Luận án Nghiên cứu tổng hợp một số oxit hỗn hợp kích thước nanomet hệ đất hiếm-mangan và khảo sát khả năng hấp phụ đối với amoni, asen, sắt, mangan trong nước sinh hoạt

Tên luận án:

Nghiên cứu tổng hợp một số oxit hỗn hợp kích thước nanomet hệ đất hiếm-mangan và khảo sát khả năng hấp phụ đối với amoni, asen, sắt, mangan trong nước sinh hoạt.

Ngành:

Không có thông tin trong văn bản.

Tóm tắt nội dung tài liệu:

Luận án này giải quyết vấn đề cấp bách về ô nhiễm và cạn kiệt nguồn nước sinh hoạt ở Việt Nam, đặc biệt là sự hiện diện của asen và amoni. Nghiên cứu chỉ ra rằng các phương pháp xử lý hiện tại còn hạn chế, và vật liệu nano oxit hỗn hợp hệ đất hiếm-mangan có tiềm năng lớn nhưng chưa được nghiên cứu kỹ lưỡng.

Nội dung chính của luận án bao gồm việc tổng hợp bốn loại vật liệu nano oxit hỗn hợp hệ đất hiếm-mangan: CeO2-MnOx, LaMnO3, NdMnO3 và PrMnO3, sử dụng phương pháp đốt cháy gel polyvinylancol (PVA). Các điều kiện tổng hợp tối ưu như pH, nhiệt độ tạo gel, tỷ lệ mol kim loại/PVA và nhiệt độ nung đã được xác định cụ thể cho từng vật liệu. Các vật liệu này được đặc trưng về kích thước hạt tinh thể trung bình (từ 24,5 nm đến 32,2 nm) và diện tích bề mặt riêng BET (từ 20,5 m²/g đến 65,3 m²/g). Đặc biệt, CeO2-MnOx được tổng hợp ở nhiệt độ thấp (350°C) với diện tích bề mặt riêng lớn (65,3 m²/g).

Luận án đã lần đầu tiên nghiên cứu khả năng ứng dụng của các vật liệu này trong việc hấp phụ đồng thời amoni, asen, sắt và mangan. Kết quả cho thấy khả năng hấp phụ cao, với CeO2-MnOx thể hiện dung lượng hấp phụ cực đại ấn tượng đối với amoni (154,53 mg/g) và As(V) (57,10 mg/g). Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hấp phụ của CeO2-MnOx cũng được khảo sát, chỉ ra rằng sự có mặt của Fe(III) và Mn(II) có thể ảnh hưởng đến hiệu quả hấp phụ amoni và asen, trong khi ion SO42- và Cl- có tác động không đáng kể. pH trong khoảng 6,5-7,5, phù hợp với nước sinh hoạt, ít ảnh hưởng đến quá trình hấp phụ amoni, asen.

Cuối cùng, vật liệu CeO2-MnOx đã được chế tạo trên các nền chất mang phổ biến như cát thạch anh, than hoạt tính, silicagel và bentonit. Vật liệu CeO2-MnOx trên nền cát thạch anh cho thấy khả năng hấp phụ asen và amoni cao, có tiềm năng ứng dụng trong các cột hấp phụ để loại bỏ các chất độc hại trong nước sinh hoạt.

Mục lục chi tiết:

• MỞ ĐẦU

  • 1. Tính cấp thiết của luận án

  • 2. Nội dung của luận án

  • 3. Những đóng góp mới của luận án

  • 4. Bố cục của luận án

• NỘI DUNG CỦA LUẬN ÁN

  • CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU

  • CHƯƠNG 2. CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ THỰC NGHIỆM

  • CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

    • 1. Tổng hợp vật liệu oxit hỗn hợp hệ đất hiếm –mangan

      • 1.1 . Chế tạo vật liệu nano perovskit

        • 1.1.1. Nghiên cứu chế tạo vật liệu PrMnO3

        • 1.1.2. Nghiên cứu chế tạo vật liệu NdMnO3

        • 1.1.3. Chế tạo vật liệu LaMnO3

      • 1.2. Chế tạo vật liệu nano oxit hỗn hợp CeO2-MnOx

    • 2. Đánh giá khả năng hấp phụ amoni, asen, sắt và mangan của oxit hỗn hợp hệ đất hiếm-mangan.

