Hut 50 mL dung dich nitrat co néng d6 50 mg N-NO;/L vao 4 binh tam giác có dung tích 100 mL. “Điều chỉnh giá trị pH của các dung dịch trong binh tam giac vé 2, 4, 6 va 8 bang dung dich H,SO, va NaOH Tiêu chuẩn 0,01N. Bỏ sung vào mỗi bình tam giác trên 0. Lắc trên máy lắc với tốc độ 250 vòng/phút trong thời gian 40 phút.
Ly tâm với tốc đồ 2.500 vòng/phút và xác định nồng độ nitrat con lai trong dung dịch. Nghiên cứu hiệu quä xữ lý riêng phốt phát bằng vật liệu Fe" nano Bồ trí ti nghiệm ảnh hưởng của thời gian và pH đến hiệu quả xứ lý riêng phốt phát tương tự như bố trí thí nghiệm ảnh hưởng của thời gian và pH đến hiệu quả xử lý riêng nitrat nhưng với dung dịch phối phát có nồng độ ban đầu là 50 mg P-POxŸ/L. Sau đó xác định nông độ phốt phát còn lại trong dung dịch 2. Nghiên cửu kết hợp xử ly niưat và phối phát bằng vật liệu Fe? nano.
Bồ Ei thi nghiệm ảnh hưởng của thời gian và pH đến hiệu quả xử lý Kết hợp nitrat va phối phát tương tự như bổ trí thí nghiệm ảnh hưởng của thời gian và pH đến hiệu quả xử lý riêng nitrat và phôt phát nhưng với dung dịch hỗn hợp nïrat và phốt phát có nông độ ban đầu là 50 mg N-NQ;/L và 50 mg P-PO,3/L. Sau đó xác định nông độ nïtrat và phốt phát còn lại trong dung dich Phân tích nồng độ nitrat và phốt phát côn lại sau khi xis Ii bang phương pháp so mâu quang điện trên máy UV- VỊS754 tại bước sóng À = 430nm và Ä = 710nm. Kết quá và tháo luận Từ các phương pháp điều chế Fe" nang của các tác giả đã nêu ở trên, chúng tôi đã sử dụng phương pháp điều chế Fe” nano bằng cách dùng NaBH; khứ muối sắt {Il} FeSO.7H»0 pha trong cén với tốc độ cho chất khử là 3 đến 7 ml/phút. Nghiên cứu một số yếu tố có ảnh hưởng đến quá trinh điều chế và bảo quần san pham 3.
Ảnh hưởng của chất phan tan PAA dén hiệu quả chế tạo Fe" nano. Khi không sử dụng chất phân tán thi sản phẩm nu được sau phản ứng tạo thành 2 lớp: 1 lớp. ở trên và 1 lớp ở dưới tách biệt. Lớp ở dưới có mau den, hạt bám chặt vào que khuấy tử và có kích thước lớn hơn sơ với lớp ở trên (hinh 1).
Hạt sắt có hình cầu hoặc hình dẹt vả kich thước khoáng từ 50 - 200nm. Tuy nhiên giữa các hạt không có sự phân biệt rõ ràng và kích thước phân bố không đều. Lớp ở trên có màu xanh đen, so với lớp ở dưởi thi kích thước hạt nhỏ, mịn hơn. Hai sắt iạo thành liên kết với nhau thành hình que và bảm vào nhau thành từng đám lớn, kích thước hại khoảng 40- 100nm.
Anh SEM hat sit ở lớp dưới, Hinh 2. Anh SEM hạt sắt ở lớp trên, không không sử dựng chất phân tắm sử đụng chất phân tản Khi có sử dụng chất phân tán là PAA trong quá trình điều chế Fe” nano thỉ sau phản ứng, các hạt đã có sự tách rời nhau rõ rệt và bám vào que khuấy từ nhưng không liên kết với nhau tạo thảnh đảm. Kết quả được thé hién qua anh TEM (hinh 3) và ảnh SEM (hinh 4). Kich thước hạt sắt trong khoảng tử 20 - 80nm.
Trint Mag: 135000x9 510mm Tnm mm 30326:36 p 04/33/10 -< 80.0kV THA Modes Imaging. Diract Hay 60000 Labi Hinh 3. Anh TEM hat Fe’ nano, Hinh 4. Anh SEM hạt Fe’ nano, có sử dựng chất phân tán có sử dụng chất phân tán 3.
