nghiên cứu hấp phụ arsen bằng vỏ xoài

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỀ TÀI NCKH SINH VIÊN NGHIÊN CỨU HẤP PHỤ ARSEN BẰNG VỎ XỒI S K C 0 7 MÃ SỐ: SV2009 – 99 S KC 0 Tp Hồ Chí Minh, 2010 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM  ĐỀ TÀI NCKH CẤP SINH VIÊN NGHIÊN CỨU HẤP PHỤ ARSEN BẰNG VỎ XỒI MÃ SỐ: SV2009 - 99 NGƯỜI CHỦ TRÌ : NGUYỄN MAI QUỲNH NHƯ NGƯỜI THAM GIA : PHẠM THỊ ÁI PHI ĐƠN VỊ : KHOA CNHH&TP TP HỒ CHÍ MINH – 2009 LỜI CẢM ƠN Đề tài nghiên cứu có đƣợc thành cơng nhờ giúp đỡ tận tình q ban lãnh đạo nhà trƣờng, ban lãnh đạo khoa CNHH&TP , thầy giáo mơn Cơng Nghệ Mơi Trƣờng tạo điều kiện cho nhóm nghiên cứu thực đề tài: Nhóm nghiên cứu xin gửi lời cảm ơn chân thành đến: - TS Nguyễn Văn Sức trƣởng khoa Cơng Nghệ Hóa Học & Thực Phẩm, ngƣời tận tâm bảo trực tiếp suốt q trình nhóm thực đề tài nghiên cứu - Phòng Quản Lý Khoa Học – Hợp Tác Quốc Tế & Đào Tạo Sau Đại Học phòng Kế Hoạch & Tài Chính cho phép nhóm nghiên cứu thực đề tài nhƣ cấp kinh phí thực đề tài - Thƣ viện trƣờng ĐH Sƣ Phạm Kỹ Thuật HCM cho nhóm mƣợn tài liệu tham khảo nghiên cứu - Cơ Lê Thị Bạch Huệ, giáo viên quản lý phòng thí nghiệm mơn Cơng Nghệ Mơi Trƣờng tạo điều kiện thuận lợi cho nhóm nghiên cứu sử dụng phòng thí nghiệm suốt q trình thực đề tài nghiên cứu - Q thầy khoa Cơng Nghệ Hóa Học & Thực Phẩm giúp đỡ nhóm nghiên cứu thời gian thực đề tài - Xin gửi lời cảm ơn bạn lớp 07115 giúp đỡ, động viên nhóm nghiên cứu hồn thành cơng việc Trong q trình thực đề tài khơng tránh khỏi thiếu sót, nhóm thực đề tài mong góp ý q thầy bạn để đề tài nghiên cứu đƣợc hồn chỉnh Xin chân thành cảm ơn! Tp HCM, tháng năm 2011 Nhóm thực nghiên cứu Nguyễn Mai Quỳnh Nhƣ Phạm Thị Ái Phi TP HCM, tháng 1/2011 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN Giáo viên hướng dẫn MỤC LỤC MỤC LỤC PHẦN I ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1 Đối Tượng Nghiên Cứu 1.2 Tình Hình Nghiên Cứu Trong Và Ngồi Nước 1.3 Những Vấn Đề Còn Tồn Tại PHẦN II GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ 2.1 Mục Đích Của Đề Tài 2.1.1 Tìm Hiểu Về Arsen 2.1.2 Tìm Hiểu Về Vật Liệu Hấp Phụ 13 2.2 Phương Pháp Nghiên Cứu 17 2.2.1 Hấp Phụ 17 2.2.2 Cơ Chế Của Q Trình Hấp Phụ 17 2.2.3 Cân Bằng Và Đẳng Nhiệt Hấp Phụ 18 2.2.4 Phương Trình Đẳng Nhiệt Langmuir 19 2.2.5 Phương Trình Đẳng Nhiệt Freundlich 20 2.3 Nội Dung 21 2.3.1 Các Ngun Liệu Và Cách Tiến Hành 21 2.3.2 Các Bước Chuẩn Bị Tiến Hành Thí NGhiệm 25 2.3.3 Thiết Lập Phương Pháp Phân Tích Hàm