr(III), pH=3 đối với Cr(VI), As(III) và As(V). Đối với vật liệu LTN, giá trị pH tối ưu cho sự hấp phụ ion Cr(III) và Cr(VI) là 6,0; ion As(III) và As(V) hấp phụ tốt nhất tại giá trị pH lần lượt là 5,0 và 4,0. Thời gian đạt cân bằng hấp phụ là 90 phút đối với Pb(II); 120 phút đối với Cd(II); 180 phút đối với Cr(III) và Cr(VI); 150 phút đối với ion As(III) và As(V).
4. Sự hấp phụ các ion kim loại của vật liệu hấp phụ từ lá thông theo mô hình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir phù hợp hơn so với mô hình Frendlich. Dung lượng hấp phụ cực đại của Pb((II), Cd(II), Cr(III) và Cr(VI), As((III) và As(V) trên vật liệu LT theo thứ tự là 28,49; 21,10; 9,46 và 10,78 mg/g, 3,19 và 3,33 mg/g; dung lượng hấp phụ cực đại của Cr(III) và Cr(VI), As((III) và As(V) trên vật liệu LTN lần lượt là 19,88 và 21,32 mg/g; 19,23 và 20,04 mg/g. Đối với sự hấp phụ các ion kim loại bằng vật liệu lá thông ba lá, mô hình động học hấp phụ biểu kiến bậc hai cho mối quan hệ tuyến tính với hệ số tương quan cao (R² > 0,99), các giá trị q. (mg/g) tính toán từ mô hình động học biểu kiến bậc hai gần với q. thực nghiệm hơn so với mô hình động học hấp phụ biểu kiến bậc nhất. Các tham số nhiệt động học tính toán được đã khẳng định thêm bản chất của quá trình hấp phụ các ion kim loại trên vật liệu lá thông là quá trình thu nhiệt, tự xảy ra tại nhiệt độ nghiên cứu. Quá trình hấp phụ các ion kim loại nặng bằng lá thông là một quá trình hấp phụ tổng hợp hóa lý bao gồm hấp phụ vật lý trên bề mặt vật liệu, tương tác tĩnh điện, tạo phức bề mặt và tương tác n-d.
