14.06.2018 Views

Nghiên cứu quá trình hấp phụ nguyên tố đất hiếm Lantan (La) và Praseodym (Pr) bằng nhựa poly (hydroxamic axit)

https://app.box.com/s/subee7shoqsvla55aww0fm3kgjpzxrn5

https://app.box.com/s/subee7shoqsvla55aww0fm3kgjpzxrn5

SHOW MORE
SHOW LESS

Create successful ePaper yourself

Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.

Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội<br />

Khóa luận <strong>tố</strong>t nghiệp<br />

MỞ ĐẦU<br />

Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển khoa học <strong>và</strong> công<br />

nghệ, các tính năng ưu việt của các <strong>nguyên</strong> <strong>tố</strong> <strong>đất</strong> <strong>hiếm</strong> (NTĐH) ngày càng<br />

được khám phá, ứng dụng <strong>và</strong>o đời sống trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Từ<br />

nhiều năm nay, việc nghiên <strong>cứu</strong> triển khai công nghệ <strong>và</strong> ứng dụng <strong>đất</strong> <strong>hiếm</strong> đã<br />

đạt được những kết quả đầy thuyết <strong>phụ</strong>c. Đặc biệt trong những năm cuối của<br />

thế kỷ 20, cùng với những phát triển mạnh của các ngành công nghiệp hiện<br />

đại, <strong>đất</strong> <strong>hiếm</strong> với những tính chất vật lý <strong>và</strong> hóa học vô cùng phong phú cho ta<br />

những ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực của nền kinh tế quốc dân.<br />

NTĐH là <strong>nguyên</strong> liệu không thể thiếu trong lĩnh vực chế tạo sợi cáp quang,<br />

vật liệu từ, vật liệu gốm siêu dẫn, vật liệu cho công nghiệp điện tử, vật liệu<br />

hạt nhân, chế tạo hợp kim trung gian, biến tính tăng chất lượng thép, dùng<br />

làm chất khử màu, tạo màu cho thủy tinh, chế tạo lăng kính thấu kính chịu<br />

nhiệt, vật liệu mài bóng <strong>và</strong> thiết bị quang học. Đặc biệt, sản xuất chất xúctác<br />

trong công nghệ xử lý khí thải, công nghệ xúc tác hóa dầu <strong>và</strong> tổng hợp hữu<br />

cơ, chế phẩm dinh dưỡng kích thích sinh trưởng cho cây trồng <strong>và</strong> mang lại<br />

hiệu quả kinh tế cao trong nông nghiệp, gốm siêu dẫn [1,2,11,12]. Như vậy,<br />

các NTĐH có vai trò rất quan trọng trong nền kinh tế, môi trường <strong>và</strong> công<br />

nghệ nên trong giai đoạn hiện nay, nó được nhiều quốc gia trên thế giới quan<br />

tâm nghiên <strong>cứu</strong> <strong>và</strong> sử dụng.<br />

So với các nước trên thế giới, nước ta là một trong số các nước có tài<br />

<strong>nguyên</strong> phong phú về <strong>đất</strong> <strong>hiếm</strong> (trữ lượng khá lớn khoảng 10 tấn oxit, các loại<br />

mỏ đa dạng như <strong>đất</strong> <strong>hiếm</strong> nhẹ Đông Pao, Nam Nậm Xe, <strong>đất</strong> <strong>hiếm</strong> nặng như<br />

Yên Phú, Mường Hum, sa khoáng ven biển,…)[3].<br />

Do đó, việc nghiên <strong>cứu</strong> phương pháp phân chia, làm sạch các NTĐH từ<br />

nguồn <strong>đất</strong> <strong>hiếm</strong> trong nước <strong>và</strong> triển khai ứng dụng chúng là một vấn đề hết<br />

SVTH: Lưu Thị Xuyến i Lớp: ĐH CN Hóa Vô Cơ – K5


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội<br />

Khóa luận <strong>tố</strong>t nghiệp<br />

sức có ý nghĩa nhằm thúc đẩy sự phát triển của ngành công nghệ khai thác,<br />

chế biến <strong>đất</strong> <strong>hiếm</strong>, góp phần đáng kể <strong>và</strong>o sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại<br />

hóa của <strong>đất</strong> nước.<br />

Trong khi đó, Việt Nam là nước có thành phần các NTĐH thuộc nhóm<br />

nhẹ là chủ yếu đồng thời nó có rất nhiều ứng dụng quan trọng trong các ngành<br />

công nghiệp hiện đại. Vì vậy, việc nghiên <strong>cứu</strong> các phương pháp để tách các<br />

<strong>nguyên</strong> <strong>tố</strong> này cũng rất quan trọng <strong>và</strong> cần thiết, trong đó có phương pháp sử<br />

dụng <strong>nhựa</strong> trao đổi ion đang được sử dụng nhiều <strong>và</strong> mạng lại hiệu quả cao.<br />

Nhưng việc tìm ra được vật liệu để trao đổi <strong>và</strong> điều kiện trao đổi đạt hiệu quả<br />

cao nhất cũng là vấn đề rất quan trọng.<br />

Đó cũng là lí do em tìm hiểu <strong>và</strong> <strong>trình</strong> bày trong bài khóa luận <strong>tố</strong>t nghiệp<br />

của mình: “<strong>Nghiên</strong> <strong>cứu</strong> <strong>quá</strong> <strong>trình</strong> <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> <strong>nguyên</strong> <strong>tố</strong> <strong>đất</strong> <strong>hiếm</strong> <strong><strong>La</strong>ntan</strong> (<strong>La</strong>)<br />

<strong>và</strong> <strong><strong>Pr</strong>aseodym</strong> (<strong>Pr</strong>) <strong>bằng</strong> <strong>nhựa</strong> <strong>poly</strong> (<strong>hydroxamic</strong> <strong>axit</strong>)”.<br />

Do kiến thức <strong>và</strong> thời gian có hạn, bài khóa luận của em còn nhiều thiếu<br />

sót, em rất mong nhận được sự góp ý của các thầy cô để bài viết được hoàn<br />

chỉnh hơn <strong>và</strong> hiểu biết của em về vấn đề này được toàn diện hơn.<br />

Em xin chân thành cảm ơn!<br />

SVTH: Lưu Thị Xuyến ii Lớp: ĐH CN Hóa Vô Cơ – K5


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội<br />

Khóa luận <strong>tố</strong>t nghiệp<br />

MỤC LỤC<br />

LỜI CẢM ƠN .................................................................................................. i<br />

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ................................... ii<br />

DANH MỤC CÁC HÌNH.............................................................................. iii<br />

DANH MỤC CÁC BẢNG ............................................................................. iv<br />

MỤC LỤC ...................................................................................................... iii<br />

MỞ ĐẦU ........................................................................................................... i<br />

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN .......................................................................... 1<br />

1.1. Lý thuyết <strong>quá</strong> <strong>trình</strong> <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> <strong>và</strong> giải <strong>hấp</strong> .............................................. 1<br />

1.1.1. Các khái niệm ........................................................................................ 1<br />

1.1.1.1. Hấp <strong>phụ</strong> ................................................................................. 1<br />

1.1.1.2. Giải <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> .......................................................................... 2<br />

1.1.1.3. Cân <strong>bằng</strong> <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> ................................................................. 3<br />

1.1.2. Các mô hình cơ bản của <strong>quá</strong> <strong>trình</strong> <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> ........................................ 4<br />

1.1.2.1. Mô hình động học <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> .................................................... 4<br />

1.1.2.2. Mô hình <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> đẳng nhiệt cơ bản ...................................... 4<br />

1.1.3. Các yếu <strong>tố</strong> ảnh hưởng đến <strong>quá</strong> <strong>trình</strong> <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong>. .................................... 7<br />

1.1.3.1. Độ pH .................................................................................... 7<br />

1.1.3.2. Thời gian tiếp xúc giữa <strong>poly</strong>me với ion kim loại ................... 8<br />

1.1.3.3. Nồng độ <strong>poly</strong>me ban đầu ....................................................... 8<br />

1.1.3.4. Nhiệt độ của <strong>quá</strong> <strong>trình</strong> tiếp xúc giữa <strong>poly</strong>me với ion ............ 9<br />

1.2. Giới thiệu về <strong>nguyên</strong> <strong>tố</strong> <strong>đất</strong> <strong>hiếm</strong> <strong><strong>La</strong>ntan</strong>, <strong><strong>Pr</strong>aseodym</strong> ........................ 9<br />

SVTH: Lưu Thị Xuyến iii Lớp: ĐH CN Hóa Vô Cơ – K5


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội<br />

Khóa luận <strong>tố</strong>t nghiệp<br />

1.2.1. Đặc điểm cấu tạo ................................................................................... 9<br />

1.2.2. Tính chất vật lý. ................................................................................... 10<br />

1.2.3. Tính chất hóa học. ............................................................................... 11<br />

1.2.3.1. Sơ lược tính chất hóa học của <strong><strong>La</strong>ntan</strong>, <strong><strong>Pr</strong>aseodym</strong>. ............ 11<br />

1.2.3.2. Sơ lược tính chất các hợp chất của <strong><strong>La</strong>ntan</strong>, <strong><strong>Pr</strong>aseodym</strong> ..... 12<br />

1.2.3.3. Khả năng tạo phức của <strong><strong>La</strong>ntan</strong> <strong>và</strong> <strong><strong>Pr</strong>aseodym</strong> ................... 15<br />

1.2.4. Ứng dụng của <strong>đất</strong> <strong>hiếm</strong> ....................................................................... 15<br />

1.3. Giới thiệu chung về <strong>nhựa</strong> <strong>poly</strong>(<strong>hydroxamic</strong> <strong>axit</strong>) (PHA).................. 18<br />

1.3.1. Đặc điểm chung của <strong>poly</strong>(<strong>hydroxamic</strong> <strong>axit</strong>) ....................................... 18<br />

1.3.2. Ứng dụng của PHA trong việc <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> <strong>và</strong> tách các đổi ion KLĐH . 19<br />

1.4. Các phương pháp xác định hàm lượng <strong>La</strong> 3+ , <strong>Pr</strong> 3+ ............................. 24<br />

1.4.1. Phương pháp trắc quang (phổ <strong>hấp</strong> thụ phân tử UV-VIS) ................ 24<br />

1.4.2. Phương pháp ICP-MS ......................................................................... 26<br />

CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM ................................................................... 27<br />

2.1. Hóa chất, dụng cụ <strong>và</strong> thiết bị ................................................................ 27<br />

2.1.1. Hóa chất ............................................................................................... 27<br />

2.1.2. Dụng cụ <strong>và</strong> thiết bị ............................................................................... 27<br />

2.2. Phương pháp tiến hành ......................................................................... 28<br />

2.2.1. Xác định hàm lượng các nhóm chức <strong>và</strong> độ <strong>hấp</strong> thụ nước của <strong>nhựa</strong> 28<br />

2.2.2. Phá mẫu các oxit <strong>đất</strong> <strong>hiếm</strong> .................................................................. 29<br />

2.2.3. Khảo sát phổ <strong>hấp</strong> thụ của phức các dung dịch <strong>La</strong> 3+ , <strong>Pr</strong> 3+ ................. 29<br />

2.2.4. Xây dựng phương <strong>trình</strong> đường chuẩn ................................................ 30<br />

SVTH: Lưu Thị Xuyến iv Lớp: ĐH CN Hóa Vô Cơ – K5


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội<br />

Khóa luận <strong>tố</strong>t nghiệp<br />

2.2.5. Động học <strong>quá</strong> <strong>trình</strong> <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> ............................................................... 30<br />

2.2.5.1. Xác định độ <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> của <strong>La</strong> 3+ <strong>và</strong> <strong>Pr</strong> 3+ .................................. 30<br />

2.2.5.2. Xây dựng đường đẳng nhiệt <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> của <strong>La</strong> 3+ <strong>và</strong> <strong>Pr</strong> 3+ ......... 31<br />

2.2.6. Động học <strong>quá</strong> <strong>trình</strong> giải <strong>hấp</strong> để thu hổi ion KLĐH ........................... 33<br />

2.2.6.1. Ảnh hưởng dung môi đến khả năng giải <strong>hấp</strong> ......................... 33<br />

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .............................................. 34<br />

3.1. Một số đặc điểm của <strong>nhựa</strong> <strong>poly</strong>(<strong>hydroxamic</strong> <strong>axit</strong>) ............................. 34<br />

3.2. Phổ <strong>hấp</strong> thụ của phức các dung dịch ion KLĐH ................................ 34<br />

3.3. Xây dựng đường chuẩn của <strong>La</strong> 3+ <strong>và</strong> <strong>Pr</strong> 3+ ............................................. 36<br />

3.3. Động học <strong>quá</strong> <strong>trình</strong> <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> ................................................................ 38<br />

3.3.1. Ảnh hưởng của độ pH đến khả năng <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> của <strong>nhựa</strong> .................. 38<br />

3.3.2. Ảnh hưởng của thời gian đến độ <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> ......................................... 42<br />

3.3.3. Ảnh hưởng của nồng độ ion kim loại đến độ <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> của <strong>nhựa</strong>. .... 44<br />

3.3.3.1. <strong><strong>La</strong>ntan</strong> (III) ............................................................................ 44<br />

3.3.3.2. <strong><strong>Pr</strong>aseodym</strong> (III)...................................................................... 47<br />

3.4. Động học <strong>quá</strong> <strong>trình</strong> giải <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> .......................................................... 51<br />

3.4.1. Ảnh hưởng của dung môi rửa giải tới <strong>quá</strong> <strong>trình</strong> giải <strong>hấp</strong> ................. 51<br />

KẾT LUẬN ................................................................................................... 53<br />

TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 54<br />

SVTH: Lưu Thị Xuyến v Lớp: ĐH CN Hóa Vô Cơ – K5


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội<br />

Khóa luận <strong>tố</strong>t nghiệp<br />

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN<br />

Lý thuyết <strong>quá</strong> <strong>trình</strong> <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> <strong>và</strong> giải <strong>hấp</strong><br />

1.1.1. Các khái niệm<br />

1.1.1.1. Hấp <strong>phụ</strong><br />

Hấp <strong>phụ</strong> là <strong>quá</strong> <strong>trình</strong> tích lũy chất trên bề mặt phân cách các pha (khí -<br />

rắn, lỏng - rắn, khí - lỏng, lỏng - lỏng).<br />

Chất <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> là chất mà phần tử ở lớp bề mặt có khả năng hút các phần<br />

tử của pha khác nằm tiếp xúc với nó. Chất <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> có bề mặt riêng càng lớn<br />

thì khả năng <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> càng mạnh. Bề mặt riêng là diện tích bề mặt đơn phân<br />

tử tính đối với lg chất <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong>.<br />

Chất bị <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> là chất bị hút ra khỏi pha thể tích đến tập trung trên bề<br />

mặt chất <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong>.<br />

Thông thường <strong>quá</strong> <strong>trình</strong> <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> là <strong>quá</strong> <strong>trình</strong> tỏa nhiệt.<br />

Sự <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> xảy ra do lực tương tác giữa các phân tử chất <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> <strong>và</strong><br />

chất bị <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong>. Tùy theo bản chất của lực tương tác mà người ta phân biệt<br />

<strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> vật lý <strong>và</strong> <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> hóa học.<br />

• Hấp <strong>phụ</strong> vật lý được gây ra bởi lực Vander Waals giữa pần tử chất bị<br />

<strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> <strong>và</strong> bề mặt chất <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong>, liên kết này yếu, dễ bị phá vỡ. Vì vậy <strong>hấp</strong><br />

<strong>phụ</strong> vật lý có tính thuận nghịch cao. Cấu trúc điện tử của các phần tử các chất<br />

tham gia <strong>quá</strong> <strong>trình</strong> <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> vật lý ít bị thay đổi. Hấp <strong>phụ</strong> vật lý không đòi hỏi<br />

sự hoạt hóa phân tử do đó xảy ra nhanh.<br />

• Hấp <strong>phụ</strong> hóa học gây ra bởi lực liên kết hóa học giữa bề mặt chất <strong>hấp</strong><br />

<strong>phụ</strong> <strong>và</strong> phần tử chất bị <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong>, trong đó có những lực liên kết mạnh như lực<br />

liên kết ion, lực liên kết cộng hóa trị, lực liên kết phối trí.. .gắn kết những<br />

phần tử chất bị <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> với những phần tử của chất <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> thành những hợp<br />

SVTH: Lưu Thị Xuyến 1 Lớp: ĐH CN Hóa Vô Cơ – K5


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội<br />

Khóa luận <strong>tố</strong>t nghiệp<br />

chất bề mặt. Năng lượng liên kết này lớn (có thể tới hàng trăm kJ/mol), do đó<br />

liên kết tạo thành bền khó bị phá vỡ. Vì vậy <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> hóa học thường không<br />

thuận nghịch <strong>và</strong> không thể vượt <strong>quá</strong> một đơn lớp phân tử.<br />

Trong <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> hóa học, cấu trúc điện tử của các phần tử của các chất<br />

tham gia <strong>quá</strong> <strong>trình</strong> <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> có sự biến đổi sâu sắc dẫn đến sự hình thành liên<br />

kết hóa học. Sự <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> hóa học còn đòi hỏi sự hoạt hóa phân tử do đó xảy ra<br />

chậm.<br />

Trong thực tế, sự phân biệt <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> vật lý <strong>và</strong> <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> hóa học chỉ là<br />

tương đối vì ranh giới giữa chúng không rõ rệt. Một số trường hợp tồn tại<br />

đồng thời cả hai hình thức <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong>. Ở vùng nhiệt độ t<strong>hấp</strong> thường xảy ra <strong>hấp</strong><br />

<strong>phụ</strong> vật lý, khi tăng nhiệt độ khả năng <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> vật lý giảm, khả năng <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong><br />

hóa học tăng lên [7,8].<br />

1.1.1.2. Giải <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong><br />

Giải <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> là sự đi ra của chất bị <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> khỏi bề mặt chất <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong>.<br />