Lượng As( V) 25 2.3.4 Khảo Sát Ảnh Hưởng Của pH 26 2.3.5 Khảo Sát Ảnh Hưởng Của Thời Gian Tiếp Xúc 26 2.3.6 Khảo Sát Ảnh Hưởng Của Lượng Chất Hấp Phụ 26 2.3.7 Khảo Sát Dung Lượng Hấp Phụ Cực Đại 27 2.4 Kết Quả Đạt Được 27 2.4.1 Hình Sem Của Vỏ Xồi 27 2.4.2 Đường Chuẩn Xác Định As(V) 28 2.4.3 Ảnh Hưởng Của pH Đến Q Trình Hấp Phụ Arsen 29 2.4.4 Ảnh Hưởng Của Thời Gian Tiếp Xúc 30 2.4.5 Ảnh Hưởng Của Lượng Chất Hấp Phụ 31 2.4.6 Xác Định Dung Lượng Cực Đại 32 PHẦN III KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 34 3.1 Kết Luận 34 3.2 Kiến Nghị 34 TÀI LIỆU THAM KHẢO 35 PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1 ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU: Nƣớc tài ngun q giá Khơng có nƣớc khơng có sống hành tinh Nƣớc động lực chủ yếu chi phối hoạt động dân sinh, kinh tế ngƣời Việt Nam đƣợc đánh giá có nguồn nƣớc phong phú trữ lƣợng tốt chất lƣợng Tuy nhiên, năm gần với q trình cơng nghiệp hóa, đại hóa tiếp làm ảnh hƣởng xấu đến nguồn tài ngun Nhiều nguồn nƣớc bị nhiễm nghiêm trọng.Đặc biệt, vấn đề nhiễm Arsen ảnh hƣởng tới sức khoẻ cộng đồng đƣợc nhiều nƣớc tổ chức quốc tế quan tâm nghiên cứu Tại nhiều quốc gia nhƣ Bangladesh, Đài loan, Trung Quốc, Ấn độ Mơng Cổ gần Campuchia phát thấy Arsen nƣớc với nồng độ cao ảnh hƣởng tới sức khoẻ cộng đồng Nhiễm bẩn arsen nƣớc ngầm dẫn tới đại dịch ngộ độc arsen Bangladesh nƣớc láng giềng Ngƣời ta ƣớc tính khoảng 57 triệu ngƣời sử dụng nƣớc uống nƣớc ngầm có hàm lƣợng arsen cao tiêu chuẩn Tổ chức Y tế Thế giới 10 phần tỷ Arsen nƣớc ngầm có nguồn gốc tự nhiên đƣợc giải phóng từ trầm tích vào nƣớc ngầm điều kiện thiếu ơxy lớp đất gần bề mặt Nƣớc ngầm bắt đầu đƣợc sử dụng sau tổ chức phi phủ (NGO) phƣơng Tây hỗ trợ chƣơng trình làm giếng nƣớc lớn để lấy nƣớc uống vào cuối kỷ 20 Chƣơng trình đƣợc đề nhằm ngăn ngừa việc uống nƣớc từ nƣớc bề mặt bị nhiễm khuẩn, nhƣng lại khơng trọng tới kiểm định arsen nƣớc ngầm Nhiều quốc gia khu vực khác Đơng Nam Á, nhƣ Việt Nam, Campuchia, Tây Tạng, Trung Quốc, đƣợc coi có điều kiện địa chất tƣơng tự giúp cho q trình tạo nƣớc ngầm giàu arsen Ngộ độc arsen đƣợc báo cáo Nakhon Si Thammarat, Thái Lan năm 1987, arsen hòa tan sơng Chao Phraya bị nghi chứa hàm lƣợng cao arsen nguồn gốc tự nhiên Miền bắc Hoa Kỳ, bao gồm phần thuộc Michigan, Wisconsin, Minnesota Dakota có hàm lƣợng arsen nƣớc ngầm cao Mức độ ung thƣ da cao gắn liền với phơi nhiễm arsen Wisconsin, mức thấp tiêu chuẩn 10 phần tỷ nƣớc uống Chứng dịch tễ học từ Chile