      • 2.1. Khả năng hấp phụ amoni, asen, sắt và mangan của LaMnO3

        • 2.1.1. Hấp phụ amoni trên LaMnO3

        • 2.1.2. Hấp phụ asen trên LaMnO3

        • 2.1.3. Hấp phụ Fe(III) trên LaMnO3

        • 2.1.4. Khả năng hấp phụ Mn(II) của LaMnO3

      • 2.2. Khả năng hấp phụ amoni, asen, sắt và mangan của PrMnO3

        • 2.2.1. Hấp phụ amoni trên PrMnO3

        • 2.2.2. Hấp phụ asen trên PrMnO3

        • 2.2.3. Hấp phụ Fe(III) trên PrMnO3

        • 2.2.4. Hấp phụ Mn(II)

      • 2.3. Khả năng hấp phụ amoni, asen, sắt và mangan trên NdMnO3

        • 2.3.1. Hấp phụ amoni trên NdMnO3

        • 2.3.2. Hấp phụ asen

        • 2.3.3. Hấp phụ Fe(III)

        • 2.3.4. Hấp phụ Mn(II)

      • 2.4. Hấp phụ amoni, asen, sắt và mangan trên oxit hỗn hợp CeO2-MnOx

        • 2.4.1. Hấp phụ amoni

        • 2.4.2. Hấp phụ asen

        • 2.4.3. Hấp phụ Fe(III)

        • 2.4.4. Hấp phụ Mn(II)

    • 3. Lựa chọn vật liệu hấp phụ đồng thời amoni, asen, sắt và mangan

      • 3.1. Lựa chọn vật liệu hấp phụ amoni, asen, sắt, mangan

      • 3.2. Hấp phụ đồng thời NH4+, As(III), Fe(III), Mn(II)

      • 3.3. Một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hấp phụ amoni, asen của CeO2-MnOx

        • 3.3.1. Một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hấp phụ amoni

        • 3.3.2. Một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hấp phụ As(III)

        • 3.3.3. Ảnh hưởng của tỷ lệ mol Ce(IV)/Mn(II) đến hấp phụ amoni

          • 3.3.3.1. Tổng hợp vật liệu CeO2 – MnOx với tỷ lệ mol Ce(IV)/Mn(II) khác nhau

          • 3.3.3.2. Ảnh hưởng của tỷ lệ Ce(IV)/Mn(II) đến khả năng hấp phụ amoni

      • 3.4. Chế tạo vật liệu CeO2-MnOx trên nền chất mang và đánh giá khả năng hấp phụ amoni, asen

        • 3.4.1. Chế tạo vật liệu CeO2-MnOx trên nền chất mang

        • 3.4.2. Hấp phụ amoni, asen của vật liệu oxit hỗn hợp CeO2-MnOx trên chất mang

          • 3.4.2.1. Hấp phụ amoni, asen của oxit hỗn hợp CeO2-MnOx trên cát thạch anh (CM/CTA)

          • 3.4.2.2. Hấp phụ amoni, asen của vật liệu oxit hỗn hợp CeO2-MnOx trên than hoạt tính (CM/THT)

          • 3.4.2.3. Hấp phụ amoni, asen của vật liệu oxit hỗn hợpCeO2-MnOx/silicagel (CM/SLC)

          • 3.4.2.4. Đánh giá khả năng hấp phụ amoni, asen của vật liệu oxit hỗn hợp CeO2-MnOx /bentonit (CM/BTN)

  • KẾT LUẬN