Tóm tắt Luận án Tiến sỹ Hóa phân tích: Điều chế Mangan đioxit có cấu trúc nano; Ứng dụng để tách, làm giàu và xác định ion kim loại Co2+, Cu2+, Zn2+, Fe3+, Pb2+ trong mẫu sinh học và môi trường

Trong lĩnh vực Công Nghệ Thông Tin nói riêng, yêu cầu quan trọng nhất của người học đó chính là thực hành. Có thực hành thì người học mới có thể tự mình lĩnh hội và hiểu biết sâu sắc với lý thuyết. Với ngành mạng máy tính, nhu cầu thực hành được đặt lên hàng đầu. Tuy nhiên, trong điều kiện còn thiếu thốn về trang bị như hiện nay, người học đặc biệt là sinh viên ít có điều kiện thực hành. Đặc biệt là với các thiết bị đắt tiền như Router, Switch chuyên dụng

BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

VIỆN NĂNG LƯỢNG NGUYÊN TỬ VIỆT NAM

ĐINH VĂN PHÚC

ĐIỀU CHẾ MANGAN ĐIOXIT CÓ CẤU TRÚC NANO; ỨNG DỤNG ĐỂ TÁCH, LÀM GIÀU VÀ XÁC ĐỊNH ION KIM LOẠI Co2+, Cu2+, Zn2+, Fe3+, Pb2+ TRONG MẪU

SINH HỌC VÀ MÔI TRƯỜNG

Chuyên ngành: Hóa phân tích

Mã số: 62.44.01.18

TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC

Công trình được hoàn thành tại:

Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng cấp viện chấm luận án tiến

sĩ họp tại VIỆN NGHIÊN CỨU HẠT NHÂN, VIỆN NĂNGLƯỢNG NGUYÊN TỬ VIỆT NAM

Vào hồi………giờ………ngày……….tháng… năm 2017

Có thể tìm hiểu luận án tại:

- Thư viện Quốc gia Việt Nam

- Thư viện Trung tâm Đào tạo hạt nhân

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của luận án

Trong những năm gần đây, vai trò của các nguyên tố vi lượnghiện diện ở mức μg/g (ppm), ng/g (ppb) và pg/g (ppt) trong các mẫusinh học, môi trường ngày càng được quan tâm nghiên cứu Việc xâydựng những phương pháp phân tích có thể xác định được các nguyên

tố ở cấp hàm lượng này vì thế cũng rất quan trọng Có rất nhiềuphương pháp phân tích hiện đại đã được sử dụng để phân tích, xácđịnh hàm lượng vết và siêu vết các nguyên tố như phổ hấp thụnguyên tử (AAS), phổ phát xạ cao tần cảm ứng ICP – OES, khốiphổ cảm ứng ICP-MS, kích hoạt nơtron (NAA)… Tuy nhiên, việcxác định chính xác hàm lượng các nguyên tố vi lượng có trong cácđối tượng mẫu thường bị giới hạn và khó khăn do nồng độ của chúngquá nhỏ, nhỏ hơn giới hạn định lượng của phương pháp hoặc thànhphần của mẫu phức tạp, gây nhiễu cho quá trình ghi đo phổ Do đó,tách và làm giàu lượng vết các kim loại trong các mẫu sinh học, môitrường trước khi xác định bằng các phương pháp phân tích là rất cầnthiết

Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học và công nghệ,trong thời gian gần đây, ngành công nghệ nano đã có những bướcphát triển đột phá, có tác dụng tích cực, sâu rộng đối với tất cả cácngành và các lĩnh vực trong xã hội Trong lĩnh vực Hóa phân tích,vật liệu nano đã và đang được các nhà khoa học phân tích ở ViệtNam và trên thế giới tập trung nghiên cứu vào 2 hướng sau: Một là,tổng hợp các vật liệu nano, ứng dụng để hấp thu một số ion kim loạinặng, độc nhằm xử lý ô nhiễm môi trường (2) Hai là, ứng dụng vậtliệu nano để tách, làm giàu và xác định một số ion kim loại ở hàmlượng vết trong các mẫu sinh học và môi trường Từ các công trình

đã được công bố, chúng tôi nhận thấy vật liệu nano, đặc biệt là các

nano oxit kim loại có khả năng hấp phụ tốt các ion kim loại nặng vớidung lượng hấp phụ lớn Do đó, việc ứng dụng các vật liệu nano làmpha rắn trong hấp phụ để tách và làm giàu các kim loại ở hàm lượngvết trước khi tiến hành xác định bằng các phương pháp phân tíchhiện đại cho hiệu suất cao, hệ số làm giàu lớn