Quá <strong>trình</strong> này dựa trên <strong>nguyên</strong> tắc sử dụng các yếu <strong>tố</strong> bất lợi đối với <strong>quá</strong> <strong>trình</strong><br />

<strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong>. Đây là phương pháp tái sinh vật liệu <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> nên nó mang đặc trưng<br />

về hiệu quả kinh tế.<br />

Một số phương pháp tái sinh vật liệu <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong>:<br />

- Phương pháp hóa lý: Có thể thực hiện tại chỗ, ngay trên cột <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong><br />

nên tiết kiệm được thời gian, công thoát dỡ, vận chuyển, không làm vỡ vụn<br />

chất <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> <strong>và</strong> có thể thu hồi chất <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> ở trạng thái <strong>nguyên</strong> vẹn.<br />

Phương pháp hóa lý có thể thực hiện theo cách: chiết với dung môi, sử<br />

dụng phản ứng oxi hóa - khử, áp đặt các điều kiện làm dịch chuyển cân <strong>bằng</strong><br />

không có lợi cho <strong>quá</strong> <strong>trình</strong> <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong>.<br />

- Phương pháp nhiệt: Sử dụng cho các trường hợp chất bị <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> bay<br />

hơi hoặc sản phẩm phân hủy nhiệt của chúng có khả năng bay hơi.<br />

SVTH: Lưu Thị Xuyến 2 Lớp: ĐH CN Hóa Vô Cơ – K5


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội<br />

Khóa luận <strong>tố</strong>t nghiệp<br />

- Phương pháp vỉ sinh: là phương pháp tái tạo khả năng <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> của vật<br />

liệu <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> nhờ vi sinh vật [7].<br />

1.1.1.3. Cân <strong>bằng</strong> <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong><br />

Hấp <strong>phụ</strong> vật lý là một <strong>quá</strong> <strong>trình</strong> thuận nghịch. Khi <strong>tố</strong>c độ <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> (<strong>quá</strong><br />

<strong>trình</strong> thuận) <strong>bằng</strong> <strong>tố</strong>c độ giải <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> (<strong>quá</strong> <strong>trình</strong> nghịch) thì <strong>quá</strong> <strong>trình</strong> <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong><br />

đạt trạng thái cân <strong>bằng</strong>.<br />

Dung lượng <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> cân <strong>bằng</strong> là khối lượng chất bị <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> trên một<br />

đơn vị khối lượng chất <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> ở trạng thái cân <strong>bằng</strong> trong điều kiện xác định<br />

về nồng độ <strong>và</strong> nhiệt độ [9,10]<br />

(1.1)<br />

Trong đó: q: Dung lượng <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> cân <strong>bằng</strong> (mg/g)<br />

V: Thể tích dung dịch chất bị <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> (1)<br />

m: Khối lượng chất bị <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> (g)<br />

Co: Nồng độ của chất bị <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> tại thời điểm ban đầu (mg/1)<br />

Ccb: Nồng độ của chất bị <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> tại thời điểm cân <strong>bằng</strong> (mg/1)<br />

Hiệu suất <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> là tỉ số giữa nồng độ dung dịch bị <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> <strong>và</strong> nồng độ<br />

dung dịch ban đầu.<br />

(1.2)<br />

SVTH: Lưu Thị Xuyến 3 Lớp: ĐH CN Hóa Vô Cơ – K5


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội<br />

Khóa luận <strong>tố</strong>t nghiệp<br />

1.1.2. Các mô hình cơ bản của <strong>quá</strong> <strong>trình</strong> <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong><br />

1.1.2.1. Mô hình động học <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong><br />

Đối với hệ <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> lỏng - rắn, động học <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> xảy ra theo một loạt<br />

giai đoạn kế tiếp nhau:<br />

- Chất bị <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> chuyển động tới bề mặt chất <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong>. Đây là giai đoạn<br />

khuếch tán trong dung dịch.<br />

- Phần tử chất bị <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> chuyển động tới bề mặt ngoài của chất <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong><br />

chứa các hệ mao quản. Đây là giai đoạn khuếch tán màng.<br />

- Chất bị <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> khuếch tán <strong>và</strong>o bên trong hệ mao quản của chất <strong>hấp</strong><br />

<strong>phụ</strong>. Đây là giai đoạn khuếch tán trong mao quản.<br />

- Các phần tử chất bị <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> được gắn <strong>và</strong>o bề mặt chất <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong>. Đây là<br />

giai đoạn <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> thực sự.<br />

Trong tất cả các giai đoạn đó, giai đoạn có <strong>tố</strong>c độ chậm sẽ quyết định hay<br />

khống chế chủ yếu <strong>quá</strong> <strong>trình</strong> động học <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong>. Với hệ <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> trong môi<br />

trường nước, <strong>quá</strong> <strong>trình</strong> khuếch tán thường chậm <strong>và</strong> đóng vai trò quyết định<br />

[7,10].<br />

1.1.2.2. Mô hình <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> đẳng nhiệt cơ bản<br />

Khi nhiệt độ không đổi, đường biểu diễn q = fT ( p hoặc C) được gọi là<br />

đường <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> đẳng nhiệt.<br />

Đường <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> đẳng nhiệt biểu diễn sự <strong>phụ</strong> thuộc của dung lượng <strong>hấp</strong><br />

<strong>phụ</strong> tại một thời điểm <strong>và</strong>o nồng độ cân <strong>bằng</strong> hoặc áp suất của chất bị <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong><br />

tại thời điểm đó ở một nhiệt độ xác định.<br />

Đối với chất <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> là chất rắn, chất bị <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> là chất lỏng, khí thì<br />

đường <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> đẳng nhiệt được mô tả qua các phương <strong>trình</strong> như: phương<br />

<strong>trình</strong> <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> đẳng nhiệt Henry, Freundlich, <strong>La</strong>ngmuir...[9,10]<br />

SVTH: Lưu Thị Xuyến 4 Lớp: ĐH CN Hóa Vô Cơ – K5


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội<br />

Khóa luận <strong>tố</strong>t nghiệp<br />

* Phương <strong>trình</strong> <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> đắng nhiệt <strong>La</strong>ngmuir<br />

Phương <strong>trình</strong> <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> đẳng nhiệt <strong>La</strong>ngmuir được thiết lập trên giả thiết:<br />

- Tiểu phân bị <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> liên kết với bề mặt tại những trung tâm xác định.<br />

- Mỗi trung tâm chỉ có một tiểu phân.<br />

- Bề mặt chất <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> là đồng nhất, nghĩa là năng lượng <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> trên<br />

các tiểu phân là như nhau <strong>và</strong> không <strong>phụ</strong> thuộc <strong>và</strong>o sự có mặt của các tiểu<br />

phân <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> trên các trung tâm bên cạnh.<br />

Phương <strong>trình</strong> <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> đẳng nhiệt <strong>La</strong>ngmuir có dạng:<br />

(1.3)<br />

Trong đó:<br />

q : Dung lượng <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> cân <strong>bằng</strong> (mg/g)<br />

qmax : Dung lượng <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> cực đại (mg/g)<br />

0 : Độ che phủ<br />

Ccb : Nồng độ của chất bị <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> tại thời điểm cân <strong>bằng</strong> (mg/1)<br />

b : Hằng số <strong>La</strong>ngmuir<br />

Phương <strong>trình</strong> <strong>La</strong>ngmuir chỉ ra hai tính chất đặc trưng của hệ :<br />

+ Trong vùng nồng độ nhỏ b.Ccb « 1 thì q = qmaxax-b.Ccb mô tả vùng <strong>hấp</strong><br />

<strong>phụ</strong> tuyến tính.<br />

+ Trong vùng nồng độ lớn b.Ccb » 1 thì q = qmaxax-b.Ccb mô tả vùng <strong>hấp</strong><br />

<strong>phụ</strong> bão hòa.<br />

Khi nồng độ chất <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> nằm giữa hai giới hạn trên thì đường đẳng<br />

nhiệt biểu diễn là một đoạn cong.<br />

Phương <strong>trình</strong> đẳng nhiệt <strong>La</strong>ngmuir có thể biểu diễm dưới dạng<br />

phương <strong>trình</strong> đường thẳng:<br />

SVTH: Lưu Thị Xuyến 5 Lớp: ĐH CN Hóa Vô Cơ – K5


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội<br />

Khóa luận <strong>tố</strong>t nghiệp<br />

(1.4)<br />

Xây dựng đồ thị biểu diễn sự <strong>phụ</strong> thuộc của Ccb/q <strong>và</strong>o Ccb sẽ xác định<br />

được các hằng số b, qmax trong phương <strong>trình</strong>.<br />

Hình 1.1. Đường <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> đẳng nhiệt <strong>La</strong>ngmuir<br />

Hình 1.2. Sự <strong>phụ</strong> thuộc của Ccb/q <strong>và</strong>o Ccb<br />

tgα =<br />

1<br />

=> q<br />

q max = 1<br />

max tgα<br />

(1.5)<br />

ON ̅̅̅̅ =<br />

1<br />

q max .b<br />

(1.6)<br />

Từ giá trị qmax ta sẽ tính được hằng số b.<br />

* Phương <strong>trình</strong> <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> đẳng nhiệt Freundlich<br />

Phương <strong>trình</strong> <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> đẳng nhiệt Freundlich là phương <strong>trình</strong> thực<br />

nghiệm mô tả sự <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> khí hoặc chất tan lên vật <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> rắn trong phạm<br />

SVTH: Lưu Thị Xuyến 6 Lớp: ĐH CN Hóa Vô Cơ – K5


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội<br />

Khóa luận <strong>tố</strong>t nghiệp<br />

vi một lớp.<br />

Phương <strong>trình</strong> <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> đẳng nhiệt Freundlich có dạng:<br />

1⁄<br />

n<br />

q = k.C cb<br />

Trong đó: q : Dung lượng <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> cân <strong>bằng</strong> (mg/g)<br />

k : Hằng số <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> Freundlich<br />

(1.7)<br />

Ccb : Nồng độ của chất bị <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> tại thời điểm cân <strong>bằng</strong> (mg/l)<br />

n : Hằng số, luôn lớn hơn 1<br />

Để xác định các hằng số, đưa phương <strong>trình</strong> trên về dạng đường thẳng<br />

(1.8)<br />

Xây dựng đồ thị biểu diễn sự <strong>phụ</strong> thuộc của lgq <strong>và</strong>o lgCcb sẽ xác định<br />

được các giá trị k, n. [9,10]<br />

Trong đề tài này chúng tôi nghiên <strong>cứu</strong> cân <strong>bằng</strong> <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> của vật liệu <strong>hấp</strong><br />

<strong>phụ</strong> đối với <strong><strong>La</strong>ntan</strong>, <strong><strong>Pr</strong>aseodym</strong> theo mô hình <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> đẳng nhiệt <strong>La</strong>ngmuir.<br />

1.1.3. Các yếu <strong>tố</strong> ảnh hưởng đến <strong>quá</strong> <strong>trình</strong> <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong>.<br />

1.1.3.1. Độ pH<br />

Một trong những yếu <strong>tố</strong> chính <strong>và</strong> có ảnh hưởng nhất là độ pH trong <strong>quá</strong><br />

<strong>trình</strong> tương tác của <strong>poly</strong>me với ion kim loại. Tính năng trao đổi ion của vật<br />

liệu chủ yếu được quyết định bởi các nhóm chức. Mật độ nhóm chức xác<br />

định dung lượng trao đổi ion với kim loại của <strong>nhựa</strong>.Bản chất nhóm chức ảnh<br />

hưởng đến cân <strong>bằng</strong> của <strong>quá</strong> <strong>trình</strong> trao đổi. mà bản chất chất nhóm chức<br />

trước hết được thể hiện ở cường độ <strong>axit</strong>- bazo của nó. Nhóm <strong>axit</strong> yếu chỉ<br />

phân ly ở pH cao, ở vùng pH t<strong>hấp</strong> nó liên kết với H + <strong>và</strong> trở nên trung hòa<br />

- COOH <strong>và</strong> mất đi khả năng trao đổi <strong>và</strong> liên kết với kim loại. Ngược lại<br />

nhóm <strong>axit</strong> mạnh - SO3 phân li ở mọi vùng pH vì vậy nó luôn có tác dụng trao<br />

đổi ion <strong>và</strong> liên kết với kim loại. Tương tự như vậy, nhóm bazo yếu – NH3 +<br />

SVTH: Lưu Thị Xuyến 7 Lớp: ĐH CN Hóa Vô Cơ – K5


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội<br />

Khóa luận <strong>tố</strong>t nghiệp<br />

trong anionit yếu nó sẽ mất đi một proton tạo thành nhóm trung hòa – NH2<br />

tại vùng pH cao, nhóm bazo mạnh luôn ở trạng thái ion ngay cả vùng pH<br />

cao.<br />

Do đó, dung dịch có tính <strong>axit</strong> hay tính bazơ đóng vai trò quan trọng<br />

trong việc kiểm soát các liên kết xảy ra. Còn khi pH <strong>quá</strong> cao xảy ra <strong>quá</strong> <strong>trình</strong><br />

kết tủa các ion kim loại ở trạng thái hydroxyl vì thế khả năng tương tác diễn<br />

ra khó khăn do sự cản trở của các phân tử kết tủa này. Khi nghiên <strong>cứu</strong> <strong>quá</strong><br />

<strong>trình</strong> tương tác này cần khảo sát một khoảng pH nhất định từ đó tìm ra pH <strong>tố</strong>i<br />

ưu cho <strong>quá</strong> <strong>trình</strong>.<br />

1.1.3.2. Thời gian tiếp xúc giữa <strong>poly</strong>me với ion kim loại<br />

Ảnh hưởng của thời gian tiếp xúc tới <strong>quá</strong> <strong>trình</strong> <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> bởi <strong>poly</strong>me là<br />

thời gian <strong>tố</strong>i thiểu để đạt trạng thái <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> cân <strong>bằng</strong> được xem xét trong tất<br />

cả các thí nghiệm <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong>. Nó được đánh giá <strong>bằng</strong> cách sử dụng nhiều thành<br />

phần dung dịch tổng hợp nồng độ ion kim loại. Theo yêu cầu về thời gian<br />

tiếp xúc để <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> được hoàn thành là rất quan trọng để mô tả <strong>quá</strong> <strong>trình</strong> <strong>hấp</strong><br />

<strong>phụ</strong> vì nó cho biết thời gian <strong>tố</strong>i thiểu cần thiết cho <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> ion kim loại.<br />

1.1.3.3. Nồng độ <strong>poly</strong>me ban đầu<br />

Nồng độ ban đầu của <strong>poly</strong>me cũng ảnh hưởng đến <strong>quá</strong> <strong>trình</strong> tương tác<br />

của kim loại. Khi tăng nồng độ <strong>poly</strong>me thì các điện tích dương trong mạng<br />

<strong>poly</strong>me sẽ tăng <strong>và</strong> các chuỗi <strong>poly</strong>me sẽ có lực đẩy tĩnh điện tăng. Như vậy,<br />

tăng nồng độ <strong>poly</strong>me sẽ làm biến dạng cấu trúc ban đầu của mạng <strong>poly</strong>me.<br />

Sự giãn mạch <strong>và</strong> độ trương của <strong>poly</strong>me làm tăng khả năng liên kết với ion<br />

kim loại do tăng vị trí mới có khả năng liên kết với kim loại. Khi chuỗi<br />

<strong>poly</strong>me được giãn ra, các nhóm chức đặc trưng của <strong>poly</strong>me ở bên trong mạng<br />

sẽ được tiếp xúc với dung môi tạo thành nhóm linh động mới có khả năng<br />

liên kết với ion kim loại làm cho tương tác của <strong>poly</strong>me với kim loại tăng đến<br />

SVTH: Lưu Thị Xuyến 8 Lớp: ĐH CN Hóa Vô Cơ – K5


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội<br />

Khóa luận <strong>tố</strong>t nghiệp<br />

khi đạt trạng thái cân <strong>bằng</strong>. Khi tăng tiếp nồng <strong>poly</strong>me chuỗi <strong>poly</strong>me không<br />

thể giãn thêm được nữa, nhóm chức năng liên kết với kim loại cũng không<br />

tăng vì thể khả năng liên kết với kim loại cũng không tăng thêm.<br />

1.1.3.4. Nhiệt độ của <strong>quá</strong> <strong>trình</strong> tiếp xúc giữa <strong>poly</strong>me với ion<br />

Những <strong>poly</strong>me nghiên <strong>cứu</strong> trong chuyên đề là các <strong>poly</strong>me ưa nước. vì<br />

vậy mà tại nhiệt độ t<strong>hấp</strong> <strong>quá</strong> <strong>trình</strong> hòa tan <strong>poly</strong>me không cao làm cho <strong>quá</strong><br />

<strong>trình</strong> <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> của <strong>poly</strong>me với kim loại không cao. Khi tăng nhiệt độ <strong>quá</strong><br />

<strong>trình</strong> <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> này tăng đến khi đạt trạng thái cân <strong>bằng</strong>. Nếu tiếp tục tăng<br />

nhiệt độ sẽ diến ra <strong>quá</strong> <strong>trình</strong> phân ly của <strong>poly</strong>me làm cho khả năng <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong><br />

này giảm đi. Vì thế khi nghiên <strong>cứu</strong> tương tác của <strong>poly</strong>me với kim loại nhiệt<br />

độ của <strong>quá</strong> <strong>trình</strong> tiếp xúc cũng là một yếu <strong>tố</strong> quan trọng cần phải khỏa sát để<br />

tìm nhiệt độ <strong>tố</strong>i ưu cho <strong>quá</strong> <strong>trình</strong>. Về bản chất chính là tìm nhiệt độ để trạng<br />

thái cân <strong>bằng</strong> đạt được.<br />

Giới thiệu về <strong>nguyên</strong> <strong>tố</strong> <strong>đất</strong> <strong>hiếm</strong> <strong><strong>La</strong>ntan</strong>, <strong><strong>Pr</strong>aseodym</strong><br />

