THÔNG TIN TÓM TẮT VỀ NHỮNG KẾT LUẬN MỚI CỦA LUẬN ÁN TIẾN SĨ
Tên đề tài: Nghiên cứu tính chất và cơ chế hấp phụ một số ion kim loại nặng trên vật liệu chế tạo từ bùn đỏ
Chuyên ngành:Hóa lý thuyết và Hóa lý
Mã số: 62.44.01.19
Nghiên cứu sinh: Phạm Xuân Cường
Cán bộ hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Trung Minh, PGS.TS Nguyễn Ngọc Hà
Cơ sở đào tạo: Trường Đại học Sư phạm Hà Nội
Những kết luận mới của luận án
1. Hạt BVNQ được chế tạo từ hỗn hợp bazan phong hóa bùn đỏ Bảo Lộc, Lâm Đồng với 15% thủy tinh lỏng và nung ở nhiệt độ 350°C, thời gian nung 3 giờ. Hạt BOS được chế tạo từ hỗn hợp 45% đá ong Bình Yên, Hà Nội + 45% bùn đỏ Bảo Lộc, Lâm Đồng với 10% thủy tinh lỏng và nung ở nhiệt độ 350°C, thời gian nung 3 giờ. BVNQ, BOS có chức năng chính là hấp phụ kim loại nặng.
2. Hấp phụ kim loại nặng trên hạt BVNQ, BOS có các tiêu chí phù hợp, tuân theo cả 2 mô hình vừa đẳng nhiệt Langmuir và vừa đẳng nhiệt Freundlich:
aHạt BVNQ, BOS là vật liệu có cấu trúc hình học phức tạp, có hóa học bề mặt không đồng nhất nên sự hấp phụ ion kim loại nặng trên hạt BVNQ, BOS (tuân theo phương trình Freundlich), chứng tỏ đó là vật liệu đa tâm hấp phụ nhưng với mật độ tâm hấp phụ không cao. Số tâm hấp phụ của hạt BVNQ, BOS không lớn so với diện tích bề mặt của tâm hấp phụ nên không có tương tác ngang giữa các tiểu phân hấp phụ và độ che phủ của các chất bị hấp phụ rất nhỏ so với bề mặt vốn có của vật liệu hấp phụ, do đó là hấp phụ đơn lớp (phù hợp với giả thuyết Langmuir).
3. Nhiệt phản ứng của BVNQ, BOS ở nhiệt độ 35 0C (308 K) và 45 0C (318 K) đều có giá trị Go< 0 và -DH0= 52-89 kJ/mol nên quá trình hấp phụ ion kim loại Cd2+, Cu2+, Zn2+ và As(V) trong nước của vật liệu là hấp phụ hóa học.
4. Xây dựng mô hình Geothite bằng các phần mềm hỗ trợ, chọn mặt cắt FeOOH-(101)-(1×1×3) để tính toán, Sau khi bị hiđrat hóa, các nguyên tử Fe chuyển lên số phối trí 5, O chuyển lên số phối trí 3. Quá trình hiđrat hóa này đã làm bền bề mặt FeOOH-(101)-(1×1×3).
5. Các cấu trúc bền nhất thu được khi cho các phức [Cd(H2O)6]2+, [Cu(H2O)6]2+, [Zn(H2O)6]2+…và HAsO42- tương tác với bề mặt Hydrated- FOOH(101)-(1×1×3) có năng lượng hấp phụ -∆E = 419 – 519 kJ/mol. Cơ chế hấp phụ các ion Cu2+, Cd2+, Zn2+, As(V) trong dung dịch nước trên tâm hấp phụ geothite của BVNQ, BOS theo kiểu tạo phức bề mặt Hydrated-FeOOH(101)-(1×1×3) qua liên kết hidro mạnh.
