Tài liệu Nghiên cứu tổng hợp hệ vật liệu zeolite X biến tính Ag+, Ba2+ ứng dụng chế tạo bộ lọc khử muối biển - Nguyễn Văn Tuấn: Nghiên cứu khoa học công nghệ
Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san FEE, 08 - 2018 309
NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP HỆ VẬT LIỆU ZEOLITE X BIẾN TÍNH
Ag+, Ba2+ ỨNG DỤNG CHẾ TẠO BỘ LỌC KHỬ MUỐI BIỂN
Nguyễn Văn Tuấn, Tô Văn Thiệp, Tô Lan Anh, Nguyễn Thị Minh Nguyệt,
Nguyễn Thị Nhung, Nguyễn Khánh Hoàng Việt*
Tóm tắt: Bài báo này giới thiệu quá trình tổng hợp hệ vật liệu Zeolite X biến tính
với ion Ag+, Ba2+ có khả năng loại bỏ muối biển, ứng dụng trong chế tạo bộ lọc khử
muối tạo nước ngọt từ nước biển. Hàm lượng Ag+, Ba2+ hấp phụ trong zeolite sau
khi tối ưu quá trình biến tính lần lượt là 36,99 % và 3,97 % khi phân tích bằng phổ
tán sắc năng lượng tia X (EDX). Hệ vật liệu Zeolite - Ag+- Ba2+ được tổng hợp có
khả năng xử lý nước biển có độ mặn 25 ‰ xuống 2,2 ‰ trong thời gian khhoảng 60
phút. Từ những kết quả đạt được, hệ vật liệu này sẽ tiếp tục được nghiên cứu, hoàn
thiện, tối ưu về thành phần và tỉ lệ vật liệu, ứng dụng để chế tạo bộ lọc khử muối
biển sử dụng c...
7 trang |
Chia sẻ: quangot475 | Lượt xem: 554 | Lượt tải: 1
Bạn đang xem nội dung tài liệu Nghiên cứu tổng hợp hệ vật liệu zeolite X biến tính Ag+, Ba2+ ứng dụng chế tạo bộ lọc khử muối biển - Nguyễn Văn Tuấn, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Nghiên cứu khoa học công nghệ
Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san FEE, 08 - 2018 309
NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP HỆ VẬT LIỆU ZEOLITE X BIẾN TÍNH
Ag+, Ba2+ ỨNG DỤNG CHẾ TẠO BỘ LỌC KHỬ MUỐI BIỂN
Nguyễn Văn Tuấn, Tô Văn Thiệp, Tô Lan Anh, Nguyễn Thị Minh Nguyệt,
Nguyễn Thị Nhung, Nguyễn Khánh Hoàng Việt*
Tóm tắt: Bài báo này giới thiệu quá trình tổng hợp hệ vật liệu Zeolite X biến tính
với ion Ag+, Ba2+ có khả năng loại bỏ muối biển, ứng dụng trong chế tạo bộ lọc khử
muối tạo nước ngọt từ nước biển. Hàm lượng Ag+, Ba2+ hấp phụ trong zeolite sau
khi tối ưu quá trình biến tính lần lượt là 36,99 % và 3,97 % khi phân tích bằng phổ
tán sắc năng lượng tia X (EDX). Hệ vật liệu Zeolite - Ag+- Ba2+ được tổng hợp có
khả năng xử lý nước biển có độ mặn 25 ‰ xuống 2,2 ‰ trong thời gian khhoảng 60
phút. Từ những kết quả đạt được, hệ vật liệu này sẽ tiếp tục được nghiên cứu, hoàn
thiện, tối ưu về thành phần và tỉ lệ vật liệu, ứng dụng để chế tạo bộ lọc khử muối
biển sử dụng cho các lực lượng quân đội trong điều kiện hoạt động độc lập, làm
nhiệm vụ trên biển dài ngày.
Từ khóa: Bộ lọc khử muối biển; Zeolite; Tác chiến trên biển.