1.1.4. Đặc điểm cấu tạo<br />

Là 2 <strong>nguyên</strong> <strong>tố</strong> <strong>đất</strong> <strong>hiếm</strong> thuộc phân nhóm Xeri (phân nhóm nhẹ) có số<br />

thứ tự <strong>nguyên</strong> tử lần lượt là: 57, 59. Số electron của <strong>La</strong>, <strong>Pr</strong> ở phân lớp 4f tăng<br />

dần.<br />

SVTH: Lưu Thị Xuyến 9 Lớp: ĐH CN Hóa Vô Cơ – K5


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội<br />

Khóa luận <strong>tố</strong>t nghiệp<br />

Bảng 1.1. Đặc trưng của <strong>nguyên</strong> <strong>tố</strong> lantan, praseodym<br />

Nguyên <strong>tố</strong> <strong><strong>La</strong>ntan</strong> (<strong>La</strong>) <strong><strong>Pr</strong>aseodym</strong> (<strong>Pr</strong>)<br />

Thứ tự <strong>nguyên</strong> tử 57 59<br />

Hóa trị 3 3; 4<br />

Nguyên tử lượng 139 141<br />

Cấu hình electron [Xe]5d 1 6s 2 [Xe]4f 3 6s 2<br />

Cấu trúc tinh thể Lục phương Lục phương<br />

Bán kính <strong>nguyên</strong> tử (A 0 ) 1,877 1.828<br />

Thế điện cực chuẩn (V) -2,52 -2,46<br />

Bán kính ion giảm chậm vì phân lớp 4f với số electron từ 4f 0 đến 4f 3<br />

nằm sâu bên trong nên bị các electron 5s 2 5p 6 với số electron đã bão hòa là 8<br />

chắn lực hút của các hạt nhân với các electron ở phân lớp bên ngoài (5d <strong>và</strong> 6s)<br />

hiện tượng này gọi là sự co lantanoit.<br />

1.1.5. Tính chất vật lý.<br />

Bảng 1.2. Một số thông số vật lí quan trọng của <strong>La</strong>, <strong>Pr</strong>[13,14]<br />

Nguyên <strong>tố</strong> <strong><strong>La</strong>ntan</strong> <strong><strong>Pr</strong>aseodym</strong><br />

Màu sắc Bạc trắng Xám trắng<br />

Trạng thái vật chất Chất rắn Chất rắn<br />

Nhiệt độ nóng chảy t 0 nc ( 0 C) 920 935<br />

Nhiệt độ sôi t 0 s ( 0 C) 3464 3520<br />

Tỉ khối (g/cm 3 ) 6,162 6,77<br />

SVTH: Lưu Thị Xuyến 10 Lớp: ĐH CN Hóa Vô Cơ – K5


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội<br />

Khóa luận <strong>tố</strong>t nghiệp<br />

<strong><strong>La</strong>ntan</strong> (<strong>La</strong>): là kim loại dẻo, dễ uốn <strong>và</strong> mềm có thể cắt <strong>bằng</strong> dao. Có cấu<br />

trúc tinh thể lục phương. Nó được tìm thấy trong một số khoáng vật <strong>đất</strong> <strong>hiếm</strong>,<br />

thường trong tổ hợp với xeri <strong>và</strong> các <strong>nguyên</strong> <strong>tố</strong> <strong>đất</strong> <strong>hiếm</strong> khác.Mặc dù lantan<br />

thuộc về nhóm các <strong>nguyên</strong> <strong>tố</strong> hóa học gọi là các ‘kim loại <strong>đất</strong> <strong>hiếm</strong>”, nhưng<br />

nó lại không <strong>hiếm</strong>. <strong><strong>La</strong>ntan</strong> có sẵn với lượng tương đối lớn (32 ppm trong lớp<br />

vỏ Trái Đất).<br />

<strong><strong>Pr</strong>aseodym</strong> ( <strong>Pr</strong>): là một kim loại mềm, có cấu trúc tinh thể lục phương,<br />

có khả năng chống ăn mòn trong không khí <strong>tố</strong>t hơn một chút so với lantan,<br />

xeri hay neodymi, nhưng nó phát triển một lớp che phủ <strong>bằng</strong> ôxít màu xanh<br />

lục dễ bở vụn ra khi bị lộ ra ngoài không khí, làm cho nó tiếp tục bị ôxi hóa.<br />

<strong><strong>Pr</strong>aseodym</strong>i có sẵn ở lượng nhỏ trong lớp vỏ Trái Đất (9,5 ppm). Nó được tìm<br />

thấy trong các khoáng vật <strong>đất</strong> <strong>hiếm</strong> như monazit <strong>và</strong> bastnasit, thông thường<br />

c<strong>hiếm</strong> khoảng 5% các <strong>nguyên</strong> <strong>tố</strong> nhóm lantan chứa trong đó, <strong>và</strong> có thể được<br />

<strong>phụ</strong>c hồi từ bastnasit hay monazit <strong>bằng</strong> công nghệ trao đổi ion hay <strong>bằng</strong> chiết<br />

dung môi ngược dòng.<br />

Các <strong>nguyên</strong> <strong>tố</strong> này là những kim loại khó nóng chảy <strong>và</strong> khó sôi.<br />

1.1.6. Tính chất hóa học.<br />

1.1.6.1. Sơ lược tính chất hóa học của <strong><strong>La</strong>ntan</strong>, <strong><strong>Pr</strong>aseodym</strong>.<br />

<strong><strong>La</strong>ntan</strong> có cấu hình electron [Xe]5d 1 6s 2 , <strong>Pr</strong>eseodym có cấu hình<br />

[Xe]4f 3 6s 2 khi bị kích thích 1 electron 4f nhảy sang 5d tạo cấu hình dạng<br />

5d 1 6s 2 , obitan 4f còn lại bị các electron 5s 2 5p 6 che chắn với tác dụng bên<br />

ngoài nên không có ảnh hưởng quan trọng đến tính chất của <strong>Pr</strong>. Do đó các<br />

hợp chất <strong>La</strong>, <strong>Pr</strong> thể hiện chủ yếu là mức oxi hóa +3. Vì vậy chúng có chung<br />

những tính chất hóa học đặc trưng.<br />

<strong><strong>La</strong>ntan</strong>, <strong><strong>Pr</strong>aseodym</strong> là chất khử mạnh:<br />

SVTH: Lưu Thị Xuyến 11 Lớp: ĐH CN Hóa Vô Cơ – K5


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội<br />

Khóa luận <strong>tố</strong>t nghiệp<br />

- Kim loại dạng tấm bền trong không khí khô. Trong không khí ẩm bị mờ<br />

đục nhanh chóng vì bị phủ màng cacbonat bazơ được tạo nên do tác dụng với<br />

H2O <strong>và</strong> CO2:<br />

2Ln + 6H2O = 2Ln(OH)3 + 3H2 (Ln = <strong>La</strong>, <strong>Pr</strong>)<br />

Ln(OH)3 + CO2 = Ln(OH)CO3 + H2O<br />

- Ở 200 – 400 0 C, cháy trong không khí tạo thành oxit <strong>và</strong> nitrua:<br />

4Ln + 3O2 = 2Ln2O3<br />

2Ln + N2 = 2LnN<br />

12<strong>Pr</strong> + 11O2 = 2<strong>Pr</strong>6O11<br />

- Tác dụng với halogen ở nhiệt độ không cao, với N, S, C, Si, P à H khi<br />

đun nóng:<br />

2Ln + 3X2 = 2LnX3 (X: Halogen, t 0 = 300 0 C)<br />

2Ln + 3S = Ln2S3 (t 0 = 500 – 800 0 C)<br />

- Tác dụng chậm với nước nguội <strong>và</strong> nhanh với nước nóng để tạo thành<br />

hidroxit <strong>và</strong> giải phóng H2.<br />

2Ln + 6H2O = 2Ln(OH)3 + 3H2<br />

- Tan dễ dàng trong dung dịch <strong>axit</strong>, trừ HF <strong>và</strong> H3PO4 vì tạo muối LnF3,<br />

LnPO4 ít tan.<br />

- Không tan trong kiềm kể cả khi đun nóng.<br />

- Ở nhiệt độ cao có thể khử được nhiều oxit kim loại.<br />

1.1.6.2. Sơ lược tính chất các hợp chất của <strong><strong>La</strong>ntan</strong>, <strong><strong>Pr</strong>aseodym</strong><br />

a) Oxit của <strong><strong>La</strong>ntan</strong>, <strong><strong>Pr</strong>aseodym</strong>.<br />

Các oxit Ln2O3 (Ln: <strong>La</strong>, <strong>Pr</strong>) là chất có nhiệt độ nóng chảy cao <strong>và</strong> bền<br />

nhiệt <strong>và</strong> là những oxit bazơ điển hình không tan trong nước (độ tan trong<br />

nước tương đối nhỏ như <strong>La</strong>2O3 là 1,33.10 -5 g. Tác dụng được với nước nóng<br />

(trừ <strong>La</strong>2O3 không cần đun nóng, với Ce2O3 cần đun sôi):<br />

SVTH: Lưu Thị Xuyến 12 Lớp: ĐH CN Hóa Vô Cơ – K5


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội<br />

Khóa luận <strong>tố</strong>t nghiệp<br />

Ln2O3 + 3H2Onóng → 2Ln(OH)3<br />

Tan trong các <strong>axit</strong> vô cơ tạo thành dung dịch chứa [Ln(H2O)n] 3+ (n:<br />

6,8,9). Các oxit này không tan trong dung dịch kiềm nhưng tan trong kiềm<br />

nóng chảy <strong>và</strong> tan dần trong muối amoni.<br />

Ngoài ra với <strong>Pr</strong> còn có oxit bền là <strong>Pr</strong>6O11.<br />

❖ <strong><strong>La</strong>ntan</strong> oxit (<strong>La</strong>2O3)<br />

<strong>La</strong>2O3 là chất rắn màu trắng, khó nóng chảy, có tính chất giống CaO, <strong>hấp</strong><br />

thụ CO2 , H2O trong không khí tạo cacbonat bazơ; <strong>La</strong>2O3 <strong>hấp</strong> thụ H2O toả<br />

nhiều nhiệt:<br />

<strong>La</strong>2O3 + 3CO2 = <strong>La</strong>2(CO3)3<br />

<strong>La</strong>2O3 + 3H2O = 2<strong>La</strong>(OH)3<br />

0<br />

H<br />

= - 154 KJ<br />

<strong>La</strong>2O3được dùng để chế tạo loại thuỷ tinh làm kính bảo hộ (ngăn ngừa tia<br />

tử ngoại).<br />

❖ <strong><strong>Pr</strong>aseodym</strong> oxit (<strong>Pr</strong>2O3)<br />

<strong>Pr</strong>2O3 là chất rắn màu lục - <strong>và</strong>ng, khó nóng chảy, không tan trong H2O <strong>và</strong><br />

dung dịch kiềm nhưng tác dụng với H2O tạo hidroxit phát nhiệt, tan trong<br />

kiềm nóng chảy <strong>và</strong> <strong>axit</strong> vô cơ:<br />

<strong>Pr</strong>2O3 + 3H2O = 2<strong>Pr</strong>(OH)3<br />

<strong>Pr</strong>2O3 + Na2CO3= 2Na<strong>Pr</strong>O2 + CO2<br />

<strong>Pr</strong>2O3 + 3H + + nH2O = [<strong>Pr</strong>(H2O)n] 3+ + 3H2O<br />

<strong>Pr</strong>2O3 được dùng làm bột màu.<br />

b) Hydroxit của <strong><strong>La</strong>ntan</strong>, <strong><strong>Pr</strong>aseodym</strong><br />

<strong>La</strong>(OH)3 là chất kết tủa màu trắng. <strong>La</strong>(OH)3 là bazơ mạnh (tương đương<br />

với Ca(OH)2), <strong>hấp</strong> thụ CO2 trong khí quyển, tác dụng với muối amoni giải<br />

phóng NH3, bị mất H2O khi nung nóng tạo oxit:<br />

2<strong>La</strong>(OH)3 + 3CO2 = <strong>La</strong>2(CO3)3+ 3H2O<br />

SVTH: Lưu Thị Xuyến 13 Lớp: ĐH CN Hóa Vô Cơ – K5


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội<br />

Khóa luận <strong>tố</strong>t nghiệp<br />

<strong>La</strong>(OH)3 + 3NH4Cl = <strong>La</strong>Cl3 + 3NH3+ 3H2O<br />

2<strong>La</strong>(OH)3 = <strong>La</strong>2O3 + 3H2O<br />

<strong>Pr</strong>(OH)3 là chất kết tủa dạng vô định hình, thực tế không tan trong nước,<br />

là bazơ mạnh (trong khoảng giữa Mg(OH)2 <strong>và</strong> Al(OH)3), <strong>hấp</strong> thụ CO2trong<br />

không khí. Do đó hiđroxit của <strong>Pr</strong>azeodim thường lẫn cacbonat bazơ:<br />

<strong>Pr</strong>(OH)3 + CO2 = <strong>Pr</strong>(OH)CO3 + H2O<br />

<strong>La</strong>(OH)3 <strong>và</strong> <strong>Pr</strong>(OH)3 được điều chế <strong>bằng</strong> cách cho dung dịch muối của<br />

<strong>La</strong> 3+ <strong>và</strong> <strong>Pr</strong> 3+ tác dụng với dung dịch kiềm hoặc dung dịch NH3.<br />

Ln 3+ +<br />

−<br />

3OH<br />

c) Muối của <strong>La</strong>, <strong><strong>Pr</strong>aseodym</strong><br />

= Ln(OH)3<br />

❖ Các muối của <strong>La</strong>, <strong>Pr</strong> (Ln 3+ )<br />

LnX3(X: halogen): là những chất rắn màu trắng, LnF3 khó nóng chảy<br />

(t 0 nc= 1450 - 1550 0 C). LnX3 (X = Cl, I, Br) có nhiệt độ nóng chảy t<strong>hấp</strong> hơn<br />

(t 0 nc = 800 - 900 0 C), hút ẩm, tan trong nước <strong>và</strong> bị thuỷ phân tạo LnOX:<br />

LnX3 + H2O = LnOX + 2HX<br />

Ln2(SO4)3, Ln(NO3)3 đều tan, kết tinh từ dung dịch ở dạng hiđrat, hút ẩm<br />

chảy rữa trong không khí <strong>và</strong> bị nhiệt phân huỷ tạo oxit bền.<br />

Ln2(C2O4)3, Ln2(CO3)3 ít tan , khi đun nóng trong nước tạo muối<br />

cacbonat bazơ.<br />

Các muối Ln 3+ cũng giống các muối M 2+ của kim loại kiềm thổ, có khả<br />

năng hình thành muối kép với muối của kim loại kiềm <strong>và</strong><br />

NH + 4 như: Ln2(SO4)3.3Na2(SO4).12H2O, Na2Ln(NO3)5, NaLn(CO3)2.6H2O,<br />

Na Ln(C2O4)2.v.v...<br />

VD:<br />

<strong>La</strong>2(CO3)3 + Na2CO3 + 12H2O = Na2<strong>La</strong>2(CO3)4.12H2O<br />

SVTH: Lưu Thị Xuyến 14 Lớp: ĐH CN Hóa Vô Cơ – K5


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội<br />

Khóa luận <strong>tố</strong>t nghiệp<br />

1.1.6.3. Khả năng tạo phức của <strong><strong>La</strong>ntan</strong> <strong>và</strong> <strong><strong>Pr</strong>aseodym</strong><br />

<strong>La</strong> 3+ , <strong>Pr</strong> 3+ có khả năng tạo phức với những phối tử vô cơ thông thường<br />

như: NH3, Cl - , CN - , NO3 - , SO4 2- ,... những phức kém bền.<br />

<strong>La</strong> 3+ <strong>và</strong> <strong>Pr</strong> 3+ có khả năng tạo phức tương đối bền với những phối tử đa<br />

càng, những phối tử hữu cơ như: C2O4 2- , β-đixetonat, EDTA, DTPA,<br />

IMDA,.v.v..<br />

Sự tạo phức của <strong>La</strong> 3+ <strong>và</strong> <strong>Pr</strong> 3+ với những phối tử hữu cơ được giải thích là<br />

do hai yếu <strong>tố</strong> là hiệu ứng Chelat <strong>và</strong> điện tích của các phối tử:<br />

1. Hiệu ứng Chelat (hiệu ứng tạo vòng): làm cho entropi của hệ tăng làm<br />

tăng độ bền của phức, ví dụ như: H5DTPA tạo phức với Ln 3+ :<br />

Ln(H2O)n 3+ + DTPA 5- → [Ln(H2O)n-8DTPA] 2- + 8H2O<br />

Số tiểu phân tạo thành tăng từ 2 đến 9 làm entropi của hệ tăng lên dẫn<br />

đến phức tạo thành bền.<br />

2. Điện tích của các phối tử: các phối tử có điện tích càng âm (điện tích<br />

âm của phối tử càng lớn) lực tương tác giữa các phối tử với ion <strong>đất</strong> <strong>hiếm</strong> càng<br />

mạnh, phức tạo thành càng bền.<br />

Phức của các Ln 3+ có số phối trí cao <strong>và</strong> biến đổi. Số phối trí đặc trưng là<br />

6, 7, 8, 9, 10, 11, 12. Nguyên nhân là do bán kính của các Ln 3+ lớn( R<strong>La</strong>3+ =<br />

1.06 A 0 , R<strong>Pr</strong>3+ = 1.013 A 0 ) <strong>và</strong> bản chất của liên kết kim loại – phối tử trong<br />

phân tử phức chất gồm cả liên kết ion lẫn liên kết cộng hoá trị. Trong dãy <strong>đất</strong><br />

<strong>hiếm</strong>, khả năng tạo phức tăng theo chiều tăng của điện tích hạt nhân, đó là do<br />

