Tiến hành sự hấp phụ với 0,06g VLHP và 50ml dung dịch xanh methylene có nồng độ xác định khác nhau (50÷200 mg/l),lắc các dung dịch với tốc độ 120 vòng/phút, thời gian hấp phụ là 15 phút, ở nhiệt độ phòng (27±10C). Lọc lấy phần dung dịch, xác định nồng độ xanh methylen còn lại trong các dung dịch sau hấp phụ. Tính dung lượng và hiệu suất hấp phụ của VLHP đối với Xanh methylen. Kết quả trình bày ở bảng 3.4
40
Bảng 3.4: Ảnh hưởng của nồng độ Xanh methylen ban đầu đến hiệu suất và dung lượng hấp phụ của VLHP
C0 (mg/l) Ccb (mg/l) H (%) q (mg/g) Ccb/q (g/l)
50 2,2718 95.4564 39,7735 0.077
100 10,2175 89.7825 74,8188 0.167
150 27,7991 81.4673 101,8341 0.253
200 45,5364 77.2318 128,7197 0.314
Hình 3.3. Sự phụ thuộc hiệu suất hấp phụ của VLHP vào nồng độ Xanh methylen ban đầu
Nhận xét: Từ các kết quả thực nghiệm thu được cho thấy ở mỗi thời gian hấp phụ khác nhau khi nồng độ xanh metyl ban đầu tăng thì hiệu suất hấp phụ giảm. Trong khoảng nồng xanh metyl ban đầu khảo sát (50÷200 mg/l) hiệu suất hấp phụ của VLHP giảm từ 95.4564÷77.2318%.
Từ các kết quả thu được bảng 3.4 chúng tôi nghiên cứu cân bằng hấp phụ Xanh metylen theo mô hình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir.
41
Hình 3.4. Đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir đối với Xanh methylen
Hình 3.5. Sự phụ thuộc của Ccb/q vào Ccb đối với xanh methylen
Nhận xét: Từ kết quả khảo sát cho thấy: Sự hấp phụ của VLHP đối với dung dịch xanh methylen được mô tả khá tốt theo mô hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir
Từ đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của Ccb/q vào Ccb đối với xanh methylen hình 3.5, tính được giá trị dung lượng hấp phụ cực đại qmax và hằng số Langmuir b đối với VLHP.
1/qmax= 0,0016 => qmax= 625 mg/g 1/( b*qmax) = 0,0035 => b= 0,457
42
3.3. So sánh khả năng xử lý xanh methylen của sepiolite với than hoạt tính tính
Để dánh giá khả năng hấp phụ màu của sepiolite tiến hành so sánh dung lượng hấp phụ và hiệu suất hấp phụ của vật liệu này với than hoạt tính trong điều kiện tối ưu.
Tiến hành tương tự đối với sepiolite kết quả xác định được điều kiện hấp phụ của than hoạt tính đối với xanh methylen là 10 phút.
Tiến hành sự hấp phụ với 0,06g các loại vật liệu: sepiolite và than hoạt tính với 50ml dung dịch xanh methylen có nồng độ xác định khác nhau100mg/l, lắc các dung dịch với tốc độ 120 vòng/phút, thời gian hấp phụ là 15 phút (đối với sepiolite) và 10 phút đối với than hoạt tính, ở nhiệt độ phòng (27±10C). Lọc lấy phần dung dịch, xác định nồng độ xanh methylen còn lại trong các dung dịch sau hấp phụ. Tính dung lượng và hiệu suất hấp phụ của sepioliet và than hoạt tính đối với xanh methylen.
Bảng 3.5: Các thông số hấp phụ của sepiolite và than hoạt tính
Sepiolite Than hoạt tính
C0 (mg/l) Ccb (mg/l) H (%) q (mg/g) C0 (mg/l) Ccb(mg/l) H (%) q (mg/g) 100 11,0142 88,985 74,1548 100 15,5314 84,468 70,3905
Nhận xét: Từ các kết quả thực nghiệm thu được ta thấy hiệu suất hấp phụ cũng như dung lượng hấp phụ cao hơn so với than hoạt tính.
