Nghiên cứu tổng hợp vật liệu trên nền silica mao quản trung bình sba 15 Để xử lý nước thải nhiễm phóng xạ
Nghiên cứu tổng hợp vật liệu silica mao quản trung bình SBA-15 để xử lý nước thải nhiễm phóng xạ. Giải pháp tiên tiến cho môi trường.
Hóa vô cơ
Luan An
Luận án
Năm xuất bản
Số trang
164
Thời gian đọc
25 phút
Lượt xem
0
Lượt tải
0
Phí lưu trữ
50 Point
Mục lục chi tiết
Tóm tắt nội dung
I.SBA 15 Giải pháp xử lý nước thải nhiễm phóng xạ
Nước thải nhiễm phóng xạ là một trong những thách thức môi trường lớn nhất hiện nay. Các nhân phóng xạ như urani (U) và thori (Th) có mặt trong môi trường nước. Chúng xuất phát từ các hoạt động công nghiệp, y tế, và khai thác mỏ. Sự hiện diện của các ion phóng xạ này gây ra mối đe dọa nghiêm trọng đến sức khỏe con người và hệ sinh thái. Các phương pháp xử lý truyền thống thường kém hiệu quả, tốn kém, và tạo ra lượng lớn chất thải thứ cấp. Do đó, việc tìm kiếm các giải pháp xử lý tiên tiến, hiệu quả và bền vững là vô cùng cấp bách. Vật liệu silica mao quản trung bình SBA-15 nổi lên như một ứng cử viên đầy hứa hẹn. Cấu trúc mao quản đều đặn, diện tích bề mặt riêng lớn, và khả năng biến tính bề mặt linh hoạt của SBA-15 mở ra tiềm năng lớn. Nghiên cứu này đi sâu vào việc tổng hợp và ứng dụng SBA-15. Mục tiêu là phát triển vật liệu xử lý nước thải nhiễm phóng xạ hiệu quả cao. Công nghệ này hứa hẹn giải quyết triệt để vấn đề ô nhiễm, bảo vệ nguồn nước sạch và an toàn cho cộng đồng.
1.1. Ô nhiễm phóng xạ nước Thách thức môi trường nghiêm trọng
Nước thải nhiễm phóng xạ đặt ra mối đe dọa lớn. Các nhân phóng xạ như urani và thori tồn tại trong môi trường nước. Chúng có nguồn gốc từ hoạt động công nghiệp, y tế, và khai thác khoáng sản. Ô nhiễm này gây nguy hiểm nghiêm trọng cho sức khỏe con người. Hệ sinh thái cũng chịu ảnh hưởng tiêu cực. Các phương pháp xử lý truyền thống gặp nhiều hạn chế. Hiệu quả xử lý thường thấp. Chi phí vận hành cao. Cần phát triển các công nghệ tiên tiến. Mục tiêu là loại bỏ hiệu quả các ion phóng xạ. Nghiên cứu tập trung vào các giải pháp bền vững. Vấn đề này đòi hỏi sự chú ý đặc biệt. Bảo vệ nguồn nước sạch là ưu tiên hàng đầu.
1.2. Vật liệu SBA 15 Tiềm năng xử lý độc đáo
Vật liệu silica mao quản trung bình SBA-15 nổi bật. Cấu trúc mao quản đều đặn là ưu điểm. Diện tích bề mặt riêng lớn cung cấp nhiều vị trí hấp phụ. Kích thước mao quản đồng nhất hỗ trợ quá trình hấp phụ chọn lọc. SBA-15 thể hiện tính ổn định cao trong môi trường khắc nghiệt. Khả năng biến tính bề mặt linh hoạt. Điều này cho phép gắn kết các nhóm chức năng. Các nhóm chức này tăng cường khả năng bắt giữ ion phóng xạ. Nghiên cứu này tập trung vào SBA-15. Nó được coi là nền tảng vững chắc. Mục đích là tạo ra vật liệu xử lý nước thải nhiễm phóng xạ hiệu quả. Vật liệu này hứa hẹn giải quyết vấn đề ô nhiễm.