điện tích hạt nhân tăng thì lực hút tới phối tử tăng.<br />

1.1.7. Ứng dụng của <strong>đất</strong> <strong>hiếm</strong><br />

SVTH: Lưu Thị Xuyến 15 Lớp: ĐH CN Hóa Vô Cơ – K5


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội<br />

Khóa luận <strong>tố</strong>t nghiệp<br />

Các NTĐH là <strong>nguyên</strong> liệu cực kì quan trọng cho nhiều ngành khoa học,<br />

kĩ thuật <strong>và</strong> công nghệ. Vai trò của NTĐH trong công nghệ chế tạo vật liệu là<br />

không thể thiếu được.<br />

Các NTĐH được dùng làm xúc tác cracking dầu mỏ, xúc tác <strong>đất</strong> <strong>hiếm</strong><br />

được dùng trong <strong>quá</strong> <strong>trình</strong> tổng hợp amoniac, xilen <strong>và</strong> nhiều hợp chất hữu cơ<br />

khác. NTĐH còn được dùng làm xúc tác để làm sạch khí thải ôtô, xúc tác<br />

trong lò đốt rác y tế. So với các xúc tác cùng loại chứa <strong>nguyên</strong> <strong>tố</strong> quý (Pt),<br />

xúc tác chứa NTĐH bền với nhiệt, bên hóa học, có hoạt tính cao hơn <strong>và</strong> điều<br />

quan trọng là giá thành rẻ hơn. Sử dụng một thời gian các xúc tác <strong>đất</strong> <strong>hiếm</strong><br />

được <strong>phụ</strong>c hồi <strong>bằng</strong> cách rửa <strong>bằng</strong> dung dịch HCl loãng.<br />

Nhiều kim loại <strong>đất</strong> <strong>hiếm</strong> có tiết diện bắt nơtron lớn, nên được dùng để<br />

<strong>hấp</strong> thụ nơtron nhiệt trong lò phản ứng hạt nhân.<br />

Trong công nghiệp luyện kim, các NTĐH được dùng để cho thêm <strong>và</strong>o<br />

một số hợp kim. Chẳng hạn để sản xuất gang biến tính người ta cho thêm các<br />

NTĐH. Do tác dụng của các NTĐH, không những một số tạp chất có hại<br />

trong gang bị loại ra mà cấu trúc của cacbon trong gang cũng biến đổi làm<br />

giảm tính giòn của gang <strong>và</strong> gang biến tính có thể thay thép. Thêm NTĐH <strong>và</strong>o<br />

hợp kim của Magie làm cho hợp kim bền cơ học <strong>và</strong> bền nhiệt hơn. Những hợp<br />

kim này được dùng để chế tạo thiết bị trong máy bay. Thép chứa 6% xeri<br />

dùng làm dụng cụ phẫu thuật trong y tế.<br />

Trong lĩnh vực vật liêu từ, các NTĐH cũng đóng vai trò quan trọng. Cá<br />

vật liệu từ chứa <strong>đất</strong> <strong>hiếm</strong> có độ phản từ <strong>và</strong> mật độ năng lượng từ cao, giá<br />

thành rẻ <strong>và</strong> sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực chế tạo động cơ điện, máy gia <strong>tố</strong>c<br />

proton, máy tính. Đó là các hợp kim NdFeB, SmCo6, SmFeCu có từ tính<br />

mạnh gấp nhiều lần nam châm làm <strong>bằng</strong> sắt. Dùng để chế tạo các thiết bị trên<br />

máy bay <strong>và</strong> tàu vũ trụ.<br />

SVTH: Lưu Thị Xuyến 16 Lớp: ĐH CN Hóa Vô Cơ – K5


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội<br />

Khóa luận <strong>tố</strong>t nghiệp<br />

Trong công nghiệp thủy tinh, các NTĐH được sử dụng khá nhiều: CeO2,<br />

Nd2O3 được dùng để khử màu thủy tinh. Một số NTĐH được sử dụng để<br />

nhuộm màu thủy tinh như Nd2O3 (tím hồng), CeO2 (<strong>và</strong>ng chanh), …Y2O3 <strong>và</strong><br />

Eu2O3 được dùng để chế tạo gốm kĩ thuật <strong>và</strong> dân dụng chịu nhiệt cao.<br />

Các NTĐH còn được dùng để chế tạo vật liệu phát quang có hiệu suất<br />

phát quang cao, <strong>tố</strong>n ít năng lượng. Được sử dụng làm bột cho đèn huỳnh<br />

quang, đèn compax màu, đèn hình tivi.<br />

Trong nông nghiệp các NTĐH được dùng để ngâm tẩm hạt giống, sản<br />

xuất phân bón vi lượng. NTĐH tạo ra các hợp chất enzim làm cho cây trồng<br />

có khả năng kháng được sâu bệnh, cho năng suất cây trồng cao, bảo vệ môi<br />

trường.<br />

<strong>La</strong>2O3 được dùng làm chất xúc tác tự động; gốm, sứ; kính; chất huỳnh<br />

quang <strong>và</strong> chất nhuộm.<br />

<strong>Pr</strong>6O11 được dùng làm gốm, sứ; kính <strong>và</strong> chất nhuộm; nam châm vĩnh cửu.<br />

Với việc ứng dụng các NTĐH đã khá phổ biến trong các ngành khoa học<br />

kĩ thuật, kinh tế quốc dân, nhu cầu về NTĐH ngày càng cao. Trong khi các<br />

NTĐH có trong tự nhiên rất phân tán. Để đáp ứng nhu cầu NTĐH cho các<br />

ngành khoa học kĩ thuật, việc nghiên <strong>cứu</strong> thu hồi các NTĐH từ quặng <strong>và</strong> việc<br />

phân tách chúng là một vấn đề cấp bách <strong>và</strong> quan trọng được các nhà khoa<br />

học quan tâm.<br />

Trong đó, hai <strong>nguyên</strong> <strong>tố</strong> thuộc nhóm nhẹ: <strong>La</strong>, <strong>Pr</strong> là những <strong>nguyên</strong> <strong>tố</strong> rất<br />

quan trọng <strong>và</strong> cần thiết trọng công nghiệp, khoa học kĩ thuật. Vì vậy việc<br />

nghiên <strong>cứu</strong> để thu hồi <strong>và</strong> tách các <strong>nguyên</strong> <strong>tố</strong> trên ra khỏi nhau là rất cần thiết.<br />

Hiện nay để tách các NTĐH, người ta thường sử dụng các hợp chất <strong>poly</strong>me,<br />

đặc biệt là <strong>nhựa</strong> Poly <strong>hydroxamic</strong> <strong>axit</strong> (PHA) <strong>và</strong> dẫn xuất của nó.<br />

SVTH: Lưu Thị Xuyến 17 Lớp: ĐH CN Hóa Vô Cơ – K5


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội<br />

Khóa luận <strong>tố</strong>t nghiệp<br />

Giới thiệu chung về <strong>nhựa</strong> <strong>poly</strong>(<strong>hydroxamic</strong> <strong>axit</strong>) (PHA)<br />

1.1.8. Đặc điểm chung của <strong>poly</strong>(<strong>hydroxamic</strong> <strong>axit</strong>)<br />

Công thức cấu tạo đơn giản của <strong>poly</strong> (Hydroxamic <strong>axit</strong>):<br />

Trong đó, P là polime xương sống.<br />

Trong thành phần của <strong>nhựa</strong> PHA chứa 2 nhóm chức chính là –CONHOH<br />

<strong>và</strong> –COOH. Nhóm –COOH có trong thành phần <strong>nhựa</strong> là vì trong <strong>quá</strong> <strong>trình</strong><br />

thủy phân một phần –CONHOH đã bị thủy phân tạo thành –COOH.<br />

Poly(<strong>hydroxamic</strong> <strong>axit</strong>) được tổng hợp theo nhiều phương pháp khác<br />

nhau như: đi từ <strong>poly</strong>acrylamit, <strong>poly</strong>(acrylic <strong>axit</strong>), <strong>poly</strong>(metylacrylat)…hoặc đi<br />

từ acrylcacbo<strong>hydroxamic</strong> với hydroxylamin trong điều kiện thích hợp [15].<br />

Theo [16], các tác giả đã tổng hợp PHA từ <strong>poly</strong> (acrylamit) (PAA) trong<br />

điều kiện thích hợp:<br />

Hình 1.3. Sơ đồ phản ứng tổng hợp PHA từ Polyacrylamit<br />

Sau <strong>quá</strong> <strong>trình</strong> tổng hợp thu được <strong>nhựa</strong> PHA có thành phần <strong>nguyên</strong> <strong>tố</strong> của<br />

<strong>poly</strong> (<strong>hydroxamic</strong> <strong>axit</strong>) chứa chủ yếu 4 <strong>nguyên</strong> <strong>tố</strong>: C, H, N, O. Trong đó gồm<br />

SVTH: Lưu Thị Xuyến 18 Lớp: ĐH CN Hóa Vô Cơ – K5


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội<br />

Khóa luận <strong>tố</strong>t nghiệp<br />

44,69% C, 6,68% H, 16,05% N, 31,46% O [16]. Ta thấy hàm lượng <strong>nguyên</strong><br />

<strong>tố</strong> N <strong>và</strong> O cao hơn nhiều so với H cho thấy mức độ chuyển đổi cao của các<br />

nhóm <strong>axit</strong> hydroxmic.<br />

Poly(<strong>hydroxamic</strong> <strong>axit</strong>) là loại <strong>poly</strong>me có khả năng tạo phức vòng càng<br />

bền với nhiều ion kim loại khác nhau [17]. Nhóm <strong>hydroxamic</strong> <strong>axit</strong> trong<br />

<strong>poly</strong>me có công thức chung là RCO-RHOH (R là ankyl hoặc aryl) <strong>và</strong> xuất<br />

hiện ở hai dạng tautome hóa giữa xeton <strong>và</strong> enol như trong hình 1.4<br />

Hình 1.4. Nhóm chức hyroxamic ở dạng tautome hóa giữa xeton <strong>và</strong><br />

enol<br />

Giai đoạn tách <strong>và</strong> tinh chế có thể sử dụng phương pháp sắc ký trao đổi<br />

ion, trong đó chất nhồi cột là PHA đóng vai trò làm pha tĩnh <strong>và</strong> pha động là<br />

dung dịch muối của kim loại cần tách <strong>và</strong> tinh chế.<br />

1.1.9. Ứng dụng của <strong>poly</strong>(<strong>hydroxamic</strong> <strong>axit</strong>) trong việc <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> <strong>và</strong> tách các<br />

đổi ion kim loại <strong>đất</strong> <strong>hiếm</strong><br />

Việc tách các <strong>nguyên</strong> <strong>tố</strong> <strong>đất</strong> <strong>hiếm</strong> ra khỏi nhau là một trong những vấn<br />

đề khó khăn nhất trong hóa vô cơ vì tính chất hóa học của chúng rất giống<br />

nhau. Thông thường không thể chọn một phương pháp nào đó để áp dụng cho<br />

tất cả các trường hợp [4,18,19].<br />

Việc tách các NTĐH ra khỏi nhau con gặp khó khăn khác là thành phần<br />

rất khác nhau của từng NTĐH trong quặng, do đó phương pháp tách phải<br />

được chọn lựa sao cho phù hợp với thừng thành phần NTĐH cụ thể. Trước<br />

tiên, cần tách sơ bộ các NTĐH thành các nhóm NTĐH có tính chất gần giống<br />

nhau, sau đó tách riêng rẽ từng NTĐH [5,6,18,19].<br />

SVTH: Lưu Thị Xuyến 19 Lớp: ĐH CN Hóa Vô Cơ – K5


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội<br />

Khóa luận <strong>tố</strong>t nghiệp<br />

Việc tách các ion kim loại khác nhau <strong>bằng</strong> kỹ thuật trao đổi ion trên cơ<br />

sở các <strong>poly</strong>me đã được sử dụng từ lâu. Trong đó, có nhóm chức đặc biệt để<br />

tách một số <strong>nguyên</strong> <strong>tố</strong> <strong>đất</strong> <strong>hiếm</strong> đã <strong>và</strong> đang được nhiều nhà khoa học trên thế<br />

giới quan tâm nghiên <strong>cứu</strong> sử dụng làm chất trao đổi ion để tách các <strong>nguyên</strong> <strong>tố</strong><br />

<strong>đất</strong> <strong>hiếm</strong>. Trong số đó, các <strong>poly</strong>me chứa các nhóm chức amino<strong>axit</strong>, <strong>axit</strong><br />

photphonic, amino photphonic, <strong>axit</strong> cacboxylic... được sử dụng khá phổ biến.<br />

Đặc biệt là <strong>poly</strong>me trên cơ sở <strong>poly</strong>(<strong>hydroxamic</strong> <strong>axit</strong>) đã được sử dụng để<br />

nghiên <strong>cứu</strong> tách một số <strong>nguyên</strong> <strong>tố</strong> <strong>đất</strong> <strong>hiếm</strong>. Nhóm <strong>hydroxamic</strong> <strong>axit</strong> của<br />

<strong>poly</strong>me trên cơ sở <strong>poly</strong>(<strong>hydroxamic</strong> <strong>axit</strong>) có khả năng tạo phức vòng càng đối<br />

với nhiều ion kim loại. Trên cơ sở đó đã có nhiều nghiên <strong>cứu</strong> được tiến hành<br />

nhằm tổng hợp <strong>và</strong> ứng dụng <strong>poly</strong>(<strong>hydroxamic</strong> <strong>axit</strong>) trong việc tách, chiết <strong>và</strong><br />

tinh chế các kim loại quý như các <strong>nguyên</strong> <strong>tố</strong> phóng xạ U, Nd.., sử dụng tách<br />

các <strong>nguyên</strong> <strong>tố</strong> <strong>đất</strong> <strong>hiếm</strong> ra khỏi hỗn hợp [20].<br />

Cơ chế phản ứng giữa <strong>nhựa</strong> PHA với ion KLĐH được biểu diễn trong<br />

hình hình 1.5.<br />

Hình 1.5. Cơ chế phản ứng giữa PHA <strong>và</strong> ion KLĐH<br />

Dựa trên cơ chế phản ứng trên đã có nhiều nhà khoa học trên thế giới đã<br />

ứng dụng <strong>và</strong>o tách các NTĐH. Chẳng hạn như, với mục đích tách các <strong>nguyên</strong><br />

<strong>tố</strong> <strong>đất</strong> <strong>hiếm</strong> uranium, Kayasth <strong>và</strong> cộng sự đã nghiên <strong>cứu</strong> sử dụng <strong>nhựa</strong> trao đổi<br />

ion Chelex-100 (styren-divinylbenzen co<strong>poly</strong>me có chứa nhóm iminodiaxetic<br />

SVTH: Lưu Thị Xuyến 20 Lớp: ĐH CN Hóa Vô Cơ – K5


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội<br />

Khóa luận <strong>tố</strong>t nghiệp<br />

<strong>axit</strong>). Kết quả nghiên <strong>cứu</strong> cho thấy sau <strong>quá</strong> <strong>trình</strong> tách lượng <strong>đất</strong> <strong>hiếm</strong> có trong<br />

mẫu uranium hầu như không đáng kể, uranium thu được có độ tinh khiết rất<br />

cao. Hiệu suất tách cao hơn hẳn khi sử dụng phương pháp kết tủa (chỉ đạt<br />

khoảng 60-80%).[20]<br />

Việc tách <strong>và</strong> tinh chế một lượng nhỏ <strong>đất</strong> <strong>hiếm</strong>, ví dụ Scandi (III), từ một<br />

lượng lớn hỗn hợp <strong>đất</strong> <strong>hiếm</strong> đã được tiến hành bởi Hubicki. Tác nhân tạo<br />

phức <strong>và</strong> trao đổi ion có thể được sử dụng như photphonic, aminophotphonic<br />

<strong>và</strong> xenlulozơ photphat [21]. Sử dụng các tác nhân này có thể tách chọn lọc<br />

Sc(III) từ dung dịch muối với Y(III), <strong>La</strong>(III) hay Ln(III). Độ bền cao của phức<br />

Scandi với photphoric <strong>và</strong> amino photphoric <strong>axit</strong> làm tăng độ chọn lọc của <strong>quá</strong><br />

<strong>trình</strong> tách lượng nhỏ Sc(III) từ Y(III), <strong>La</strong>(III) <strong>và</strong> Ln(III).<br />

Đất <strong>hiếm</strong> được tách <strong>và</strong> thu hồi không chỉ từ nguồn quặng mà có thể từ<br />

nguồn nước biển <strong>bằng</strong> cách sử dụng <strong>nhựa</strong> trao đổi ion. Fahat <strong>và</strong> các cộng sự<br />

đã nghiên <strong>cứu</strong> sử dụng <strong>nhựa</strong> có chứa nhóm β-dixeton fluorinat được tạo lưới<br />

<strong>bằng</strong> divinylbenzen để thu hồi một số <strong>nguyên</strong> <strong>tố</strong> <strong>đất</strong> <strong>hiếm</strong> từ nước biển [22].<br />

Kết quả nghiên <strong>cứu</strong> cho thấy hàm lượng thu hồi được từ nước biển đối với các<br />

<strong>nguyên</strong> <strong>tố</strong> như <strong>La</strong>, Ce, Nd, Sm, Eu, Gd, Dy <strong>và</strong> Lu đạt trên 95%.<br />

Hiệu quả tách <strong>bằng</strong> phương pháp tạo phức, trao đổi ion <strong>phụ</strong> thuộc nhiều<br />