1. MỞ ĐẦU
Tác chiến trên môi trường biển đảo là hoạt động mang tính đặc thù của nhiều lực lượng
trong quân đội. Trong quá trình làm nhiệm vụ dài ngày trên biển, các lực lượng này phải
đối mặt với những tình huống chứa nhiều yếu tố rủi ro như thiếu nước uống và thực phẩm
làm ảnh hưởng đến sức khỏe và tính mạng. Do đó, bộ đội cần được trang bị các thiết bị
thiết yếu sử dụng trong các trường hợp khẩn cấp hay trong trạng thái cần cứu sinh. Khi
hoạt động trên biển bị thiếu nước, bộ đội không thể uống nước biển vì nước biển có nồng
độ muối cao làm mất cân bằng điện giải của cơ thể. Do đó, việc trang bị một bộ lọc có khả
năng loại muối từ nước biển tạo nước ngọt cho bộ đội sử dụng trong quá trình làm nhiệm
vụ dài ngày trên biển thực sự cần thiết và có ý nghĩa. Bộ lọc này cần có cấu tạo gọn nhẹ,
có tính cơ động cao, có khả năng xử lý nhanh trong việc loại bỏ muối, cặn bẩn và tạo ra
nước sạch, an toàn khi uống. Trên thế giới, đã có một số sản phẩm có tác dụng loại muối
nước biển như HydroPack, SeaPack, LifePack™, X-Pack™, tuy nhiên, các sản phẩm này
có giá thành cao và đòi hỏi thời gian lọc kéo dài từ 6-8 giờ, cho 500mL nước lọc có thể sử
dụng được. Bộ trang bị cơ số cá nhân đảo chìm đang sử dụng bộ lọc nước Seapack có khả
năng lọc nước khá tốt tuy nhiên thời gian lọc kéo dài (lọc 500mL nước biển trong 5 giờ),
trọng lượng mang vác khá lớn (1,6 kg khi không lọc nước và 2,6 kg khi lọc nước).
Hiện nay, có thể sử dụng rất nhiều phương pháp để loại muối tạo nước ngọt từ nước
biển như phương pháp sử dụng nhiệt, màng lọc, thẩm thấu ngược, điện thẩm tách, trao đổi
ion hay sử dụng các vật liệu hấp phụ ion...[1, 2, 12, 14]. Trong đó, phương pháp sử dụng
vật liệu zeolite có khả năng trao đổi và hấp phụ ion là phương pháp đơn giản, chi phí thấp
và cho hiệu quả cao trong thời gian ngắn mà không cần đến các thiết bị hiện đại, phù hợp
khi cần loại muối biển khẩn cấp. Zeolite là hợp chất vô cơ dạng aluminosilicat tinh thể
được hình thành từ mạng lưới các tứ diện SiO4
- liên kết trong không gian ba chiều tạo
thành khối đa diện, với các lỗ xốp trật tự có khả năng trao đổi cation và hấp phụ đặc biệt
[8]. Đối với vật liệu zeolite có cấu trúc dạng Sodalite, mức độ trao đổi ion giảm theo tứ tự
Ag+ > Na+, Li+, K+. Ở dạng Faujasite, mức độ trao đổi ion giảm giữa các kiềm thổ theo thứ
tự Ba2+ > Sr2+ > Ca2+ > Mg2+. Mức độ trao đổi ion cũng phụ thuộc vào nồng độ ion trong
dung dịch trao đổi và hóa trị của cation trao đổi. Đối với các cation hóa trị như nhau, mức
độ chọn lọc ion phụ thuộc và bán kính ion hidrat hóa [10]. Dựa trên những tính chất đặc
trưng đó, zeolite đã được ứng dụng rất nhiều trong các lĩnh vực như xử lý chất thải, nước
Hóa học – Sinh học – Môi trường
N. V. Tuấn, , N. K. H. Việt, “Nghiên cứu tổng hợp hệ vật liệu bộ lọc khử muối biển.” 310
thải, lọc nước và khí, công nghiệp xây dựng [7, 8]. Trên thế giới, đã có một số công trình
nghiên cứu về khả năng loại muối biển của hệ vật liệu zeolite [8, 10, 11, 13]. Phương pháp
này cũng đã được sử dụng trong chế tạo bộ kit khử muối biển MK-2 của quân đội Mỹ với
hàm lượng Cl- giảm từ trên 24.000 ppm xuống 2750 ppm, SO4
2- giảm từ 2350 ppm xuống
1350 ppm. Ở Việt Nam, các công trình nghiên cứu sử dụng vật liệu Zeolite trong xử lý
nước biển còn hạn chế, phần lớn quá trình xử lý nước mặn được tiến hành theo nguyên lý
lọc màng hay điện thẩm tách [4-6]. Do đó, trong nghiên cứu này, chúng tôi đã thử nghiệm
tiến hành tổng hợp hệ vật liệu Zeolite X biến tính ion Ag+ và Ba2+ có khả năng loại muối
biển, ứng dụng chế tạo bộ lọc khử muối biển sử dụng cho bộ đội khi hoạt động độc lập trên
biển trong thời gian dài hoặc trạng thái cần cứu sinh.
