ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HCM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
--------------------

TRẦN PHẠM QUANG NGUYÊN

NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO WOLLASTONITE HẤP PHỤ
KIM LOẠI Cr ỨNG DỤNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI
Chuyên ngành: Kỹ Thuật Vật Liệu
Mã số: 60520309

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 06 năm 2017


ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HCM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
--------------------

TRẦN PHẠM QUANG NGUYÊN

NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO WOLLASTONITE HẤP PHỤ
KIM LOẠI Cr ỨNG DỤNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI
Chuyên ngành: Kỹ Thuật Vật Liệu
Mã số: 60520309

LUẬN VĂN THẠC SĨ

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
TS. PHẠM TRUNG KIÊN

TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 06 năm 2017


Cơng trình được hồn thành tại: Trường Đại học Bách Khoa – ĐHQG-HCM
Cán bộ hướng dẫn khoa học : TS. Phạm Trung Kiên
(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký)
Cán bộ chấm nhận xét 1 : ……………………………………………………….
(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký)
Cán bộ chấm nhận xét 2 : ……………………………………………………….
(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký)
Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp. HCM
ngày ….. tháng …. năm ……
Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:
(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị của Hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc sĩ)
1. ……………………………………………………….
2. ……………………………………………………….
3. ……………………………………………………….
4. ……………………………………………………….
5. ……………………………………………………….
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT
Xác
nhận củaĐẠI
ChủHỌC
tịch Hội
đồng đánh
giá LV và Trưởng Khoa quản lý chuyên
TRƯỜNG
BÁCH

NAM
KHOA
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nếu có).
NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ tên học viên:
TRẦN PHẠM QUANG NGUYÊN
MSHV: 7140332
Ngày, tháng, năm sinh: 30/09/1989
Nơi sinh: Bình Thuận
Chuyên ngành:
Silicate
Mã số : 60520309
I. TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu chế tạo Wollastonite hấp phụ kim loại Cr ứng
CHỦdụng
TỊCH
ĐỒNG
TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT VẬT LIỆU
xử HỘI
lý nước
thải
II. NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:
-


ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
MSHV: 7140332
Họ tên học viên:
TRẦN PHẠM QUANG NGUYÊN
Nơi sinh: Bình Thuận
Ngày, tháng, năm sinh: 30/09/1989
Chuyên ngành:
Kỹ thuật vật liệu
Mã số : 60520309
I.
TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu chế tạo Wollastonite hấp phụ kim loại Cr
ứng dụng xử lý nước thải
II. NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:
- Tổng hợp Wollastonite từ tro trấu bằng phương pháp thủy nhiệt. Khảo sát tính
chất Wollastonite ở các điều kiện tổng hợp.
- Nghiên cứu đánh giá khả năng hấp phụ kim loại nặng Chrome (III) trong môi
trường nước.
III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 16/01/2017
IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 18/06/2017
V. CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS. Phạm Trung Kiên

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
(Họ tên và chữ ký)

Tp. HCM, ngày 00 tháng 00 năm 2017
CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO
TẠO
(Họ tên và chữ ký)


TRƯỞNG KHOA….………
(Họ tên và chữ ký)

Ghi chú: Học viên phải đóng tờ nhiệm vụ này vào trang đầu tiên của tập thuyết
minh LV


LỜI CẢM ƠN
Trong q trình thực hiện và hồn thành nghiên cứu này, tôi đã được động viên
và giúp đỡ của q thầy cơ, bạn bè và gia đình rất nhiều. Tôi xin chân thành gửi lời
cảm ơn đến:
TS Phạm Trung Kiên, Bộ môn Silicate, Khoa Công Nghệ Vật Liệu - trường
Đại học Bách Khoa TP.HCM, thầy đã nhiệt tình và hết lịng truyền đạt cho tơi nhiều
kiến thức chun môn và những kinh nghiệm quý báu trong nghiên cứu khoa học.
Quý thầy cô trong khoa Công Nghệ Vật Liệu trường Đại học Bách Khoa
TPHCM nói chung, các thầy cơ trong Bộ môn Silicate đã giúp đỡ, tạo điều kiện cho
tơi thực hiện các thí nghiệm trong việc hồn thành nghiên cứu.
Th.S Nguyễn Thị Hồng Tuyền và Th.S Dương Thị Ngọc Dung đã tận tình giúp
đỡ, động viên tơi hồn thành đề tài.
Bạn Trần Ngọc Vũ và Văng Nguyễn Hoàng Vân đã nhiệt tình giúp đỡ trong
thời gian thực hiện đề tài.
Cuối cùng xin cám ơn đến gia đình đã động viên, ủng hộ, giúp đỡ để tơi có thể
học tập và hoàn thành tốt nghiên cứu này.

Xin chân thành cám ơn!
TPHCM, tháng 06 năm 2017
Trần Phạm Quang Nguyên



TĨM TẮT
Những năm gần đây, trên thế giới đã có rất nhiều nghiên cứu về tổng hợp
Calcium Silicate bằng các phương pháp khác nhau. Trong đó, phương pháp thủy nhiệt
hiện đang được quan tâm nhiều nhất do điều kiện thực hiện dễ dàng hơn so với các
phương pháp khác. Vì vậy nghiên cứu này được thực hiện để tổng hợp Calcium
Silicate bằng phương pháp thủy nhiệt từ nguồn nguyên liệu tro trấu là phế phẩm nông
nghiệp ở những điều kiện nhiệt độ, thời gian khác nhau, nhằm khảo sát các điều kiện
tổng hợp các khống Calcium Silicate, đồng thời tìm được hướng giải quyết cho vấn
đề ô nhiễm môi trường vì rác thải nơng nghiệp. Calcium Silicate sau khi tổng hợp
được phân tích bởi Nhiễu xạ tia X (XRD), Quang phổ hồng ngoại (FT-IR) và Kính
hiển vi điện tử quét (SEM). Sau đó, mẫu Calcium Silicate được đem đi thử nghiệm
độ hấp phụ Chrome và được kiểm tra bằng Phổ tử ngoại khả kiến (UV-Vis) để xác
định khả năng và cơ chế hấp phụ của vật liệu. Kết quả sơ bộ cho thấy điều kiện hấp
thủy nhiệt hệ RHA-Ca(OH)2 tại 200oC, 24 giờ đã hình thành khống Xonotlite với
thành phần và cấu trúc tốt nhất trong quy mô các mẫu thí nghiệm. Mẫu Xonotlite sau
khi nung ở 900oC, 3 giờ đã tạo khống Wollastonite, hầu như khơng cịn tạp chất. Sản
phẩm tạo thành cho kết quả hấp phụ Cr3+ đạt 58.14% và 56.98% tại pH=4, 30oC tương
ứng với Xonotite và Wollastonite, kết quả tăng lên đến 80.36% và 91.43% tại pH=4,
60oC. Tại nồng độ ion Cr3+=8g/l, kết quả hấp phụ của Xonotlite và Wollastonite tương
ứng là 47.26% và 37.95%. Kết quả nghiên cứu cho thấy triển vọng áp dụng của
phương pháp tổng hợp vào sản xuất quy mô lớn, vừa tận dụng được nguồn phế thải
nông nghiệp, vừa sản xuất Calcium Silicate thay cho nguồn nhập ngoại, đồng thời
tìm được hướng giải quyết cho vấn đề ô nhiễm kim loại nặng trong môi trường nước.


