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
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: 9.44.01.13
Người hướng dẫn khoa học:
1. TS. Đặng Đức Nhận
2. TS. Nguyễn Lanh
Hà Nội – 2024
i
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan, đây là công trình nghiên cu của riêng tôi dưi s hướng dn
khoa hc ca TS. Đặng Đức Nhn TS. Nguyn Lanh. c s liu kết qu
nghiên cu nêu trong lun án trung thực, được các đồng tác gi cho phép s dng
và chưa từng được công b trong bt k công trình nào khác.
Hà Nội, ngày tháng năm 2024
Tác gi lun án
Nguyễn Văn Chính
ii
LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên, tôi xin bày t lòng biết ơn chân thành sâu sắc đến TS. Đặng
Đức Nhn TS. Nguyn Lanh đã tận tình ng dn, gi m nhng ý ng khoa
hc cho tôi trong sut thi gian nghiên cu lun án bng tt c tâm huyết và s quan
tâm hết mc.
Tôi xin trân trng cảm ơn Ban lãnh đo cùng các cán b trong Vin Công
ngh x hiếm Viện Năng ng nguyên t Vit Nam đặc bit tp th cán b,
nhân viên Trung tâm Công ngh xcht thi phóng x - Vin Công ngh x hiếm
đã quan m, to mọi điều kin, h tr, gip đ tt nht cho tôi trong quá trình hc
tp và nghiên cu thc hin lun án.
Tôi xin trân trng cảm ơn PGS.TS. Nguyễn Đình Tuyến cùng các cán b
phòng Vt liu tiên tiến Vin Hóa Hc Vin Hàn lâm Khoa hc Công ngh
Việt Nam đã gip đ tôi trong quá trình thc hin lun án.
Tôi xin trân trng cảm ơn Ban Giám đốc ng các cán b phng Đào to,
Nghiên cu Trin khai Trung tâm đào to ht nhân Vin Năng lượng nguyên
t Vit Nam đã gip đ tôi trong quá trình hc tp và hoàn thành lun án.
Cui cùng tôi xin bày t li cảm ơn u sắc nhất đến gia đình, người thân
bạn bè đã luôn bên cạnh động viên, gip đ tôi hoàn thành lun án này.
Tác gi lun án
Nguyễn Văn Chính
iii
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ................................................................................................................... i
LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................................ ii
MỤC LỤC ............................................................................................................................ iii
DANH MỤC HÌNH VẼ ....................................................................................................... vi
MỞ ĐẦU ............................................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN .............................................................................................. 5
1.1. Giới thiệu về tình hình ô nhiễm các nhân phóng xạ trong môi trường nước .......... 5
1.1.1. Vấn đề ô nhiễm các nhân phóng xạ trong môi trường nước ............................ 5
1.1.2. Các dạng tồn tại của urani và thori trong môi trường nước ........................... 10
1.1.3. Các phương pháp xử lý ion phóng xạ trong môi trường nước....................... 14
1.2. Giới thiệu vật liệu silica mao quản trung bình SBA-15 ........................................ 17
1.2.1. Khái niệm về vật liệu xốp .............................................................................. 17
1.2.2. Tổng quan về vật liệu silica mao quản trung bình ......................................... 19
1.2.3. Phương pháp biến tính vật liệu SBA-15 ........................................................ 31
1.3. Tổng quan vhấp phụ các nhân phóng xạ U, Th trên vật liệu silica mao quản
trung bình SBA-15 ........................................................................................................... 36
1.4. sở khoa học ứng dụng vật liệu composite của SBA-15 với TiO2 nanotubes để
xử lý nước thải phóng xạ ................................................................................................. 38
CHƯƠNG 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ THỰC NGHIỆM .......................... 42
2.1. Hóa chất và thiết bị ............................................................................................... 42
2.1.1. Hóa chất ......................................................................................................... 42
2.1.2. Thiết bị và một số dụng cụ thí nghiệm .......................................................... 43
2.1.3. Chuẩn bị các dung dịch để thực nghiệm ........................................................ 44
2.2. Nghiên cứu tổng hợp vật liệu ................................................................................ 45
2.2.1. Nghiên cứu cải tiến quy trình tổng hợp vật liệu SBA-15 .............................. 45
2.2.2. Nghiên cứu cải tiến quy trình tổng hợp vật liệu TiO2 nanotubes .................. 47
2.2.3. Tổng hợp vật liệu composite SBA-15 với Fe3O4 hoặc TiO2 nanotubes ........ 49
2.3. Các phương pháp xác định đặc trưng của vật liệu ................................................ 52
2.3.1. Phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD) xác định cấu trc tinh thể của vật liệu.. 52
2.3.2. Hấp phụ - giải hấp phụ N2 xác định diện tích bề mặt riêng của vật liệu ....... 52
2.3.3. Kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) xác định trật tự cấu trc bên trong của
vật liệu... ....................................................................................................................... 52
2.3.4. Quang phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FTIR) xác định nhóm chức trên bề
mặt vật liệu ................................................................................................................... 52
2.3.5. Phổ tán sắc năng lượng tia X (EDX) xác định thành phần hóa học vật liệu.. 53