2. NGUYÊN LIỆU, HÓA CHẤT VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Nguyên liệu và hóa chất nghiên cứu
- Nguyên liệu: Nước biển Nam Định có độ mặn 25 ‰.
- Hóa chất: Na2SiO3, AgNO3, K2Cr2O4, NaCl, Al2O3, Ba(OH)2, HNO3, NaOH, CaCO3
của các hãng Sigma, Merck, BioBasic...
2.2. Thiết bị, dụng cụ
- Các thiết bị thí nghiệm được sử dụng chủ yếu như: Cân phân tích Mettler Toledo ME
204E (Thụy Sỹ), tủ sấy Memert UNB500 (Đức), máy đo pH Mettler Toledo S220-K, máy
khuấy từ gia nhiệt Cole Parmer EW-03407-15 (Malaysia), máy đo độ mặn RHS-10 (Mỹ).
2.3. Phương pháp nghiên cứu
2.3.1. Phương pháp tổng hợp Zeolite X
Zeolite X được tổng hợp dựa trên phương pháp của H. Robson (2001) [9]. Tiến hành
cân và hòa tan 10g NaOH với 10g nước cất, sau đó thêm vào 9,75 g Al2O3, khuấy tan hoàn
toàn. Thêm 20,25 ml nước cất vào hỗn hợp thu được dung dịch 1. Thêm 21,97 g dung dịch
Na2SiO3 vào dung dịch 1. Khuấy hỗn hợp vừa trộn trong 30 phút để có được một hỗn hợp
đồng nhất. Tiến hành kết tinh thủy nhiệt ở 100°C trong vòng 8 giờ liên tục. Kết thúc phản
ứng, lọc lấy phần chất rắn vả rửa bằng nước cất hai lần cho đến khi pH nước rửa = 7. Thu
gom mẫu, tiến hành sấy khô và nghiền mịn phần sản phẩm rắn thu được. Hình dạng tinh
thể tạo thành được xác định qua ảnh chụp SEM và thành phần zeolite được phân tích bằng
phổ tán sắc năng lượng tia X (EDX). Bên cạnh đó, sản phẩm tạo thành còn được kiểm tra
tỉ lệ Si/Al, với zeolite X có hàm lượng Si thấp cho tỉ lệ Si/Al từ 1-1,5.
2.3.2. Biến tính Zeolite với Ag+ và Ba2+
Zeolite X sau khi tổng hợp được bổ sung vào dung dịch AgNO3 cho quá trình biến tính,
hỗn hợp được khuấy bằng máy khuấy từ trong 4 giờ ở nhiệt độ phòng. Sau đó, lọc thu sản
phẩm trên phễu lọc Bucner và sấy khô ở nhiệt độ 90 oC trong 4 giờ, thu được sản phẩm
dạng bột. Zeolite biến tính Ag+ tiếp tục được sử dụng cho quá trình biến tính với Ba2+, sử
dụng dung dịch Ba(OH)2 1M. Thành phần hệ vật liệu zeolite sau khi biến tính được xác
định qua kỹ thuật phân tích SEM/EDX.
2.3.3. Tối ưu nồng độ Ag+ và Ba2+ biến tính
Nồng độ Ag+ và Ba2+ hấp phụ trong zeolite sau khi biến tính có ý nghĩa quyết định đến
khả năng loại muối nước biển. Lượng 20 g zeolite X được biến tính với dung dịch AgNO3
2M có thể tích khác nhau: 10 mL, 15 mL, 20 mL, 25 mL. Hàm lượng Ag+ (%) trong
zeolite X sau khi biến tính được xác định bằng kỹ thuật phân tích SEM/EDX, từ đó lựa
chọn được thể tích AgNO3 2M tối ưu. Sau đó, zeolite biến tính Ag
+ tiếp tục được biến tính
với dung dịch Ba(OH)2 1M với các thể tích lần lượt là 3 mL, 5 mL, 7 mL để xác định hàm
lượng Ba2+ hấp phụ trong zeolite ở mỗi trường hợp, từ đó lựa chọn được thể tích Ba(OH)2
Nghiên c
Tạp chí Nghi
1M t
(w/w) đ
2.3.4. Đánh giá kh
cation Na
hấp
các g
nư
‰
biể
TCVN 6194:1996, ISO 9297:1989 và đ
mặ
biế
3.1. T
thành
kích thư
các peak thu đư
đư
đư
Nhôm, Silic trong zeolite X t
Si/Al c
liệu chế tạo đ
công cho quá trình bi
ch
STT
ố
Trong quá trình x
ph
ớc ngọt.