ABSTRACT
In recent years, there have been many studies on the synthesis of calcium
silicate in various methods. In particular, hydrothermal methods are currently being
considered most favorably due to easier conditions of implementation than other
methods. Therefore, this study was conducted to synthesize Calcium Silicate by

hydrothermal method from rice husk ash material as agricultural waste at different
temperature and time conditions for investigate the conditions of synthesis of
Calcium Silicate mineral, while finding a solution to the problem of environmental
pollution because of agricultural waste. Calcium Silicate after synthesis was analyzed
by X-ray diffraction (XRD), Infrared Spectrum (FT-IR) and Scanning Electron
Microscopy (SEM). Then Calcium Silicate was tested for chromium adsorption and
tested with UV-Vis to determine the adsorption capacity and mechanism of the
material. Preliminary results show that the RHA-Ca(OH)2 thermal conditions at
200°C, 24 hours form the Xonotlite mineral with the best composition and structure
in the scale of the samples. Xonotlite after heating at 900oC, 3 hours form
Wollastonite mineral, almost no impurities. The resulting formulation adsorbed Cr3+
reached 58.14% and 56.98% at pH=4, 30°C corresponding to Xonotlite and
Wollastonite. The resultings increase of 80.36% and 91.43% at pH=4, 60°C. At the
concentration of Cr3+ = 8g/l, the adsorption results of Xonotlite and Wollastonite were
47.26% and 37.95%, respectively. Research results show that the application of
integrated methods to large-scale production and utilization of agricultural waste and
calcium silicate production instead of importing sources, while finding solutions for
heavy metal pollution in water environment.


LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của tôi và được sự hướng dẫn
của TS. Phạm Trung Kiên. Các nội dung nghiên cứu, kết quả trong đề tài này là trung
thực, được hoàn thành dựa trên các kết quả nghiên cứu của tôi và các kết quả của
nghiên cứu này chưa từng được ai công bố.

Tác giả

Trần Phạm Quang Nguyên



Nghiên cứu chế tạo Wollastonite hấp phụ kim loại Cr ứng dụng xử lý nước thải

MỤC LỤC
MỤC LỤC ............................................................................................................. ii
DANH MỤC HÌNH .............................................................................................. v
DANH MỤC BẢNG ............................................................................................ ix
DANH MỤC PHỤ LỤC....................................................................................... x
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT............................................................................. xii
CHƯƠNG MỞ ĐẦU ............................................................................................ 1
1. Tính cấp thiết của đề tài .................................................................................. 1
2. Mục tiêu của đề tài .......................................................................................... 2
3. Nội dung nghiên cứu....................................................................................... 2
4. Phương pháp nghiên cứu ................................................................................ 3
5. Ý nghĩa khoa học ............................................................................................ 3
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN................................................................................ 4
1.1. Tro trấu (RHA) ............................................................................................ 4
1.2. Tổng quan về Calcium Silicate .................................................................... 6
1.2.1 Truscotittlie ............................................................................................ 6
1.2.2 Tobermorite ............................................................................................ 7
1.2.3 Xonotlite ................................................................................................. 8
1.2.4 Wollastonite............................................................................................ 8
1.3. Phương pháp tổng hợp Calcium Silicate ..................................................... 9
1.4. Chrome và vấn đề ơ nhiễm mơi trường ..................................................... 11
1.5. Q trình hấp phụ ...................................................................................... 12
1.5.1. Hiện tượng hấp phụ ............................................................................. 12
1.5.2. Phương trình hấp phụ đẳng nhiệt ........................................................ 14

ii
HV: Trần Phạm Quang Nguyên


GVHD: TS.Phạm Trung Kiên


Nghiên cứu chế tạo Wollastonite hấp phụ kim loại Cr ứng dụng xử lý nước thải

1.5.3. Động học hấp phụ................................................................................ 16
1.5.4. Kỹ thuật hấp phụ ................................................................................. 17
1.5.5. Cơ sở khoa học hấp phụ Chrome bằng CS/CSH ................................. 19
1.6. Các nghiên cứu về tổng hợp - ứng dụng Calcium Silicate ........................ 20
CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM ............................................. 26
2.1. Nguyên liệu ................................................................................................ 26
2.1.1. Nguyên liệu cung cấp SiO2 - Tro trấu (RHA) ..................................... 26
2.1.2. Nguyên liệu cung cấp CaO - Ca(OH)2 ................................................ 28
2.1.3. Tính tốn phối liệu .............................................................................. 29
2.2. Thiết bị thực nghiệm .................................................................................. 31
2.2.1. Máy ép thủy lực ................................................................................... 31
2.2.2. Nồi hấp áp suất (Autoclave) ................................................................ 32
2.2.3. Lò sấy .................................................................................................. 33
2.3. Quy trình thí nghiệm .................................................................................. 34
2.3.1. Sơ đồ quy trình .................................................................................... 34
2.3.2. Thuyết minh quy trình ......................................................................... 35
2.4. Phương pháp phân tích và đánh giá ........................................................... 37
2.4.1. SEM-Khảo sát hình thái cấu trúc mẫu ................................................ 37
2.4.2. XRD-XRF-Phân tích thành phần hóa-khống mẫu............................. 38
2.4.3. FTIR-Phân tích liên kết mẫu ............................................................... 38
2.4.4. UV VIS-Khảo sát khả năng hấp phụ Cr3+ ........................................... 38
2.4.5. TEM-khảo sát cấu trúc mẫu trước và sau hấp phụ .............................. 39
2.4.6. Khảo sát các chỉ tiêu vật lý .................................................................. 39
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN ....................................................... 43