<strong>và</strong>o dung lượng <strong>hấp</strong> thụ hay diện tích bề mặt <strong>và</strong> bản chất của nhóm chức có<br />

khả năng tạo phức của <strong>poly</strong>me được sử dụng. Trong đó các yếu <strong>tố</strong> bản chất<br />

của chất tạo lưới, mức độ tạo lưới, pH, nhiệt độ, bản chất của ion kim loại là<br />

rất quan trọng, chúng quyết định dung lượng <strong>hấp</strong> thu ion kim loại. Wu <strong>và</strong><br />

cộng sự [23] đã tiến hành nghiên <strong>cứu</strong> sự <strong>hấp</strong> thu của Holmium (III) lên <strong>nhựa</strong><br />

amino photphonic <strong>axit</strong>. Kết quả của nghiên <strong>cứu</strong> này đã tìm ra những điều kiện<br />

về pH, nhiệt độ <strong>tố</strong>i ưu, đồng thời xác định được hằng số <strong>hấp</strong> thụ <strong>và</strong> cơ chế <strong>hấp</strong><br />

thụ của Ho (III) <strong>bằng</strong> phổ hồng ngoại.<br />

SVTH: Lưu Thị Xuyến 21 Lớp: ĐH CN Hóa Vô Cơ – K5


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội<br />

Khóa luận <strong>tố</strong>t nghiệp<br />

Khả năng tách chọn lọc các <strong>nguyên</strong> <strong>tố</strong> <strong>đất</strong> <strong>hiếm</strong> của <strong>nhựa</strong> trao đổi ion<br />

iminodiaxetic cũng rất đáng quan tâm. Cụ thể là trong công <strong>trình</strong> nghiên <strong>cứu</strong><br />

của Moore, tác giả còn sử dụng kết hợp <strong>nhựa</strong> trao đổi ion sunfonic có tác<br />

dụng <strong>hấp</strong> thu hiệu quả nhóm các <strong>nguyên</strong> <strong>tố</strong> <strong>đất</strong> <strong>hiếm</strong> nhẹ, nhóm nặng hơn<br />

được <strong>hấp</strong> thụ bởi <strong>nhựa</strong> imino diaxetic <strong>và</strong> sử dụng EDTA cho <strong>quá</strong> <strong>trình</strong> rửa<br />

giải [25].<br />

Selvi<strong>và</strong> cộng sự [26] cũng tiến hành nghiên <strong>cứu</strong> sử dụng <strong>nhựa</strong><br />

<strong>poly</strong>(<strong>hydroxamic</strong>)- PHA để tách Galli (Ga) từ dung dịch natri aluminat, một<br />

sản phẩm của ngành công nghiệp sản xuất nhôm. Trong công <strong>trình</strong> này, tác<br />

giả đã tiến hành nghiên <strong>cứu</strong> tổng hợp PHA từ acrylonitrin-divinylbenzene<br />

(DVB), nghiên <strong>cứu</strong> <strong>quá</strong> <strong>trình</strong> <strong>hấp</strong> thụ, tách Galli <strong>bằng</strong> cột tách sử dụng <strong>nhựa</strong><br />

nhồi là PHA. Kết quả nghiên <strong>cứu</strong> cũng cho thấy dung lượng <strong>hấp</strong> thu ảnh<br />

hưởng bởi kích thước hạt <strong>nhựa</strong> <strong>và</strong> chất pha loãng thêm <strong>và</strong>o cột, đồng thời các<br />

tác giả đã tìm ra khoảng kích thước <strong>tố</strong>i ưu. Dung tích <strong>hấp</strong> thu được xác định<br />

<strong>bằng</strong> phương pháp phân tích hàm lượng ion kim loại trong dung dịch sau khi<br />

qua cột tách. Trong <strong>quá</strong> <strong>trình</strong> tách, rửa cột thì yếu <strong>tố</strong> pH đóng vai trò rất quan<br />

trọng.<br />

Trong công <strong>trình</strong> nghiên <strong>cứu</strong> sử dụng <strong>nhựa</strong> trao đổi trên cơ sở PHA để<br />

tách <strong>nguyên</strong> <strong>tố</strong> <strong>La</strong> ra khỏi nước <strong>và</strong> tiến hành xác định lượng <strong>hấp</strong> thụ của PHA<br />

đối với ion kim loại [27], các tác giả đã tiến hành thí nghiệm tạo phức của<br />

PHA với một số ion <strong>nguyên</strong> <strong>tố</strong> <strong>đất</strong> <strong>hiếm</strong> như <strong>La</strong> 3+ , Dy 3+ , <strong>Pr</strong> 3+ , Ce 3+ , Nd 3+ ,<br />

Gd 3+ , Eu 3+ , Tb 3+ cùng với <strong>quá</strong> <strong>trình</strong> thay đổi pH. Kết quả cho thấy dung<br />

lượng <strong>hấp</strong> thu <strong>đất</strong> <strong>hiếm</strong> của <strong>nhựa</strong> trao đổi ion trên cơ sở PHA <strong>phụ</strong> thuộc <strong>và</strong>o<br />

pH. Khi pH tăng thì dung lượng <strong>hấp</strong> thu tăng lên. Nhựa trao đổi ion có ái lực<br />

<strong>hấp</strong> thu mạnh với <strong><strong>La</strong>ntan</strong> ở pH = 6 <strong>và</strong> dung lượng <strong>hấp</strong> thu <strong>La</strong> ở pH này<br />

khoảng 2,3 mmol/g. Theo kết quả nghiên <strong>cứu</strong> này thì thứ tự <strong>hấp</strong> thu chọn lọc<br />

được sắp xếp như sau: <strong>La</strong> 3+ > Dy 3+ > <strong>Pr</strong> 3+ > Ce 3+ > Nd 3+ > Gd 3+ > Eu 3+ > Tb 3+ .<br />

SVTH: Lưu Thị Xuyến 22 Lớp: ĐH CN Hóa Vô Cơ – K5


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội<br />

Khóa luận <strong>tố</strong>t nghiệp<br />

Ngoài ra PHA với vai trò là <strong>nhựa</strong> trao đổi ion cũng đã được nghiên <strong>cứu</strong><br />

sử dụng nhằm tách urani ra khỏi hỗn hợp với Nd [28]. Bản chất liên kết giữa<br />

ion Uranyl <strong>và</strong> <strong>poly</strong>(<strong>hydroxamic</strong> <strong>axit</strong>) dạng hydrogel được tổng hợp từ<br />

<strong>poly</strong>(acrylamit) cũng đã được tiến hành nghiên <strong>cứu</strong> [29]. Chỉ số liên kết của<br />

<strong>poly</strong>(<strong>hydroxamic</strong> <strong>axit</strong>) với ion Uranyl được xác định qua độ <strong>hấp</strong> thụ ion này.<br />

Bên cạnh đó ảnh hưởng của các yếu <strong>tố</strong> như nồng độ ion, pH, nhiệt độ…đến<br />

độ <strong>hấp</strong> thu của ion Uranyl lên hydrogel <strong>poly</strong>(<strong>hydroxamic</strong> <strong>axit</strong>) cũng được tác<br />

giả <strong>và</strong> các cộng sự tiến hành khảo sát.<br />

Khaled F. Hassan <strong>và</strong> cộng sự [29] đã nghiên <strong>cứu</strong> <strong>quá</strong> <strong>trình</strong> tách Zr từ Y,<br />

Sr <strong>bằng</strong> PHA, các kết quả cho thấy, PHA có khả năng tách loại riêng rẽ Zr từ<br />

Y, Sr.<br />

❖ Nhận xét: So với phương pháp sử dụng <strong>nhựa</strong> trao đổi ion các <strong>poly</strong>me<br />

trên cơ sở <strong>poly</strong>(<strong>hydroxamic</strong> <strong>axit</strong>) có khả năng tách <strong>tố</strong>t hơn, điều này vì <strong>nhựa</strong><br />

trao đổi ion chỉ đơn thuần có khả năng trao đổi những ion cụ thể của nó với<br />

các ion của NTĐH trong dung dịch trong khi đó <strong>poly</strong>me trên cơ sở<br />

<strong>poly</strong>(<strong>hydroxamic</strong> <strong>axit</strong>) ngoài khả năng trao đổi ion còn có chứa các nhóm<br />

chức năng như – CONHOH, - SO3H,.. có thể tạo liên kết phức vòng càng bền<br />

với các ion kim loại <strong>đất</strong> <strong>hiếm</strong> vì vậy khả năng tách sẽ đạt hiệu quả cao hơn so<br />

với <strong>nhựa</strong> trao đổi ion thông thường. Đồng thời các tác nhân có khả năng tạo<br />

phức vòng càng nói chung <strong>và</strong> <strong>poly</strong>(<strong>hydroxamic</strong> <strong>axit</strong>) nói riêng làm tăng hệ số<br />

tách đối với các ion kim loại [30]. Điều này có ý nghĩa rất lớn trong việc sử<br />

dụng <strong>poly</strong>(<strong>hydroxamic</strong> <strong>axit</strong>) trong phương pháp tạo phức trao đổi ion ở dạng<br />

hydrogel để tách chiết các <strong>nguyên</strong> <strong>tố</strong> kim loại.<br />

Phương pháp sử dụng một số <strong>poly</strong>me trên cơ sở <strong>poly</strong>(<strong>hydroxamic</strong> <strong>axit</strong>)<br />

(PHA) để tách các <strong>nguyên</strong> <strong>tố</strong> <strong>đất</strong> <strong>hiếm</strong> là một trong những hướng nghiên <strong>cứu</strong><br />

đã <strong>và</strong> đang được nghiều nhà khoa học trên thế giới quan tâm. Phương pháp<br />

này được cho là đơn giản hơn phương pháp chiết <strong>và</strong> tiêu <strong>tố</strong>n ít hóa chất tách<br />

SVTH: Lưu Thị Xuyến 23 Lớp: ĐH CN Hóa Vô Cơ – K5


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội<br />

Khóa luận <strong>tố</strong>t nghiệp<br />

<strong>và</strong> tinh chế. Từ những ưu điểm vượt trội trên so với các phương pháp khác<br />

nên phương pháp này sẽ được sử dụng nhiều hơn.<br />

Vì vậy trong bài khóa luận của mình em sẽ <strong>trình</strong> bày về phần <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong><br />

các NTĐH <strong><strong>La</strong>ntan</strong>, <strong><strong>Pr</strong>aseodym</strong> dựa trên phương pháp trao đổi ion trên cơ sở<br />

các <strong>poly</strong>me có nhóm chức đặc biệt. Đây cũng là cơ sở <strong>và</strong> định hướng ban đầu<br />

cho <strong>quá</strong> <strong>trình</strong> tách các NTĐH.<br />

Các phương pháp xác định hàm lượng <strong>La</strong> 3+ , <strong>Pr</strong> 3+<br />

1.1.10. Phương pháp trắc quang (phổ <strong>hấp</strong> thụ phân tử UV-VIS)<br />

- Phân tích trắc quang là tên gọi chung của các phương pháp phân tích<br />

quang học dựa trên sự tương tác chọn lọc giữa chất cần xác định với năng<br />

lượng bức xạ thuộc vùng tử ngoại, khả kiến hoặc hồng ngoại.<br />

- Nguyên tắc của phương pháp trắc quang là dựa <strong>và</strong>o lượng ánh sáng đã<br />

bị <strong>hấp</strong> thụ bởi chất <strong>hấp</strong> thụ để tính hàm lượng của chất <strong>hấp</strong> thụ.<br />

- Nguyên tắc chung của phương pháp phân tích trắc quang là chuyển cấu<br />

tử cần xác định hàm lượng thành hợp chất có khả năng <strong>hấp</strong> thụ ánh sáng. Sau<br />

đó đo sự <strong>hấp</strong> thụ ánh sáng của hợp chất tạo thành <strong>và</strong> tính toán ra hàm lượng<br />

chất cần xác định.<br />

* Các định luật cơ bản về sự <strong>hấp</strong> thụ ánh sáng<br />

- Định luật <strong>La</strong>mbeer-Beer<br />

Khi chiếu một chùm bức xạ đơn sắc có cường độ I0 qua một lớp vật chất<br />

có bề dày thì cường độ bức xạ đơn sắc ló ra I bao giờ cũng nhỏ hơn I0.<br />

Tỉ số I<br />

I 0<br />

.100% = T được gọi là độ truyền qua.<br />

Tỉ số I 0−I<br />

.100% = A được gọi là độ <strong>hấp</strong> thụ.<br />

I<br />

Nguyên tắc của phương pháp biểu diễn theo sơ đồ sau:<br />

SVTH: Lưu Thị Xuyến 24 Lớp: ĐH CN Hóa Vô Cơ – K5


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội<br />

Khóa luận <strong>tố</strong>t nghiệp<br />

Hình 1.6. Sơ đồ mô tả sự <strong>hấp</strong> thụ ánh sáng của một dung dịch<br />

Có thể biểu diễn <strong>bằng</strong> biểu thức: I0 = IA + I + IR<br />

Trong đó: I0: Cường độ ban đầu của nguồn sáng<br />

IA: Cường độ ánh sáng bị <strong>hấp</strong> thụ bởi dung dịch<br />

IR: Cường độ phản xạ lại bởi thành cuvet <strong>và</strong> dung dịch, giá trị<br />

này được loại bỏ <strong>bằng</strong> cách lặp lại 2 lần đo.<br />

I: Cường độ ánh sáng sau khi qua dung dịch.<br />

Biểu thức của định luật <strong>La</strong>mbeer-Beer : A = lg I 0<br />

I = ɛ.C.l<br />

Trong đó: A: mật độ quang<br />

ɛ: độ <strong>hấp</strong> thụ phân tử, đơn vị L.mol -1 .cm -1<br />

l: bề dày của dung dịch, đơn vị cm<br />

C: nồng độ của dung dịch màu, đơn vị mol/L<br />

Nội dung: Tại một bước sóng nhất định, với cùng bề dày của lớp dung<br />

dịch, hệ số <strong>hấp</strong> thụ k tỉ lệ với nồng độ của chất <strong>hấp</strong> thụ của dung dịch.<br />

* Phân tích định lượng <strong>bằng</strong> phương pháp đường chuẩn<br />

Khi phân tích hàng loạt nhiều mẫu, chúng tôi sử dụng phương pháp<br />

SVTH: Lưu Thị Xuyến 25 Lớp: ĐH CN Hóa Vô Cơ – K5


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội<br />

Khóa luận <strong>tố</strong>t nghiệp<br />

đường tiêu chuẩn. Phương pháp này cho phép phân tích <strong>và</strong> tính toán kết quả<br />

nhanh, có thể triệt tiêu được các sai số hệ thống, thường được lập <strong>trình</strong> sẵn<br />

trong các phần mềm điều khiển của máy. Quy <strong>trình</strong> thực hiện như sau :<br />

- Chuẩn bị một dãy dung dịch chuẩn có nồng độ chính xác, tăng dần<br />

nồng độ Ci, C2, C3, C4, C5, C6 của chất chuẩn phân tích. (các dung dịch<br />

chuẩn phải có cùng điều kiện như dung dịch xác định)<br />

- Tiến hành đo mật độ quang Ai, A2, A3, A4, A5, A6 của các dung dịch<br />

chuẩn tại bước sóng λmax đã khảo sát.<br />

- Xây dựng đường chuẩn A = f(C). Viết phương <strong>trình</strong> hồi quy tuyến tính<br />

của đường chuẩn.<br />

- Chuẩn bị mẫu trong điều kiện tương tự, đo mật độ quang Ax.<br />

- Dựa <strong>và</strong>o đường chuẩn suy ra nồng độ Cx.<br />

* Ưu điểm của phương pháp đường chuẩn là có thể phân tích hàng loạt<br />

mẫu với cùng một đường chuẩn. Dung dịch cũng không cần phải tuân theo<br />

định luật <strong>La</strong>mbert – Beer một cách nghiêm ngạt.<br />

1.1.11. Phương pháp ICP-MS<br />

ICP-MS là kỹ thuật phân tích các <strong>nguyên</strong> <strong>tố</strong> vô cơ, dựa trên <strong>nguyên</strong> tắc<br />

ghi đo phổ theo khối lượng (m/z).<br />

Ưu điểm của phương pháp: có độ nhạy <strong>và</strong> độ lặp cao, có thể xác định<br />

được đồng thời hàng loạt các kim loại trong thời gian ngắn.<br />

SVTH: Lưu Thị Xuyến 26 Lớp: ĐH CN Hóa Vô Cơ – K5


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội<br />

Khóa luận <strong>tố</strong>t nghiệp<br />

CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM<br />

2.1. Hóa chất, dụng cụ <strong>và</strong> thiết bị<br />

2.1.1. Hóa chất<br />

- Các hóa chất dùng cho <strong>quá</strong> <strong>trình</strong> nghiên <strong>cứu</strong> đều ở dạng tinh khiết phân<br />

tích hoặc tinh khiết, bao gồm:<br />

+ Nhựa <strong>poly</strong> (<strong>hydroxamic</strong> <strong>axit</strong>) đã được nhóm nghiên <strong>cứu</strong> Viện hóa học-<br />

Viện Hàn Lâm <strong>và</strong> Khoa học Việt Nam tổng hợp<br />

+ Các oxit của 2 <strong>nguyên</strong> <strong>tố</strong> <strong>đất</strong> <strong>hiếm</strong>: <strong>La</strong>2O3, <strong>Pr</strong>6O11.<br />

+ Các hóa chất khác được sử dụng ngay không qua tinh chế lại: Natri<br />

hidroxit (NaOH), natri hidrocacbonat(NaHCO3), <strong>axit</strong> clohidric (HCl), <strong>axit</strong><br />

nitric (HNO3), natri axetat (NaCH3COO), <strong>axit</strong> axetic (CH3COOH),<br />

Ethylenediamine tetraacetic acid disodium salt (EDTA: C10H14N2O8Na2),<br />

phenolphthalein, arsenazo III, nước cất.<br />

2.1.2. Dụng cụ <strong>và</strong> thiết bị<br />

- Máy khuấy từ có gia nhiệt Heidolph, Serial No: 129603072<br />

- Cân phân tích<br />

- Hệ thống lọc, hút, kết nối tủ sấy chân không Karl Kolb<br />

- Dụng cụ thủy tinh: cốc thủy tinh 100, 250, 400 ml; bình tam giác; ống<br />

đong 50ml; pipet; buret; phễu lọc; đũa thủy tinh; cuvet.<br />

- Bình lọc, giấy lọc.<br />

- Máy đo pH<br />

- Phân tích hàm lượng kim loại trên máy đo UV- VIS, tại Viện Hóa học<br />

– Viện Hàn lâm Khoa học <strong>và</strong> Công nghệ Việt Nam.<br />

SVTH: Lưu Thị Xuyến 27 Lớp: ĐH CN Hóa Vô Cơ – K5


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội<br />

Khóa luận <strong>tố</strong>t nghiệp<br />

- Máy đo phổ khối <strong>nguyên</strong> tử ICP-MS (Model ELAN 9000 – Perkin<br />

