Nghiên cứu tổng hợp vật liệu nano composite tio2al2o3 ứng dụng xử lý dư lượng ion kim loại cr (vi) trong nước

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP TP.HỒ CHÍ MINH KHOA CƠNG NGHỆ HÓA HỌC KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VẬT LIỆU NANO COMPOSITE TiO2/Al2O3 ỨNG DỤNG XỬ LÝ DƯ LƯỢNG ION KIM LOẠI Cr (VI) TRONG NƯỚC Giảng viên hướng dẫn: TRẦN THỊ DIỆU THUẦN Sinh viên thực hiện: MAI XUÂN SƯƠNG MSSV: 18067731 Lớp: DHVC14 Khóa: 2018 – 2022 TP.Hồ Chí Minh, tháng năm 2022 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP TP.HỒ CHÍ MINH KHOA CƠNG NGHỆ HÓA HỌC KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VẬT LIỆU NANO COMPOSITE TiO2/Al2O3 ỨNG DỤNG XỬ LÝ DƯ LƯỢNG ION KIM LOẠI Cr (VI) TRONG NƯỚC Giảng viên hướng dẫn: TRẦN THỊ DIỆU THUẦN Sinh viên thực hiện: MAI XUÂN SƯƠNG MSSV: 18067731 Lớp: DHVC14 Khóa: 2018 – 2022 TP.Hồ Chí Minh ngày 28 tháng năm 2022 TRƯỜNG ĐH CƠNG NGHIỆP TP HCM CỘNG HỒ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC Độc lập – Tự - Hạnh phúc - // - - // - NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Mai Xuân Sương MSSV: 18067731 Lớp: DHVC14 Chuyên nghành: Cơng nghệ vơ Tên đề tài khóa luận/đồ án: Nghiên cứu tổng hợp vật liệu nano composite TiO2/Al2O3 ứng dụng xử lý dư lượng ion kim loại Cr (VI) nước Nhiệm vụ: ‒ ‒ ‒ Tổng hợp vật liệu composite TiO2/Al2O3 Nghiên cứu cấu trúc, hình thái bề mặt vật liệu Khảo sát yếu tố ảnh hưởng (Khối lượng vật liệu, thời gian hấp phụ, nồng độ chất bị hấp phụ, pH) đến khả xử lý dư lượng ion kim loại Cr (VI) nước Ngày giao khóa luận/đồ án: 22/10/2021 Ngày hoàn thành đồ án tốt nghiệp: 08/07/2022 Họ tên giảng viên hướng dẫn: TS Trần Thị Diệu Thuần Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2022 Chủ nhiệm môn chuyên ngành Giảng viên hướng dẫn LỜI CẢM ƠN Sau bốn năm theo học chương trình đại học với chun nghành cơng nghệ kỹ thuật hố trường Đại học Cơng Nghiệp TP.Hồ Chí Minh (Industrial University of Ho Chi Minh city), em chọn đề tài “ Nghiên cứu tổng hợp vật liệu nano composite TiO2/Al2O3 ứng dụng xử lý dư lượng ion kim loại Cr (VI) nước ” để nghiên cứu hoàn thành khố luận tốt nghiệp Để hồn thành tốt khố luận tốt nghiệp này, ngồi nỗ lực thân cịn có hỗ trợ giúp đỡ từ phía gia đình, bạn bè thầy cô Lời em xin gửi lời cảm ơn chân thành cô Trần Thị Diệu Thuần thuộc khoa Cơng Nghệ Hóa Học trường Đại Học Cơng Nghiệp tận tình bảo hướng dẫn em từ ngày đầu, tạo điều kiện tốt nhất, dành thời gian giải đáp thắc mắc Nhờ đó, em hồn thiện khố luận cách tốt Em xin cảm ơn khoa Cơng Nghệ Hóa Học Trường Đại Học Công Nghiệp, ban lãnh đạo quý thầy cơng tác khoa Cơng Nghệ Hóa Học tạo điều kiện hỗ trợ phòng nghiên cứu cho chúng em suốt trình nghiên cứu đề tài Bên cạnh kết đạt được, không tránh khỏi thiếu sót kiến thức chun mơn cịn hạn chế, em mong nhận góp ý, dạy thêm quý thầy cô để báo cáo hoàn thiện Nhờ quan tâm, giúp đỡ quý báu giúp chúng em nâng cao khả tự lập, nâng cao nhận thức, bước khởi đầu cho công việc hội nghiên cứu khoa học sau Chúng em xin chân thành cảm ơn! Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2022 Sinh viên thực Mai Xuân Sương NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Vật liệu nghiên cứu 1.1.1 Công nghệ nano - Vật liệu nano 1.1.2 Tổng quan vật liệu nhôm oxit (Al2O3) 1.1.3 Tổng quan vật liệu TiO2 1.1.4 Tổng quan vật liệu nano composite TiO2/ Al2O3 10 1.1.5 Kim loại Crom (Cr) 11 1.2 Tổng quan phương pháp hấp phụ 12 1.2.1 Giới thiệu phương pháp hấp thụ 12 1.2.2 Các vật liệu nano hấp phụ Crom xử lý ô nhiễm nước thải 13 1.3 Phương pháp sol – gel 14 1.3.1 Giới thiệu phương pháp sol-gel 14 1.3.2 Ứng dụng phương pháp sol – gel tổng hợp vật liệu nano composite TiO2/Al2O3 16 1.4 Tình hình nghiên cứu vật liệu composite ứng dụng xử lý môi trường 16 CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM 18 2.1 Hoá chất, dụng cụ thiết bị 18 2.1.1 Hoá chất 18 2.1.2 Dụng cụ 18 2.1.3 Thiết bị 19 2.2 Phương pháp tổng hợp vật liệu 20 2.2.1 Tổng hợp bột tinh thể nano composite TiO2/Al2O3 20 2.2.2 Tổng hợp bột tinh thể nano Al2O3 21 2.3 Phương pháp nghiên cứu 23 2.3.1 Các phương pháp hóa lý đại sử dụng nghiên cứu cấu trúc hình thái bề mặt vật liệu 23 2.3.2 Phương pháp hấp phụ xử lý dư lượng kim loại Cr (VI) nước 27 2.3.3 Phương pháp UV-Vis xác định nồng độ ion Cr(VI) nước 30 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 31 3.1 Kết nghiên cứu đặc điểm cấu trúc, hình thái vật liệu phương pháp hóa lý đại 31 3.1.1 Kết đo XRD 31 3.1.2 Kết đo FT- IR 34 3.1.3 Kết đo EDX 35 3.1.4 Kết đo FESEM 37 3.1.5 Kết đo TEM 38 3.1.6 Kết đo DLS 39 3.2 Kết khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến khả hấp phụ vật liệu 39 3.2.1 Kết khảo sát ảnh hưởng khối lượng đến khả hấp phụ vật liệu 40 3.2.2 Kết khảo sát ảnh hưởng thời gian đến khả hấp phụ vật liệu 42 3.2.3 Khảo sát pH tối ưu vật liệu composite 45 3.2.4 Khảo sát ảnh hưởng nồng độ đến khả hấp phụ ion Cr (VI) nano TiO2/Al2O3 46 3.3 Nhiệt động học trình hấp phụ ion kim loại Crom nước vật liệu nano TiO2/Al2O3 47 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 50 4.1 Kết luận 50 4.2 Kiến nghị 50 TÀI LIỆU THAM KHẢO 52 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Các loại vật liệu nano ứng dụng để loại bỏ kim loại nặng khỏi nước [8] Bảng 1.2 Nồng độ cho phép số kim loại nặng loại nước [15] Bảng 1.3 Các đặc tính bề mặt vật liệu nano ứng dụng lĩnh vực khác [17] Bảng 1.4 Các cách truyền thống giúp loại bỏ kim loại nặng 12 Bảng 1.5 Một số loại vật liệu nano nghiên cứu để hấp phụ Cr(VI) [45] 14 Bảng 1.6 Ưu điểm nhược điểm phương pháp Sol – Gel 15 Bảng Hóa chất sử dụng 18 Bảng 2.2 Dụng cụ sử dụng 18 Bảng 2.3 Thiết bị sử dụng 19 Bảng 2.4 Ưu điểm nhược điểm phương pháp 23 