iii
HV: Trần Phạm Quang Nguyên

GVHD: TS.Phạm Trung Kiên


Nghiên cứu chế tạo Wollastonite hấp phụ kim loại Cr ứng dụng xử lý nước thải

3.1. Kết quả phân tích nguyên liệu ................................................................... 43
3.1.1. Kết quả phân tích tro trấu .................................................................... 43
3.1.2. Kết quả phân tích SiO2 thương mại ..................................................... 45
3.1.3. Kết quả phân tích Ca(OH)2 ................................................................. 47
3.2. Kết quả quy trình tổng hợp Xonotlite - Wollastonite ................................ 48
3.2.1. Kết quả mẫu 150oC/6 giờ-12 giờ-24 giờ ............................................. 48
3.2.2. Kết quả mẫu 180oC/6 giờ-12 giờ-24 giờ ............................................. 51
3.2.3. Kết quả mẫu 200oC/6 giờ-12 giờ-24 giờ ............................................. 54
3.2.4. Kết quả mẫu Xonotlite nung 900oC-3 giờ ........................................... 57
3.2.5. Kết quả khảo sát thông số vật lí .......................................................... 62
3.3. Kết quả khảo sát khả năng hấp phụ Chrome ............................................. 65
3.3.1. Thiết lập đường chuẩn dung dịch Cr3+ ................................................ 65
3.3.2. Ảnh hưởng của nồng độ đến khả năng hấp phụ .................................. 66
3.3.3. Ảnh hưởng của thời gian đến khả năng hấp phụ ................................. 68
3.3.4. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng hấp phụ .................................. 70
3.3.5. Ảnh hưởng của pH đến khả năng hấp phụ .......................................... 74
3.3.6. Phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir ....................................... 75
3.3.7. Ảnh chụp TEM mẫu sau hấp phụ ........................................................ 78
CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.................................................... 80
4.1. Kết luận ...................................................................................................... 80
4.2. Kiến nghị.................................................................................................... 81

TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................. 82
PHỤ LỤC ................................................................ Error! Bookmark not defined.

iv
HV: Trần Phạm Quang Nguyên

GVHD: TS.Phạm Trung Kiên


Nghiên cứu chế tạo Wollastonite hấp phụ kim loại Cr ứng dụng xử lý nước thải

DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1 Các dạng thù hình của SiO2 [1] ............................................................... 5
Hình 1.2 Hình thái và cấu trúc của Xonotlite và Tobermorite [42] ....................... 7
Hình 1.3 Giản đồ áp suất hơi và nhiệt độ trong điều kiện đẳng tích [9] .............. 10
Hình 1.4 Đường hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir (a) và Đồ thị sự phụ thuộc của C/q
vào C (b) ............................................................................................................... 15
Hình 1.5 Đường cong thốt của cột hấp phụ [4] .................................................. 18
Hình 1.6 Mơ hình cột hấp phụ trong phịng thí nghiệm....................................... 18
Hình 1.7 Ảnh SEM cấu trúc Xonotlite được tổng hợp ở 240oC với các thời gian
phản ứng 12 giờ (c) 24 giờ (d) 36 giờ (e) 48 giờ (f) [23]..................................... 19
Hình 1.8 Ảnh SEM cấu trúc Wollastonite được tổng hợp bằng phương pháp thủy
nhiệt với tỉ lệ Ca/Si=1, 300oC, 24 giờ, nung 1000oC với nguyên liệu tro trấu-CaOH2O (a) và tro trấu-Ca(OH)2-H2O (b) [36] .......................................................... 19
Hình 1.9 Kết quả XRD của hệ tro trấu-CaO-H2O với tỉ lệ CaO/SiO2=1, xử lí theo
phương pháp thủy nhiệt trong 24 giờ ở các nhiệt độ (a)100oC, (b)150oC, (c)200oC,
(d)250oC, (e)300oC. Ảnh SEM mẫu 200oC (trên) và 300oC (dưới) [36] ............. 20
Hình 1.10 Phổ XRD của các mẫu hấp theo các thời gian hấp lần lượt là (a) 220oC
6 giờ; (b) 220oC 8 giờ; (c) 220oC 10 giờ [22] ...................................................... 21
Hình 1.11 Ảnh SEM của mẫu hấp tại nhiệt độ 215oC ở các thời điểm 0 giờ - 0.5
giờ - 1 giờ - 3 giờ - 5 giờ - 8 giờ [22]................................................................... 22

Hình 1.12 Phổ XRD của mẫu hấp tại nhiệt độ 215oC ở các thời điểm 1 giờ - 3 giờ
-5 giờ - 8 giờ [22] ................................................................................................. 22
Hình 1.13 (a) Phổ XRD của mẫu hấp 48h, CaO/SiO2=1 ở nhiệt độ 200 oC, 220 oC,
240 oC, 260 oC và (b) Phổ XRD của mẫu hấp 240 oC, CaO/SiO2=1 ở các thời gian
12 giờ, 24 giờ, 36 giờ, 48 giờ, 72 giờ [23] ........................................................... 23
Hình 1.14 Phổ XRD của mẫu hấp 48 giờ, 240 oC với tỉ lệ CaO/SiO2 lần lượt là 0.70.8-1.0-1.1 và ảnh SEM so sánh sự khác biệt hình thái tinh thể Xonotlite tạo thành
giữa 2 tỉ lệ 0.7 và 0.85 [23] .................................................................................. 23
Hình 2.1 Ảnh SEM của vỏ trấu (a) và tro trấu sau nung (b) [17] ........................ 26

