Tóm tắt luận án Nghiên cứu điều chế và sử dụng một số hợp chất Chitosan biến tính để tách và làm giàu các nguyên tố hóa học (U(VI), Cu(II), Pb(II) và Cd(II))

Luận án thực hiện việc nghiên cứu điều chế sử dụng một số hợp chất chitosan biến tính để tách và làm giàu các nguyên tố hóa học với các kết quả đạt được như sau: 1. Từ chitosan, sử dụng phương pháp khâu mạch hóa học, chúng tôi đã điều chế được chitosan khâu mạch với tác nhân khâu mạch glutaraldehyde (5 g CTS + 75ml glutaraldehyde 2,5% (v/v), thời gian phản ứng 12 giờ ở nhiệt độ phòng) và chitosan khâu mạch gắn acid citric bền trong môi trường acid (6 g CTSK + 24 ml acid citric 2% (w/v), lắc ở nhiệt độ phòng khoảng 1 giờ, phản ứng ở 60 0 C khoảng 5 giờ) và đã khảo sát chi tiết về đặc trưng của vật liệu. 2. Đã nghiên cứu đầy đủ các tham số ảnh hưởng đến quá trình hấp phụ ion kim loại của cả hai vật liệu. Đối với CTSK, các tham số như pH, thời gian tiếp xúc và liều lượng chất hấp phụ đều ảnh hưởng đáng kể đến hiệu quả hấp phụ các ion kim loại U(VI), Cu(II), Pb(II), Zn(II) và Cd(II). pH mà tại đó quá trình hấp phụ của CTSK đạt hiệu suất cao đối với ion U(VI) là 5, đối với Cu(II), Pb(II) là 6 và Zn(II), Cd(II) là 7. Thời gian đạt trạng thái cân bằng hấp phụ đối với U(VI) là 660 phút, còn đối với các ion Cu(II), Pb(II), Zn(II) là 360 phút, đối với Cd(II) là 420 phút. Lượng chất hấp phụ càng tăng, khả năng hấp phụ càng cao. 3. Đối với chất hấp phụ là CTSK-CT, nghiên cứu xác định ảnh hưởng của các tham số được thực hiện theo cả hai cách, nghiên cứu theo phương pháp cổ điển (ảnh hưởng riêng lẽ từng tham số) và bằng quy hoạch thực nghiệm Box-Behken của phương pháp đáp ứng bề mặt. Nghiên cứu theo phương pháp cổ điển đã xác định được pH mà tại đó quá trình hấp phụ của CTSK-CT đạt hiệu suất cao đối với ion U(VI) là 4, đối với Cu(II) là 4-6, đối với Pb(II) là 6, đối với Zn(II) là 5-6 và đối với Cd(II) là 7. Thời gian đạt trạng thái cân bằng hấp phụ đối với U(VI) là 540 phút, còn đối với các ion Cu(II), Pb(II) là 360 phút, đối với Zn(II) và Cd(II) là 420 phút. Lượng chất hấp phụ CTSH-CT càng tăng, khả năng hấp phụ càng cao. Nghiên cứu theo phương pháp QHTN đã xác định được ảnh hưởng của các tham số riêng biệt và ảnh hưởng kết hợp của các tham số đến hiệu suất hấp phụ. Dung lượng hấp phụ cực đại các ion U(VI), Cu(II), Pb(II), Zn(II) và Cd(II) ở giá trị pH tối ưu lần lượt là 4,2; 4,5; 5,0; 6,1; và 7,0. Nồng độ các ion kim loại tại đó cho hiệu suất hấp phụ là cực đại là 100 và 75 mg/L lần lượt đối với ion U(VI) và Cu(II), 20 mg/L đối với cả ba ion Pb(II), Zn(II) và Cd(II).