M
.Ti
n sau các th
n nư
n tính Ag
Zeolite sau quá trình t
Hình 1.
Kết quả ảnh SEM của mẫu vật liệu chế tạo cho thấy, vật liệu tổng hợp đ
ờng nền của các mẫu khá bằng phẳng, không lẫn pha lạ, chứng tỏ vật liệu tổng hợp
ợc có độ tinh thể cao (
ất l
1
2
3
4
i ưu. Than ho
ể
ụ v
ốc Cl
ột lư
ến hành
ớ
ổng h
(h
ủa sản phẩm tạo th
ượng của zeolite X tổng hợp đ
ứu khoa học công nghệ
hấ
+, Mg
ào trong zeolite.
-
ợ
c bi
ình 1).
ớc hạt đồng đều trung b
ên c
p ph
, SO
ng 90 g Zeolite đư
ển RHS
+, Ba
ợp Zeolite X
Ảnh
sau khi t
ư
ứu KH&CN
ụ
2+
4
2
đánh giá kh
ời đi
ch
ợc rất r
ợc l
Di
các t
ả
, Ca
- tạo
2+ và zeolite ch
ụp
à zeolite X.
ện tích bề mặt ri
ạt tính đư
ạ
năng x
ử
2+
kết tủa AgCl, BaSO
ểm t
-10. M
SEM c
ổng hợp
ến tính
Tên ch
Màu s
Hình d
T
p ch
lý n
trong nư
ả
ừ
ổ
õ nét v
hình 2). Thành ph
ành là 1,206 n
ỷ trọng
quân s
ất b
ử lý n
ướ
Các cation Ag
năng lo
0-
ẫu ki
ng h
ủa zeolite X
ổng hợp lần l
v
ỉ ti
ạng
ợc b
ẩ
c bi
ợc b
100 phút. Hàm lư
ể
ỉ
ợ
.
ình kho
ới các đám phổ chính Na, Oxi, Si, Al có c
Do đó, có th
ới Ag
êu
ắc
ự, Số
ổ
n, làm trong nư
ước bi
ể
ớc biển sẽ trao đổi
ổ
m ch
biế
p đư
êng
sung vào ze
n b
sung vào c
ại mu
ứ
n tính Ag
3. K
ợc chụp ảnh SEM để xác định h
+ và Ba
ược tóm tắt ở
Đặc san
ển c
ằng h
+
ộ
ng đư
ảng 2 µm. Quan sát phổ EDX của mẫu có thể thấy,
ằm trong khoảng từ 1,0 đến 1,5 chứng tỏ rằng vật
ủa h
, Ba
4, các g
ối bi
m
ẾT QUẢ
ần khối l
ượt l
ể khẳng định, zeolite X đ
2+
Bảng 1.
ệ
ệ v
2+
ố
ể
ặn đ
ợc ti
+.
à 33.05, 16.57, 22.38, 28. Bên c
và ch
Đơn v
FEE
olite X sau khi bi
ớc trong quá trình x
vậ
ật li
khi gi
ốc muối sẽ bị loại bỏ,
c th
n qua s
ợng Cl
ồng th
ế
Hình 2.
b
-
-
-
m2
, 0
t li
ệu Zeolite X bi
và thay th
ủy tinh có ch
n hành tương t
ượng (%) của các nguy
ế tạo bộ lọc khử
ảng 1.