Ảnh hưởng của tỷ lệ NaBH; và FeSO¿.7H;O khi chế tạo Fe’ nano. Theo kết quả nghiên cửu của Choi, Hee-chul thi tỉ lệ giữa NaBH; và FeSO¿. Với ti lệ nảy khi điều chế với điều kiện thực tế trong phóng thí nghiệm thì thay lượng sắt (II) chưa được phản ứng hết với NaBH;, Fe(lI) côn dư có ảnh hưởng đến chất lượng hat Fe' nano được chế tạo. Vĩ vậy, nghiên cửu đã tiền hành thừ nghiệm tăng lượng NaBH, đẻ đạt được tì lệ giữa NaBH, vả muối sắt lả 1:2.
Kết quả sản phẩm thu được thể hiện qua ảnh chụp TEM (hình 5) Print mag: #9400e0 03 =m Tam A2015 004728216 venue Tim Woe: Imaging Direct Mag: +00H0e Micrnaoptats Tran Quang Yay Hinh HH Hình 5. Ảnh TEM hat Fe”. nano duoc diéu ché Hinh 6. Anh TEM hat Fe’ nano được điều chế với tí lệ với tỉ lệ giữa NaBH; và muối sắt và là 1:2 giữa NaBH,và muỗi sẵtlà 1:10, theo Choi-Hee chul 3.
Sử dụng côn đễ pha muỗi sắt Khi sử dụng dung dịch cồn đẻ hỏa tan muối sắt (II) theo Choi, Hee-chul thi mudi st rat khỏ hỏa tan trong côn, đặc biệt nếu nông độ cồn cảng cao thì cảng khó hỏa tan. Để khắc phục nhược điểm trên, nghiên cứu tiến hảnh hòa tan muỗi sắt trong nước, sau đó mới bỗ sung thêm cồn vào trong dung dịch muối sắt đã hòa tan đẻ được nông độ cẻn trong dung dịch như nghiên cứu của Choi, Hee-chul. Sau đó tiếp tục khử muỗi sắt (II) bằng dung dịch NaBH:. của hạt sắt nano điều chế được như sau (hinh 7).
P- Fe nano-009 Print Mag: 80900%© 51 min Too oe 3:25:08 p04719710 TV=80. TEM Mode: Imaging Dirwet Mag: 40000% EMIab-NIME Hinh 7. Két qua chup anh TEM của hạt sắt được điều ché khi dùng côn 30% 3. Nghiên cứu các phương pháp bảo quản Fe? nano Sau khi Fe’ nano được tổng hợp từ dung dịch muối sắt và bohiđrua, cần làm khô vả bảo quản Fe” nano khỏi quá trình oxy hóa bởi oxi của không khi.
Sắt nano thu được có thể được rửa bằng. axeton va lam khô nỏ trong một buồng ky khí; hoặc theo được lam khô trong điểu kiện lạnh; hay theo làm khô trong chân không ở nhiệt độ 100°C; một số tác giả khác thỉ lâm khô vả bảo quản sản phẩm 6 [3] Yang-hsin Shih, Chung-yu Hsu, Yul-fan Su, Reduction of hexachlorobenzene by nanoscale zero- valent iron: Kinetics. pH effect, and degradation mechanism, Spearation and Purification Technology 76 (2011) 268-274. [4| Yuan-Pang Sun, Xiaoœain Lí, Jiasheng Cao, Wei-xian Zhang, H.
Paul Wang, A method for the preparation of stable dispersion of zero-valent iran nanoparticles, Colloids and surfaces A: Physicachem. Yun Zhang, Yimin Li, Jianfa Li, Liujiang Hu, Xuming Zheng, Enhanced removal of nitrate by a novel composite: Nanoscale zero valent iron supported on pillared clay. Chemical Engineering Joumal 171 (2011) 526- 531 [6]. Reduction of nitrate to ammonia by zero-valent iron, Chemasphere (1997), 35 T7].
Huang Y H, Zhang T ©, Effects of low pH on nitrate reduction by iron powder. Talal Almeelbi, Achintya Bezbaruah, Aqueous phosphate removal using nanoscale zero-valent iron, Springer Science + Business Media B. Lieberwirt, Synthesis and characterization of kaolinite-supported zero-valent iron nanoparticles and their application for the removal of aqueous Cu’* and Co” ions, Applied Clay Science 43 (2009) 172-181. Method of synthesizing nano zero-valent iron can be stored at normal conditions and applications for combined treating with nitrate and phosphate in water Nguyen Xuan Huan, Le Duc Faculty of Environmental Sciences, Hanoi university of science 334.Nguyen Trai, Thanh Xuan, Hanoi The paper presented a method for the synthesis of fully dispersed of nano zero-valent iron {ZVI}, and can be stored in a desiccator under normal conditions.