Chính vì vậy, chúng tôi lựa chọn đề tài “Điều chế mangan

đioxit có cấu trúc nano; Ứng dụng để tách, làm giàu và xác định ion kim loại Co 2+ , Cu 2+ , Zn 2+ , Fe 3+ , Pb 2+ trong mẫu sinh học và môi trường” nhằm góp phần định lượng khi phân tích các ion kim loại

nêu trên

2 Mục tiêu của luận án

1 Tổng hợp vật liệu nano MnO2 và vật liệu nano MnO2 gắn trên giáthể chitosan sử dụng để hấp phụ và tiến đến làm giàu mẫu phân tích

2 Ứng dụng vật liệu MnO2 và vật liệu nano MnO2 gắn trên giá thểchitosan để hấp phụ và làm giàu các ion kim loại Co2+, Cu2+, Zn2+,

Fe3+, Pb2+ có trong mẫu môi trường và mẫu sinh học

3 Nội dung nghiên cứu của luận án

1 Nghiên cứu chế tạo vật liệu nano mangan đioxit có cấu trúc MnO2, -MnO2 và vật liệu nano MnO2 được gắn trên giá thểchitosan

γ- Nghiên cứu, tìm các điều kiện tối ưu cho quá trình tổng hợp vậtliệu nano MnO2 có cấu trúc gamma và alpha

 Sử dụng các phương pháp phân tích hiện đại để xác định các đặctrưng (tính chất) của vật liệu như cấu trúc, hình thái, diện tích bề mặt

2 Sử dụng phương pháp phân tích phổ hấp thụ nguyên tử AAS đểnghiên cứu khả năng hấp thu các ion kim loại Co2+, Cu2+, Zn2+, Fe3+,

Pb2+ bởi vật liệu nano mangan đioxit và vật liệu chitosan gắn MnO2

có kích thước nano

 Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hấp phụ các ionkim loại Co2+, Cu2+, Zn2+, Fe3+ và Pb2+của các vật liệu -MnO2, -MnO2 và -MnO2/CS.

 Nghiên cứu đẳng nhiệt và động học của quá trình hấp phụ các ionkim loại Co2+, Cu2+, Zn2+, Fe3+, Pb2+ bởi vật liệu nano mangan đioxit

và vật liệu chitosan gắn MnO2 có kích thước nano

 Bàn về cơ chế hấp phụ các ion kim loại Co2+, Cu2+, Zn2+, Fe3+,

Pb2+ bởi vật liệu nano mangan đioxit và vật liệu chitosan gắn MnO2

 Lựa chọn đối tượng mẫu phân tích và phương pháp phân tích

 Đánh giá hiệu suất và độ chính xác của phương pháp làm giàu

 So sánh đánh giá hiệu quả của phương pháp làm giàu theophương pháp hấp phụ tĩnh và phương pháp hấp phụ động khi sửdụng vật liệu -MnO2 và -MnO2/CS để hấp phụ các ion Co2+, Cu2+,

Zn2+, Fe3+, Pb2+ trong các mẫu sinh học và môi trường

4 Ý nghĩa khoa học

Về mặt lý thuyết, đây là một hướng nghiên cứu khoa học cơ bảntrong lĩnh vực tách và làm giàu ứng dụng trong phân tích kim loại ởhàm lượng vết Kết quả nghiên cứu góp phần về mặt lý luận cho việcgiải thích cơ chế của quá trình hấp thu các ion kim loại Co2+, Cu2+,

Zn2+, Fe3+, Pb2+ trên vật liệu MnO2 có kích thước nano

5 Ý nghĩa thực tiễn

Về mặt thực tiễn, những kết quả của đề tài sẽ đóng góp cho việc tạo

ra vật liệu mới trong quá trình làm giàu mẫu trong phòng thí nghiệmtrước khi phân tích các kim loại Co2+, Cu2+, Zn2+, Fe3+, Pb2+ ở hàmlượng vết trong các mẫu nước bằng phương pháp phân tích kích hoạtnơtron trên lò phản ứng và phương pháp phân tích phổ hấp thụnguyên tử

6 Điểm mới của luận án

1 Đã tổng hợp được các vật liệu nano -MnO2, -MnO2 và vật liệunano -MnO2 gắn trên chitosan trong điều kiện phòng thí nghiệm, cókhả năng hấp phụ tốt các ion kim loại Co2+, Cu2+, Zn2+, Fe3+ và Pb2+.Xác định được các đặc trưng của vật liệu như cấu trúc, hình thái,kích thước hạt và diện tích bề mặt