v
HV: Trần Phạm Quang Nguyên

GVHD: TS.Phạm Trung Kiên


Nghiên cứu chế tạo Wollastonite hấp phụ kim loại Cr ứng dụng xử lý nước thải

Hình 2.2 Giản đồ pha Ca-Si [12] ......................................................................... 29
Hình 2.3 Giản đồ pha Ca-Si [34] ......................................................................... 29
Hình 2.4 Máy ép và các thơng số kĩ thuật ............................................................ 31
Hình 2.5 Khn ép ............................................................................................... 31
Hình 2.6 Thiết bị hấp và Teflon ........................................................................... 32
Hình 2.7 Lị sấy Kenton ....................................................................................... 33
Hình 2.8 Vỏ trấu – Tro trấu sau nung – Tro trấu sau nghiền ............................... 35
Hình 2.9 Ca(OH)2 thương mại đóng chai (a), bột Ca(OH)2 thương mại (b) ....... 35
Hình 2.10 Hóa chất CrCl3.6H2O dùng cho khảo sát hấp phụ .............................. 36
Hình 2.11 Máy hút chân khơng và máy khuấy từ ................................................ 37
Hình 2.12 Mẫu dung dịch Cr3+ cho khảo sát hấp phụ .......................................... 37
Hình 2.13 Đường cong biến dạng của các vật liệu khi ngoại lực tác dụng ......... 41
Hình 3.1 Kết quả XRF của tro trấu sau nung ....................................................... 43

Hình 3.2 Kết quả XRD mẫu tro trấu sau nung ..................................................... 44
Hình 3.3 Kết quả FTIR mẫu tro trấu sau nung..................................................... 44
Hình 3.4 Kết quả XRF mẫu SiO2 thương mại...................................................... 45
Hình 3.5 Kết quả XRD mẫu SiO2 thương mại ..................................................... 45
Hình 3.6 Kết quả FTIR mẫu SiO2 thương mại ..................................................... 46
Hình 3.7 Kết quả XRD Ca(OH)2.......................................................................... 47
Hình 3.8 Kết quả XRD tổng hợp mẫu hấp 150oC ................................................ 48
Hình 3.9 Kết quả FTIR tổng hợp mẫu hấp 150oC................................................ 49
Hình 3.10 Kết quả SEM mẫu hấp 150oC ở độ phân giải X5000 và X50000 ....... 50
Hình 3.11 Kết quả XRD tổng hợp mẫu hấp 180oC .............................................. 51
Hình 3.12 Kết quả FTIR tổng hợp mẫu hấp 180oC.............................................. 52
Hình 3.13 Kết quả SEM mẫu hấp 180oC ở độ phân giải X5000 và X50000 ....... 53
Hình 3.14 Kết quả XRD tổng hợp mẫu hấp 200oC .............................................. 54
Hình 3.15 Kết quả FTIR tổng hợp mẫu hấp 200oC.............................................. 55
Hình 3.16 Kết quả SEM mẫu hấp 200oC ở độ phân giải X5000 và X50000 ....... 56
Hình 3.17 Kết quả XRD mẫu nung 900oC-3 giờ ................................................. 57
Hình 3.18 Kết quả FTIR mẫu nung 900oC-3 giờ ................................................. 58
vi
HV: Trần Phạm Quang Nguyên

GVHD: TS.Phạm Trung Kiên


Nghiên cứu chế tạo Wollastonite hấp phụ kim loại Cr ứng dụng xử lý nước thải

Hình 3.19 Kết quả SEM mẫu nung 900oC-3 giờ ở X5000 và X50000 ................ 59
Hình 3.20 Kết quả XRD tổng hợp ....................................................................... 60
Hình 3.21 Kết quả FTIR tổng hợp ....................................................................... 61
Hình 3.22 Kết quả mật độ thực các mẫu .............................................................. 62
Hình 3.23 Kết quả khối lượng thể tích các mẫu................................................... 62

Hình 3.24 Kết quả độ xốp biểu kiến các mẫu ...................................................... 63
Hình 3.25 Kết quả độ bền nén các mẫu ............................................................... 64
Hình 3.26 Đường chuẩn Cr3+ ............................................................................... 65
Hình 3.27 Ảnh hưởng của nồng độ Cr3+ ban đầu đến khả năng hấp phụ ............ 66
Hình 3.28 Ảnh hưởng của nồng độ Cr3+ ban đầu đến khả năng hấp phụ theo hiệu
suất ....................................................................................................................... 67
Hình 3.29 Ảnh hưởng của thời gian đến khả năng hấp phụ Cr3+ theo nồng độ Cr3+
được hấp phụ ........................................................................................................ 68
Hình 3.30 Ảnh hưởng của thời gian đến khả năng hấp phụ Cr3+ theo hiệu suất hấp
phụ Cr3+ của vật liệu............................................................................................. 69
Hình 3.31 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng hấp phụ Cr3+ tại 30oC ............ 70
Hình 3.32 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng hấp phụ Cr3+ tại 45oC ............ 70
Hình 3.33 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng hấp phụ Cr3+ tại 60oC ............ 71
Hình 3.34 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng hấp phụ Cr3+ của vật liệu XoSiTM
.............................................................................................................................. 72
Hình 3.35 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng hấp phụ Cr3+ của vật liệu XoSiTT
.............................................................................................................................. 72
Hình 3.36 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng hấp phụ Cr3+ của vật liệu
Wollastonite ......................................................................................................... 73
Hình 3.37 Ảnh hưởng của pH đến khả năng hấp phụ Cr3+ của vật liệu............... 74
Hình 3.38 Ảnh hưởng của pH đến khả năng hấp phụ Cr3+ của vật liệu theo hiệu
suất ....................................................................................................................... 74
Hình 3.39 Phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir của 3 mẫu vật liệu ......... 75
Hình 3.40 Kết quả TEM mẫu XoSiTT trước và sau khi hấp phụ Cr3+ độ phân giải
X30000 và X50000 .............................................................................................. 78
vii
HV: Trần Phạm Quang Nguyên