Bảng 2.5 Xây dựng đường chuẩn phức Cr (VI) 30 Bảng 3.1 Kích thước trung bình tinh thể (được tính theo cơng thức thức Scherrer 2.12) 33 Bảng 3.2 Kết EDX tỷ lệ thành phần nguyên tố mẫu TiO2/Al2O3 600 oC 35 Bảng 3.3 Kết EDX tỷ lệ thành phần nguyên tố mẫu TiO2/Al2O3 800 oC 36 Bảng 3.4 Số liệu thực nghiệm xây dựng đường chuẩn phức Cr (VI) 39 Bảng 3.5 Ảnh hưởng khối lượng đến khả hấp phụ nano composite TiO2/Al2O3 41 Bảng 3.6 Kết số liệu khảo sát ảnh hưởng thời gian đến khả hấp phụ vật liệu nano composite TiO2/Al2O3 43 Bảng 3.7 Kết thực nghiệm khảo sát ảnh hưởng pH đến hấp phụ ion Cr TiO2/Al2O3 45 Bảng 3.8 Kết thực nghiệm khảo sát ảnh hưởng C (ppm) đến khả xử lý Cr nano composite TiO2/Al2O3 46 Bảng 3.9 Kết số liệu khảo sát động học vật liệu composite nung 600 oC 48 Bảng 3.10 Kết động học vật liệu composite 49 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Sơ đồ hoá chất độc hại vùng nước khác [16] Hình 1.2 Cấu trúc nhôm oxit Hình 1.3 Cấu trúc tinh thể pha TiO2 Hình 1.4 Cơ chế xúc tác quang hoá TiO2 ứng dụng q trình loại bỏ chất nhiễm Hình 2.1 Sơ đồ quy trình điều chế chế bột tinh thể nano TiO2/Al2O3 21 Hình 2.2 Sơ đồ quy trình điều chế bột tinh thể nano Al2O3 22 Hình 2.3 Sự phản xạ tia X bề mặt 24 Hình 2.4 Nguyên lý hoạt động thiết bị 25 Hình 2.5 Các phận cấu tạo hiển vi điện tử truyền qua (TEM) 26 Hình 3.1 Vật liệu Al2O3/TiO2 nung 600 oC 800 oC 31 Hình 3.2 Vật liệu Al2O3 nung 600 oC 31 Hình 3.3 Phổ XRD vật liệu composite nung 600 oC 800 oC 32 Hình 3.4 Phổ XRD vật liệu composite, TiO2 Al2O3 nung 800 oC 32 Hình 3.5 Phổ FT-IR vật liệu TiO2/Al2O3, TiO2, Al2O3 nung 600 oC 34 Hình 3.6 Phổ EDX vật liệu TiO2/Al2O3 nung 600 oC 35 Hình 3.7 Phổ EDX vật liệu TiO2/Al2O3 nung 800 oC 36 Hình 3.8 Ảnh chụp FESEM vật liệu TiO2/Al2O3 nung 600 oC trước hấp phụ Cr (VI) 37 Hình 3.9 Ảnh chụp FESEM vật liệu TiO2/Al2O3 nung 600 oC sau hấp phụ Cr (VI) 37 Hình 3.10 Hình ảnh TEM vật liệu TiO2 nung 600 oC 38 Hình 3.11 Hình ảnh TEM vật liệu TiO2/Al2O3 nung 600 oC 38 Hình 3.12 Phổ DLS vật liệu nano composite TiO2/Al2O3 nung 600oC 39 Hình 3.13 Đồ thị đường chuẩn nồng độ dung dịch phức Cr (VI) 40 Hình 3.14 Hình ảnh trước sau hấp phụ dung dịch Cr (VI) 40 Hình 3.15 Hình ảnh sau sau tạo phức với 1,5 – Diphenyl 40 Hình 3.16 Đồ thị biểu diễn phụ thuộc dung lượng hấp phụ vật liệu vào thời gian 41 Mẫu 800 độ Mẫu 600 độ 100 95 90 RE (%) 85 80 75 70 65 60 55 50 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 M(G) Hình 3.17 Đồ thị phụ thuộc khối lượng hiệu suất xử lý mẫu vật liệu TiO2/Al2O3 nhiệt độ khác Kết tính tốn cho thấy, tăng khối lượng nano composite TiO2/Al2O3 dư lượng Cr (VI) bị hấp phụ tăng lên Với khối lượng từ 0,05 gram đến 0,1 gram, hấp phụ Cr (VI) diễn không đáng kể với hiệu suất xấp xĩ 76 % Lượng Crom dung dịch bị hấp phụ tăng nhanh khoảng thay đổi mvl từ 0,1 đến 0,2 gram Và đạt hiệu