II.Tổng hợp vật liệu SBA 15 xử lý phóng xạ hiệu quả
Quá trình tổng hợp vật liệu SBA-15 là yếu tố then chốt quyết định hiệu quả xử lý. Nghiên cứu tập trung vào cải tiến các quy trình tổng hợp. Mục tiêu là tối ưu hóa cấu trúc mao quản, tăng diện tích bề mặt và ổn định vật liệu. Sử dụng chất hoạt động bề mặt P123 làm khuôn mẫu, các điều kiện phản ứng như nhiệt độ, pH và thời gian được kiểm soát chặt chẽ. Bên cạnh SBA-15 nguyên bản, việc phát triển vật liệu composite là một hướng đi quan trọng. Các hạt nano Fe3O4 được kết hợp để tạo ra vật liệu composite SBA-15/Fe3O4. Điều này giúp dễ dàng tách vật liệu ra khỏi nước sau khi xử lý bằng từ trường. Vật liệu composite SBA-15/TiO2 cũng được tổng hợp. TiO2 nanotubes đóng vai trò là tác nhân quang xúc tác, giúp phân hủy đồng thời các chất ô nhiễm hữu cơ. Việc cải tiến quy trình tổng hợp TiO2 nanotubes cũng được chú trọng. Điều này đảm bảo chất lượng và hiệu quả của pha TiO2 trong composite. Các vật liệu tổng hợp này được thiết kế để mang lại hiệu suất hấp phụ vượt trội và khả năng ứng dụng đa dạng trong xử lý nước thải nhiễm phóng xạ.
2.1. Quy trình tổng hợp SBA 15 Tối ưu hóa cấu trúc
Việc tổng hợp SBA-15 đòi hỏi quy trình nghiêm ngặt. Phản ứng thủy phân và ngưng tụ silica là trọng tâm. Chất hoạt động bề mặt P123 đóng vai trò khuôn mẫu. Điều kiện phản ứng cần được kiểm soát chặt chẽ. Nhiệt độ, pH, và thời gian phản ứng ảnh hưởng lớn. Các yếu tố này quyết định kích thước mao quản và độ đồng nhất. Mục tiêu là tạo ra vật liệu có cấu trúc ổn định. Tối ưu hóa quy trình giúp tăng diện tích bề mặt. Nó cũng cải thiện khả năng hấp phụ ion phóng xạ. Nghiên cứu này tập trung vào cải tiến phương pháp tổng hợp. Điều này đảm bảo chất lượng và hiệu suất của SBA-15. Vật liệu nền chất lượng cao là yếu tố then chốt.
2.2. Vật liệu composite SBA 15 TiO2 và SBA 15 Fe3O4
Để tăng cường khả năng xử lý, vật liệu composite được phát triển. SBA-15 được kết hợp với các hạt nano Fe3O4. Điều này tạo ra khả năng tách vật liệu dễ dàng bằng từ trường. Composite SBA-15/TiO2 cũng được tổng hợp. TiO2 mang lại tính chất quang xúc tác mạnh mẽ. Sự kết hợp này mở ra hướng đi mới. Vật liệu composite có thể hấp phụ và phân hủy chất ô nhiễm. Nó cũng có thể xử lý các ion phóng xạ. Các phương pháp tổng hợp vật liệu composite được nghiên cứu kỹ lưỡng. Mục tiêu là đạt được sự phân tán đồng đều của các pha. Điều này tối đa hóa hiệu quả xử lý tổng thể. Các vật liệu này đại diện cho một bước tiến quan trọng.
2.3. Nghiên cứu cải tiến tổng hợp TiO2 nanotubes
TiO2 nanotubes là một thành phần quan trọng. Quy trình tổng hợp TiO2 nanotubes được nghiên cứu. Mục tiêu là cải thiện hình thái và tính chất. Các phương pháp tổng hợp thông thường có thể tạo ra cấu trúc không đồng đều. Nghiên cứu tập trung vào các điều kiện tối ưu. pH, nhiệt độ, và thời gian phản ứng được điều chỉnh. Điều này giúp tạo ra TiO2 nanotubes có kích thước và hình dạng mong muốn. Cấu trúc nanotubes tăng diện tích bề mặt. Nó cũng cung cấp các vị trí hoạt động hiệu quả. Sự cải tiến này đóng góp vào hiệu suất của composite SBA-15/TiO2. Vật liệu này có tiềm năng cao trong xử lý nước thải.
