Nghiên cứu khả năng trao đổi ion cesium (Cs) của vật liệu nano họ Prussian blue (M2[Fe(CN)6]) phủ trên oxit Fe3O4, ứng dụng chúng trong việc xác định cesium trong nước biển - Nguyễn, Đình Trung (2022)
Chất hấp phụ M2[Fe (CN)6] (M = Co, Cu, Ni, Zn) chi phí thấp, kích thước nano, để loại bỏ Cs+ được điều chế dựa trên phương pháp đồng kết tủa hóa học. CoHF, CuHF và NiHF có cấu trúc lập phương với mặt diện F-43m, và ZnHF có tinh thể ở dạng trigonal, Rhombohedral Bravais flock : R3c. Việc loại bỏ Cs+ của vật liệu MHF phụ thuộc vào độ pH; khả năng hấp thu ion Cs+ tối đa của vật liệu đạt tối ưu ở pH = 6. Mô hình Langmuir có thể mô tả quá trình hấp thu ion Cs+ của vật liệu này. Khả năng hấp thụ tối đa được tính toán theo mô hình Langmuir của CoHF, CuHF, NiHF và ZnHF lần lượt là 188,18; 143,95; 151,05 và 190,5 mg/g. Cân bằng hấp phụ đạt được từ 15-18 phút, và phần trăm hấp thu loại bỏ Cs+ khỏi dung dịch thí nghiệm là 97%. Hexacyanoferrate kim loại (MHF) kích thước nano có tính hấp thu chọn lọc tốt đối với Cs+. TXRF lần đầu tiên được sử dụng để kiểm tra cơ chế hấp phụ Cs+ với chất chuẩn nội gali. Cơ chế chính của quá trình hấp phụ Cs+ là quá trình trao đổi ion. Sự không cân bằng của hàm lượng ion Cs+ mất đi khỏi dung dịch so với tổng lượng K+ và Co2+ được giải phóng ra dung dịch sau khi hấp phụ. Do dung lượng hấp thu ion Cs+ cao, ít bị ảnh hưởng bởi các nguyên tố khác trong quá trình hấp thu nên chúng tôi chọn CoHF cho nghiên cứu tiếp theo. Vật liệu Co2[Fe(CN)6]/Fe3O4 có kích thước nano mét, được điều chế bằng phương pháp đồng kết tủa. Chúng có tính thuận từ nên dễ dàng được tách ra khỏi dung dịch nghiên cứu bằng nam châm. Quá trình hấp phụ ion Cs+ của vật liệu này tuân theo cơ chế trao đổi ion, khả năng trao đổi ion của vật liệu phụ thuộc vào pH. Dung lượng trao đổi ion cực đại của vật liệu ở pH=6 đối với ion Cs+ là 58,18 mg/g. Phản ứng đạt cân bằng trong thời gian khoảng 15 phút và ion Cs+ bị loại khỏi dung dịch lên đến 98%, hai mô hình hấp phụ Langmuir và Freudlich có thể được sử dụng để mô tả quá trình. Do Co2[Fe(CN)6]/Fe3O4 có dung lượng trao đổi cực đại lớn, thời gian đạt cân bằng trao đổi nhanh, dễ dàng tách chúng ra khỏi dung dịch nghiên cứu, dễ tổng hợp, giá thành tổng hợp thấp nên chất này có thể trở thành chất hấp phụ hấp dẫn và đầy hứa hẹn trong việc hấp thu ion Cs+ trong nước biển phục vụ công tác quan trắc Quá trình giải hấp phục vụ cho việc quan trắc, tốt nhất khi dùng HCl nồng độ 2N, vật liệu bền sau 3 lần hấp thu và giải hấp thu. Hiệu suất thu hồi đạt 97,73%. Kết quả thử nghiệm trên mẫu thực đạt kết quả tốt.