suất cao Re = 92,11 % với mvl 0,25 gram Đối với mẫu TiO2/Al2O3 nung 800 oC, thu nhận kết tương tự mẫu 600 oC (bảng 3.5.) Tuy nhiên dễ dàng nhận thấy, mẫu vật liệu nung 600 oC khả hấp phụ ion Cr (VI) mang lại hiệu suất tốt so với mẫu nung 800 oC Điều giải thích 800 oC mẫu xuất pha rutile TiO2 kích thước hạt tăng nhanh làm giảm khả hấp phụ Điều hoàn toàn phù hợp với nhận định tác giả nghiên cứu [30] giảm bề mặt điện tích lỗ xốp bị vỡ vụn tăng nhiệt độ nung mẫu vật liệu 3.2.2 Kết khảo sát ảnh hưởng thời gian đến khả hấp phụ vật liệu Thực nghiệm tiến hành khoảng thời gian từ 15 phút đến 90 phút, mvl = 0,2 gram, nồng độ ion Cr(VI) dung dịch 50 ppm, môi trường pH Kết thực nghiệm tính tốn hiệu suất xử lý dư lượng Crom dung lượng hấp phụ vật liệu trình bày bảng 3.6 42 Bảng 3.6 Kết số liệu khảo sát ảnh hưởng thời gian đến khả hấp phụ vật liệu nano composite TiO2/Al2O3 Vật liệu TiO2/Al2O3 600 oC C (ppm) C0= 50 t (phút) 15 30 45 60 75 90 A 0,195 0,166 0,173 0,073 0,072 0,068 Ce (ppm) 7,89 6,41 4,94 4,08 3,64 3,42 qe (mg/g) 5,26 5,45 5,63 5,74 5,80 5,82 Re (%) 84,22 87,18 90,11 91,84 92,72 93,15 Vật liệu TiO2/Al2O3 800 oC C (ppm) C0= 50 t (phút) 15 30 45 60 75 90 A 0,8 0,781 0,77 0,744 0,744 0,73 Ce (ppm) 10,64 10,38 10,23 9,87 9,87 9,68 qe (mg/g) 4,92 4,95 4,97 5,02 5,02 5,04 Re (%) 78,72 79,24 79,54 80,25 80,25 80,63 A – mật độ quang; Ce – nồng độ sau hấp phụ; t – thời gian; Re – hiệu suất hấp phụ; qe – độ hấp phụ 43 Mẫu 600 độ Mẫu 800 độ 100 RE (%) 90 80 70 60 50 15 30 45 60 75 90 T (PHÚT) Hình 3.18 Đồ thị phụ thuộc hiệu suất xử lý dư lượng ion Cr (VI) vật liệu TiO2/Al2O3 vào thời gian Thấy rằng, khoảng thời gian từ 15 phút đến 60 dung lượng hấp phụ tăng đáng kể, cịn từ 75 phút đến 90 phút thay đổi (bảng 3.6) Như thấy 60 phút thời gian hiệu cho trình hấp phụ Crom vật liệu tổng hợp Mẫu 600 độ Mẫu 800 độ 5,85 5,70 QE (MG/G) 5,55 5,40 5,25 5,10 4,95 4,80 4,65 4,50 15 30 45 60 75 90 T (PHÚT) Hình 3.19 Đồ thị biểu diễn phụ thuộc độ hấp phụ vào thời gian hấp phụ mẫu TiO2/Al2O3 600 oC 800 oC Đối với mẫu nano composite nung 800 oC ta thu quy luật tương tự mẫu vật liệu 600 oC Tuy nhiên, khả xử lý hấp phụ Crom nhiều so với mẫu 600 oC đạt hiệu suất tối đa khoảng 80 % thời gian 90 phút (Hình 3.19) 44 3.2.3 Khảo sát pH tối ưu vật liệu composite Môi trường pH yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến khả hấp phụ ion kim loại vật liệu Trong phần thực nghiệm tiến hành khảo sát khoảng pH từ đến 9, khối lượng vật liệu nano 0,2 gram, nồng độ ion Cr(VI) dung dịch 30 ppm, thời gian cho trình hấp phụ 60 phút Kết tính tốn từ hiệu suất dung lượng hấp phụ ion Cr vật liệu khoảng pH khác trình bày bảng 3.6 Đối với mẫu vật liệu nung 600 oC, thấy rằng, mơi trường pH5 thấy giảm mạnh trình hấp phụ Crom với hiệu suất giảm từ 61,66 % xuống 45,22 % pH =9 (bảng 3.3.) Kết thu tương tự mẫu vật liệu