III.Đặc trưng vật liệu silica mao quản SBA 15 và composite
Để đảm bảo chất lượng và hiểu rõ cơ chế hoạt động, việc đặc trưng hóa vật liệu là bước không thể thiếu. Các kỹ thuật tiên tiến được áp dụng để phân tích cấu trúc, hình thái, thành phần hóa học và tính chất bề mặt của SBA-15 và các vật liệu composite. Phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD) cung cấp thông tin về cấu trúc tinh thể và sự có mặt của các pha khác. Kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) cho phép quan sát trực tiếp cấu trúc mao quản, độ đồng nhất và sự phân tán của các hạt nano trong composite. Hấp phụ - giải hấp phụ N2 được sử dụng để xác định diện tích bề mặt riêng và phân bố kích thước lỗ xốp, các yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ. Quang phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FTIR) giúp nhận diện các nhóm chức hóa học trên bề mặt vật liệu, từ đó hiểu rõ hơn về các vị trí hấp phụ và hiệu quả biến tính. Phổ tán sắc năng lượng tia X (EDX) xác định thành phần nguyên tố, kiểm tra sự thành công của quá trình tổng hợp. Cuối cùng, thế zeta đo điện tích bề mặt, cung cấp thông tin về tương tác giữa vật liệu và các ion phóng xạ trong dung dịch. Những phân tích này là nền tảng để đánh giá hiệu suất và tối ưu hóa ứng dụng của vật liệu trong xử lý nước thải nhiễm phóng xạ.
3.1. Phân tích cấu trúc vật liệu bằng XRD và TEM
Xác định cấu trúc vật liệu là bước thiết yếu. Phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD) được sử dụng. XRD cung cấp thông tin về độ tinh thể. Nó cũng xác định các pha hiện diện. Kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) bổ trợ thông tin. TEM cho phép quan sát trực tiếp cấu trúc mao quản. Kích thước và độ đồng nhất của mao quản được đánh giá. Hình ảnh TEM xác nhận sự hình thành SBA-15. Nó cũng kiểm tra sự phân tán của nano Fe3O4 hoặc TiO2 nanotubes. Các phân tích này khẳng định chất lượng vật liệu. Chúng là cơ sở để đánh giá hiệu quả hấp phụ.
3.2. Xác định diện tích bề mặt và nhóm chức hóa học
Diện tích bề mặt riêng là một yếu tố quan trọng. Hấp phụ - giải hấp phụ N2 được sử dụng để đo. Kỹ thuật này cung cấp diện tích bề mặt và phân bố kích thước lỗ xốp. Quang phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FTIR) phân tích nhóm chức. FTIR xác định các nhóm chức hóa học trên bề mặt vật liệu. Các nhóm này bao gồm hydroxyl, silanol, và các nhóm hữu cơ. Sự có mặt của chúng ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ. Việc biến tính bề mặt tạo ra các nhóm chức mới. Các nhóm chức này tăng cường khả năng liên kết với ion phóng xạ.
3.3. Thành phần hóa học và điện tích bề mặt vật liệu
Phổ tán sắc năng lượng tia X (EDX) xác định thành phần. EDX cung cấp thông tin về các nguyên tố có trong vật liệu. Điều này kiểm tra sự thành công của quá trình tổng hợp. Nó cũng xác nhận sự hiện diện của các pha phụ trợ (Fe, Ti). Thế zeta đo điện tích bề mặt vật liệu. Điện tích bề mặt ảnh hưởng đến tương tác với ion. Đặc biệt là ion kim loại mang điện tích. Nghiên cứu thế zeta giúp hiểu rõ cơ chế hấp phụ. Nó cũng hỗ trợ tối ưu hóa điều kiện xử lý.