GVHD: TS.Phạm Trung Kiên



Nghiên cứu chế tạo Wollastonite hấp phụ kim loại Cr ứng dụng xử lý nước thải

Hình 3.41 Kết quả TEM mẫu XoSiTT trước và sau khi hấp phụ Cr3+ độ phân giải
X100000 và X200000 .......................................................................................... 79

viii
HV: Trần Phạm Quang Nguyên

GVHD: TS.Phạm Trung Kiên


Nghiên cứu chế tạo Wollastonite hấp phụ kim loại Cr ứng dụng xử lý nước thải

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1 Dự đoán lượng tro trấu tại Việt Nam đến 2020 [8] ................................ 4
Bảng 1.2 Tính chất vật lý và hóa học của Truscottite [26] .................................... 6
Bảng 1.3 Tính chất vật lý và hóa học của Tobermorite [35] ................................. 7
Bảng 1.4 Tính chất vật lý và hóa học của Xonotlite [20] ...................................... 8
Bảng 1.5 Tính chất vật lý và hóa học của Wollastonite [31] ................................. 9
Bảng 1.6 Mối tương quan của RL và dạng mơ hình [39] ..................................... 16
Bảng 2.1 Thành phần hóa của tro trấu ................................................................. 28
Bảng 2.2 Thành phần hóa của Ca(OH)2 ............................................................... 29
Bảng 3.1 Kết quả độ hấp phụ dung dịch Cr3+ ở bước sóng 420nm và 581nm .... 65
Bảng 3.2 Thơng tin mẫu dùng trong thí nghiệm khảo sát hấp phụ Cr3+ .............. 66
Bảng 3.3 Phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir 3 loại mẫu ....................... 76
Bảng 3.4 Bảng tính giá trị RL mẫu XoSiTM ........................................................ 77
Bảng 3.5 Bảng tính giá trị RL mẫu XoSiTT ......................................................... 77
Bảng 3.6 Bảng tính giá trị RL mẫu Wollastonite.................................................. 77


ix
HV: Trần Phạm Quang Nguyên

GVHD: TS.Phạm Trung Kiên


Nghiên cứu chế tạo Wollastonite hấp phụ kim loại Cr ứng dụng xử lý nước thải

DANH MỤC PHỤ LỤC
Phụ lục 1: Kết quả phân tích XRF mẫu tro trấu 500oC-4h .................................. 87
Phụ lục 2: Kết quả phân tích XRF mẫu SiO2 thương mại ................................... 88
Phụ lục 3: Kết quả phân tích XRD mẫu tro trấu 500oC-4h .................................. 89
Phụ lục 4: Kết quả phân tích XRD mẫu SiO2 thương mại ................................... 90
Phụ lục 5: Kết quả phân tích FTIR mẫu tro trấu 500oC-4h.................................. 91
Phụ lục 6: Kết quả phân tích FTIR mẫu SiO2 thương mại................................... 92
Phụ lục 7: Kết quả phân tích XRD mẫu Ca(OH)2................................................ 93
Phụ lục 8: Kết quả phân tích XRD mẫu 150oC-6h .............................................. 94
Phụ lục 9: Kết quả phân tích XRD mẫu 150oC-12h ............................................ 95
Phụ lục 10: Kết quả phân tích XRD mẫu 150oC-24h .......................................... 96
Phụ lục 11: Kết quả phân tích FTIR mẫu 150oC-6h ............................................ 97
Phụ lục 12: Kết quả phân tích FTIR mẫu 150oC-12h .......................................... 98
Phụ lục 13: Kết quả phân tích FTIR mẫu 150oC-24h .......................................... 99
Phụ lục 14: Kết quả phân tích SEM mẫu 150oC-6h ........................................... 100
Phụ lục 15: Kết quả phân tích SEM mẫu 150oC-12h ......................................... 101
Phụ lục 16: Kết quả phân tích SEM mẫu 150oC-24h ......................................... 102
Phụ lục 17: Kết quả phân tích XRD mẫu 180oC-6h .......................................... 103
Phụ lục 18: Kết quả phân tích XRD mẫu 180oC-12h ........................................ 104
Phụ lục 19: Kết quả phân tích XRD mẫu 180oC-24h ........................................ 105
Phụ lục 20: Kết quả phân tích FTIR mẫu 180oC-6h .......................................... 106
Phụ lục 21: Kết quả phân tích FTIR mẫu 180oC-12h ........................................ 107

Phụ lục 22: Kết quả phân tích FTIR mẫu 180oC-24h ........................................ 108
Phụ lục 23: Kết quả phân tích SEM mẫu 180oC-6h ........................................... 109
Phụ lục 24: Kết quả phân tích SEM mẫu 180oC-12h ......................................... 110
Phụ lục 25: Kết quả phân tích SEM mẫu 180oC-24h ......................................... 111
Phụ lục 26: Kết quả phân tích XRD mẫu 200oC-6h .......................................... 112
Phụ lục 27: Kết quả phân tích XRD mẫu 200oC-12h ........................................ 113
Phụ lục 28: Kết quả phân tích XRD mẫu 200oC-24h ........................................ 114

x
HV: Trần Phạm Quang Nguyên

GVHD: TS.Phạm Trung Kiên


Nghiên cứu chế tạo Wollastonite hấp phụ kim loại Cr ứng dụng xử lý nước thải

Phụ lục 29: Kết quả phân tích FTIR mẫu 200oC-6h .......................................... 115
Phụ lục 30: Kết quả phân tích FTIR mẫu 200oC-12h ........................................ 116
Phụ lục 32: Kết quả phân tích SEM mẫu 200oC-6h ........................................... 118
Phụ lục 33: Kết quả phân tích SEM mẫu 200oC-12h ......................................... 119
Phụ lục 34: Kết quả phân tích SEM mẫu 200oC-24h ......................................... 120
Phụ lục 35: Kết quả phân tích XRD mẫu sau nung 900oC-3h-SiTM ................ 121
Phụ lục 36: Kết quả phân tích XRD mẫu sau nung 900oC-3h-SiTT ................. 122
Phụ lục 37: Kết quả phân tích FTIR mẫu sau nung 900oC-3h-SiTM ................ 123
Phụ lục 38: Kết quả phân tích FTIR mẫu sau nung 900oC-3h-SiTT ................. 124
Phụ lục 39: Kết quả phân tích SEM mẫu sau nung 900oC-3h-SiTM................. 125
Phụ lục 40: Kết quả phân tích SEM mẫu sau nung 900oC-3h-SiTT .................. 126
Phụ lục 41: Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nồng độ lên độ hấp phụ Cr(III)... 127
Phụ lục 42: Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thời gian lên độ hấp phụ Cr(III) . 128
Phụ lục 43: Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ lên độ hấp phụ Cr(III)... 129