2 Kết hợp giữa các mô hình đẳng nhiệt lý thuyết và các phươngpháp phổ nghiệm để dự đoán bản chất của quá trình hấp phụ các ionkim loại Co2+, Cu2+, Zn2+, Fe3+ và Pb2+ bởi ba vật liệu -MnO2, -MnO2 và -MnO2/CS

3 Khẳng định khả năng sử dụng các vật liệu -MnO2 và -MnO2/CStổng hợp được trong hấp phụ-làm giàu hàm lượng vết các kim loại

Co, Zn và Fe có trong mẫu nước biển và nước dừa trước khi xác địnhbằng phương pháp phân tích kích hoạt nơtron trên lò phản ứng hạtnhân Đà Lạt cũng như hấp phụ và giải hấp Cu và Pb để xác định hàmlượng của chúng có trong nước máy bằng phương pháp phổ hấp thụnguyên tử

7 Hướng phát triển của luận án

Những kết quả thu nhận được trong đề tài đã được ghi nhận bằng cáccông trình công bố trên các tạp chí quốc tế và các tạp chí có uy tíntrong nước sẽ là nguồn dữ liệu quan trọng để có thể triển khai mởrộng ứng dụng vật liệu nano đã tổng hợp được trong việc hấp phụ vàlàm giàu các nguyên tố trong các đối tượng có nền mẫu phức tạp

trước khi sử dụng các phương pháp phân tích hiện đại để xác địnhhàm lượng của chúng Đồng thời cũng hướng tới việc nghiên cứu sửdụng các vật liệu nano này trong đời sống, phục vụ sức khỏe cộngđồng; chẳng hạn như làm sạch nước sinh hoạt bị ô nhiễm các kimloại nặng, đảm bảo chất lượng nước dùng trong sinh hoạt theokhuyến cáo của Tổ chức y tế thế giới WHO.

Nghiên cứu tổng hợp các vât liệu nano mới ứng dụng trong phân tích

và phục vụ sức khỏe cộng đồng

Bố cục của luận án: Luận án được trình bày theo ba chương:

Chương 1: Trình bày tổng quan các nội dung liên quan đến luận án,những nghiên cứu trong và ngoài nước

Chương 2: Trình bày đối tượng, nội dung, phương pháp nghiên cứu.Chương 3: Trình bày kết quả nghiên cứu và thảo luận

Ngoài ra, luận án còn có mục lục, danh sách bảng, danh sáchhình, ký hiệu và chữ viết tắt, phụ lục (gồm 115 trang) và 113 tài liệutham khảo (bao gồm cả tiếng Việt và tiếng Anh)

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1 CẤU TRÚC TINH THỂ CỦA MnO 2

Theo lý thuyết về đường hầm (tunnel structure), mangan đioxittồn tại ở một số dạng như trong Bảng 1.2

Bảng 1.2 Cấu trúc tinh thể của MnO2

1.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP TỔNG HỢP VẬT LIỆU NANO MnO 2

Các phương pháp tổng hợp vật liệu nano nói chung và vật liệunano MnO2 nói riêng rất phong phú và đa dạng Mỗi phương pháptổng hợp đều có ưu hoặc nhược điểm khác nhau Tùy mục đích sửdụng loại vật liệu nano nào mà người ta có thể chọn cách tổng hợpthích hợp và có hiệu quả cao.

Hiện nay, vật liệu nano MnO2 có thể được tổng hợp bằng một sốphương pháp sau:

1.3 ỨNG DỤNG CỦA VẬT LIỆU NANO MnO 2

Với sự đa dạng về cấu trúc tinh thể cũng như dạng hình học, vậtliệu nano MnO2 đã và đang được nghiên cứu ứng dụng trong nhiềulĩnh vực khác nhau, điển hình như: chế tạo pin, xúc tác, vật liệu từ và

xử lý ô nhiễm môi trường

1.4 VẬT LIỆU MnO 2 BIẾN TÍNH

Để nâng cao khả năng ứng dụng của vật liệu MnO2 cũng nhưdùng MnO2 để thay đổi tính chất của các vật liệu khác, các nhà khoahọc đã và đang nghiên cứu tổng hợp vật liệu MnO2 biến tính Có haihướng biến tính vật liệu là: (1) Gắn MnO2 trên các giá thể có sẵn; (2)Tạo vật liệu oxit hỗn tạp (bimetal oxide)