IV.Hấp phụ ion phóng xạ bằng SBA 15 Hiệu năng cao
Hiệu quả hấp phụ ion phóng xạ là tiêu chí cốt lõi để đánh giá vật liệu SBA-15. Nghiên cứu này tập trung vào việc xác định dung lượng hấp phụ, động học và đẳng nhiệt của quá trình hấp phụ ion uranyl (UO2^2+) và Th4+. Các mô hình động học như pseudo-first-order và pseudo-second-order được áp dụng để hiểu tốc độ phản ứng. Các mô hình đẳng nhiệt Langmuir và Freundlich mô tả khả năng hấp phụ tối đa và cơ chế tương tác. Ảnh hưởng của các yếu tố môi trường như pH và nhiệt độ đến quá trình hấp phụ cũng được nghiên cứu kỹ lưỡng. pH thay đổi điện tích bề mặt vật liệu và trạng thái tồn tại của ion phóng xạ. Nhiệt độ ảnh hưởng đến động năng và tính chất hấp phụ. Các nghiên cứu nhiệt động học cung cấp cái nhìn sâu sắc về tính tự phát và năng lượng của quá trình. Ngoài ra, khả năng tái sử dụng vật liệu hấp phụ được đánh giá thông qua các chu trình hấp phụ-giải hấp phụ. Điều này nhằm giảm chi phí và lượng chất thải. Khả năng hấp phụ các ion phóng xạ khác như Ra2+ cũng được thử nghiệm. Mục tiêu là mở rộng phạm vi ứng dụng của vật liệu. Kết quả cho thấy vật liệu SBA-15 và các composite của nó có hiệu năng cao trong việc loại bỏ các nhân phóng xạ, là giải pháp tiềm năng cho vấn đề ô nhiễm nước.
4.1. Động học và đẳng nhiệt hấp phụ ion uranyl Th4
Nghiên cứu động học hấp phụ là cần thiết. Nó xác định tốc độ đạt trạng thái cân bằng. Các mô hình động học như pseudo-first-order và pseudo-second-order được áp dụng. Nghiên cứu đẳng nhiệt hấp phụ mô tả tương tác. Các mô hình Langmuir và Freundlich được sử dụng. Chúng cung cấp thông tin về dung lượng hấp phụ tối đa. Cơ chế hấp phụ ion uranyl (UO2^2+) và Th4+ được làm rõ. Các thông số này quan trọng cho thiết kế hệ thống xử lý. Hiểu biết sâu sắc về động học và đẳng nhiệt giúp tối ưu hóa.
4.2. Ảnh hưởng của pH và nhiệt độ đến quá trình hấp phụ
pH môi trường ảnh hưởng đáng kể. Nó thay đổi điện tích bề mặt của vật liệu. pH cũng ảnh hưởng đến trạng thái tồn tại của ion phóng xạ. Nghiên cứu xác định pH tối ưu cho hấp phụ. Nhiệt độ cũng là yếu tố quan trọng. Nó ảnh hưởng đến động năng của ion. Nhiệt độ cũng thay đổi tính chất hấp phụ của vật liệu. Nghiên cứu nhiệt động học hấp phụ được tiến hành. Điều này xác định tính chất tự phát và năng lượng của quá trình. Các kết quả này cung cấp cái nhìn toàn diện. Chúng giúp kiểm soát và cải thiện hiệu quả xử lý.
4.3. Tái sử dụng vật liệu hấp phụ và xử lý Ra2
Khả năng tái sử dụng vật liệu là yếu tố kinh tế. Nghiên cứu chu trình hấp phụ-giải hấp phụ được thực hiện. Vật liệu cần duy trì hiệu suất sau nhiều lần sử dụng. Việc này giảm chi phí vận hành. Đồng thời giảm lượng chất thải phát sinh. Khả năng hấp phụ ion Ra2+ cũng được thử nghiệm. Ra2+ là một nhân phóng xạ nguy hiểm khác. Mở rộng khả năng xử lý cho nhiều loại ion. Điều này tăng tính ứng dụng của vật liệu. Các nghiên cứu này khẳng định tiềm năng bền vững của SBA-15.
V.Ứng dụng thực tế SBA 15 trong xử lý nước thải
Nghiên cứu không chỉ dừng lại ở quy mô phòng thí nghiệm mà còn mở rộng sang ứng dụng thực tế. Các vật liệu SBA-15 và composite của nó được thử nghiệm trực tiếp trên các mẫu nước thải nhiễm phóng xạ thực tế. Điều này nhằm đánh giá hiệu quả loại bỏ các nhân phóng xạ trong điều kiện phức tạp, nơi có sự hiện diện của nhiều loại tạp chất hữu cơ và vô cơ. Kết quả từ các thử nghiệm thực tế cung cấp cái nhìn chân thực về tiềm năng và tính khả thi của vật liệu trong môi trường thực tiễn. Hơn nữa, nghiên cứu còn khám phá khả năng kết hợp các cơ chế xử lý khác nhau để tăng cường hiệu quả. Vật liệu composite SBA-15/TiO2 thể hiện tiềm năng không chỉ trong hấp phụ ion phóng xạ mà còn trong quang xúc tác, giúp phân hủy các chất ô nhiễm hữu cơ đồng thời. Điều này tạo ra một giải pháp toàn diện, đặc biệt quan trọng khi phóng xạ có thể tồn tại dưới dạng hợp chất hữu cơ hoặc khi các chất hữu cơ khác cản trở quá trình hấp phụ. Các ứng dụng này khẳng định vai trò của SBA-15 như một công nghệ tiên tiến, đa chức năng cho xử lý nước thải nhiễm phóng xạ.