mối liên hệ phụ thuộc liều lƣợng phơi nhiễm arsen kinh niên dạng ung thƣ khác Theo Peter Ravenscroft từ khoa Địa trƣờng Đại học Cambridge khoảng 80 triệu ngƣời khắp giới tiêu thụ khoảng 10 tới 50 phần tỷ arsen nƣớc uống họ Nếu họ tiêu thụ xác 10 phần tỷ arsen nƣớc uống phân tích dịch tễ học đa nguồn trích dẫn phải dự báo 2.000 trƣờng hợp bổ sung ung thƣ bàng quang Điều thể ƣớc tính q thấp rõ nét ảnh hƣởng tổng thể, khơng tính tới ung thƣ phổi da Những ngƣời chịu phơi nhiễm arsen mức cao tiêu chuẩn WHO nên cân nhắc tới chi phí lợi ích biện pháp giải trừ arsen Theo tổ chức Quỹ nhi đồng liên hợp quốc UNICEF, nhiễm Asen khu vực phía nam Hà Nội vấn đề nghiêm trọng nhiễm Asen Việt Nam Hiện nay, tồn nƣớc sinh hoạt Hà Nội lấy từ nƣớc ngầm, song tỷ lệ ngƣời dân chƣa đƣợc dùng nƣớc từ nhà máy nƣớc nhiều Điều đáng lo ngại hộ gia đình sử dụng giếng khoan qua hệ thống xử lý đơn giản khơng qua xử lý có nguy nhiễm độc Asen cao (Qua nghiên cứu 500 giếng khoan vào mùa khố số khu vực nhƣ Quỳnh Lơi – HBT, Viện KHCNMT Liên bang Thuỵ Sỹ liên đồn địa chất thuỷ văn-cơng trình miền Bắc cho thấy 34% số điểm mẫu vƣợt q hàm lƣợng cho phép) 1.2 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGỒI NƢỚC Arsen đƣợc loại bỏ khỏi nƣớc uống thơng qua đồng ngƣng kết khống vật sắt ơxi hóa lọc nƣớc Khi cách xử lý khơng đem lại kết mong muốn biện pháp hút bám để loại bỏ arsen cần phải sử dụng Một vài hệ thống hút bám đƣợc chấp thuận cho điểm dịch vụ sử dụng nghiên cứu Cục Bảo vệ Mơi trƣờng (EPA) Quỹ Khoa học Quốc gia (NSF) Hoa Kỳ tài trợ Việc tách arsen từ trƣờng gradient từ trƣờng cực thấp đƣợc chứng minh máy lọc nƣớc điểm sử dụng với diện tích bề mặt lớn tinh thể nano manhêtit đồng kích thƣớc (Fe3O4) Sử dụng diện tích bề mặt riêng lớn tinh thể nano Fe3O4 khối lƣợng chất thải gắn liền với loại bỏ arsen từ nƣớc giảm đáng kể Tại Việt Nam, nghiên cứu Asen nƣớc ngầm đƣợc nghiên cứu từ lâu, nhiên vào thời điểm trƣớc số lƣợng mẫu ít, mức độ nhiễm chƣa cao nên vấn đề Asen chƣa đƣợc quan tâm Gần đây, với hợp tác tổ chức quốc tế, quan nghiên cứu tiến hành điều tra khảo sát sơ tình hình nhiễm Asen nƣớc ngầm có nghiên cứu nhƣ: - Nghiên cứu xử lý Asen nƣớc ngầm số vùng nơng thơn hydroxyt sắt (III) Nguyễn Mạnh Khải, Nguyễn Xn Hn, Lê Thị Ngọc Anh (tạp chí khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên Cơng Nghệ 26 (2010)165-171 - Cơ chế gây độc Arsen khả giải độc Arsen vi sinh vật Trần Thị Thanh Hƣơng, Trần Quốc Tuấn ( hội thảo Mơi trƣờng Phát triển bền