Polyacrylamid (PAA), a nontoxic, is used in the synthesis of the nZVI. The addition of PAA effects three key surface-related changes, which lead to significant enhancements in surface chemistry, particle stability and subsurface mobility potential. These include (1) a reduction of the mean nZV1 particle size from 200 nm to 16,7 nm and the sorption of PV3A on the nanopartide surface was expressed through TEM images; (2} surface area of material was large (60 m’/g), was expressed through BET images: (3) Xray photoelectron spectroscopy {XPS) indicates the existence of zero-valent iron (Fe°) in almost nZV1 particles. The iron nano particles were separately farmed, was expressed through SEM images.
That applying nano zero-valent iron (n2V4)} to solving environrnent pollution is a new interest of many sciences in the world. This journal shows off the research for application of nZVI (which is made by method of reduction by NaBH4 in Liquid phase) for combined treating with Nitrate and Phosphate in water. The study result has illustrated that the efficiency of combined solving nitrate and phosphate 13 Higusuac tly 019) ‘Némgta (ong) 'Hiệu suất xử lý (96) “Nẵng độ tmgN1) 30 `. côi b -#-Hinsulv0ý 50 stra 0) v15 —#-Hienuil xây 9) of > Qevnas: 2008, 10 BTNMT 20 5 QEVNOS:2008 BINMT ụ 10 3 40 40 “hờigan(phat) 2 4 é 8 pH ° Hình 11.
Nồng độ nitrat sau xử ly va hiéu suat Hình 12. Nông độ nitrat sau xử lý và hiệu suất xử lý ở các thời gian khác nhau. xử lý ở các pH khác nhau Kết quà nghiên cứu tại Hinh 11 cho thấy hiệu quả xử lý nitrat bởi Fe” nano tăng dân theo thời gian và tăng nhanh nhất ở 10 phút đầu tiên, hiệu suất đạt 71,36% và nồng độ nitrat còn lại là 14,32 mgNI. Sau 20 phút hiệu suất xử lý là 78,76%, sau 40 phút hiệu suất xử lý đạt 85,30% và sau 60 phút hiệu suất xử lý đạt 93,41%, nông độ nitrat còn lại là 3,29 mgNII.
Kết quả nghiên cúu ảnh hưởng của pH đền hiệu quả xử lý riêng nitrat Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của pH đến hiệu quà xử lý riêng nitrat bằng Fe” nano tại Hình 12 cho thay hiệu suất xử lý nitrat bằng Fe” nano giảm dan khi pH tăng. Tại pH = 2 hiệu suất xử lý đạt giá trị cao nhất là 86,17%, tại pH = 4 hiệu suất xử lý giảm xuống còn 78,60% và khi pH = 8 hiệu suất chỉ còn 49,07% và nồng độ sau phản ứng là 25,47 mgNII. Hiệu quả xử lý dựa vào cơ chế khử nitrat của Fe) nano. Trong phản ứng khử nitrat, sắt chính là chất cho điện tử còn nitrat sẽ nhận điện tử và chuyển thành dang nitrit, sau 6 nitrit sẽ tiếp tục bị khử thành amoni và khi nitơ là sản phẩm cuối cùng.
của quá trình xử lý [5]. Các phản ứng của nitrat và Fe' nano diễn ra theo các phương trình sau: Fe’> Fe" + 2e (1) Fe" + 2H;O > Fe® +H: + 20H (2) Fe’ + NO; + 2H’ > Fe" + NO; + H;O (3) Fe’ + NOy + 8H’ > 3Fe™* + NH,"+ 2 H›O (4) 4Fe' + NO; + 10H" > 4Fe* + NH," + 3H,0 (5) 4Fe” + NO; + 7H;O > 4Fe(OH), + NH.28Fe” + NO; + 0,75Fe?'+ NO; + 2.28H,O > 1,19Fe,0,+ NH,"+ 0,50H (9) Theo các nghiên cứu của Cheng (1997), Alowitz va Scherer (2002), ChihHsiang Liao (2002), 'Westerhoff (2003) và Huang, Zhang (2004) [6, 7] cũng chỉ ra rằng việc bồ sung axit có thể thúc day cho quá trình khử nitrat của Fe? nano, Tắt cả các nghiên cứu trên đều đưa đến kết luận rằng giá trị pH < 4 là điêu kiện thích hợp cho loại bỏ nitrat bằng Fe? nano. Nhu vậy, kết quả nghiên cứu về anh [3] Yang-hsin Shih, Chung-yu Hsu, Yul-fan Su, Reduction of hexachlorobenzene by nanoscale zero- valent iron: Kinetics.