5.1. Thử nghiệm xử lý nước thải thực tế nhiễm phóng xạ
Các vật liệu tổng hợp được thử nghiệm trên mẫu nước thải thực tế. Mẫu nước thải nhiễm phóng xạ từ các nguồn khác nhau. Kết quả thực nghiệm đánh giá khả năng loại bỏ. Nó cũng kiểm tra hiệu suất trong điều kiện phức tạp. Điều kiện thực tế có thể khác biệt so với phòng thí nghiệm. Các yếu tố như nồng độ ion, tạp chất hữu cơ, vô cơ. Chúng có thể ảnh hưởng đến quá trình hấp phụ. Việc thử nghiệm thực tế khẳng định tiềm năng ứng dụng. Nó chứng minh tính khả thi của vật liệu SBA-15. Nghiên cứu này là cầu nối giữa khoa học và thực tiễn.
5.2. Kết hợp hấp phụ và quang xúc tác tăng hiệu quả
Sự kết hợp giữa hấp phụ và quang xúc tác là hướng đi mới. Vật liệu composite SBA-15/TiO2 thể hiện tiềm năng. Nó không chỉ hấp phụ ion phóng xạ. Nó còn có khả năng quang xúc tác. Điều này phân hủy các chất ô nhiễm hữu cơ đồng thời. Phóng xạ có thể tồn tại dưới dạng hợp chất hữu cơ. Hoặc các chất hữu cơ khác làm giảm hiệu quả hấp phụ. Việc kết hợp hai cơ chế tăng cường hiệu quả xử lý tổng thể. Nó tạo ra một giải pháp toàn diện hơn. Nghiên cứu này mở ra triển vọng cho công nghệ xử lý nước đa chức năng.
Tải xuống file đầy đủ để xem toàn bộ nội dung
Tải đầy đủ (164 trang)Trích đoạn nội dung luận án
Tải xuống để đọc toàn bộBỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆN NĂNG LƯỢNG NGUYÊN TỬ VIỆT NAM ----------------------------- NGUYỄN VĂN CHÍNH NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VẬT LIỆU TRÊN NỀN SILICA MAO QUẢN TRUNG BÌNH SBA-15 ĐỂ XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHIỄM PHÓNG XẠ LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC HÀ NỘI – 2024 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆN NĂNG LƯỢNG NGUYÊN TỬ VIỆT NAM ----------------------------- NGUYỄN VĂN CHÍNH NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VẬT LIỆU TRÊN NỀN SILICA MAO QUẢN TRUNG BÌNH SBA- 15 ĐỂ XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHIỄM PHÓNG XẠ LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC Chuyên ngành: Hóa vô cơ Mã số: 9.13 Người hướng dẫn khoa học: 1. Đặng Đức Nhận 2. Nguyễn Lanh Hà Nội – 2024 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan, đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi dưới sự hướng dẫn khoa học của TS. Đặng Đức Nhận và TS.
Các số liệu và kết quả nghiên cứu nêu trong luận án là trung thực, được các đồng tác giả cho phép sử dụng và chưa từng được công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Hà Nội, ngày tháng năm 2024 Tác giả luận án Nguyễn Văn Chính i LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc đến TS. Đặng Đức Nhận và TS. Nguyễn Lanh đã tận tình hướng dẫn, gợi mở những ý tưởng khoa học cho tôi trong suốt thời gian nghiên cứu luận án bằng tất cả tâm huyết và sự quan tâm hết mực.
Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban lãnh đạo cùng các cán bộ trong Viện Công nghệ xạ hiếm – Viện Năng lượng nguyên tử Việt Nam và đặc biệt là tập thể cán bộ, nhân viên Trung tâm Công nghệ xử lý chất thải phóng xạ - Viện Công nghệ xạ hiếm đã quan tâm, tạo mọi điều kiện, hỗ trợ, giúp đỡ tốt nhất cho tôi trong quá trình học tập và nghiên cứu thực hiện luận án. Tôi xin trân trọng cảm ơn PGS. Nguyễn Đình Tuyến cùng các cán bộ phòng Vật liệu tiên tiến – Viện Hóa Học – Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện luận án. Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban Giám đốc cùng các cán bộ phòng Đào tạo, Nghiên cứu và Triển khai – Trung tâm đào tạo hạt nhân – Viện Năng lượng nguyên tử Việt Nam đã giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và hoàn thành luận án.
Cuối cùng tôi xin bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc nhất đến gia đình, người thân và bạn bè đã luôn bên cạnh động viên, giúp đỡ tôi hoàn thành luận án này. Tác giả luận án Nguyễn Văn Chính ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .ii MỤC LỤC .iii DANH MỤC HÌNH VẼ. vi MỞ ĐẦU. Giới thiệu về tình hình ô nhiễm các nhân phóng xạ trong môi trường nước.
Vấn đề ô nhiễm các nhân phóng xạ trong môi trường nước. Các dạng tồn tại của urani và thori trong môi trường nước. Các phương pháp xử lý ion phóng xạ trong môi trường nước. Giới thiệu vật liệu silica mao quản trung bình SBA-15.
Khái niệm về vật liệu xốp. Tổng quan về vật liệu silica mao quản trung bình. Phương pháp biến tính vật liệu SBA-15. Tổng quan về hấp phụ các nhân phóng xạ U, Th trên vật liệu silica mao quản trung bình SBA-15.
Cơ sở khoa học ứng dụng vật liệu composite của SBA-15 với TiO2 nanotubes để xử lý nước thải phóng xạ. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ THỰC NGHIỆM. Hóa chất và thiết bị. Thiết bị và một số dụng cụ thí nghiệm.
Chuẩn bị các dung dịch để thực nghiệm. Nghiên cứu tổng hợp vật liệu. Nghiên cứu cải tiến quy trình tổng hợp vật liệu SBA-15. Nghiên cứu cải tiến quy trình tổng hợp vật liệu TiO2 nanotubes.
Tổng hợp vật liệu composite SBA-15 với Fe3O4 hoặc TiO2 nanotubes. Các phương pháp xác định đặc trưng của vật liệu. Phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD) xác định cấu trúc tinh thể của vật liệu. Hấp phụ - giải hấp phụ N2 xác định diện tích bề mặt riêng của vật liệu.
Kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) xác định trật tự cấu trúc bên trong của vật liệu. Quang phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FTIR) xác định nhóm chức trên bề mặt vật liệu. Phổ tán sắc năng lượng tia X (EDX) xác định thành phần hóa học vật liệu. Phổ tử ngoại – khả kiến (UV-Vis) xác định trạng thái của kim loại trong và ngoài mạng vật liệu.
Thế zeta để xác định điện tích bề mặt vật liệu. Thực nghiệm nghiên cứu tính chất hấp phụ các nhân phóng xạ. Xác định dung lượng hấp phụ ion uranyl của các loại vật liệu tổng hợp. Thực nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của pH.
Thực nghiệm nghiên cứu động học hấp phụ. Thực nghiệm nghiên cứu đẳng nhiệt hấp phụ. Thực nghiệm nghiên cứu nhiệt động học hấp phụ. Nghiên cứu hấp phụ kết hợp quang xúc tác trong xử lý ion uranyl, Th4+.
Thử nghiệm khả năng hấp phụ ion Ra2+ trên các vật liệu. Nghiên cứu tái sử dụng vật liệu hấp phụ. Nghiên cứu ảnh hưởng của anion F- đến dung lượng hấp phụ ion uranyl. Phân tích hàm lượng các nhân phóng xạ trong pha lỏng/ pha rắn.
Phân tích hàm lượng các nhân phóng xạ trong pha lỏng. Phân tích hàm lượng các nhân phóng xạ trong pha rắn. Nghiên cứu ứng dụng xử lý nước thải thực tế. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.
Kết quả kiểm tra các đặc trưng của các vật liệu. Các đặc trưng của vật liệu tổng hợp từ chất hoạt động bề mặt Brij 56 và P123. Các đặc trưng vật liệu SBA-15 và composite SBA-15/Fe3O4. Các kết quả đặc trưng vật liệu của các mẫu SBA-15 và SBA-15/TNT.