nung 800 oC với hiệu suất xấp xỉ từ 93 % đến 96 % với pH nằm khoảng đến 4, đạt 32,48 % pH =9 Bảng 3.7 Kết thực nghiệm khảo sát ảnh hưởng pH đến hấp phụ ion Cr TiO2/Al2O3 Vật liệu TiO2/Al2O3 600 oC pH A 0,051 0,035 0,028 0,303 0,4 0,423 Ce (ppm) 0,38 0,16 0,07 3,83 5,16 5,48 qe (mg/g) 3,70 3,73 3,74 3,27 3,11 3,07 Re (%) 96,18 98,37 99,33 61,66 48,37 45,22 C0=30 Vật liệu TiO2/Al2O3 800 oC C0 = 30 pH A 0,074 0,087 0,049 0,483 0,502 0,516 Ce (ppm) 0,70 0,88 0,35 6,30 6,56 6,75 qe (mg/g) 3,66 3,64 3,71 2,96 2,93 2,91 Re (%) 93,03 91,25 96,45 37,00 34,40 32,48 A – mật độ quang; Ce – nồng độ sau hấp phụ; Re – hiệu suất hấp phụ; qe – độ hấp phụ 45 Nguyên nhân thay đổi tồn dạng khác ion Crom dung dịch thay đổi pH điện tích bề mặt hạt vật liệu nano Trong vùng pH thấp từ đến 5, hạt TiO2/Al2O3 bao phủ proton tạo thành hạt mang điện tích dương ion Cr (VI) mang điện tích âm, diện chủ yếu HCrO4-1, dẫn đến tăng tương tác tĩnh điện Cr (VI) âm bề mặt điện tích dương chất hấp phụ [49] Khi độ pH tăng lên, ion Cr (VI) diện chủ yếu CrO4-2, hydroxit tăng cạnh tranh với Cr (VI) để hấp phụ, làm giảm khả hấp phụ vật liệu Khi dung dịch có tính kiềm độ pH tăng dần, ức chế hấp phụ tĩnh điện, dẫn đến tỷ lệ loại bỏ thấp [49] Chính vậy, thấy pH môi trường tối ưu để trình hấp phụ ion Crom (VI) diễn tốt 3.2.4 Khảo sát ảnh hưởng nồng độ đến khả hấp phụ ion Cr (VI) nano TiO2/Al2O3 Thực nghiệm tiến hành với nồng độ Cr (VI) thay đổi từ 10 ppm đến 100 ppm, bước nhảy nồng độ thí nghiệm 10 ppm Khối lượng vật liệu hấp phụ 0,2 g Thời gian hấp phụ 60 phút môi trường pH Các kết tính tốn thực nghiệm: nồng độ sau hấp phụ, dung lượng hấp phụ hiệu suất xử lý vật liệu mẫu nung khác trình bày bảng 3.8 Bảng 3.8 Kết thực nghiệm khảo sát ảnh hưởng C (ppm) đến khả xử lý Cr nano composite TiO2/Al2O3 Vật liệu TiO2/Al2O3 600 oC C0 (ppm) 10 20 30 40 50 60 80 100 A 0,049 0,063 0,075 0,296 0,347 0,685 1,57 2,46 Ce (ppm) 0,35 0,547 0,711 3,74 4,44 9,07 21,24 33,38 qe (mg/g) 1,22 2,46 3,65 4,53 5,70 6,37 7,34 8,33 Re (%) 96,45 97,27 97,63 90,65 91,13 84,89 73,44 66,62 Vật liệu TiO2/Al2O3 800 oC C0 (ppm) 10 20 30 40 50 60 80 100 A 0,045 0,171 0,49 0,656 0,83 0,95 1,673 2,735 Ce (ppm) 0,30 2,03 6,40 8,67 11,05 12,70 22,60 37,15 46 qe (mg/g) 1,21 2,25 2,95 3,92 4,87 5,91 7,17 7,86 Re (%) 97,00 89,87 78,68 78,33 77,89 78,84 71,75 62,85 A – mật độ quang; Ce – nồng độ sau hấp phụ; Re – hiệu suất hấp phụ; qe – độ hấp phụ Mẫu 600 độ Mẫu 800 độ 9,00 8,00 QE (MG/G) 7,00 6,00 5,00 4,00 3,00 2,00 1,00 10 20 30 40 50 C (PPM) 60 70 80 90 100 Hình 3.20 Đồ thị phụ thuộc dung lượng hấp phụ vật liệu vào nồng độ Từ hình 3.21 thấy rằng, nồng độ tăng từ 10 đến 100 ppm dung lượng hấp phụ vật liệu tăng lên từ 1,22 mg/g đến 8,33 mg/g Đồng thời hiệu suất giảm dần từ 96,45 % xuống 66,62 % mẫu nung 600 oC Đối với mẫu nung 800 oC tăng từ 1,21 mg/g đến 