Cu(II), Zn(II), Co(II) và Fe(III) TRONG MẪU SINH HỌC VÀ MÔI TRƯỜNG

Việc phát hiện và xác định các nguyên tố trong các đối tượng mẫusinh học và môi trường có thể thực hiện bằng nhiều phương phápphân tích khác nhau như phương pháp phân tích trắc quang, phươngpháp AAS, ICP-AES, ICP-MS, phương pháp phân tích kích hoạtnơtron (NAA) Mỗi phương pháp đều có những ưu điểm và hạn chếriêng Tuy nhiên, việc xác định chính xác hàm lượng vết các nguyên

tố thường bị hạn chế và khó khăn do: (1) hàm lượng các nguyên tố

có trong các đối tượng mẫu sinh học và môi trường rất nhỏ, nằmdưới giới hạn phát hiện của phương pháp; (2) do nền mẫu rất phứctạp

Tóm lại, những thông tin thu được trong chương Tổng quan

nghiên cứu về vật liệu nano mangan đioxit cho thấy:

(1) Bằng cách thay đổi điều kiện và phương pháp tổng hợp, các nhàkhoa học trong nước và trên thế giới đã tổng hợp được các dạng cấutrúc tinh thể khác nhau của vật liệu nano MnO2 như -, b-, - …vớihình dạng khác nhau như dạng thanh, dạng ống, dạng cầu, dạng hoa

….Các vật liệu nano MnO2 đã được ứng dụng trong nhiều lĩnh vựcnhư pin, vật liệu từ, vật liệu electron, xúc tác và hấp phụ

(2) Với những tính chất tuyệt vời, vật liệu nano MnO2 đã làm thayđổi vượt trội tính chất của giá thể cũng như hợp chất lai tạp mà nótạo thành như làm tăng tính chất điện hóa, tăng khả năng hấp phụ củagiá thể …

(3) Trong lĩnh vực hấp phụ, số lượng nghiên cứu tập trung nhiều vàoviệc sử dụng mangan đioxide có kích nano và vật liệu lai tạp có gắnMnO2 để làm chất hấp phụ nhằm loại bỏ kim loại nặng ra khỏi dungdịch nước, góp phần vào việc xử lý ô nhiễm nguồn nước sinh hoạt,bảo vệ sức khỏe cộng đồng Các nghiên cứu đánh giá khả năng hấp

phụ thông qua dung lượng hấp phụ tính được từ mô hình đẳng nhiệtLangmuir Số lượng nghiên cứu sử dụng các mô hình đẳng nhiệt kếthợp với các phương pháp phổ nghiệm để dự đoán bản chất của quátrình hấp phụ vẫn còn hạn chế

(4) Việc ứng dụng vật liệu nano MnO2 và MnO2/CS để tách và làmgiàu nguyên tố có hàm lượng nhỏ trong mẫu sinh học và môi trườngphục vụ cho việc phân tích vết các ion kim loại nặng Co2+, Cu2+,

Zn2+, Fe3+ và Pb2+ trong các đối tượng này còn chưa nhiều

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP

NGHIÊN CỨU 2.1 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU

Đối tượng nghiên cứu là vật liệu nano MnO2 và MnO2/CS có khảnăng hấp phụ và làm giàu các ion kim loại nặng Co2+, Cu2+, Zn2+,

Fe3+, Pb2+ có hàm lượng nhỏ (ppb) có trong mẫu sinh học (nước dừa,nước dứa, nước cam, v.v…) và môi trường (nước biển, nước sinhhoạt, v.v…) trước khi xác định bằng các phương pháp phân tích hiệnđại như AAS hay NAA

2.2 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

1 Nghiên cứu chế tạo vật liệu nano mangan đioxit có cấu trúc MnO2, -MnO2 và vật liệu nano MnO2 được gắn trên giá thểchitosan

γ-2 Sử dụng phương pháp phân tích phổ hấp thụ nguyên tử AAS đểnghiên cứu khả năng hấp thu các ion kim loại Co2+, Cu2+, Zn2+, Fe3+,

Pb2+ bởi vật liệu nano mangan đioxit và vật liệu chitosan gắn MnO2

Việc làm giàu hàm lượng vết các ion kim loại bởi vật liệu hấp phụnano MnO2 có thể thực hiện theo hai phương pháp: (1) phương pháptĩnh (hấp phụ phân đoạn) hoặc (2) phương pháp động (hấp phụ cột).