Nghiên cứu tính chất hấp phụ hấp phụ ion uranyl trong môi trường nước. Xác định dung lượng hấp phụ ion uranyl của các loại vật liệu được tổng hợp trong luận án. Ảnh hưởng của pH dung dịch đến dung lượng hấp phụ. Động học hấp phụ.
Đẳng nhiệt hấp phụ. Nhiệt động học hấp phụ. Nghiên cứu tính chất hấp phụ ion Th4+ trong môi trường nước. Ảnh hưởng của pH dung dịch đến dung lượng hấp phụ.
Động học hấp phụ. Đẳng nhiệt hấp phụ. Nhiệt động học hấp phụ. Hoạt tính quang xúc tác của vật liệu.
Đối với xử lý ion uranyl. Đối với xử lý ion Th4+. Cơ chế quá trình xử lý ion uranyl và Th4+ trong môi trường nước. Đánh giá khả năng xử lý radi trên vật liệu.
Nghiên cứu khả năng tái sử dụng vật liệu. Ảnh hưởng của anion F- đến dung lượng hấp phụ ion uranyl. Kết quả xử lý nước thải từ quá trình chế biến quặng urani trên vật liệu. Kết quả nghiên cứu tỷ lệ lượng vật liệu/ thể tích nước thải.
Quy trình xử lý nước thải từ quá trình chế biến quặng urani. 131 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ. 134 TÀI LIỆU THAM KHẢO. 144 v DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.
Quy trình công nghệ xử lý quặng urani ở phòng thí nghiệm. Quy trình xử lý nước thải phóng xạ tại Viện Công nghệ xạ hiếm .3 Cấu trúc của uranyl nitrat dihydrat. Trạng thái tồn tại của U(VI) trong nước khử ion. Trạng thái tồn tại của ion uranyl trong dung dịch ở trạng thái cân bằng với không khí (PCO2 = 10-3,58 atm) [125].
Trạng thái tồn tại của ion uranyl (100 mg/l) trong nước chứa H2SO4 0,1 M. Dạng hình học phân tử lăng trụ 3 chiều của Th(H2O)94+. Trạng thái tồn tại của ion thori trong dung dịch. Các trạng thái tồn tại của thori trong môi trường có ion SO42-.
Cấu tạo của vật liệu xốp. Phân loại các vật liệu xốp. Cơ chế hình thành vật liệu MCM-41. Các dạng cấu trúc của các vật liệu mao quản trung bình M41S.
Sơ đồ sản xuất vật liệu SBA-15 từ Pluronic P123 và TEOS. Cấu trúc SBA-15 sau phản ứng ở 500C trước khi thủy nhiệt. a) Ảnh SEM, b) Đẳng nhiệt hấp phụ-khử hấp phụ N2, c) Giản đồ nhiễu xạ tia X của SBA-15 [126]. Quy trình tổng hợp SBA-15 từ Brij 56 và dung dịch natri silicat.
Sơ đồ tổng hợp TiO2 nanotubes từ bột TiO2. Sơ đồ tổng hợp vật liệu SBA-15/TNT. Quá trình ngưng tụ tạo sản phẩm biến tính (R: SH hoặc NH2) [111]. Sơ đồ phản ứng biến tính sau tổng hợp [34].
Chức năng hóa bề mặt bằng phương pháp ghép [90]. Chức năng hóa bề mặt bằng phương pháp ghép và phương pháp phủ. Cấu trúc mao quản của SBA-15 và các nhóm silanol trên bề mặt. Cơ chế quang xúc tác của TiO2 [45].
Sơ đồ quy trình tổng hợp SBA-15 từ Pluronic P123. Quy trình tổng hợp TiO2 nanotubes. Sơ đồ quy trình tổng hợp composite SBA-15/Fe3O4 hoặc SBA-15/TNT. Sơ đồ nghiên cứu thực nghiệm.
Giản đồ XRD của vật liệu SBA-15 tổng hợp sử dụng Brij 56 và P123. Giản đồ XRD góc hẹp (a) và góc rộng (b) của SBA-15 và SBA-15/Fe3O4. Phổ FT-IR của SBA-15 và SBA-15/Fe3O4. (A) Đường đẳng nhiệt hấp phụ - giải hấp phụ N2 và (B) đường cong phân bố kích thước mao quản của các vật liệu SBA-15 và SBA-15/Fe3O4.