Phụ lục 44: Kết quả khảo sát ảnh hưởng của pH lên độ hấp phụ Cr(III) ........... 132
Phụ lục 45: Kết quả khảo sát xây dựng phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir
............................................................................................................................ 133
Phụ lục 46: Ảnh TEM mẫu XoSiTT trước khi hấp phụ ..................................... 135
Phụ lục 47: Ảnh TEM mẫu XoSiTT sau khi hấp phụ ........................................ 137
Phụ lục 48: Phổ chuẩn XRD của khoáng Portlandite [11] ................................. 139
Phụ lục 49: Phổ chuẩn XRD của khoáng Xonotlite [11] ................................... 140
Phụ lục 50: Phổ chuẩn XRD của khoáng Wollastonite [11] .............................. 141

xi
HV: Trần Phạm Quang Nguyên

GVHD: TS.Phạm Trung Kiên


Nghiên cứu chế tạo Wollastonite hấp phụ kim loại Cr ứng dụng xử lý nước thải

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
Từ viết tắt

Từ viết đầy đủ

CSH

Calcium Silicate Hydrate

CS

Calcium Silicate


Si TM

SiO2 Thương mại Hàn Quốc

Si TT

SiO2 Tro trấu

P

Portlandite

C

Cancite

X

Xonotlite

W

Wollastonite

RHA

Tro trấu (Rice Husk Ash)

SEM


Kính hiển vi điện tử quét (Scanning Electronic Microscope)

TEM

Kính hiển vi điện tử truyền qua (Transmission Electron
Microscopy)

XRD

Nhiễu xạ tia X (X-ray diffraction)

XRF

Huỳnh quang tia X (X-ray fluorescence)

FT-IR

Phổ hồng ngoại biến đổi (Fourier Transformation Infrared)

UV-vis

Phổ tử ngoại-khả kiến (Ultraviolet-Visible)

xii
HV: Trần Phạm Quang Nguyên

GVHD: TS.Phạm Trung Kiên


Nghiên cứu chế tạo Wollastonite hấp phụ kim loại Cr ứng dụng xử lý nước thải


CHƯƠNG MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Các khoáng CSH, CS đã được phát hiện từ rất lâu, khoảng thế kỉ XVIIXVIII, nhưng đến những thập kỉ cuối của thế kỉ XX, thế giới mới bắt đầu chú ý
đến việc tổng hợp và sử dụng các khoáng CSH, CS trong các lĩnh vực xây dựng,
trang trí nội ngoại thất, vật liệu cơng nghệ cao … do sự thiếu hụt của nguồn nguyên
liệu tự nhiên và cũng nhờ các ưu điểm của bản thân nguyên liệu CSH, CS. Ví dụ
như Wollastonite là một nguyên liệu được ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực gốm
sứ, là nguồn cung cấp calcium oxide (CaO) và silicon oxide (SiO2) cho men sứ
hoặc frit, hay chất tạo thành lớp trung gian giữa men và xương, làm cốt liệu cho
vữa cường độ cao, chất trợ dung dùng trong xi măng đóng rắn nhanh ... Hay như
Xonotlite đã được Công ty CP vật liệu cách nhiệt Nhật Bản (Japan Insulation
Corporation - JIC) chế tạo thành vật liệu dạng tấm chịu nhiệt, chống cháy, dùng
để bảo vệ các kết cấu thép, đường ống dẫn … từ năm 1966. Các sản phẩm từ
Xonotlite của JIC hiện nay đã được mở rộng sang các lĩnh vực như: vật liệu xây
dựng trang trí nội thất khơng cháy, vật liệu điều hịa độ ẩm với tính năng giữ độ
ẩm ở mức độ ổn định trước các tác động của mơi trường bên ngồi [42] … Do nhu
cầu sử dụng các chế phẩm từ CSH, CS ngày càng tăng ở trên thế giới, trong khi
nguồn nguyên liệu tự nhiên ngày càng khan hiếm, nên đã bắt đầu xuất hiện các
nghiên cứu sản xuất các sản phẩm CSH, CS tổng hợp để thay thế nguồn nguyên
liệu tự nhiên bằng nhiều phương pháp khác nhau. Đặc biệt là tận dụng các nguồn
nguyên liệu đầu vào từ phế phẩm các ngành cơng nghiệp, nơng nghiệp trong q
trình tổng hợp nhằm giải quyết vấn đề môi trường. Tại nước ta hiện nay, tro trấu
chính là một trong những nguyên liệu đầu vào dùng tổng hợp CSH, CS được rất
nhiều nghiên cứu sử dụng.
Mặt khác, Việt Nam hiện nay đang đẩy mạnh quá trình cơng nghiệp hóa,
hiện đại hóa. Sự phát triển các ngành công nghiệp, nông nghiệp và dịch vụ như y
tế, du lịch, thương mại… Ở nước ta đã làm cho môi trường bị ô nhiễm nghiêm