Elmer), tại Viện Hóa học – Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam.<br />

2.2. Phương pháp tiến hành<br />

2.2.1. Xác định hàm lượng các nhóm chức <strong>và</strong> độ <strong>hấp</strong> thụ nước của <strong>nhựa</strong><br />

- Hàm lượng -COOH <strong>và</strong> –CONHOH:<br />

Cân chính xác mg PHA cho <strong>và</strong>o cốc đựng 50ml NaOH 0,25M khuấy<br />

đều trong 6h. Khi phản ứng kết thúc tiến hành lọc, lượng NaOH dư trong<br />

dung dịch lọc được chuẩn độ với 50ml HCl 0,25M. Hàm lượng –COOH +<br />

-CONHOH được tính toán từ lượng NaOH phản ứng hết với PHA.<br />

- COOH + -CONHOH =<br />

C NaOH V NaOH - C HCl V HCl<br />

m o<br />

(2.1)<br />

Với : AV (mmol/g) là hàm lượng –COOH + -CONHOH; CHCl là nồng độ<br />

dung dịch HCl 0,25M; VHCl (ml) dung dịch HCl 0,25M đã dùng ; CNaOH nồng<br />

độ dung dịch NaOH 0, 25M; VNaOH (ml) dung dịch NaOH 0,25M dư; m0 khối<br />

lượng PHA ban đầu (g).<br />

- Tính hàm lượng –COOH:<br />

Cân chính xác mg PHA khô cho <strong>và</strong>o cốc chứa 50ml NaHCO3 0,125M<br />

khuấy đều trong 12h. Sau đó lấy hỗn hợp này lọc <strong>và</strong> rửa sạch <strong>bằng</strong> nước cất.<br />

Phần dung dịch lọc được <strong>axit</strong> hóa với 50ml HCl 0,125M, sau đó đun sôi đuổi<br />

hết CO2 <strong>và</strong> chuẩn độ <strong>bằng</strong> NaOH 0,125M. Hàm lượng –COOH được tính từ<br />

lượng NaHCO3 phản ứng với <strong>poly</strong>me.<br />

- COOH =<br />

C NaHCOV 3 NaHCO3 - C HCl V HCl + C NaOH V NaOH<br />

m o<br />

(2.2)<br />

Với AV(mmol/g) hàm lượng PHA; CHCl nồng độ dung dịch HCl<br />

0,125M; VHCl (ml) dung dịch HCl 0,125M; CNaOH nồng độ dung dịch NaOH<br />

SVTH: Lưu Thị Xuyến 28 Lớp: ĐH CN Hóa Vô Cơ – K5


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội<br />

Khóa luận <strong>tố</strong>t nghiệp<br />

0,125M; VNaOH (ml) dung dịch NaOH 0,125M đã chuẩn độ; m khối lượng<br />

PHA (g).<br />

Hàm lượng nhóm chức cacbonyl <strong>và</strong> nhóm <strong>hydroxamic</strong> của các mẫu <strong>nhựa</strong><br />

được đo lập lại 3 lần trong cùng điều kiện thí nghiệm để xác định giá trị trung<br />

bình <strong>và</strong> sai số.<br />

- Độ <strong>hấp</strong> thụ nước của <strong>nhựa</strong><br />

Độ trương của <strong>nhựa</strong> được xác định <strong>bằng</strong> phương pháp trọng lượng.<br />

Cân một lượng chính xác 2g <strong>nhựa</strong> khô cho <strong>và</strong>o túi chè <strong>và</strong> ngâm <strong>và</strong>o<br />

trong nước cất ở nhiệt độ phòng (làm 2 mẫu như vậy). Sau 48giờ lấy 2 túi<br />

mẫu ra khỏi nước cất <strong>và</strong> để ráo nước trong khoảng 5phút. Xác định trọng<br />

lượng mẫu thu được. Độ trương của <strong>nhựa</strong> được tính theo công thức:<br />

W = m 2−m 1<br />

m 1<br />

× 100%. (2.3)<br />

Trong đó: m1 <strong>và</strong> m2 là khối lượng tương ứng của <strong>nhựa</strong> trước <strong>và</strong> sau khi<br />

<strong>hấp</strong> thụ nước.<br />

2.2.2. Phá mẫu các oxit <strong>đất</strong> <strong>hiếm</strong><br />

* Pha dung dịch gốc <strong>La</strong> 3+ từ oxit <strong>La</strong>2O3: Cân chính xác trên cân phân tích<br />

một lượng <strong>bằng</strong> 0.815g <strong>La</strong>2O3 (Merck), rồi hòa tan oxit <strong>bằng</strong> 1ml dung dịch<br />

HNO3(đặc) <strong>và</strong> định mức thành 100ml, rồi đun nóng dung dịch đến 80 0 C để<br />

đuổi hết <strong>axit</strong> dư. Ta thu được dung dịch <strong>La</strong>(NO3)3 0.05M. Sau đó xác định lại<br />

nồng độ <strong>La</strong> 3+ <strong>bằng</strong> dung dịch EDTA 0.01M với thuốc thử arsenazo III 10 -3 M<br />

ở pH = 4,75.<br />

* Pha các dung dịch <strong>Pr</strong> 3+ cũng tương tự như trên <strong>và</strong> tiến hành xác định<br />

lại nồng độ các dụng dịch trên <strong>bằng</strong> dung dịch EDTA 0,01M với thuốc thử<br />

arsenazo III ở pH = 4,75, sử dụng đệm axetat để điều chỉnh pH.<br />

2.2.3. Khảo sát phổ <strong>hấp</strong> thụ của phức các dung dịch <strong>La</strong> 3+ , <strong>Pr</strong> 3+<br />

SVTH: Lưu Thị Xuyến 29 Lớp: ĐH CN Hóa Vô Cơ – K5


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội<br />

Khóa luận <strong>tố</strong>t nghiệp<br />

Pha dung dịch <strong>La</strong> 3+ , <strong>Pr</strong> 3+ nồng độ 10 -5 M, sau đó cho tạo phức với thuốc<br />

thử arsenazo III có nồng độ 10 -4 M trong môi trường đệm axetat có pH =<br />

4,75 trong 30 phút, rồi đem đo phổ <strong>hấp</strong> thụ phân tử của các mẫu <strong>bằng</strong> UV-<br />

VIS để xác định bước sóng cực đại.<br />

2.2.4. Xây dựng phương <strong>trình</strong> đường chuẩn<br />

* Xây dựng phương <strong>trình</strong> đường chuẩn xác định <strong>La</strong> 3+ : Chuẩn bị 7 bình,<br />

mỗi bình chứa dung dịch ion <strong>La</strong> 3+ có nồng độ tăng dần từ 10 -4 đến 10 -3 M, sau<br />

đó điều chỉnh pH = 4,75, rồi thêm 1ml đệm axetat pH = 4,75 để ổn định pH.<br />

Sau đó cho tạo phức với thuốc thử arsenazo III có nồng độ 10 -4 M trong thời<br />

gian 30 phút. Mẫu trắng chứa <strong>axit</strong> 1ml HNO3 1%, điều chỉnh pH = 4,75, thêm<br />

1ml đệm axetat pH = 4,75 để ổn định pH, thuốc thử arsenazo 10 -4 M. Rồi đem<br />

các mẫu đo quang thu được các giá trị A <strong>và</strong> lập đường chuẩn để thu được<br />

phương <strong>trình</strong> đường chuẩn.<br />

<strong>La</strong> 3+ .<br />

* Xây dựng phương <strong>trình</strong> đường chuẩn xác định <strong>Pr</strong> 3+ : Tương tự đối với<br />

2.2.5. Động học <strong>quá</strong> <strong>trình</strong> <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong><br />

2.2.5.1. Xác định độ <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> của <strong>La</strong> 3+ <strong>và</strong> <strong>Pr</strong> 3+<br />

Chuẩn bị dung dịch chứa ion KLĐH <strong>bằng</strong> cách lấy 0,3g PHA cho <strong>và</strong>o<br />

cốc thủy tinh chứa 50ml dung dịch muối của KLĐH 0,05M rồi khuấy trên<br />

máy khuấy từ ở 25 0 C với <strong>tố</strong>c độ không đổi. Sau khi kết thúc <strong>quá</strong> <strong>trình</strong> <strong>hấp</strong><br />

<strong>phụ</strong>, lọc lấy dung dịch <strong>và</strong> xác định nồng ion kim loại <strong>bằng</strong> phương pháp đo<br />

UV- Vis.<br />

Độ <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> của kim loại trong <strong>nhựa</strong> được xác định theo công thức:<br />

q = (C o - C t ) .V<br />

m (2.4)<br />

SVTH: Lưu Thị Xuyến 30 Lớp: ĐH CN Hóa Vô Cơ – K5


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội<br />

Khóa luận <strong>tố</strong>t nghiệp<br />

Hoặc:<br />

(2.5)<br />

Trong đó:<br />

q, A là dung lượng <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> (mg/g hoặc mmol/g <strong>và</strong> %),<br />

C0 là nồng độ kim loại trong dung dịch ban đầu (mg/l hoặc mmol/l),<br />

Ct là nồng độ kim loại sau khi <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> ( mg/l hoặc mmol/l),<br />

V là thể tích dung dịch kim loại <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> (l),<br />

m là khối lượng chất lượng <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> (g).<br />

2.2.5.2. Xây dựng đường đẳng nhiệt <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> của <strong>La</strong> 3+ <strong>và</strong> <strong>Pr</strong> 3+<br />

* Khảo sát ảnh hưởng của pH đến khả năng <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> của PHA đối với<br />

<strong>La</strong> 3+ , <strong>Pr</strong> 3+<br />

Lấy 5ml dung dịch <strong>La</strong> 3+ , <strong>Pr</strong> 3+ 0,05M cho lần lượt <strong>và</strong>o các bình định mức<br />

50ml, sau đó điều chình pH của từng dung dịch trong khoảng từ 3 đến 7 <strong>bằng</strong><br />

NaOH loãng <strong>và</strong> dung dịch HNO3 loãng. Sau khi điều chỉnh pH, thêm 1ml<br />

đệm axetat để ổn định pH, rồi tiến hành định mức đến vạch định mức 50, rồi<br />

cho ra bình tam giác có chứa 0,3g <strong>nhựa</strong>. Tiến hành khuấy <strong>bằng</strong> máy khuấy từ<br />

ở nhiệt độ 25 0 C. Thời gian khuấy trong 4 giờ, khi kết thúc phản ứng lọc <strong>nhựa</strong><br />

lấy dung dịch còn lại đem đo quang <strong>và</strong> đo ICP để xác định nồng độ cân <strong>bằng</strong><br />

<strong>và</strong> tính độ <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong>.<br />

* Khảo sát thời gian đạt cân <strong>bằng</strong> phản ứng <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> của PHA đối với<br />

<strong>La</strong> 3+ , <strong>Pr</strong> 3+<br />

Lấy 5ml dung dịch <strong>La</strong> 3+ , <strong>Pr</strong> 3+ 0,05M cho lần lượt <strong>và</strong>o các bình định mức<br />

50ml, sau đó điều chỉnh pH của các dung dịch về pH <strong>tố</strong>i ưu đã khảo sát ở<br />

phần trên, sử dụng đệm axetat để ổn định pH rồi thêm nước cất đến vạch định<br />

mức. Tiến hành <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> <strong>bằng</strong> 0,3g <strong>nhựa</strong> PHA, khuấy các dung dịch <strong>bằng</strong> máy<br />

SVTH: Lưu Thị Xuyến 31 Lớp: ĐH CN Hóa Vô Cơ – K5


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội<br />

Khóa luận <strong>tố</strong>t nghiệp<br />

khuấy từ ở 25 0 C trong các khoảng thời gian 30, 60, 70, 80, 90, 120, 180 phút.<br />

Lọc <strong>nhựa</strong>, xác định nồng độ của các ion trong dung dịch sau khi <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> <strong>bằng</strong><br />

phương pháp đo quang thuốc thử arsenazo III 10 -4 M, thời gian tạo phức trong<br />

30 phút. Xác định được giá trị A thay <strong>và</strong>o phương <strong>trình</strong> đường chuẩn tính<br />

được nồng độ cân <strong>bằng</strong>, rồi chọn khoảng thời gian <strong>tố</strong>i ưu cho phản ứng.<br />

* Khảo sát dung lượng <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> cựu đại của <strong>nhựa</strong> đối với <strong>La</strong> 3+ <strong>và</strong> <strong>Pr</strong> 3+<br />

Hút các dung dịch ion <strong>La</strong> 3+ , <strong>Pr</strong> 3+ với các thể tích tương ứng với nồng độ<br />

tăng dần từ 200 đến 1000mg/l điều chỉnh pH đến pH <strong>tố</strong>i ưu đã khảo sát ở<br />

phần trên, sử dụng đệm axetat để ổn định pH, rồi thêm nước cất đến vạch định<br />

mức 50ml. Hấp <strong>phụ</strong> <strong>bằng</strong> 0,3g <strong>nhựa</strong>, khuấy trên máy khuấy từ trong khoảng<br />

thời gian đã khảo sát ở phần trên. Sau khi <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> xong lọc <strong>nhựa</strong> đem dung<br />

dịch còn lại đi đo quang xác định nồng độ cân <strong>bằng</strong> từ đó tính được dung<br />

lượng <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> đối với từng ion.<br />

Lượng chất bị <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> được tính như là hiệu số nồng độ đầu <strong>và</strong> nồng độ<br />

cân <strong>bằng</strong> trong các thể tích như nhau của dung dịch. Theo các dữ kiện thực<br />

nghiệm ta xây dựng đồ thị sự <strong>phụ</strong> thuộc khối lượng chất bị <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> <strong>và</strong> nồng<br />

độ cân <strong>bằng</strong> của nó trong dung dịch.<br />

Sự <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> trên vật xốp từ dung dịch loãng được mô tả <strong>bằng</strong> phương<br />

<strong>trình</strong> thực nghiệm Freundlich <strong>và</strong> <strong>La</strong>ngmuir.<br />

SVTH: Lưu Thị Xuyến 32 Lớp: ĐH CN Hóa Vô Cơ – K5


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội<br />

Khóa luận <strong>tố</strong>t nghiệp<br />

2.2.6. Động học <strong>quá</strong> <strong>trình</strong> giải <strong>hấp</strong> để thu hổi ion KLĐH<br />

2.2.6.1. Ảnh hưởng dung môi đến khả năng giải <strong>hấp</strong><br />

Để nghiên <strong>cứu</strong> ảnh hưởng của các dung môi HCl 0,5M, đệm axetat (pH<br />

= 4) đến <strong>quá</strong> <strong>trình</strong> giải <strong>hấp</strong> ion KLĐH. Chúng tôi xác định hiệu suất của <strong>quá</strong><br />

<strong>trình</strong> giải <strong>hấp</strong> theo công thức sau:<br />

H = C t ′<br />

C′ × 100%<br />

0<br />

′<br />

Trong đó: C 0 là nồng độ ion KLĐH <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> <strong>và</strong>o <strong>nhựa</strong> PHA (mg/l)<br />

′<br />

C t là nồng độ ion KLĐH đã giải <strong>hấp</strong> ra trong dung dịch (mg/l)<br />

Dung môi nào đạt hiệu suất giải <strong>hấp</strong> càng cao tức là lượng ion KLĐH đã<br />

giải <strong>hấp</strong> ra trong dung dịch càng lớn <strong>và</strong> dung môi đó được coi là <strong>tố</strong>i ưu.<br />

SVTH: Lưu Thị Xuyến 33 Lớp: ĐH CN Hóa Vô Cơ – K5


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội<br />

Khóa luận <strong>tố</strong>t nghiệp<br />

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN<br />

3.1. Một số đặc điểm của <strong>nhựa</strong> <strong>poly</strong>(<strong>hydroxamic</strong> <strong>axit</strong>)<br />

Trong thành phần <strong>nhựa</strong> PHA chứa nhóm chức chính là –CONHOH<br />

nhưng trong <strong>quá</strong> <strong>trình</strong> phản ứng nhóm này đã bị thủy phân một phần tạo thành<br />

nhóm –COOH. Nhưng gốc –COOH lại không <strong>tố</strong>t cho <strong>quá</strong> <strong>trình</strong> <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong>, vì<br />

vậy cần xác định <strong>và</strong> khống chế lượng –COOH ở hàm lượng t<strong>hấp</strong> nhất.<br />

Kết quả xác định hàm lượng các nhóm chức trong <strong>nhựa</strong> PHA như sau:<br />

- Tổng hàm lượng 2 nhóm (-COOH <strong>và</strong> –CONHOH) là 13,25 (mmol/g).<br />

- Hàm lượng nhóm –COOH là 1,035 (mmol/g)<br />

- Hàm lượng nhóm –CONHOH là 12,215 (mmol/g) (<strong>bằng</strong> tổng hàm<br />

lượng 2 nhóm trừ đi hàm lượng nhóm –COOH)<br />

Trong <strong>quá</strong> <strong>trình</strong> <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> cột thì việc xác định độ <strong>hấp</strong> thụ nước của <strong>nhựa</strong><br />

là rất quan trọng <strong>và</strong> cần thiết. Nhựa đã được ngâm nước <strong>và</strong> xác định được độ<br />

<strong>hấp</strong> thụ nước của <strong>nhựa</strong> đạt khoảng 10%, hầu như không <strong>hấp</strong> thụ nước.<br />