Phổ hấp thụ UV-Vis của các vật liệu SBA-15 và SBA-15/Fe3O4. Kết quả hình ảnh TEM của SBA-15 và SBA-15/Fe3O4. Phổ tán sắc năng lượng tia X (EDX) của SBA-15. Phổ tán sắc năng lượng tia X (EDX) của SBA-15/Fe3O4.
Giản đồ XRD góc hẹp (A) của SBA-15 và SBA-15/TNT và góc rộng (B) của SBA-15/TNT với các tỷ lệ Ti/Si khác nhau. Phổ FT-IR của SBA-15 và SBA-15/TNT. (A) Đường đẳng nhiệt hấp phụ - giải hấp phụ N2 và (B) đường cong phân bố kích thước mao quản của các vật liệu SBA-15 và SBA-15/TNT. Phổ UV-Vis của các mẫu vật liệu SBA-15/TNT.
Ảnh TEM của (a)TiO2 dạng anatase (KA.100) và (b)TiO2 nanotubes. Ảnh TEM của SBA-15/TNT. Phổ tán sắc EDX của SBA-15/TNT(Ti/Si = 1/4). Kết quả EDX mẫu SBA-15/TNT(Ti/Si = 1/2).
Kết quả EDX mẫu SBA-15/TNT(Ti/Si = 1/1). Dung lượng hấp phụ ion uranyl trên các vật liệu. Ảnh hưởng của pH dung dịch tới dung lượng hấp phụ ion uranyl của vật liệu SBA-15 và SBA-15/TNT(1/1). Thế zeta của SBA-15, SBA-15/TNT(1/1) và ion uranyl là một hàm của pH dung dịch.
Động học hấp phụ của ion uranyl trên SBA-15 và SBA-15/TNT(1/1). Đồ thị biển diễn sự phụ thuộc giữa logarith hằng số tốc độ lnk2 và giá trị 1/T của quá trình hấp phụ ion uranyl trên SBA-15 và SBA-15/TNT(1/1). Đồ thị biểu thị dung lượng hấp phụ cân bằng theo nồng độ đầu của ion uranyl trên SBA-15 và SBA-15/TNT(1/1).
Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ
Từ khóa và chủ đề nghiên cứu
Câu hỏi thường gặp
Luận án "Nghiên cứu tổng hợp vật liệu trên nền silica mao quản trung bình sba 15 Để xử lý nước thải nhiễm phóng xạ" nghiên cứu về vấn đề gì?
Nghiên cứu tổng hợp vật liệu silica mao quản trung bình SBA-15 để xử lý nước thải nhiễm phóng xạ. Giải pháp tiên tiến cho môi trường.
Luận án "Nghiên cứu tổng hợp vật liệu trên nền silica mao quản trung bình sba 15 Để xử lý nước thải nhiễm phóng xạ" được bảo vệ tại trường nào?
Luận án này được bảo vệ tại Viện Năng lượng Nguyên tử Việt Nam. Năm bảo vệ: 2024.
Luận án "Nghiên cứu tổng hợp vật liệu trên nền silica mao quản trung bình sba 15 Để xử lý nước thải nhiễm phóng xạ" thuộc chuyên ngành gì?
Luận án "Nghiên cứu tổng hợp vật liệu trên nền silica mao quản trung bình sba 15 Để xử lý nước thải nhiễm phóng xạ" thuộc chuyên ngành Hóa vô cơ. Danh mục: Khoa Học Giáo Dục.
Luận án "Nghiên cứu tổng hợp vật liệu trên nền silica mao quản trung bình sba 15 Để xử lý nước thải nhiễm phóng xạ" có bao nhiêu trang?
Luận án "Nghiên cứu tổng hợp vật liệu trên nền silica mao quản trung bình sba 15 Để xử lý nước thải nhiễm phóng xạ" có 164 trang. Bạn có thể xem trước một phần tài liệu ngay trên trang web trước khi tải về.
Cách tải luận án "Nghiên cứu tổng hợp vật liệu trên nền silica mao quản trung bình sba 15 Để xử lý nước thải nhiễm phóng xạ" về máy như thế nào?
Để tải luận án về máy, bạn nhấn nút "Tải xuống ngay" trên trang này, sau đó hoàn tất thanh toán phí lưu trữ. File sẽ được tải xuống ngay sau khi thanh toán thành công. Hỗ trợ qua Zalo: 0559 297 239.