43
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN
Qua quá trình nghiên cứu và dựa trên một số kết quả thực nghiệm thu được, chúng tôi rút ra một số kết luận sau:
Biết được VLHP có diện tích bề mặt 143,8 m2/g, thể tích lỗ xốp 0,984 cm3/g và kích thước lỗ là 246,831 Å.
Đã xác định đặc điểm bề mặt của VLHP bằng kính hiển vi điện tử quét(SEM): Chất hấp phụ Sepiolite hình sợi, kích thước đồng đều, đường kính sợi nằm trong khoảng 100 -120 nm.
Khảo sát được một số yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ Xanh methylen bằng VLHP Sepiolite:
- Thời gian đạt cân bằng hấp phụ là 15 phút.
- Khảo sát khối lượng VLHP từ 0.02- 0.1g,khi tăng khối lượng VLHP hiệu suất hấp phụ tăng từ 63,742 % - 96,246 %.
- Khảo sát nồng độ các dung dịch Xanh methylen ban đầu từ 50 – 200 mg/l, khi tăng nồng độ các dung dịch Xanh methylen ban đầu hiệu suất hấp phụ giảm dần từ 95.4564 % - 77.2318%
- Dung lượng hấp phụ cực đạu của vật liệu là 625 mg/g.
So sánh khả năng hấp phụ của VLHP sepiolite với than hoạt tính ở điều kiện tối ưu của mỗi vật liệu cho thấy hiệu suất hấp phụ của sepiolite là khá tốt.
KIẾN NGHỊ
- Tiếp tục nghiên cứu khả năng hấp phụ chất màu đối với sepiolite biến tính trong môi trường alcohol hoặc môi trường NH4F.
44
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Lê Văn Cát (1999). Cơ sở hóa học và kĩ thuật xử lí nước thải. Nhà xuất bản Thanh niên, Hà Nội.
2. Lê Văn Cát (2002). Hấp phụ và trao đổi ion trong kĩ thuật xử lí nước và nước thải. NXB Thống kê, Hà Nội.
3. Trần Tứ Hiếu (2003). Phân tích trắc quang phổ hấp thụ UV-Vis. NXB Đại học Quốc gia Hà Nội, Hà Nội.
4. Trần Văn Nhân, Hồ Thị Nga (2005). Giáo trình công nghệ xử lí nước thải. NXB Khoa học và kĩ thuật, Hà Nội.
5. Trần Văn Nhân, Ngô Thị Ngọc (2002). Giáo trình công nghệ xử lý nước thải. NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội.
6. Trần Văn Nhân, Nguyễn Thạc Sửu, Nguyễn Văn Tuế (1998). Hóa lí tập II. NXB Giáo dục, Hà Nội.
7. Đặng Trần Phòng, Trần Hiếu Nhuệ (2005). Xử lí nước cấp và nước thải dệt nhuộm. NXB Khoa học kĩ thuật, Hà Nội.
8. Trần Ngọc Phú (2004). Nghiên cứu và thiết kế mô hình xử lý nước thải dệt nhuộm bằng phương pháp keo tụ kết hợp ozon hoá quy mô bán thực địa. Luận văn thạc sĩ khoa học Môi trường, trường Đại học Khoa học tự nhiên - ĐHQG Hà Nội.
9. Đặng Xuân Việt (2007). Nghiên cứu phương pháp thích hợp để khử màu thuốc nhuộm hoạt tính trong nước thải dệt nhuộm. Luận án tiến sĩ kỹ thuật, Hà Nội.
10. Cao Hữu Trượng, Hoàng Thị Lĩnh (1995). Hoá học thuốc nhuộm. NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội.
11. A. Gurses, S. Karaca, C.Dogar, R. Bayrak, M. Acıkyıldız, M. Yalcın (2004). Determination of adsorptive properties of clay/water system: methylene blue sorption. J.Colloid Interf. Science 269, pp 310–314.
