Báo cáo tổng kết đề tài khoa học và công nghệ cấp bộ: Nghiên cứu tổng hợp vật liệu bentonit biến tính, ứng dụng hấp phụ phốtpho trong nước

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO<br /> TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐỒNG THÁP<br /> ----------------------<br /> <br /> BÁO CÁO TỔNG KẾT<br /> ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP BỘ<br /> <br /> NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VẬT LIỆU<br /> BENTONIT BIẾN TÍNH, ỨNG DỤNG HẤP<br /> PHỤ PHỐTPHO TRONG NƯỚC<br /> <br /> Mã số : B2010-20-23<br /> <br /> Chủ nhiệm đề tài: Th.S Bùi Văn Thắng<br /> <br /> Đồng Tháp – 11/2011<br /> <br /> BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO<br /> TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐỒNG THÁP<br /> ----------------------<br /> <br /> BÁO CÁO TỔNG KẾT<br /> ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP BỘ<br /> <br /> NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VẬT LIỆU<br /> BENTONIT BIẾN TÍNH, ỨNG DỤNG HẤP<br /> PHỤ PHỐTPHO TRONG NƯỚC<br /> <br /> Mã số : B2010-20-23<br /> <br /> Xác nhận của cơ quan chủ trì đề tài<br /> (ký, họ tên, đóng dấu)<br /> <br /> Chủ nhiệm đề tài<br /> (ký, họ tên)<br /> <br /> Th.S Bùi Văn Thắng<br /> <br /> Đồng Tháp – 11/2011<br /> <br /> DANH SÁCH NHỮNG THÀNH VIÊN THAM GIA ĐỀ TÀI VÀ ĐƠN VỊ<br /> PHỐI HỢP CHÍNH<br /> 1. Danh sách những người tham gia đề tài<br /> Họ và tên<br /> <br /> Đơn vị công tác<br /> <br /> Trần Quốc Trị<br /> <br /> Khoa Hóa học - Trường Đại học Đồng<br /> Tháp<br /> <br /> 2. Đơn vị phối hợp<br /> Phòng thí nghiệm - Khoa Hóa<br /> <br /> Ông Dương Huy Cẩn<br /> <br /> học, Trường Đại học Đồng Tháp<br /> Trung tâm xử lý quặng – Viện<br /> <br /> Ông Thân Văn Liên<br /> <br /> Công nghệ Xạ - Hiếm – Hà Nội<br /> <br /> i<br /> <br /> DANH MỤC THÀNH VIÊN THAM GIA VÀ ĐƠN VỊ PHỐI HỢP CHÍNH………....i<br /> MỤC LỤC………………………………………………………………………………….ii<br /> DANH SÁCH CÁC BẢNG……………………………………………………………….vi<br /> DANH MỤC CÁC HÌNH………………………………………………………………..vii<br /> DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT………………………………..ix<br /> THÔNG TIN VỀ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU…………………………………………....x<br /> PHẦN MỞ ĐẦU.............................................................................................................. 1<br /> 1. Tổng quan tình hình nghiên cứu................................................................................. 1<br /> 2. Tính cấp thiết của đề tài .............................................................................................. 2<br /> 3. Mục tiêu của đề tài ...................................................................................................... 3<br /> 4. Cách tiếp cận ............................................................................................................... 4<br /> 5. Phương pháp nghiên cứu ............................................................................................ 4<br /> 6. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài .............................................................. 5<br /> 7. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài.................................................................... 5<br /> CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ........................................................................................... 6<br /> 1.1. Hiện tượng phú dưỡng ......................................................................................... 6<br /> 1.1.1. Khái niệm về hiện tượng phú dưỡng............................................................... 6<br /> 1.1.2. Nguyên nhân và cơ chế................................................................................... 6<br /> 1.1.3. Phân loại trạng thái phú dưỡng...................................................................... 8<br /> 1.1.3.1. Phân loại theo hàm lượng phốtpho trong thủy vực..................................... 8<br /> 1.1.3.2. Phân loại theo mật độ tảo.......................................................................... 8<br /> 1.1.3.3. Phân loại theo hiện tượng nở hoa của nước .............................................. 9<br /> 1.1.4. Ảnh hưởng của hiện tượng phú dưỡng ........................................................ 10<br /> 1.1.4.1. Ảnh hưởng tích cực ................................................................................. 10<br /> 1.1.4.2. Ảnh hưởng tiêu cực ................................................................................. 10<br /> 1.1.5. Sinh lý dinh dưỡng, tầm quan trọng của tỉ lệ N:P và giới hạn dinh dưỡng.. 12<br /> 1.1.5.1. Sinh lý dinh dưỡng và tầm quan trọng của tỉ lệ N:P................................. 12<br /> 1.1.5.2. Giới hạn dinh dưỡng ............................................................................... 13<br /> 1.1.6. Các phương pháp xử lý phốtpho nhằm kiểm soát phú dưỡng ...................... 