vững, vƣờn Quốc gia Cơn đảo 18/06/ 2010- 20/06/2010) - Tổng hợp vật liệu sắt hydroxit silicagel nhằm hấp phụ loại bỏ Asen nƣớc ngầm Vƣơng Thị Luyến, Nguyễn Thanh Tùng, Trần Thị Mỹ Linh, Nguyễn Thy Phƣơng ( khoa Hóa học- Trƣờng ĐH Khoa học Tự Nhiên- Đại học Quốc Gia Hà Nội ) 1.3 NHỮNG VẤN ĐỀ CỊN TỒN TẠI Việc nghiên cứu tìm giải pháp xử lý Arsen đƣợc mở rộng Đặc biệt, việc lựa chọn vật liệu hấp phụ Arsen có hiệu tiết kiệm kinh tế ƣu tiên lựa chọn hàng đầu Dựa tất yếu tố chúng tơi định thực đề tài “ Nghiên cứu hấp phụ Arsen (V) vỏ xồi “ với mong muốn nghiên cứu đƣợc loại vật liệu thân thiện với mơi trƣờng loại bỏ Arsen nƣớc ngầm, nƣớc sinh hoạt để tiến tới áp dụng vào thực tiễn giúp giải tình trạng nhiễm Arsen nhƣ Ngun liệu vỏ xồi nguồn ngun liệu dễ kiếm, giá thành rẻ Trƣớc ngành chế biến thực phẩm từ xồi, vỏ xồi thƣờng đƣợc thải bỏ, làm phân hữu cho trồng, việc nghiên cứu thành cơng khả hấp phụ Arsen (V) vỏ xồi mang lại nguồn kinh tế lớn, tận dụng đƣợc nguồn phế liệu từ q trình chế biến thực phẩm Đây nét đề tài, đề tài tƣơng tự chƣa đƣợc nghiên cứu nhiều nƣớc ta PHẦN II: GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ 2.1 MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI: Nghiên cứu PH tối ƣu, phụ thuộc lƣợng Arsen đƣợc hấp phụ tối ƣu vào nhiệt độ, thời gian hấp phụ Arsen vật liệu hấp phụ làm từ vỏ xồi 2.1.1 Tìm Hiểu Về Arsen : 2.1.1.1 Tính chất chung: Asen nƣớc khơng màu, khơng mùi, khơng vị, khó phân hủy Tên thƣờng gọi Thạch tín Mang nhiều độc tính tƣơng tự nhƣ số kim loại nặng nhƣ chì thủy ngân.Vỏ trái đất chứa hàm lƣợng nhỏ thạch tín (0,0001%) nhƣng lại phân bố rộng rãi tự nhiên Arsen kim có tính chất gần với kim loại, có nhiều dạng hình thù: anpha-màu vàng (phân tử phi kim) , beta-màu đen, gama-màu xám (á kim) Ba dạng có tính kim loại asen với cấu trúc tinh thể khác đƣợc tìm thấy tự nhiên (các khống vật asen sensu stricto asenolamprit parasenolamprit), nhƣng nói chung hay tồn dƣới dạng hợp chất asenua asenat Hình 2.1: Vị trí ngun tố Arsen bảng hệ thống tuần hồn 2.1.1.2 Một số thơng số vật lý : Số ngun tử: 33 Ngun tử lƣợng: 74., 92160 Bán kính ngun tử: 1,21 A0 Tỷ trọng: 5,7 g/ cm3 Độ dẫn điện: 30 µΩ.cm Năng lƣợng ion hóa thứ nhất: 9,81 eV Nhiệt độ nóng chảy: 1090 K ( 8170C ) Nhiệt độ sơi: 887 K ( 6140 C ) 2.1.1.3 Các hợp chất thƣờng gặp Arsen: Arsenic (III) florua AsF3 Arsenic (V) floride (AsF5) Arsenic (III) hidide (AsH3) Arsenic (III) oxide (As2O3) Arsenic (V) oxide (As2O5) Arsenic (III) sulphide (As2S3) Hình 2.2 Một số dạng tồn Arsen tự nhiên - Máy lắc - Máy đo pH VTW pH 720 hãng Inolab ( Đức) 23 - Máy quay hiệu Heidolph hãng CE ( Europe) - Tủ sấy Medcenter Eirichturgen GmbH hãng ECOCELL - Máy UV- Vis model Libra S32 hãng Brochrom ( Mỹ ) 24 2.3.2 Các Bƣớc Chuẩn Bị Trƣớc Khi Tiến Hành Thí Nghiệm Trƣớc thực thí nghiệm, loại cốc lọ thủy tinh, đũa thủy tinh, pipet phải rửa sạch, sau tráng lại nƣớc cất lần đem sấy khơ đƣợc sử dụng Việc định lƣợng chất có khối lƣợng nhỏ phải sử dụng cân phân tích có độ nhạy chữ số để đảm bảo sai số Khi cần thu thể tích mẫu nhỏ dƣới ml ta sử dụng micropipette để thu đƣợc thể tích xác Mỗi thí nghiệm tiến hành lặp lại lần để có đƣợc kết khách quan Khi làm cơng đoạn dễ tiếp xúc trực tiếp với Arsen cần đeo bao tay để tránh nhiễm độc vào thể ngƣời 2.3.3 Thiết Lập Phƣơng Pháp Phân Tích Hàm Lƣợng As( V) Trong Dung Dịch Và Xây Dựng Đƣờng Chuẩn As ( V) Do điều kiện phòng thí nghiệm cho phép, lựa chọn phƣơng pháp phân tích As( V) phƣơng pháp trắc quang sử dụng thiết bị máy UV- Vis Theo A.K Bakko A.T pilipenco ( 1976) đề cập đến tài liệu “ photometric analysis” As (V) tạo thành phức màu xanh với Ammonium molybdate dƣới xúc tác Hydrazine sulphate sau 15 phút đun nƣớc sơi, sau phức tạo phức màu xanh đƣợc so màu bƣớc sóng 840nm Cụ thể bƣớc đƣợc tiến hành nhƣ sau: Bước 1: Chuẩn bị hóa chất - Dung dịch As( V) chuẩn 1mg.l - Hydrazine sulphate: Cân 0.15 Hydrazine sulphate dạng bột tinh thể hòa tan 100ml nƣớc cất - Ammonium molybdate: Cân g Ammonium molybdate dạng bột tinh thể hòa tan 100ml dung dịch H2SO4 6N đƣợc bảo quản lọ polyethylene Bước : Thực để xây dựng đường chuẩn As(V) - Cho vào bình định mức 50 ml lƣợng As( V) theo thứ tự 10, 20, 40, 60, 80, 100 (μg ) với ml Ammonium molybdate 1ml Hydrazine sulphate Sau cho vào nƣớc cất để tráng rửa lƣợng hóa chất dính lại thành bình Đồng thời làm mẫu trắng tƣơng tự nhƣ nhƣng khơng thêm lƣợng As(V) vào - Đem nung nóng nƣớc 80oC với khoảng thời gian 10 -14 phút ( thời gian đƣợc tính từ nƣớc mơi trƣờng đạt 80o C ) - Lấy bình định mức đem làm nguội dƣới vòi nƣớc định mức tới vạch - Dung dịch đƣợc đem đo độ hấp thụ màu bƣớc sóng 840 nm 25 2.3.4 Khảo Sát ảnh Hƣởng Của pH pH ln yếu tố quan trọng ảnh hƣởng tới tất q trình xử lý nƣớc Việc xác định khoảng pH định cho q trình mà đạt hiệu cao cơng việc khơng thể thiếu đƣợc Từ đó, ta tiến hành bƣớc xác định pH tối ƣu nhƣ sau: - Cho vào bình tam giác lƣợng 20 ml nƣớc cất 100μg As (V) - Điều chỉnh pH cốc lần lƣợt từ 1- cách sử dụng dung dịch NaOH N dung dịch HNO3 1N - Cho vào bình lƣợng 0.2 vỏ xồi sấy khơ, dùng máy lắc, lắc dung dịch vòng 30 phút với vận tốc nhƣ - Lọc bỏ chất hấp phụ hút 10 ml dung dịch cho vào bình định mức đem phân tích.