12. D. Karamanis, A.N. Ökte, E. Vardoulakis, T. Vaimakis (2011). Water vapor adsorption and photocatalytic pollutant degradation with TiO2– sepiolite nanocomposites. Applied Clay Science 53, pp181–187.
45
13. D. Ghosh, K.G. Bhattacharyya (2002). Adsorption of methylene blue on kaolinite. Appl. Clay Science 20, pp 295–300.
14. E. Galan (1996). Properties and applications of palygorskite-sepiolte clays. Clay Minerals 31, pp443-453.
15. E. García-Romero M. Suarez Sepiolite–palygorskite (2013). Textural study and genetic considerations. Applied Clay Science 86, pp129–144. 16. K.V. Kumar, V. Ramamurthi, S. Sivanesan (2005). Modeling the
mechanism involved during the sorption of methylene blue onto fly ash. J. Colloid Interf. Science 284, pp 14–21.
17. K.G. Bhattacharyya, A. Sharma (2005). Kinetics and thermodynamics of methylene blue adsorption on Neem (Azadirachta indica) leaf powder.
Dyes Pigments 65, pp 51–59.
18. LU Hai-jun (2006). Preparation and Properties of Organically Modified Sepiolite/High-performance Epoxy Nanocomposites. Chinese Journal of Aeronautics 19, pp 41-46.
19. M. Alkan, M. Dogan , Y. Turhan, O. Demirbas, P. Turan (2008). Adsorption kinetics and mechanism of maxilon blue 5G dye on sepiolite from aqueous solutions. Chemical Engineering Journal 139, pp 213–223. 20. Mas Rosemal, H.Mas Haris and Kathiresan Sathasivam (2009). The
removal of methyl red from aqueous solutions using banana Pseudostem Fibers. American Journal of applied sciences 6(9): 1690-1700, ISSN 1546-9237.
21.S. Senthilkumar, P.R. Varadarajan, K. Porkodi, C.V. Subbhuraam (2005). Adsorptionof methylene blue onto jute fiber carbon: kinetics and equilibrium studies. J. Colloid Interf. Science 284, PP 78- 82.
22. Silvia C.R. Santos, Rui A.R. Boaventura (2008). Adsorption modelling of textile dyes by sepiolite. Applied Clay Science 42, pp137–145.
23. Sun, Q.Y., Yang, L.Z. (2003). The adsorption of basic dyes from aqueous solution on modified peat-resin particle. Water Research 37 (7), 1535– 1544.
46
24. T.Santhi, Smanonmani, T.Ssmitha (2010). Removal of methyl red from aqueous solution by activated carbon prepared from the annona squmosa seed by adsorption. Chemical Engineering Research Bulletin 14, 11-18. 25. V. Vadivelan, K.V. Kumar (2005). Equilibrium, kinetics, mechanism, and
process designfor the sorption of methylene blue onto rice hush. J. Colliod Interf. Science 286, pp 90-100.
26. Yalei Zhang, Daojie Wang, Gaoke Zhang (2011). Photocatalytic degradation of organic contaminants by TiO2/sepiolite composites prepared at low temperature. Chemical Engineering Journal 173, pp1– 10. 27. W.G. Xu, S.F.Liu, S.X. Lu, S.Y. Kang. Y. Zhou, H.F. Zhang (2010).
Photocatalytic degradation in aqueous solution using quantum-sized ZnO particles supported on sepiolite. Journal of colloid and Interface Science
Vol 351, pp 210-216.
28.UV- Việt Nam. Xanh methylen- thông tin cho người nuôi trồng thủy sản ThS. Huỳnh Trường Giang, Khoa Thủy Sản, Đại học Cần Thơ. http://uv-
vietnam.com.vn/NewsDetail.aspx?newsId=2571/ Thứ tư ngày 12/1/2016.
29. ESMA – European Specialty Minerals Association (Member of IMA- Europe). Sepiolite. http://www.ima-europe.eu/about-industrial- minerals/industrial-minerals-ima-europe/sepiolite/ Thứ 5 ngày 24/3/2016.