14<br /> 1.1.6.1. Các phương pháp kỹ thuật và vật lý......................................................... 14<br /> 1.1.6.2. Các phương pháp sinh học ...................................................................... 16<br /> 1.1.6.3. Các phương pháp hoá học....................................................................... 19<br /> 1.1.6.4. Bentonit biến tính bằng các cation kim loại (La, Al, Fe) là vật liệu hấp phụ<br /> phốtpho hiệu quả ................................................................................................. 22<br /> 1.2. Giới thiệu về vật liệu bentonit biến tính............................................................. 23<br /> 1.2.1. Tổng quan về bentonit................................................................................... 23<br /> <br /> ii<br /> <br /> 1.2.1.1. Thành phần khoáng và thành phần hoá học............................................. 23<br /> 1.2.1.2. Cấu trúc montmorillonit .......................................................................... 23<br /> 1.2.1.3. Tính chất lý – hoá của bentonit................................................................ 25<br /> 1.2.1.4. Một số ứng dụng của bentonit ................................................................. 27<br /> 1.2.2. Giới thiệu về vật liệu bentonit biến tính bằng kim loại ..................................... 27<br /> 1.2.2.1. Bentonit biến tính với lantan ....................................................................... 28<br /> 1.2.2.2. Bentonit biến tính với hỗn hợp Al/La ........................................................... 30<br /> 1.2.2.3. Bentonit biến tính với hỗn hơp Al/Fe ........................................................... 32<br /> 1.2.2.4. Ứng dụng bentonit biến tính hấp phụ loại bỏ phốtpho trong nước ............... 35<br /> CHƯƠNG 2. THỰC NGHIỆM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...................... 37<br /> 2.1. Hoá chất, dụng cụ, thiết bị sử dụng.................................................................... 37<br /> 2.1.1. Hoá chất........................................................................................................ 37<br /> 2.1.2. Dụng cụ......................................................................................................... 37<br /> 2.1.3. Thiết bị .......................................................................................................... 37<br /> 2.1.4. Mẫu quặng sử dụng trong nghiên cứu ......................................................... 37<br /> 2.2. Phương pháp làm giàu quặng bentonit.............................................................. 38<br /> 2.3. Phương pháp điều chế vật liệu bentonit biến tính ............................................. 40<br /> 2.3.1. Điều chế vật liệu bentonit biến tính với La ................................................... 40<br /> 2.3.1.1. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian và tỷ lệ LaCl3/Bent............................ 41<br /> 2.3.1.2. Khảo sát ảnh hưởng của pH đến quá trình điều chế................................. 42<br /> 2.3.1.3. Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ đến quá trình điều chế ............................... 42<br /> 2.3.1.4. Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ rắn/lỏng trong dung dịch đến quá trình điều<br /> chế....................................................................................................................... 42<br /> 2.3.2. Điều chế vật liệu BAlLa ................................................................................ 43<br /> 2.3.2.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ (Al3++La 3+)/bentonit............................. 44<br /> 2.3.2.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian già hoá dung dịch chống................ 45<br /> 2.3.2.4. Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình điều chế..................... 45<br /> 2.3.2.4. Nghiên cứu ảnh hưởng của tỉ lệ OH-/(Al3++La3+).................................... 45<br /> 2.3.3. Điều chế vật liệu BAlFe ................................................................................ 45<br /> 2.4. Khảo sát khả năng hấp phụ phốtpho của vật liệu bentonit biến tính ............... 45<br /> 2.5. Thử nghiệm loại bỏ phốtpho từ nước hồ với B90-La ........................................ 47<br /> 2.6. Các phương pháp nghiên cứu vật liệu bentonit và bentonit biến tính.............. 49<br /> 2.6.1. Phương pháp tán xạ năng lượng tia X (EDX – Engergy Dispersive analysis of<br /> X-ray)...................................................................................................................... 49<br /> 2.6.2. Phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD) ............................................................. 49<br /> 2.6.3. Phương pháp xác định bề mặt riêng theo phương pháp hấp phụ (BET) ...... 49<br /> <br /> iii<br /> <br />