1

HV: Trần Phạm Quang Nguyên

GVHD: TS.Phạm Trung Kiên


Nghiên cứu chế tạo Wollastonite hấp phụ kim loại Cr ứng dụng xử lý nước thải

trọng, đặc biệt sự hiện diện của kim loại nặng nói chung và Chrome nói riêng trong
môi trường đất, nước đã và đang là vấn đề mơi trường được cộng đồng quan tâm.
Sự tích tụ kim loại nặng sẽ ảnh hưởng đến đời sống của các sinh vật thủy sinh, gây
ảnh hưởng đến sức khỏe của con người thông qua chuỗi thức ăn. Do vậy, việc xác
định và đưa ra những phương pháp xử lí Chrome trong mơi trường thích hợp là rất
cần thiết.
Dựa theo nhu cầu thực tiễn trên nên đề tài: “Nghiên cứu chế tạo
Wollastonite hấp phụ kim loại Cr ứng dụng xử lý nước thải” đã được đề ra.
2. Mục tiêu của đề tài
Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tổng hợp Xonotlite từ tro trấu
bằng phương pháp thủy nhiệt.
Tổng hợp Wollastonite từ mẫu Xonotlite ở điều kiện phù hợp nhất với quy
mô tiến hành nghiên cứu.
Sử dụng Xonotlite, Wollastonite tiến hành hấp phụ ion kim loại nặng Cr3+
trong môi trường nước.
3. Nội dung nghiên cứu
Đốt vỏ trấu để thu RHA.
Chuẩn bị sẵn nguyên liệu: SiO2 TM, Canxi Hydroxit, RHA (nghiền, sàng)
ở điều kiện thích hợp.
Phối trộn 2 loại mẫu: (1) SiO2 TM + Canxi Hydroxit, (2) RHA + Canxi
Hydroxit và tạo hình, sau đó đem hấp thủy nhiệt ở các điều kiện khác nhau tạo
Xonotlite.
Sản phẩm tạo thành được đem phân tích XRD, FT-IR, SEM để kiểm tra khả

năng chuyển hóa thành Xonotlite, đánh giá cấu trúc, hình thái Xonotlite tạo thành,
lựa chọn điều kiện cho kết quả phù hợp nhất trong các loại mẫu.

2
HV: Trần Phạm Quang Nguyên

GVHD: TS.Phạm Trung Kiên


Nghiên cứu chế tạo Wollastonite hấp phụ kim loại Cr ứng dụng xử lý nước thải

Đem sản phẩm Xonotlite tạo thành ở điều kiện đã lựa chọn tiến hành nung
tạo Wollastonite. Sản phẩm tạo thành được đem phân tích XRD, FT-IR, SEM để
kiểm tra khả năng chuyển hóa.
Sử dụng Xonotlite, Wollastonite được tổng hợp hấp phụ dung dịch muối
Chrome (III), xác định khả năng hấp phụ bằng UV-Vis, kiểm tra hình thái trước
và sau hấp phụ bằng TEM, đánh giá khả năng hấp phụ của sản phẩm tổng hợp.
4. Phương pháp nghiên cứu
Đối với nguyên liệu tổng hợp và sản phẩm Xonotlite, Wollastonite: sử dụng
phổ huỳnh quang tia X (XRF) để phân tích thành phần hóa ngun liệu, sản phẩm;
nhiễu xạ tia X (XRD) để xác định thành phần pha cho nguyên liệu và sản phẩm;
phân tích hồng ngoại biến đổi FT-IR để đánh giá các đặc trưng hóa lý của nguyên
liệu và sản phẩm; kính hiển vi điện tử qt SEM để phân tích hình thái học các
khống.
Đối với khả năng hấp phụ ion kim loại nặng Chrome: sử dụng dung dịch
nhân tạo chứa Chrome để đánh giá khả năng hấp phụ của Xonotlite, Wollastonite.
Sử dụng phương pháp đo phổ tử ngoại-khả kiến UV-VIS để xác định độ hấp phụ
của Xonotlite, Wollastonite; kính hiển vi điện tử truyền qua TEM để đánh giá cấu
trúc vật liệu trước và sau hấp phụ.
5. Ý nghĩa khoa học

Khai thác và ứng dụng có hiệu quả nguồn nguyên liệu giàu SiO2 là tro trấu
trong việc tổng hợp các sản phẩm có giá trị như Xonotlite, Wollastonite. Tạo sản
phẩm Xonotlite, Wollastonite cung cấp cho nhu cầu trong nước và giải quyết được
vấn đề môi trường cho các phế liệu ngành nông nghiệp.
Giải quyết được vấn đề ô nhiễm môi trường, cụ thể là ô nhiễm kim loại
nặng trong môi trường nước, vốn là một vấn đề đã và rất đang được quan tâm cả
trong và ngồi nước. Đặc biệt trong mơi trường tự nhiên Việt Nam hiện nay đang
tồn tại lượng lớn các kim loại nặng do rác thải các ngành công nghiệp.

3
HV: Trần Phạm Quang Nguyên

GVHD: TS.Phạm Trung Kiên


Nghiên cứu chế tạo Wollastonite hấp phụ kim loại Cr ứng dụng xử lý nước thải

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. Tro trấu (RHA)
Lúa được trồng hầu hết ở các châu lục và chiếm trên 1% diện tích bề mặt trái
đất để tạo ra nguồn lương thực nuôi sống hàng tỷ người trên thế giới. Ngành nông
nghiệp trồng lúa thế giới trong những năm gần đây đã đạt được những tiến bộ vượt
bậc trong việc áp dụng công nghệ sinh học nhằm nâng cao năng suất góp phần tạo ra
tổng sản lượng lúa tồn cầu ước tính 640 triệu tấn/năm 2007. Ở Việt Nam, thành tựu
này còn nổi bậc hơn với tổng sản lượng lúa hằng năm đạt 36 triệu tấn và dự kiến đến
năm 2020 con số này sẽ tăng lên 40 triệu tấn/năm [8].
Bảng 1.1 Dự đoán lượng tro trấu tại Việt Nam đến 2020 [8]
Chỉ tiêu

2007


2010

1015

2020

Diện tích đất nơng nghiệp (triệu ha)

4,1

4,0

3,8

3,5

Năng suất cả năm (tấn/ha)

4,98

5,14

5,40

5,65

Sản lượng lúa cả năm (triệu tấn)

35,8


36,5

37,2

38,5

Lượng vỏ trấu phế thải (triệu tấn)

7,16

7,30

7,44

7,70

Lượng tro trấu tạo ra (triệu tấn)