7,86 mg/g hiệu suất giảm tương ứng từ 97 % đến 62,85 % 3.3 Nhiệt động học trình hấp phụ ion kim loại Crom nước vật liệu nano TiO2/Al2O3 Để đánh giá khả hấp phụ ion Crom vật liệu tổng hợp được, chúng tơi sử dụng hai phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Freundlich Langmuir Theo phương trình Langmuir (từ phương trình 2.5 2.6): 𝐶𝑒 1 = + 𝐶 𝑞𝑒 𝑏 𝑞𝑚 𝑞𝑚 𝑒 Theo phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Freundlich (từ phương trình 2.7 2.8): log 𝑞𝑒 = log 𝐾 + log 𝐶𝑒 𝑛 Kết thu theo mơ hình Freundlich Langmuir trình bày bảng 3.9 47 Thực nghiệm tiến hành với khoảng nồng độ thay đổi từ 40 đến 100 ppm, khối lượng vật liệu 0,2 gram, thời gian hấp phụ 60 phút môi trường pH Kết tính tốn giá trị theo mơ hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir Freundlich trình bày bảng 3.10 Bảng 3.9 Kết số liệu khảo sát động học vật liệu composite nung 600 oC Vật liệu TiO2/Al203 600 oC Ci Ce 1/Ce log (Ce) ln (Ce) qe Ce/qe log (qe) 40 1,122 0,891 0,050 0,115 4,860 0,231 0,687 50 2,903 0,345 0,463 1,066 5,887 0,493 0,770 60 6,806 0,147 0,833 1,918 6,649 1,024 0,823 80 15,094 0,066 1,179 2,714 8,113 1,860 0,909 100 32,285 0,031 1,509 3,475 8,464 3,814 0,928 A – mật độ quang; Ce – nồng độ sau hấp phụ; Re – hiệu suất hấp phụ; qe – độ hấp phụ Langmuir 4,500 4,000 3,500 Ce/qe 3,000 2,500 y = 0,1133x + 0,1654 R² = 0,9986 2,000 1,500 1,000 0,500 0,000 0,000 5,000 10,000 15,000 20,000 25,000 30,000 35,000 Ce Hình 3.21 Đồ thị đẳng nhiệt Langmuir hấp thụ ion kim loại Cr (VI) vật liệu composite nung 600 oC Giá trị R2 ≥ 0.99, ta thấy mối quan hệ tuyến tính nồng độ Ce độ hấp phụ am, phù hợp với u cầu phương trình Langmuir Ta tính độ hấp phụ cực đại giá trị số Langmuir vật liệu composite TiO2/Al2O3 nung 600 oC là: am= 6,05 (mg/g), K= 1,46 48 Freundlich 1,000 0,950 Logqe 0,900 0,850 0,800 y = 0,1715x + 0,6848 R² = 0,9786 0,750 0,700 0,650 0,000 0,200 0,400 0,600 0,800 1,000 1,200 1,400 1,600 LogCe Hình 3.22 Đồ thị đẳng nhiệt Freundlich hấp thụ ion kim loại Cr (VI) vật liệu composite nung 600 oC Giá trị R2 = 0,97, ta thấy mối quan hệ tuyến tính nồng độ Ce độ hấp phụ am, phù hợp với yêu cầu phương trình Freundlich Ta tính độ hấp phụ cực đại giá trị số Freundlich vật liệu composite TiO2/Al2O3 nung 600 oC là: n= 5,83, K= 4,84 Bảng 3.10 Kết động học vật liệu composite Khảo sát vật liệu Nung 600 o C Đẳng nhiệt Langmuir Đẳng nhiệt Freundlich R2 K qm (mg/g) R2 K n 0.9986 1,46 6,05 0.9786 4,84 5,83 Từ hệ số tuyến tính R2 phương trình đẳng nhiệt Langmuir, kết cho thấy trình hấp phụ tuân theo phương trình Langmuir Dung lượng hấp phụ ion kim loại Cr (VI) vật liệu composite nung 600 oC 6,05 mg/g Từ giá trị số K đẳng nhiệt Freundlich ta tính thơng số biến thiên lượng tự Giá trị ∆𝐺 < 0, cho biết trình hấp phụ Cr (VI) TiO2/Al2O3 trình tự diễn biến giá trị ∆𝐺 = -3,59 KJ.mol-1 (nằm khoảng -2