I. Luận văn thạc sĩ
Luận văn thạc sĩ với chủ đề 'Điều chế muối Canxi metaphotphat ứng dụng xử lý Mn2+ trong nước' được thực hiện bởi Nguyễn Phước Thiên tại Trường Đại học Bách Khoa, Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh. Nghiên cứu này tập trung vào việc điều chế Canxi metaphotphat (CMP) từ vỏ sò và acid photphoric, đồng thời khảo sát khả năng xử lý ion Mn2+ trong nước. Luận văn được hoàn thành vào tháng 01 năm 2015 dưới sự hướng dẫn của TS. Lê Minh Viễn.
1.1. Mục tiêu nghiên cứu
Mục tiêu chính của luận văn thạc sĩ là điều chế Canxi metaphotphat (CMP) từ bột vỏ sò và H3PO4, khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình điều chế như tỷ lệ mol Ca/P, nhiệt độ và thời gian nung. Ngoài ra, nghiên cứu cũng đánh giá khả năng xử lý ion Mn2+ trong nước bằng CMP, xác định các yếu tố ảnh hưởng như thời gian xử lý, tỷ lệ CMP/dung dịch và nồng độ Mn2+ ban đầu.
1.2. Phương pháp nghiên cứu
Nghiên cứu sử dụng các phương pháp phân tích hiện đại như XRD, FTIR, TGA/DSC, và SEM để xác định cấu trúc và tính chất lý hóa của CMP. Quá trình xử lý Mn2+ được khảo sát thông qua các thí nghiệm thực nghiệm, đánh giá hiệu suất hấp thu Mn2+ và dư lượng photphat trong nước sau xử lý.
II. Điều chế muối canxi
Quá trình điều chế muối canxi metaphotphat (CMP) được thực hiện từ bột vỏ sò và acid photphoric (H3PO4). Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình điều chế bao gồm tỷ lệ mol Ca/P, nhiệt độ nung và thời gian nung. Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng điều kiện tối ưu để điều chế CMP là tỷ lệ mol CaCO3:H3PO4 là 1:2, nhiệt độ nung 550°C và thời gian nung 6 giờ.
2.1. Khảo sát tỷ lệ mol Ca P
Tỷ lệ mol Ca/P là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến chất lượng của Canxi metaphotphat. Nghiên cứu khảo sát các tỷ lệ mol khác nhau và xác định tỷ lệ 1:2 là tối ưu, đảm bảo sự hình thành CMP với cấu trúc và tính chất hóa học ổn định.
2.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian nung
Nhiệt độ và thời gian nung cũng được khảo sát kỹ lưỡng. Kết quả cho thấy nhiệt độ nung 550°C và thời gian nung 6 giờ là điều kiện lý tưởng để tạo ra CMP với độ tinh khiết cao và cấu trúc tinh thể đồng nhất.
III. Xử lý Mn2 trong nước
Xử lý Mn2+ trong nước là mục tiêu ứng dụng chính của nghiên cứu. Canxi metaphotphat (CMP) được sử dụng để loại bỏ ion Mn2+ thông qua cơ chế kết tủa và hấp phụ. Kết quả thí nghiệm cho thấy hiệu suất hấp thu Mn2+ đạt 90,76% với điều kiện tối ưu: thời gian xử lý 30 phút, tỷ lệ CMP/dung dịch là 200mg/100ml và nồng độ Mn2+ ban đầu là 50mg/l.
3.1. Ảnh hưởng của thời gian xử lý
Thời gian xử lý là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến hiệu suất loại bỏ Mn2+. Kết quả cho thấy thời gian xử lý 30 phút là tối ưu, đảm bảo hiệu suất hấp thu cao và dư lượng photphat trong nước sau xử lý ở mức thấp (0,508mg/l).
3.2. Ảnh hưởng của tỷ lệ CMP dung dịch
Tỷ lệ CMP/dung dịch cũng được khảo sát. Kết quả chỉ ra rằng tỷ lệ 200mg CMP/100ml dung dịch Mn2+ là tối ưu, đảm bảo hiệu suất hấp thu Mn2+ cao và giảm thiểu dư lượng photphat trong nước.
IV. Ứng dụng trong xử lý nước
Nghiên cứu này có giá trị ứng dụng cao trong lĩnh vực xử lý nước, đặc biệt là loại bỏ các ion kim loại nặng như Mn2+. Canxi metaphotphat (CMP) không chỉ hiệu quả trong việc xử lý Mn2+ mà còn có khả năng kiểm soát dư lượng photphat trong nước, giảm thiểu nguy cơ ô nhiễm thứ cấp.
4.1. Giá trị thực tiễn
Kết quả nghiên cứu cho thấy CMP có tiềm năng lớn trong việc xử lý nước thải công nghiệp và nước ngầm bị ô nhiễm kim loại nặng. Phương pháp này không chỉ hiệu quả mà còn tiết kiệm chi phí so với các phương pháp truyền thống như trao đổi ion hoặc màng lọc.
4.2. Hướng phát triển
Nghiên cứu mở ra hướng phát triển mới trong việc sử dụng các hợp chất photphat để xử lý nước. Cần tiếp tục nghiên cứu để tối ưu hóa quy trình và mở rộng ứng dụng của CMP trong các lĩnh vực khác như xử lý nước thải đô thị và nông nghiệp.