Bảng chỉ ti
/g
8 -
ệu
ải phóng trong nư
ự
-
ờ
ị
20
giả
trong nư
i đư
Ảnh phân tích EDX của zeolite
X sau
18
m hàm lư
ợc ki
êu ch
ế cho các cation Ag
ứ
ự
khi t
ến tính theo t
ử
ế
a 500 mL nư
ớc đư
ểm tra b
, s
ã
mu
ất l
lý.
n tính
ớc sẽ phản ứng với
ợng Cl
ử d
ình d
ổng hợp
đư
ối biển. Các chỉ ti
ư
K
Màu tr
Bột, xốp mịn
pha
ợc xác đ
ụng zeolite không
ạng tinh thể tạo
ên t
ợc tổng hợp th
ợng của Zeolite X
ết quả
2,57
350
Ag
lỏng c
-
ằng máy đo đ
.
ược có 6 cạnh,
ư
ắng
+, Ba
ớ
trong nư
ờng độ cao,
ố Oxi, Natri,
ạnh đ
ỉ lệ
+
òn l
c bi
ịnh b
311
1: 40
2+,
, Ba
ại l
ển
ằ
ó, t
ành
các
2+
à
25
ớc
ng
ộ
ỉ lệ
êu
.
312
3.2. T
ml, 20 ml, 25 mL.
tăng khi tăng th
tích 15 mL, hàm lư
AgNO
5
6
7
Zeolite đư
Hình 3.
N. V. Tu
ối ưu quá tr
3 2M là 15 mL cho quá trình bi
Kh
ợ
Hàm lư
Hình 4.
ấn, , N. K. H. Việt
ối l
c bi
ể tích dung dịch AgNO
ư
ình bi
ến tính v
K
(A)
(C)
ợng zeolite thu đ
Hi
Dạng tinh thể
ết quả phân tích EDX cho thấy, h
ợng Ag
ợng Ag
Ảnh EDX của Zeolite X biến tính với dung dịch AgNO
ệu suất
ến tính Zeolite X v
ới dung d
+
+
các th
tăng không đáng k
hấp phụ trong zeolite sau quá tr
v
, “
ể tích AgNO
ới
Nghiên c
ư
ịch AgNO
ến tính zeolite để tiến h
các th
ợc
3 2M s
ớ
ể tích khác
ứu tổng hợp hệ vật liệu bộ lọc khử muối biển
i Ag
3
ử dụng (
3
g
%
-
+
2M v
2M khác nhau
và Ba
h
ể. Do đó, chúng tôi lựa chọn thể tích
n
ới các th
àm lư
ình 3,
hau
Hóa h
2+
.
ợng Ag
hình 4). Tuy nhiên, t
ành các nghiên c
ình bi
.
ọc
ể tích l
–
Tinh th
+
ến tính khi sử dụng
(B)
(D)
Sinh h
ần lư
hấp phụ trong zeolite
3,16
35,2
3
ọc
ể 6 cạnh
ợt là: 10 ml, 15
ứu tiếp theo.
2M
– Môi trư
ừ sau thể
ờng
.”
Nghiên c
Tạp chí Nghi
Ba(OH)
Hình 5.
zeolite X không còn
(h
định,
tích Ba(OH)
(b
dụng để biến tính với 10 g zeolite X cho quá tr
mu
3.3. Đánh giá kh
xác đ
tiến h
mặn n
độ mặn n
tính Ag
sau 2
mặn của n
vật liệu tổng hợp từ
Zeolite X ti
Từ ảnh chụp SEM hệ vật liệu zeolite sau biến tính có thể thấy, h
ình 5). Các peak c
ảng 2). Nh
ối biển.
Hệ vật liệu sau khi tổng hợp đ
Kết quả cho thấy, zeolite không biến tính
2
STT
zeolite X
ịnh
ành đ
ước bi
+
0 phút đ
ứu khoa học công nghệ
1M th
1
2
3
Ảnh chụp SEM Zeolite X biến tính
sự thay đổi của độ mặn trong thời gian xử lý 0
ồng thời, sử dụng zeolite X không biến tính v
ước biển giảm xuống 3,5
, Ba
ư
ên c
2 1M là 5 mL, hàm lư
ư v
ển giảm không đáng kể sau thời gian 100 phút. Với zeolite chỉ biến tính Ag
2+
ầu, từ 25
ớc biển có sự thay đổi không đáng kể (
ứu KH&CN
ếp tục đ
ể tích lần l
Bảng 2.
Th
Ag
đã
ậy, trong nghi
cho hi
ể tích Ba(OH)
+, Ba
ủa
đư
ả năng x
đư
Ag
ợc biến tính th
ệu quả xử lý n
‰
zeolite X bi
A. Zeolite X bi
B. Zeolite X bi
C. Zeolite X bi
D. Zeolite X bi
ược biến tính đồng thời với 15 mL AgNO
ư
Thành ph
mL
3
5
7
2++.