2.3.2 Làm giàu mẫu cho phân tích phổ hấp thụ nguyên tử (AAS)

Việc làm giàu mẫu cho phương pháp phân tích phổ hấp thụ nguyên

tử (AAS) được tiến hành theo kỹ thuật chiết pha rắn (hay chiết rắn –lỏng), trong đó vật liệu MnO2/CS đóng vai trò là pha rắn

50 ml dung dịch chứa

ion kim loại nghiên

cứu (nồng độ đầu C0)

0,1 gram vật liệu hấp phụ

Khuấy 240 vòng/phút đến khi hấp phụ cân bằng

Ly tâm, lọc, tách lấy phần dung dịch, xác định nồng độ ion kim loại sau

hấp phụ bằng phương pháp F-AAS

2.4 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH

Trong đề tài nghiên cứu này, chúng tôi sử dụng phương pháp phổhấp thụ nguyên tử sử dụng kỹ thuật nguyên tử hóa bằng ngọn lửatrên máy hấp thụ nguyên tử AA-7000 để xác định hàm lượng cácnguyên tố Pb(II), Cu(II), Zn(II), Co(II) và Fe(III) trong các mẫuđược thu thập cũng như nghiên cứu khả năng hấp phụ các ion trêncủa các vật liệu nano γ-MnO2, α-MnO2 và γ-MnO2/CS Phương phápFAAS cũng được dùng để xác định hàm lượng Cu và Pb trong cácmẫu thu thập sau khi hấp phụ và giải hấp phụ chúng khỏi vật liệu.Bên cạnh đó, chúng tôi cũng đã gửi mẫu đi phân tích hàm lượng cácnguyên tố Co, Zn và Fe trong các mẫu nước biển và nước dừa đượcthu thập sau khi hấp phụ các nguyên tố này trên vật liệu γ-MnO2 vàγ-MnO2/CS và xác định bằng phương pháp phân tích kích hoạtnơtron trên lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt với mong muốn đóng gópthêm một phương pháp xác định các nguyên tố Co, Zn và Fe trongcác đối tượng nêu trên khi sử dụng kỹ thuật tách và làm giàu cácnguyên tố này bằng vật liệu hấp phụ tổng hợp được

2.5 HÓA CHẤT, DỤNG CỤ VÀ THIẾT BỊ

Các thiết bị sử dụng trong luận án: lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt cócông suất 500 kW, thông lượng n = 3,5.1012 n/cm2.giây ; phổ kếgamma ; thiết bị AAS

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3.1 TỔNG HỢP VẬT LIỆU -MnO 2 , -MnO 2 VÀ -MnO 2 /CS 3.1.1 Các điều kiện tối ưu đến quá trình tổng hợp vật liệu - MnO 2 và -MnO 2

3.1.2 Xác định tính chất của vật liệu -MnO 2 và -MnO 2

Phổ XRD trên Hình 3.5 xác định cấu trúc của vật liệu tổng hợp

được là -MnO2 (JCPDS card no 82-2169) và -MnO2 (JCPDS card

no 01-072-1982)

Ảnh SEM và TEM của vật liệu trên Hình 3.6 và 3.7 cho thấy, vật

liệu –MnO2 có cấu trúc xốp, gồm nhiều hạt nano hình cầu có kíchthước từ 10–18nm, vật liệu –MnO2 gồm những thanh nano có chiềudài từ 244- 349 nm và đường kính từ 40-56 nm

Từ Bảng 3.1cho thấy, vật liệu –MnO2 có diện tích bề mặt cao hơngấp 6,5 lần vật liệu –MnO2, hứa hẹn khả năng hấp phụ tốt hơn sovới vật liệu –MnO2 Cả hai vật liệu đều thuộc vật liệu xốp maoquản trung bình với kích thước lỗ xốp >2 nm và <50 nm

3.1

.3 Xác định tính chất của vật liệu -MnO 2 /CS

Hình 3.9 thể hiện các đường cong nhiễu xạ tia X của vật liệu

nano –MnO2, chitosan và –MnO2/CS Sự xuất hiện đồng thời

Hình 3.7

những peak đặc trưng của –MnO2 và chitosan trên phổ XRD của –MnO2/CS có thể khẳng định –MnO2 được gắn thành công trênchitosan.