( nhƣ tiến hành lập đƣờng chuẩn As Lưu ý:Việc điều chỉnh pH nên sử dụng HNO3 thay H2SO4 hay HCl lý sau: Thứ nhất: Q trình hấp phụ Arsen chịu ảnh hƣởng ion SO42-, Cl-, CO32- làm giảm hiệu hấp phụ Thứ hai: Dung dịch chuẩn As(V) đƣợc nhà sản xuất pha HNO3 nên việc sử dụng HNO3 nên việc sử dụng HNO3 để điều chỉnh pH hợp lý khơng làm thay đổi tính chất chất dung dịch 2.3.5 Khảo Sát ảnh Hƣởng Của Thời Gian Tiếp Xúc Sự hấp phụ khơng phải vơ hạn, mà đến khoảng thời gian dừng lại khơng hấp phụ thêm đƣợc gọi điểm cân theo thời gian Tiến hành thí nghiệm nhƣ sau: - Cho vào bình tam giác lƣợng 20ml nƣớc cất, 100μg As(V), 0.2 g vỏ xồi sấy khơ Đƣa pH tối ƣu 1.5 - Để đảm bảo đƣợc tính thống mẫu ta cần trộn chung As(V) với nƣớc cất lại với thể tích lớn cho đảm bảo nồng độ As (V) nƣớc khơng đổi chỉnh pH lần chia bình định mức - Khuấy từ từ với vận tốc khuấy nhƣ khảo sát mẫu thời gian khuấy cách 10 phút: 10’, 20’, 30’ - Đem mẫu lọc bỏ chất hấp phụ hút 10 ml đem phân tích hàm lƣợng As 2.3.6 Khảo Sát ảnh Hƣởng Của Lƣợng Chất Hấp Phụ Thí nghiệm dùng để xác định với lƣợng As (V) định cần dùng vật liệu hấp thu tối ƣu để hấp phụ hết lƣợng As (V) Tiến hành thí nghiệm nhƣ sau: - Cho vào bình tam giác lƣợng 20 ml nƣớc cất 100 μg As (V) Cho vào bình lần lƣợt lƣợng vỏ xồi sấy khơ thay đổi từ 0.1 – 0.7 g để vào máy lắc, để khuấy dung dịch với vận tốc nhƣ thời điểm cân dừng lại 26 - Lọc bỏ chất hấp phụ hút 10 ml dung dịch cho vào bình định mức đem phân tích Nếu lƣợng As(V) chƣa bị hấp thu hết nâng liều lƣợng vỏ xồi lên tiếp tục lặp lại thí nghiệm 2.3.7 Khảo Sát Dung Lƣợng Hấp Phụ Cực Đại Đây thí nghiệm quan trọng giúp đánh giá khả hấp phụ chất hấp phụ Thơng qua thí nghiệm ta tìm đƣợc dung lƣợng hấp phụ cực đại, hệ số phƣơng trình Langmuir, Freundlich xấy dựng nên đƣờng đẳng nhiệt Ở thí nghiệm ta giữ ngun lƣợng vỏ xồi, vá điều kiện pH thời gian khuấy nhƣng lại thay đổi nồng độ As (V) ban đầu 2.4 KẾT QUẢ ĐẠT ĐƢỢC 2.4.1 Hình Sem Của Vỏ Xồi : Hình 2.4.1 – Hình SEM vỏ Xồi Hình thái vỏ xồi : gồ ghề, lồi lõm có cấu trúc vơ định hình Đây đặc trƣng vật liệu hấp phụ tự nhiên (hình 2.4.1) 27 2.4.2 Đƣờng Chuẩn Xác Định As( V): Kết đo trắc quang cho ta kết sau: 0.8 y = 0.007x + 0.004 R² = 0.999 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 20 