Nhựa PHA có diện tích bề mặt riêng theo BET là SBET = 85,112 m 2 /g <strong>và</strong><br />

thể tích lỗ xốp tổng là 0,21 ml/g. Ta thấy <strong>nhựa</strong> PHA có diện tích bề mặt riêng<br />

lớn chứng tỏ kích thước hạt nhỏ <strong>và</strong> sự phân bố lỗ xốp tập trung cho thấy hạt<br />

tương đối đồng nhất.<br />

3.2. Phổ <strong>hấp</strong> thụ của phức các dung dịch ion KLĐH<br />

Kết quả đo phổ <strong>hấp</strong> thụ của các dung dịch <strong>La</strong> 3+ , <strong>Pr</strong> 3+ với arsenazo III,<br />

được <strong>trình</strong> bày trong các hình 3.1 <strong>và</strong> 3.2.<br />

SVTH: Lưu Thị Xuyến 34 Lớp: ĐH CN Hóa Vô Cơ – K5


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội<br />

Khóa luận <strong>tố</strong>t nghiệp<br />

Hình 3.1. Phổ <strong>hấp</strong> thụ của <strong>La</strong> 3+ với arsenazo III<br />

Hình 3.2. Phổ <strong>hấp</strong> thụ của <strong>Pr</strong> 3+ với arsenazo III<br />

SVTH: Lưu Thị Xuyến 35 Lớp: ĐH CN Hóa Vô Cơ – K5


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội<br />

Khóa luận <strong>tố</strong>t nghiệp<br />

Từ hình vẽ ta thấy, phức của <strong>La</strong> 3+ với arsenazo III có λmax = 655 nm, <strong>và</strong><br />

phức của <strong>Pr</strong> 3+ với arsenazo III λmax = 656 nm. Vì vậy, trong các phép đo sau<br />

em chọn λmax = 655nm đối với <strong>La</strong> 3+ <strong>và</strong> λmax = 656nm đối với <strong>Pr</strong> 3+ .<br />

3.3. Xây dựng đường chuẩn của <strong>La</strong> 3+ <strong>và</strong> <strong>Pr</strong> 3+<br />

Pha các dung dịch <strong>La</strong>(NO3)3 với các nồng độ khác nhau từ dung dịch<br />

chuẩn 0,05M. Pha dung dịch gồm HNO3 1%, dùng đệm axetat để điều chỉnh<br />

pH = 4,75, thêm thuốc thử arsenazo III để làm mẫu trắng. Tiến hành đo mật<br />

độ quang của từng dung dịch. Dựng đồ thị biểu diễn sự <strong>phụ</strong> thuộc của mật độ<br />

quang <strong>và</strong>o nồng độ kết quả thu được ở bảng 3.1. Từ bảng số liệu này ta xây<br />

dựng đường chuẩn của <strong>La</strong> 3+ (Hình 3.3).<br />

Pha các dung dịch <strong>Pr</strong>(NO3)3 với các nồng độ khác nhau từ dung dịch<br />

chuẩn 0,05M. Pha dung dịch HNO3 1% làm mẫu trắng. Tiến hành đo mật độ<br />

quang của từng dung dịch. Dựng đồ thị biểu diễn sự <strong>phụ</strong> thuộc mật độ quang<br />

<strong>và</strong>o nồng độ kết quả thu được ở bảng 3.2. Từ số liệu này ta xây dựng đường<br />

chuẩn của <strong>Pr</strong> 3+ (Hình 3.4).<br />

Bảng 3.1. Sự <strong>phụ</strong> thuộc của mật độ quang <strong>và</strong>o nồng độ (C0) của <strong>La</strong> 3+<br />

1 2 3 4 5 6 7<br />

C0 (M)<br />

10 -4 2,5.10 -4 5.10 -4 7,5.10 -4 10 -3 2,5.10 -3 5.10 -3<br />

A 0,224 0,254 0,292 0,343 0,396 0,623 0,965<br />

SVTH: Lưu Thị Xuyến 36 Lớp: ĐH CN Hóa Vô Cơ – K5


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội<br />

Khóa luận <strong>tố</strong>t nghiệp<br />

Hình 3.3. Đường chuẩn của <strong>La</strong> 3+<br />

Bảng 3.2. Sự <strong>phụ</strong> thuộc của mật độ quang (A) <strong>và</strong>o nồng độ (C0) của<br />

<strong>Pr</strong> 3+<br />

1 2 3 4 5 6 7<br />

C0 (M) 10 -4 2,5.10 -4 5.10 -4 7,5.10 -4 10 -3 2,5.10 -3 5.10 -3<br />

A 0,018 0,026 0,032 0,038 0,042 0,065 0,115<br />

SVTH: Lưu Thị Xuyến 37 Lớp: ĐH CN Hóa Vô Cơ – K5


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội<br />

Khóa luận <strong>tố</strong>t nghiệp<br />

Hình 3.4. Hình Đường chuẩn của <strong>Pr</strong> 3+<br />

3.3. Động học <strong>quá</strong> <strong>trình</strong> <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> của dung dịch ion KLĐH <strong>bằng</strong> <strong>nhựa</strong><br />

PHA<br />

3.3.1. Ảnh hưởng của độ pH đến khả năng <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> của <strong>nhựa</strong><br />

Tiến hành <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> 50ml dung dịch <strong>La</strong> 3+ , <strong>Pr</strong> 3+ <strong>bằng</strong> 0,3g <strong>nhựa</strong> ở các pH<br />

khác nhau trong thời gian 90 phút đối với <strong>La</strong> 3+ <strong>và</strong> 120 phút đối với <strong>Pr</strong> 3+ . Sau<br />

khi <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> hoàn toàn đem dung dịch đi lọc, tiến hành đo quang <strong>và</strong> đo ICP để<br />

xác định nồng độ ion còn lại sau <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> từ đó tính ra độ <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong>. Kết quả<br />

được <strong>trình</strong> bày trong bảng 3.5 <strong>và</strong> 3.6. Từ bảng số liệu vẽ đồ thị thể hiện sự<br />

ảnh hưởng của pH đến độ <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> trong hình 3.5.<br />

SVTH: Lưu Thị Xuyến 38 Lớp: ĐH CN Hóa Vô Cơ – K5


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội<br />

Khóa luận <strong>tố</strong>t nghiệp<br />

Bảng 3.3. Kết quả nồng độ <strong>La</strong> 3+ sau <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> theo 2 phương pháp<br />

pH Đường chuẩn ICP<br />

3 1,71.10 -3 1,69.10 -3<br />

4 1,48.10 -3 1,51.10 -3<br />

5 1,22.10 -3 1,23.10 -3<br />

6 1,01.10 -3 0,99.10 -3<br />

7 1,3.10 -3 1,31.10 -3<br />

Bảng 3.4. Kết quả nồng độ <strong>Pr</strong> 3+ sau <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> theo 2 phương pháp<br />

pH Đường chuẩn ICP<br />

3 4,2.10 -3 4,26.10 -3<br />

4 4,15.10 -3 4,13.10 -3<br />

5 4,05.10 -3 4,08.10 -3<br />

6 3,9.10 -3 3,87.10 -3<br />

7 3,8.10 -3 3,82.10 -3<br />

Qua bảng số liệu 3.3 <strong>và</strong> 3.4 cho thấy, kết quả nồng độ <strong>La</strong> 3+ <strong>và</strong> <strong>Pr</strong> 3+ xác<br />

định theo 2 phương pháp khác nhau là tương đối như nhau. Trên thực tế<br />

phương pháp ICP là phương pháp hiện đại <strong>và</strong> chính xác nhất mà kết quả cho<br />

thấy cũng tương đối với kết quả của phương pháp đường chuản, vì vậy ta có<br />

thể sử dụng phương pháp đường chuẩn để xác định nồng độ các ion trong các<br />

thí nghiệm tiếp theo.<br />

Bảng 3.5. Ảnh hưởng của pH đến khả năng <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> của <strong>nhựa</strong> với <strong>La</strong> 3+<br />

pH C0 (M) Ccb (M) q(mmol/g) H (%)<br />

3 0,005 1,71.10 -3 0,548 65,8<br />

SVTH: Lưu Thị Xuyến 39 Lớp: ĐH CN Hóa Vô Cơ – K5


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội<br />

Khóa luận <strong>tố</strong>t nghiệp<br />

4 0,005 1,48.10 -3 0,587 70,4<br />

5 0,005 1,22.10 -3 0,63 75,6<br />

6 0,005 1,01.10 -3 0,665 79,8<br />

7 0,005 1,3.10 -3 0,617 74<br />

Bảng 3.6. Ảnh hưởng của pH đến khả năng <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> của <strong>nhựa</strong> với <strong>Pr</strong> 3+<br />

pH C0 (M) Ccb (M) q(mmol/g) H (%)<br />

3 0,005 4,2.10 -3 0,113 16<br />

4 0,005 4,15.10 -3 0,142 17<br />

5 0,005 4,05.10 -3 0,158 19<br />

6 0,005 3,9.10 -3 0,183 22<br />

7 0,005 3,8.10 -3 0,2 24<br />

SVTH: Lưu Thị Xuyến 40 Lớp: ĐH CN Hóa Vô Cơ – K5


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội<br />

Khóa luận <strong>tố</strong>t nghiệp<br />

Hình 3.5. Ảnh hưởng của pH đến khả năng <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> của <strong>nhựa</strong> đối với<br />

<strong>La</strong> 3+ , <strong>Pr</strong> 3+<br />

Từ số liệu thực nghiệm thể hiện trong bảng 3.5, 3.6 <strong>và</strong> hình 3.5, ta thấy<br />

trong khoảng pH khảo sát (3,00 ÷ 7,00), đối với <strong>La</strong> 3+ pH trong khoảng từ 3 – 6<br />

thì độ <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> tăng nhanh, khi pH tăng thêm thì độ <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> lại giảm đi, còn<br />

đối với <strong>Pr</strong> 3+ thì độ <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> tăng theo chiều tăng của độ pH nhưng tăng chậm<br />

<strong>và</strong> đạt cực đại đạt khi pH = 7. Điều này có thể giải thích như sau: Trong môi<br />

trường <strong>axit</strong> mạnh (pH t<strong>hấp</strong>), các phần tử của chất <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> <strong>và</strong> chất bị <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong><br />

đều được tích điện (+) bởi vậy lực tương tác giữa các phần tử là lực đẩy tĩnh<br />

điện, bên cạnh đó khi nồng độ ion H + hiện tại cao sẽ xảy ra sự cạnh tranh với<br />

các cation kim loại trong <strong>quá</strong> <strong>trình</strong> <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> nên làm giảm hiệu suất <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong>.<br />

Tương tự, khi pH tăng, nồng độ ion H + giảm, trong khi nồng độ cation kim<br />

SVTH: Lưu Thị Xuyến 41 Lớp: ĐH CN Hóa Vô Cơ – K5


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội<br />

Khóa luận <strong>tố</strong>t nghiệp<br />

loại gần như khôngđổi <strong>và</strong> sự <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> cation kim loại có thể giải thích giống<br />

sự trao đổi phản ứng H + - M 2+ (M: kim loại).<br />

Vì vậy, đối với <strong>La</strong> 3+ chọn pH = 6, đối với <strong>Pr</strong> 3+ chọn pH = 7 là các giá trị<br />

pH <strong>tố</strong>i ưu sẽ được sử dụng trong các thí nghiệm tiếp theo.<br />

3.3.2. Ảnh hưởng của thời gian đến độ <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong><br />

Để khảo sát ảnh hưởng của thời gian tới độ <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong>, ta sử dụng 0,3 g<br />

<strong>nhựa</strong> để <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> 50ml chứa ion KLĐH điều chỉnh pH về pH <strong>tố</strong>i ưu <strong>bằng</strong> đệm<br />

axetat khuấy trong thời gian nhất định. Kết quả thu được được <strong>trình</strong> bày<br />

trong bảng 3.7 <strong>và</strong> ảnh hưởng của thời gian đến độ <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> được thể hiện<br />

trong hình 3.6.<br />

Bảng 3.7. Ảnh hưởng của thời gian tới độ <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong><br />

Thời<br />

<strong>La</strong> 3+ <strong>Pr</strong> 3+<br />

gian<br />

(phút)<br />

C0<br />

(M)<br />

Ccb (M)<br />

q<br />

(mg/g)<br />

H<br />

(%)<br />

C0<br />

(M)<br />

Ccb (M)<br />

q<br />

(mg/g)<br />

H<br />

(%)<br />

30 5.10 -3 2.10 -3 69,5 60 5.10 -3 4,3.10 -3 16,45 14<br />

60 5.10 -3 1,6.0 -3 78,76 68 5.10 -3 4,15.10 -3 19,98 17<br />

70 5.10 -3 1,4.10 -3 83,4 72 5.10 -3 4,12.10 -3 20,68 17,6<br />

80 5.10 -3 1,3.10 -3 85,72 74 5.10 -3 4,1.10 -3 21,15 18<br />

90 5.10 -3 1,2.10 -3 88,03 76 5.10 -3 3,9.10 -3 25,85 22<br />

120 5.10 -3 1,2.10 -3 88,03 76 5.10 -3 3,8.10 -3 28,2 24<br />

180 5.10 -3 1,2.10 -3 88,03 76 5.10 -3 3,8.10 -3 28,2 24<br />

SVTH: Lưu Thị Xuyến 42 Lớp: ĐH CN Hóa Vô Cơ – K5


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội<br />

Khóa luận <strong>tố</strong>t nghiệp<br />

Hình 3.6. Ảnh hưởng của thời gian đến độ <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong><br />

Qua các số liệu thực nghiệm trong bảng 3.7 <strong>và</strong> hình 3.6 cho thấy, thời<br />

gian phản ứng(thời gian tiếp xúc của <strong>nhựa</strong> với ion KLĐH) càng tăng thì nồng<br />

độ ion kim loại còn lại trong dung dịch càng giảm <strong>và</strong> đến một khoảng thời<br />

gian nhất định đối với từng ion nồng độ ion còn lại trong dung dịch không đổi<br />

biểu hiện <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> đã đạt đến cực đại. Vì vậy, đối với <strong>La</strong> 3+ em chọn thời gian<br />

<strong>tố</strong>i ưu là 90 phút, còn đối với <strong>Pr</strong> 3+ là 120 phút là thời gian nghiên <strong>cứu</strong> các thí<br />

nghiệm tiếp theo.<br />

SVTH: Lưu Thị Xuyến 43 Lớp: ĐH CN Hóa Vô Cơ – K5


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội<br />

Khóa luận <strong>tố</strong>t nghiệp<br />

3.3.3. Ảnh hưởng của nồng độ ion kim loại đến độ <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> của <strong>nhựa</strong>.<br />

Dạng đường cong <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> do cơ chế <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> quyết định, đường đẳng<br />

nhiệt <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> có thể mô tả thông qua nhiều dạng phương <strong>trình</strong> đẳng nhiệt.<br />

Chúng tôi chọn khảo sát dạng đường đẳng nhiệt Freundlich <strong>và</strong> <strong>La</strong>ngmuir.<br />

Tiến hành thí nghiệm <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> 50 ml dung dịch <strong>La</strong> 3+ <strong>và</strong> <strong>Pr</strong> 3+ có nồng độ khác<br />

nhau <strong>bằng</strong> 0,3g PHA.<br />

3.3.3.1. <strong><strong>La</strong>ntan</strong> (III)<br />

Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nồng độ ion <strong>La</strong> 3+ trong dung dịch đến<br />

độ <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> được <strong>trình</strong> bày trong bảng 3.8 <strong>và</strong> các hình 3.7, 3.8, 3.9.<br />

Bảng 3.8. Độ <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> của <strong>La</strong> 3+ tại các nồng độ khác nhau.<br />

1 2 3 4 5 6<br />

C0 (mg/l) 200 300 500 700 900 1000<br />

Ccb (mg/l) 13,9 28,74 69,5 166,8 347,5 444,8<br />

q(mg/g) 31,02 45,21 71,75 88,87 92,08 92,53<br />

SVTH: Lưu Thị Xuyến 44 Lớp: ĐH CN Hóa Vô Cơ – K5


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội<br />

Khóa luận <strong>tố</strong>t nghiệp<br />

Hình 3.7. Đường đẳng nhiệt <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> <strong>La</strong> 3+<br />

Từ hình vẽ, ta thấy khi nồng độ <strong>La</strong> 3+ tăng thì độ <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> cũng tăng, <strong>và</strong> ở<br />

nồng độ t<strong>hấp</strong> thì độ <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> tăng nhanh hơn so với nồng độ cao <strong>và</strong> khi tăng<br />

nồng độ đến 1000mg/l thì <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> đạt cân <strong>bằng</strong>, độ <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> hầu như không<br />

thay đổi.<br />

SVTH: Lưu Thị Xuyến 45 Lớp: ĐH CN Hóa Vô Cơ – K5


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội<br />

Khóa luận <strong>tố</strong>t nghiệp<br />

Hình 3.8. Đường đẳng nhiệt Freundlich dạng tuyến tính của ion <strong>La</strong> 3+<br />

Hình 3.9. Đường đẳng nhiệt <strong>La</strong>ngmuir dạng tuyến tính của ion <strong>La</strong> 3+<br />

Khi xây dựng đường đẳng nhiệt <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> theo Freundlich <strong>và</strong> <strong>La</strong>ngmuir ta<br />

thấy dạng đường đẳng nhiệt của <strong>La</strong> 3+ phù hợp với đường đẳng nhiệt <strong>La</strong>ngmuir<br />

SVTH: Lưu Thị Xuyến 46 Lớp: ĐH CN Hóa Vô Cơ – K5


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội<br />

Khóa luận <strong>tố</strong>t nghiệp<br />

(R 2 = 0,999) hơn so với đường đẳng nhiệt Freundlich (R 2 = 0,903). Dựa <strong>và</strong>o<br />

phương <strong>trình</strong> đường thẳng tổng <strong>quá</strong>t của mô hình đẳng nhiệt <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong><br />

<strong>La</strong>ngmuir (1.4) <strong>và</strong> phương <strong>trình</strong> thực nghiệm trong hình 3.9 ta có thể tính<br />