ợc r
+
ử
xu
quân s
ợt l
õ nét vì
, Ba
lý n
ống 2,2
à 3 mL, 5 mL, 7 mL.
2+
ên c
ư
ự, Số
ần khối l
2
xu
ợng Ba
ứu n
ớc bi
ư
‰
ư
ến tính Ag
ến tính với 10 ml AgNO
ến tính với 15 ml AgNO
ến tính với 20 ml AgNO
ến tính với 25 ml AgNO
,
đã có s
ất hiện r
ành công v
ày, 15 mL AgNO
ợc đánh giá khả năng loại muối n
ớc biển tốt nhất với độ mặn n
‰
Đặc san
sau bi
ển c
trong th
sau th
ượng Ag v
Hàm lư
ự xuất hiện của
õ ràng khi phân tích EDX, do
2+
ủ
+
ến tính (%)
36,55
36,99
Hình 6.
ới
đư
a h
không có kh
ời gian 100 phút.
ời gian 60 phút. Từ sau thời điểm 60 phút, độ
, Ba
FEE
ợng Ag
37
Ag
ợc hấp phụ v
ình t
ệ v
2+
, 0
à Ba sau quá trình bi
+, Ba
ổng hợp hệ vật liệu có khả năng loại
ật li
hình 7). Do
bư
8 -
Ảnh phân tích EDX của Zeolite X
3
ệu
-
à zeolite ch
ớc đầu cho hiệu quả loại muối biể
20
+
bi
2+
2M và 5mL Ba(OH)
100 phút. M
ả năng xử lý n
18
3
3
3
3
ến tính Ag
Ag
(hình 6).
ào zeolite cao nh
2M
2M
2M
2M
Hàm lư
sau bi
+, Ba
H
đó, có th
2+
ỉ biến tính Ag.
ệ vật liệu Zeolite X biến
ước biển giảm h
3
ến tính (%)
2,04
3,97
3,97
+, Ba
ình d
trong các mao qu
Bên
ư
ẫu kiểm chứng đ
2M và dung
ến tính Zeolite X
ợng Ba
ạng các tinh thể
đó, có th
c
ớc biển bằng cách
ư
ể khẳng định, hệ
2.
ạnh đó, với thể
2
ớc biển, với độ
2+
ất l
1M
ể khẳng
à 3,97%
đư
ơn 50 %
313
d
ợc sử
ư
ịch
.
ản
ợc
+
n
Hóa học – Sinh học – Môi trường
N. V. Tuấn, , N. K. H. Việt, “Nghiên cứu tổng hợp hệ vật liệu bộ lọc khử muối biển.” 314
tương đối tốt. Hệ vật liệu sẽ tiếp tục được tiến hành các nghiên cứu tối ưu về khối lượng
vật liệu sử dụng, độ mặn nước biển thích hợp cho quá trình xử lý để hoàn thiện và chế tạo
bộ lọc khử muối biển.
4. KẾT LUẬN
Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã tổng hợp thành công vật liệu zeolite X với kích
thước hạt trung bình 2 µm. Zeolite X được biến tính với ion Ag+, Ba2+ cho hệ vật liệu có
khả năng loại muối trong nước biển. Với khối lượng 10 g zeolite, thể tích dung dịch
AgNO3 2M và thể Ba(OH)2 1M lần lượt là 15 ml và 5 mL là tối ưu cho quá trình biến tính,
hàm lượng ion Ag+, Ba2+ hấp phụ trong zeolite lần lượt là 36,99 % và 3,97 % khi phân
tích bằng phổ tán sắc năng lượng tia X (EDX). Hệ vật liệu tổng hợp có khả năng xử lý
nước biển có độ mặn giảm từ 25,0 ‰ xuống 2,2 ‰ trong thời gian 60 phút. Từ những kết
quả đạt được, hệ vật liệu sẽ tiếp tục được nghiên cứu, hoàn thiện về thành phần và tỉ lệ các
vật liệu, nhằm chế tạo bộ lọc khử muối biển sử dụng cho các lực lượng quân đội trong
điều kiện hoạt động độc lập trên biển hoặc trong các tình huống khẩn cấp cần cứu sinh.