40 60 80 100 120 Hình 2.4.2 – Đường chuẩn As(V) Khoảng nồng độ để xây dựng đƣờng chuẩn As(V) – 120 mg/l, kết thu đƣợc mối liên hệ A nồng độ đầu vào (hình 2.4.2) với R2 = 0,999 Trong suốt q trình thí nghiệm chúng tơi sử dụng đƣờng chuẩn xác định As có kiểm tra định kì nồng độ chuẩn Nhƣ với độ xác 0.999 đƣờng chuẩn có độ tin cậy cao để sử dụng tính tốn phần với phƣơng trình y= 007x +0.004 28 2.4.3 Ảnh Hƣởng Của pH Đến Q Trình Hấp Phụ As(V) : Sau khảo sát ảnh hưởng pH ta có kết nhƣ sau: 20ml nƣớc cất + 100μg As, C0 = 20 mg/ml pH Ce 6.28 6.572 8.428 10 11 11.4 11.8 % Hấp 68.6 67.14 57.86 50 45 43 41 phụ Ảnh hƣởng pH 80 70 % hấp phụ 60 50 40 30 20 10 pH Hình 2.4.3 – Đồ thị biểu thị ảnh hưởng pH Nhận xét: Từ kết thu đƣợc (hình 2.4.3) thấy thuộc tính hấp phụ hàm pH Hiệu suất hấp phụ đạt cực đại pH = 1,5-2 Điều giải thích pH thấp ([...]... cân bằng liên kết và có thể xảy ra quá trình ngƣợc lại Kết quả là nồng độ chất bị hấp phụ trên bề mặt chất hấp phụ cao hơn ban đầu Hiện tƣợng đó gọi là hấp phụ Quá trình hấp phụ đƣợc phân loại thành: Hấp phụ lý học và hấp phụ hóa học - Hấp phụ lý học là quá trình hấp phụ xảy ra nhờ các lực liên kết vật lý giữa chất bị hấp phụ và bề mặt chất bị hấp phụ nhƣ lực liên kết Vander Waals Các hạt bị hấp phụ. .. lý chuyển động tự do trên bề mặt chất hấp phụ và đây là quá trình hấp phụ đa lớp ( hình thành nhiều lớp phân tử trên bề mặt chất hấp phụ ) - Hấp phụ hóa học là quá trình hấp phụ trong đó xảy ra phản ứng hóa học giữa chất bị hấp phụ và chất hấp phụ Khả Năng Hấp Phụ Của Các Chất Hấp Phụ Phụ Thuộc Vào: - Diện tích bề mặt chất hấp phụ (m2/g) Nồng độ của chất bị hấp phụ Vận tốc tƣơng đối giữa hai pha Cơ... tử, do đó chỉ hấp phụ một lớp - Quá trình hấp phụ chỉ xảy ra ở những điểm đặc biệt gọi là tâm hấp phụ chứ không phải xảy ra trên toàn bộ bề mặt chất hấp phụ Hoạt tính hấp phụ phụ thuộc vào số lƣợng tâm hấp phụ 2.2.3 Cân Bằng Và Đẳng Nhiệt Hấp Phụ Khi sử dụng phƣơng pháp hấp phụ để loại bỏ các chất ô nhiễm ra khỏi nƣớc, cầm quan tâm đến các yếu tố sau: - - Khả năng hấp phụ của mọt chất hấp phụ cho biết... Của Quá Trình Hấp Phụ Hấp phụ là là quá trình xảy ra khi một chất khí hay chât lỏng bị hút trên bề mặt một chất rắn xốp Chất khí hay hơi đƣợc gọi là chất bị hấp phụ (adsorbent), chất rắn xốp dùng để hút khí hay hơi gọi là chất hấp phụ (adsorbate) và những khí không bị hấp phụ gọi là khí trơ Quá trình ngƣợc lại của hấp phụ gọi là quá trình giải hấp phụ hay nhả hấp phụ 17 Hiện tƣợng hấp phụ diễn ra