được dung lượng <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> cực đại như sau:<br />

→ 4,807 = 444,8<br />

q max<br />

+ 0,287 → q max = 98,41 (mg/g)<br />

→ b = 2,92.10 -3<br />

Dung lượng <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> cực đại <strong>và</strong> hằng số <strong>La</strong>ngmuir của <strong>La</strong> 3+ lần lượt <strong>bằng</strong><br />

98,41 (mg/g) <strong>và</strong> 2,92.10 -3<br />

3.3.3.2. <strong><strong>Pr</strong>aseodym</strong> (III)<br />

Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nồng độ đến độ <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> của <strong>nhựa</strong> được<br />

<strong>trình</strong> bày trong bảng 3.9 <strong>và</strong> các hình 3.10, 3.11, 3.12.<br />

Bảng 3.9. Độ <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> của <strong>Pr</strong> 3+ tại các nồng độ khác nhau<br />

1 2 4 5 6 7<br />

C0 (mg/l) 100 300 500 700 900 1000<br />

Ccb (mg/l) 11,62 63,72 125 235,54 418,992 516,64<br />

q(mg/g) 14,73 39,38 62,5 77,41 80,168 80,56<br />

SVTH: Lưu Thị Xuyến 47 Lớp: ĐH CN Hóa Vô Cơ – K5


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội<br />

Khóa luận <strong>tố</strong>t nghiệp<br />

Hình 3.10. Đường đẳng nhiệt <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> <strong>Pr</strong> 3+<br />

Từ hình 3.10, ta nhận thấy độ <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> tăng khi tăng nồng độ <strong>Pr</strong> 3+ <strong>và</strong> ở<br />

nồng độ <strong>Pr</strong> 3+ t<strong>hấp</strong>, độ <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> tăng nhanh hơn so với nồng độ <strong>Pr</strong> 3+ cao.<br />

SVTH: Lưu Thị Xuyến 48 Lớp: ĐH CN Hóa Vô Cơ – K5


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội<br />

Khóa luận <strong>tố</strong>t nghiệp<br />

Hình 3.11. Đường đẳng nhiệt Freundlich dạng tuyến tính của ion <strong>Pr</strong> 3+<br />

Hình 3.12. Đường đẳng nhiệt <strong>La</strong>ngmuir dạng tuyến tính của ion <strong>Pr</strong> 3+<br />

SVTH: Lưu Thị Xuyến 49 Lớp: ĐH CN Hóa Vô Cơ – K5


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội<br />

Khóa luận <strong>tố</strong>t nghiệp<br />

Dựa <strong>và</strong>o số liệu thực nghiệm cho thấy mô hình đẳng nhiệt <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong><br />

<strong>La</strong>ngmuir mô tả khá <strong>tố</strong>t sự <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> của <strong>nhựa</strong> đối với ion <strong>La</strong> 3+ . Khi xây dựng<br />

đường đẳng nhiệt <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> theo Freundlich <strong>và</strong> <strong>La</strong>ngmuir ta thấy dạng đường<br />

đẳng nhiệt của <strong>Pr</strong> 3+ phù hợp với đường đẳng nhiệt <strong>La</strong>ngmuir (R 2 = 0,995) hơn<br />

so với đường đẳng nhiệt Freundlich (R 2 = 0,941). Theo phương <strong>trình</strong> đẳng<br />

nhiệt <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> <strong>La</strong>ngmuir (1.4) <strong>và</strong> phương <strong>trình</strong> thực nghiệm trong hình 3.12,<br />

tương tự với cách tính của lantan ta tìm được dung lượng <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> <strong>tố</strong>i đa đối<br />

với <strong>Pr</strong> 3+ là 90,4 mg/g.<br />

SVTH: Lưu Thị Xuyến 50 Lớp: ĐH CN Hóa Vô Cơ – K5


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội<br />

Khóa luận <strong>tố</strong>t nghiệp<br />

3.4. Động học <strong>quá</strong> <strong>trình</strong> giải <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong><br />

3.4.1. Ảnh hưởng của dung môi rửa giải tới <strong>quá</strong> <strong>trình</strong> giải <strong>hấp</strong><br />

Kết quả khảo sát ảnh hưởng của dung môi rửa giải tới <strong>quá</strong> <strong>trình</strong> giải <strong>hấp</strong><br />

ion <strong>La</strong> 3+ <strong>và</strong> <strong>Pr</strong> 3+ được <strong>trình</strong> bày trong bảng 3.10, 3.11 <strong>và</strong> hình 3.13, 3.14.<br />

Bảng 3.10. Ảnh hưởng của dung môi tới <strong>quá</strong> <strong>trình</strong> giải <strong>hấp</strong> <strong>La</strong> 3+<br />

Thời<br />

gian<br />

(phút)<br />

Dung môi HCl 0,5M Đệm axetat pH = 4<br />

C 0<br />

′<br />

(mg/l) C t<br />

′<br />

(mg/l) H (%) C 0<br />

′<br />

(mg/l) C t<br />

′<br />

(mg/l) H (%)<br />

10 555,2 20,88 3,76 555,2 139 25,04<br />

20 555,2 23,98 4,32 555,2 173,75 31,3<br />

30 555,2 27,04 4,87 555,2 239,12 43,07<br />

40 555,2 29,65 5,34 555,2 312,8 55,34<br />

50 555,2 34,81 6,27 555,2 361,49 65,11<br />

60 555,2 39,86 7,18 555,2 435,94 78,52<br />

70 555,2 41,36 7,45 555,2 500,46 90,14<br />

80 555,2 41,58 7,49 555,2 518,2 93,73<br />

90 555,2 41,58 7,49 555,2 527,77 95,06<br />

Từ bảng số liệu 3.10, ta thấy rằng khả năng gải <strong>hấp</strong> của đệm axetat pH =<br />

4 <strong>tố</strong>t hơn so với <strong>axit</strong> HCl 0,5M đối với <strong>La</strong> 3+ . Nồng độ giải <strong>hấp</strong> ra tăng nhanh<br />

trong khoảng thời gia từ 50 – 70 phút.<br />

SVTH: Lưu Thị Xuyến 51 Lớp: ĐH CN Hóa Vô Cơ – K5


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội<br />

Khóa luận <strong>tố</strong>t nghiệp<br />

Bảng 3.11. Ảnh hưởng của dung môi tới <strong>quá</strong> <strong>trình</strong> giải <strong>hấp</strong> <strong>Pr</strong> 3+<br />

Thời<br />

gian<br />

(phút)<br />

Dung môi HCl 0,5M Dung môi đệm axetat pH = 4<br />

C0 ’ (M) Ct ’ (M) H(%) C0 ’ (M) Ct ’ (M) H (%)<br />

10 483,36 98,32 20,34 483,36 172,75 35,74<br />

20 483,36 132,49 27,41 483,36 186,82 38,65<br />

30 483,36 178,75 36,98 483,36 204,9 42,39<br />

40 483,36 216,5 44,79 483,36 235,25 48,67<br />

50 483,36 253,72 52,49 483,36 260,92 53,98<br />

60 483,36 297,46 61,54 483,36 321,1 66,43<br />

70 483,36 352,76 72,98 483,36 378,28 78,26<br />

80 483,36 365,76 75,64 483,36 388,77 80,43<br />

90 483,36 365,76 75,64 483,36 388,77 80,43<br />

Từ kết quả thực nghiệm trong bảng 3.11, ta nhận thấy rằng khả năng giải<br />

<strong>hấp</strong> của 2 dung môi đều khá <strong>tố</strong>t đối với <strong>Pr</strong> 3+ .<br />

Qua 2 bảng 3.10 <strong>và</strong> 3.11, ta thấy độ chọn lọc của HCl 0,5M đối với <strong>Pr</strong> 3+<br />

là <strong>tố</strong>t hơn so với <strong>La</strong> 3+ , vì vậy trong các <strong>quá</strong> <strong>trình</strong> tách, chiết tiếp theo ta có thể<br />

sử dụng HCl 0,5M để thu được <strong>Pr</strong> 3+ <strong>tố</strong>t nhất.<br />

SVTH: Lưu Thị Xuyến 52 Lớp: ĐH CN Hóa Vô Cơ – K5


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội<br />

Khóa luận <strong>tố</strong>t nghiệp<br />

KẾT LUẬN<br />

Sau một thời gian nghiên <strong>cứu</strong> tại Viện Hóa học, Viện Hàn lâm KH&CN<br />

Việt Nam, em đã thu được một số kết qua sau:<br />

1. Lập được đường chuẩn của <strong>La</strong> 3+ <strong>và</strong> <strong>Pr</strong> 3+ sử dụng trong phương pháp<br />

trắc quang để xác định nồng độ 2 kim loại trên.<br />

2. Khảo sát được các điều kiện <strong>tố</strong>i ưu trong <strong>quá</strong> <strong>trình</strong> <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> <strong>La</strong> 3+ :<br />

- Độ pH của dung dịch: pH = 6<br />

- Thời gian <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong>: t = 90 phút<br />

- Nồng độ <strong>tố</strong>i ưu: C = 1000mg/l<br />

- Nhiệt độ: t 0 = 25 0 C<br />

- Dung lượng <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> cực đại: qmax = 98,41mg/g<br />

3. Khảo sát được các điều kiện <strong>tố</strong>i ưu trong <strong>quá</strong> <strong>trình</strong> <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> <strong>Pr</strong> 3+ :<br />

- Độ pH của dung dịch: pH = 7<br />

- Thời gian <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong>: t = 120 phút<br />

- Nồng độ <strong>tố</strong>i ưu: C = 1000mg/l<br />

- Nhiệt độ: t 0 = 25 0 C<br />

- Dung lượng <strong>hấp</strong> <strong>phụ</strong> cực đại: qmax = 90,4 mg/g<br />

4. Bước đầu khảo sát được dung môi trong <strong>quá</strong> <strong>trình</strong> giải <strong>hấp</strong>:<br />

- Đối với <strong>La</strong> 3+ sử dụng dung môi là đệm axetat pH = 4<br />

- Đối với <strong>Pr</strong> 3+ sử dụng dung môi là HCl 0,5M<br />

SVTH: Lưu Thị Xuyến 53 Lớp: ĐH CN Hóa Vô Cơ – K5


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội<br />

Khóa luận <strong>tố</strong>t nghiệp<br />

TÀI LIỆU THAM KHẢO<br />

Tài liệu Tiếng Việt<br />

1. Đặng Vũ Minh, Lưu Minh Đại (1999), Báo cáo một số kết quả ứng<br />

dụng vi lượng <strong>đất</strong> <strong>hiếm</strong> trong nông nghiệp, Trung tâm Khoa học Tự nhiên <strong>và</strong><br />

Công nghệ Quốc gia, Hà Nội.<br />

2. Lưu Minh Đại, Đặng Vũ Minh (2003), Phân chia <strong>và</strong> ứng dụng <strong>đất</strong><br />

<strong>hiếm</strong>, Tuyển tập 10 năm thành lập Viện Khoa học Vật liệu, Hà Nội.<br />

3. Trần Văn Trị (1998), Tài <strong>nguyên</strong> khoáng sản Việt Nam, tập IV, Viện<br />

<strong>Nghiên</strong> <strong>cứu</strong> Địa chất <strong>và</strong> Khoáng sản, Bộ Công nghiệp.<br />

4. Lê Hùng (2005), Giáo <strong>trình</strong> hóa học phức chất các <strong>nguyên</strong> <strong>tố</strong> <strong>đất</strong> <strong>hiếm</strong>,<br />

Khoa Hóa học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà<br />

Nội.<br />

5. Hoàng Nhuận (2005), <strong>Nghiên</strong> <strong>cứu</strong> điều kiện tách riêng rẽ Xeri,<br />

<strong><strong>La</strong>ntan</strong>, <strong>Pr</strong>aseodim, Neodim từ tinh quặng <strong>đất</strong> <strong>hiếm</strong> Đông Pao, Luận án Tiến<br />

Sĩ Hóa học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội.<br />

6. Hồ Viết Quý (2002), Chiết tách, phân chia, xác định chất <strong>bằng</strong> dung<br />

môi hữu cơ, tập 2, NXB KH&KT Hà Nội.<br />

7. Lê Văn Cát (2002), Hấp <strong>phụ</strong> <strong>và</strong> trao đổi ion trong kĩ thuật xử lý nước<br />

thải, Nhà xuất bản Thống kê Hà Nội.<br />

8. Lê Văn Cát (1999), Cơ sở hóa học <strong>và</strong> kĩ thuật xử lý nước, Nhà xuất<br />

bản Thanh niên Hà Nội.<br />

9. Nguyễn Đình Huề (2000), Hóa lí, Tập II, Nhà xuất bản Giáo dục. [6].<br />

Phạm Luận (1998), Cơ sở lý thuyết của phương pháp phân tích phổ phát xạ <strong>và</strong><br />

phổ <strong>hấp</strong> thụ <strong>nguyên</strong> tử, Phần II, Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc<br />

gia Hà Nội.<br />

SVTH: Lưu Thị Xuyến 54 Lớp: ĐH CN Hóa Vô Cơ – K5


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội<br />

Khóa luận <strong>tố</strong>t nghiệp<br />

10. Trần Văn Nhân, Nguyễn Thạc Sửu, Nguyễn Văn Tuế (2004), Giáo<br />

<strong>trình</strong> hóa lí, Tập II , Nhà xuất bản Giáo dục<br />

Tài liệu Tiếng Anh<br />

11. B.Bharat (2004), Handbook of nanotechnology, Springer.<br />

12. K.C. Patil, M.S. Hegde, T. Rattan, S.T. Aruna (2004, Chemistry of<br />

nanocrystalline oxide materials, combustion synthesis, properties and<br />

application, World Scientific Publishing Co.Pte.Ltd.<br />

13. W.A. Rambeck (2006), The Effect of Race Earth Elements on<br />

Growth Perfofmance, Tibia Minerralization and Blood Serum of Janpanese<br />

Quails, Iran.<br />

14. P.M.B. Pillai (2000), Naturally Occurring Radioactive Materials in<br />

the Extraction and processing of Rare Earths, Indian Rare Earths Ltd.<br />

15. S. Hossein Hosseini et al, “The Synthesis of Poly(Hydroxamic Acid)<br />

and Its Metal Complexes”, Iranian .JournaI of Polymer Science and<br />

Technology Vol4 No 2 (1995).<br />

16. A. J. DOMB., CRAVALHO. The Synthesis of Poly(<strong>hydroxamic</strong><br />

Acid) fromPoly(acrylamide).<br />

17. Berry, William Wesley, “<strong>Pr</strong>ocess for fractionating a mixture of rare<br />

earth metal by ion exchange”, Patent EP0335538A2.<br />

18. D.Gherman (2010), Organothiophosphoric ligands – Agents for<br />

metal ions separation, PhD, Faculty of chemistry and chemical engineering,<br />

Babes – Bolyal university.<br />

19. O.A.E. Desouky (2006), Liquid-liquid extraction of rare earth<br />

elements from sulfuric acid solutions, Degree of Ph.D, Depaterment of<br />

chemistry, university of Leeds.<br />

SVTH: Lưu Thị Xuyến 55 Lớp: ĐH CN Hóa Vô Cơ – K5


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội<br />

Khóa luận <strong>tố</strong>t nghiệp<br />

315<br />

20.S. R. Kayasth, H.B. Desai, Analytica Chimica Acta, 219 (1989) 313-<br />

21. Zbigniew Hubick, “Studies on selective separation of Sc(III) from<br />

rare earth elements on selective ion-exchangers”, HydrometallurgyVolume<br />

23, Issues 2-3, January 1990, Pages 319-331.<br />

22. Farhat Waqar, “<strong>Pr</strong>econcentration of Rare Earth Elements in<br />

Seawater with Chelating Resin Having Fluorinated - Diketone Immobilized<br />

on Styrene Divinyl Benzene for their Determination by ICP-OES”, Journal of<br />

the Chinese Chemical Society, 2009, 56, 335-340.<br />

23. Wuxiangmei et al, “Studies on the absorption of Amino Metylene<br />

phosphonic acid resin for Homium (III)”, Journal of rare earth, Vol 21, No. 6,<br />

Dec. 2003, p.613.<br />

24. Chang Heon Lee, “A chelating resin containing 4-(2-<br />

thiazolylazo)resorcinol as the functional group. Chromatographic application<br />

to the preconcentration and separation of some trace metal ions including<br />

uranium”, Analytica Chimica ActaVolume 351, Issues 1-3, 30 September<br />

1997, Pages 57-63.<br />

25. Moore, “Selective separation of rare earth elements by ion exchange<br />

in an iminodiaxetic resin”, US006093376A, Jul.25,2000<br />

26. Taek Seung Lee, “Formation of Metal Complex in a<br />

Poly(<strong>hydroxamic</strong> acid) Resin Bead”, Fibers and Polymers 2001, Vol.2, No.1,<br />

13-17<br />

27. P. Selvi, “Gallium Recovery from Bayer’s Liquor Using Hydroxamic<br />

Acid Resin”, Central ElectroChemical Research Institute, Karaikudi 630 006,<br />

India, 2003.<br />

SVTH: Lưu Thị Xuyến 56 Lớp: ĐH CN Hóa Vô Cơ – K5


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội<br />

Khóa luận <strong>tố</strong>t nghiệp<br />

28. Dawood M. Mohammed, “Separation of Uranium from Neodymium<br />

in a Mixture of Their Oxides”, Analyst August, 1987, VOL. 112.<br />

29. Dursun Saraydin et al, “Uranyl ion binding properties of<br />

<strong>poly</strong>(<strong>hydroxamic</strong> acid)Hydrogels”, Polymer Bulletin 47, 81–89 (2001).<br />

30. Karl A. Gschneidner et al, “Handbook on the Physics and<br />

Chemistry of Rare Earths”, Elsevier, 1995.<br />

SVTH: Lưu Thị Xuyến 57 Lớp: ĐH CN Hóa Vô Cơ – K5

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!