Hình 7. Đánh giá khả năng loại muối của hệ vật liệu zeolite.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Amy G., Ghaffour N., Li Z., Francis L., Linares R. V., et al. “Membrane-based
seawater desalination: Present and future prospects,” Desalination, 2017.
[2]. Bórquez R., Ferrer J. “Seawater desalination by combined nanofiltration and ionic
exchange,” Desalin. Water Treat, 2016.
[3]. Cotruvo J., Fawell J., Cunliffe D., Voutchkov N., Payment P., et al. "Desalination
Technology: Health and Environmental Impacts". 2010.
[4]. Hồ Ngô Anh Đào, “Công nghệ điện thẩm tích trong xử lý nước mặn,” Khoa học và
Ứng dụng, vol. 14–15, pp. 38–40, 2011.
[5]. Phạm Văn Hoàn Trần Thị Thanh Khương “Công nghệ khử mặn hiệu quả cấp nước
sinh hoạt cho các cụm dân cư nông thôn Đồng bằng sông Cửu Long,” Can Tho Univ.
J. Sci., vol. 45, p. 33, 2016.
[6]. Lê Trường Giang, Đào Minh Châu, Nguyễn Ngọc Tùng, “Ứng dụng màng chưng cất
chân không nhằm tối ưu hóa quá trình khử mặn nước biển”, Tạp chí phân tích Hóa,
Lý và Sinh học, vol. 4, pp. 96–102, 2015.
[7]. Margeta K., Logar N. Z., Šiljeg M., Farkaš A. “Natural Zeolites in Water Treatment
– How Effective is Their Use”, 2013.
0
5
10
15
20
25
30
0 20 40 60 80 100
Đ
ộ
m
ặn
‰
Thời gian xử lý (phút)
Độ mặn Độ mặn Độ mặn
Nghiên cứu khoa học công nghệ
Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san FEE, 08 - 2018 315
[8]. Ozdemir O. D., Pişkin S. “Zeolite X Synthesis with Different Sources,” Int. J. Chem.
Environ. Biol. Sci, 2013.
[9]. Robson H., Lillerud K. P. Verified Syntheses of Zeolitic Materials, 2001.
[10]. Von-kiti E, “Synthesis of zeolites and their application to the desalination of
seawater", 2012.
[11]. Wajima T., Shimizu T., Yamato T. “Removal of NaCl from seawater using natural
zeolite,” Toxicological & Environmental Chemistry pp. 37–41, 2010.
[12]. WHO, “Desalination for Safe Water Supply- Guidance for the Health and
Environmental Aspects Applicable to Desalination,” Public Heal. Environ. World
Heal. Organ. Geneva 2007 World Heal., p. 173, 2007.
[13]. Wibowo E., Sutisna, Rokhmat M., Murniati R., Khairurrijal, et al. “Utilization of
Natural Zeolite as Sorbent Material for Seawater Desalination,” in Procedia
Engineering, 2017.
[14]. Zhou D., Zhu L., Fu Y., “Development of lower cost seawater desalination processes
using nanofiltration technologies - A review,” Desalination. 2015.
ABSTRACT
SYNTHESIS OF ZEOLITE X ION-EXCHANGED WITH Ag+, Ba2+
FOR SEAWATER DESALINATION
This article reported a process to synthesis of zeolite X ion-exchanged with Ag+,
Ba2+ material and its application for seawater desalination. Under optimized
conditions, the contents of Ag+, Ba2+ in Zeolite X is 36,99 % and 3,97 % by energy-
dispersive X-ray spectroscopy (EDX) analysis. This materials shows the high
efficiency of treatment seawater with the salility of seawwater reduced from 25 to
2,2 ‰ after 60 minutes. The seawater desalination capacity of Zeolite X ion-
exchanged Ag+, Ba2+ material will be continued to study for manufacturing the
desalter kit to provide acceptable emergency drinking water.
Keywords: Zeolite desalination filter; Sea battle.
Nhận bài ngày 01 tháng 7 năm 2018
Hoàn thiện ngày 10 tháng 9 năm 2018
Chấp nhận đăng ngày 20 tháng 9 năm 2018
Địa chỉ: Viện Công nghệ mới/Viện Khoa học và Công nghệ quân sự.
* Email: lananh9422@gmail.com.
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- 40_to_lan_anh_0559_2150627.pdf