So sánh ảnh chụp và ảnh SEM của chitosan trước và sau khi gắn

–MnO2 (Hình 3.10 và Hình 3.11) cho thấy, vật liệu chitosan ban

đầu có màu vàng, dạng lá, kích thước rất lớn với bề mặt trơn, nhẵnkhông thuận lợi cho quá trình hấp phụ Trong khi đó, vật liệu sau khigắn -MnO2 có màu đen, bề mặt xốp, gồ ghề, tạo nhiều tâm hấp phụthuận lợi cho quá trình hấp phụ

So sánh diện tích bề mặt B.E.T của hai vật liệu chitosan ban đầu

và sau khi phủ -MnO2 (Bảng 3.2) cho thấy, việc gắn các phân tử

-MnO2 lên trên bề mặt chitosan đã làm tăng diện tích bề mặt của vậtliệu lên khoảng 68 lần

Hình 3.11

Hình 3.10

3.2.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hấp phụ Pb(II), Cu (II), Zn(II), Co(II), Fe(III) bằng vật liệu -MnO 2 , -MnO 2 và - MnO 2 /CS

Ảnh hưởng của pH, thời gian hấp phụ và khối lượng vật liệu hấp phụđến quá trình hấp phụ các ion kim loại Co2+, Cu2+, Zn2+, Fe3+ và Pb2+

bởi vật liệu cả ba vật liệu đã được khảo sát và điều kiện tối ưu choquá trình hấp phụ được trình bày ở Bảng 3.4

Bảng 3.4 Các số liệu đầu vào nghiên cứu cân bằng hấp phụ

Đối với chất hấp phụ là  - MnO2

Cân bằng đẳng nhiệt hấp phụ được tiến hành trong điều kiện tối ưu

(Bảng 3.4) Các dữ liệu thực nghiệm được phân tích bởi 6 mô hình

đẳng nhiệt: Langmuir, Freundlich, Redlich-Peterson, Sips, Temkin

và Dubinin-Radushkevich Kết quả cho thấy:

- Mô hình Redlich-Peterson và Sips là hai mô hình mô tả tốt nhất quátrình hấp phụ các ion kim loại Co2+, Cu2+, Zn2+, Fe3+ và Pb2+ bởi cả bavật liệu -MnO2, -MnO2 và -MnO2/CS.

- Dựa vào giá trị năng lượng tính từ mô hình Temkin và Radushkebvich có thể dự đoán bản chất của quá trình hấp phụ là hấpphụ vật lý

Dubinin Từ phương trình đẳng nhiệt Langmuir, dung lượng hấp phụ cực đạiFe(III) của -MnO2 là 127,6 mg/g, của -MnO2 là 30,83 mg/g và của

-MnO2/CS là 54,84 mg/g; dung lượng hấp phụ cực đại Pb (II) của

-MnO2 là 179,7 mg/g, vật liệu -MnO2 là 124,9 mg/g và vật liệu MnO2/CS là 126,13 mg/g; dung lượng hấp phụ cực đại Co(II) của -MnO2 là 90,91 mg/g, -MnO2 là 22,22 mg/g, -MnO2/CS là 26,62mg/g; dung lượng hấp phụ cực đại Zn(II) của vật liệu -MnO2 là55,23 mg/g, -MnO2, là 28,76 mg/g, -MnO2/CS là 24,21 mg/g;dung lượng hấp phụ Cu(II) của vật liệu -MnO2 là 76,46 mg/g, vậtliệu -MnO2 là 47,64 mg/g, vật liệu -MnO2/CS là 39,20 mg/g

-3.2.3 Động học hấp phụ

Nghiên cứu động học hấp phụ được phân tích bởi ba mô hình độnghọc: biểu kiến bậc một, biểu kiến bậc 2 và khuếch tán nội hạt Kếtquả cho thấy, quá trình hấp phụ các ion kim loại Co2+, Cu2+, Zn2+,

Fe3+ và Pb2+ bởi cả ba vật liệu -MnO2, -MnO2 và -MnO2/CS đềutuân theo mô hình động học biểu kiến bậc 2 Mô hình khuếch tán nộihạt chỉ ra rằng, quá trình hấp phụ các ion bởi cả ba vật liệu gồm 3giai đoạn: (1) khuếch tán bề mặt; (2) khuếch tán nội hạt (mao quản);(3) cân bằng hấp phụ

3.3.5 Bàn về cơ chế hấp phụ các ion kim loại

Cơ chế hấp phụ được dự đoán qua cấu trúc vật liệu, các mô hìnhđẳng nhiệt, kết quả phân tích phổ FT-IR và phân tích hủy positron.Các nghiên cứu cho thấy, quá trình hấp phụ các ion kim loại Co2+,