do... không đổi, khả năng hấp phụ của một chất rắn tăng lên khi nồng độ của chất hấp phụ lớn lên Mối quan hệ đó ở trạng thái cân bằng đƣợc gọi là đẳng nhiệt hấp phụ Ta gọi khả năng hấp phụ của một chất là dung lƣợng hấp phụ (q ) ta có phƣơng trình thể hiện quan hệ giữa qe và nồng độ của chất bị hấp phụ (C) là: a = f(C) Hệ hấp phụ phải có thời gian đủ lớn để thiết lập đƣợc thế cân bằng hấp phụ, về lý thuyết... bị chiếm chỗ ( tâm hấp phụ ), tốc độ giải hấp phụ tỉ lệ thuận với các tâm đã bị chất hấp phụ chiếm chỗ Tốc độ hấp phụ ra và giải hấp phụ rd có thể tính: ra = (n – ni ) Ka C rd = ni.kd n là số tâm tổng, ni là số tâm bị chiếm chỗ, ka, kd là hằng số tốc độ hấp phụ và giải hấp 𝑘 phụ Khi đạt cân bằng ra = rd, đặt 𝑎 = K ta có: ni = n 𝑘𝑑 𝐾.𝐶 1+𝐾.𝐶 Vì mỗi tâm chỉ chứa một phân tử bị hấp phụ nên n, ni đƣợc... % Hấp 63.87 72.93 77.06 0.5 0.6 0.7 0.8 2.878 2.662 1.602 0.734 0.008 85.61 86.69 91.99 96.33 99.96 hấp phụ Ce phụ Ảnh hƣởng của liều lƣợng chất hấp phụ 120 % hấp phụ 100 80 60 40 20 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 lượng hấp phụ Hình 2.4.5 – Biểu đồ thể hiện sự ảnh hƣỡng của liều lƣợng hấp phụ 31 Nhận xét : Khi tăng liều lƣợng chất hấp phụ dẫn đến hiệu suất hấp phụ tăng Do tăng số lƣợng tâm chất hấp. .. nồng độ chất bị hấp phụ tối đa và ni là nồng độ chất bị hấp phụ trong trạng thái cân bằng với C của chất hấp phụ q = qm 𝐾.𝐶 1+𝐾.𝐶 (*) Biểu thức.(*) gọi là phƣơng trình Langmuir đƣợc xây dựng cho hệ hấp phụ khí rắn, mô tả mối quan hệ giữa q và C Chứa 2 thông số là: qm có một giá trị xác định tƣơng ứng với số tâm hấp phụ và hằng số K phụ thuộc cặp tƣơng tác giữa chất hấp phụ và chất bị hấp phụ với nhiệt... quả của hình 2.4.4 ta thấy quá trình hấp phụ đạt trạng thái cân bằng sau thời gian 120 phút với hiệu suất hấp phụ 83,39 % Khi thời gian bắt đầu tăng thì hiệu suất hấp phụ tăng Do các tâm hấp phụ trên bề mặt rắn đang có sẵn Sau đó tốc độ hấp phụ giảm dần và đạt cân bằng Hiện tƣợng này có thể là do số lƣợng tăng hấp phụ đã bão hòa 2.4.5 Ảnh Hƣởng Của Lƣợng Chất Hấp Phụ: pH = 1.5 -2 , C0 = 20 mg/ml Chất... - Bề mặt chất hấp phụ đồng nhất về năng lƣợng - Trên bề mặt chất rắn chia ra từng vùng nhỏ, các tâm hoạt động mỗi vùng chỉ tiếp nhận một phân tử chất bị hấp phụ Trong trạng thái bị hấp phụ các phân tử trên bề mặt của chất rắn không tƣơng tác với nhau - Quá trình hấp phụ là động, tức là quá trình hấp phụ và giải hấp phụ có tốc độ bằng nhau khi trạng thái cân bằng đã đạt đƣợc Tốc độ hấp phụ tỉ lệ với