1,43

1,46

1,49

1,54

Khi chế biến cứ mỗi tấn lúa tạo ra khoảng 200 kg vỏ trấu và lượng vỏ trấu này
sau khi đốt tạo ra khoảng 40 kg tro [27]. Theo bảng 1.1, có thể thấy rõ lượng vỏ trấu
thải ra hằng năm lớn như thế nào và hiện tại, hầu hết lượng vỏ trấu tạo ra chưa được

tận dụng hiệu quả, chủ yếu là làm chất đốt hoặc bị vứt đi như là một dạng chất thải
nông nghiệp. Do chưa có biện pháp xử lí hiệu quả nên vỏ trấu sau khi bị thải ra môi
trường đã gây hậu quả ô nhiễm môi trường, nguồn nước và các nguồn lợi gắn liền với
nguồn nước (do dư lượng thụốc trừ sâu), gây tắc nghẽn giao thông thủy... Và trên hết
việc thải bỏ vỏ trấu là một sự lãng phí lớn nguồn nguyên liệu [28].
Trấu đã được tận dụng làm nhiên liệu đốt trong các nhà máy phát điện, máy
phát nhiệt nhỏ, hay đốt để sấy kho thóc hoặc làm phân bón cây trồng như ở Ấn Độ,

4
HV: Trần Phạm Quang Nguyên

GVHD: TS.Phạm Trung Kiên


Nghiên cứu chế tạo Wollastonite hấp phụ kim loại Cr ứng dụng xử lý nước thải

Thái Lan, Indonesia và Việt Nam [16]. Ngồi ra nó cịn được ứng dụng trong một số
lĩnh vực khác nhưng phổ biến vẫn là làm chất đốt. Trấu còn được sử dụng làm vật
liệu xây dựng: vỏ trấu nghiền mịn và có thể được trộn với các thành phần khác như
mụn dừa, hạt xốp, xi măng ... Trọng lượng của vật liệu thông thường nhẹ đi khoảng
50% và có tính cách âm, cách nhiệt và khơng thấm nước cao. Người ta cịn sử dụng
tro trấu sản xuất silicon oxide: tro của trấu sau khi đốt cháy có hơn 80% là silicon
oxide. Vấn đề tận dụng silicon oxide trong vỏ trấu hiện đang đưọc rất quan tâm, mục
đích là thu được tối đa lượng silicon với thời gian ngắn [10]. Một số ứng dụng khác
của vỏ trấu là dùng làm thiết bị lọc nước, thiết bị cách nhiệt, làm chất độn, tạo củi
trấu, làm sản phẩm mỹ nghệ ... [41].
Việc tận dụng tro trấu từ vỏ trấu đã được xem xét từ đầu những năm 1970 [32].
Kể từ đó, nhiều nghiên cứu về quy trình sản xuất, bao gồm công nghệ đốt và nghiền,
đã được tiến hành nhằm tạo ra các loại tro trấu có chất lượng cao. Tro trấu cũng đã
được sản xuất thử nghiệm ở Việt Nam trong những năm gần đây.

Các dạng thù hình của SiO2

Hình 1.1 Các dạng thù hình của SiO2 [1]
Có thể thấy SiO2 có rất nhiều dạng thù hình về tinh thể và biến đổi rất phức tạp,
được xem là phức tạp nhất trong tất cả các hệ một cấu tử. β-Quartz là dạng thù hình

5
HV: Trần Phạm Quang Nguyên

GVHD: TS.Phạm Trung Kiên


Nghiên cứu chế tạo Wollastonite hấp phụ kim loại Cr ứng dụng xử lý nước thải

bền vững ở nhiệt độ thường và rất phổ biến trong thiên nhiên. Khi nung nóng đến
573oC sẽ chuyển hóa thành α-quartz [1].
1.2. Tổng quan về Calcium Silicate
Calcium silicate hydrate (CSH) được tạo thành bởi phản ứng thủy nhiệt giữa
SiO2 (từ diatomite, silica fume, tro bay, zeolite, SiO2 vơ định hình…) với Ca(OH)2
hoặc CaO. Sản phẩm được tạo thành có tính chất đặc biệt nhẹ, có khả năng cách nhiệt,
chịu nhiệt độ ở nhiệt độ khá cao xấp xỉ 10000C. Phân hủy khoáng CSH sẽ tạo CS.Các
CSH, CS hiện nay được lưu ý đến nhất là 4 khống chính Truscottile, Xonotlite (X),
Tobermorite, Wollastonite (W).
Ưu điểm nổi trội của loại vật liệu CSH, CS so với những loại khác là khối
lượng thể tích rất nhỏ, khả năng cách nhiệt lẫn cách âm rất tốt do cấu trúc rỗng xốp.
Mặt khác, nó có thể được tạo hình theo mục đích sử dụng.
Các đơn vị hóa học cơ bản của Silicate là hình tứ diện [SiO4]4-. Theo cấu trúc,
các silicate chia ra thành các lớp sau: tứ diện đơn (nesosilicates), tứ diện đôi
(sorosilicates), chuỗi đơn và đôi (insosilicates), mảng (phyllosilicate), vòng
(cyclosilicates) và cấu trúc dạng khung (tectosilicate). Bằng các cách khác nhau kết

hợp các tứ diện Silicate làm cho các Silicate trở thành các khoáng phức tạp nhất [12].
1.2.1 Truscotittlie
Truscottite có cơng thức phân tử là Ca4Si24O58(OH)8-2H2O được đặt tên theo
nhà địa chất học người Anh Samuel John Truscott (1870 - 1950). Truscottite được
hình thành trong mơi trường trầm tích thủy nhiệt [26].
Bảng 1.2 Tính chất vật lý và hóa học của Truscottite [26]
Thành phần hóa học
(% khối lượng)

Tính chất vật lý
Màu sắc

Trắng

SiO2

60.98

Ánh

Ánh xà cừ

CaO

28.45

Độ cứng (Mohs)

3.5


H2 O

4.57

Mật độ (g/cm3)

2.35

Tỉ lệ

Hệ ô mạng, (Å)

a = 9.731, c = 18.836

Hệ tinh thể

Lục giác

CaO/SiO2

0,1(6)

6
HV: Trần Phạm Quang Nguyên

GVHD: TS.Phạm Trung Kiên