- hiệu quả cao khụng tạo ra chất
CHƯƠNG 3 KẾT QỦA VÀ THẢO LUẬN
3.1. Đặc trưng vật lý của vật liệu ụxit hỗn hợp Fe- Mn (VL1) và vật liệu ụxit hỗn hợp Fe-Mn mang trờn than (VL2) hỗn hợp Fe-Mn mang trờn than (VL2)
3.1.1. Phổ nhiễu xạ tia X của VL1
Sau khi điều chế VL1, chỳng tụi tiến hành xỏc định dạng tồn tại của vật liệu bột bằng phổ nhiễu xạ tia X
Hỡnh 9. Phổ nhiễu xạ tia X của vật liệu ụxit hỗn hợp Fe- Mn (VL1).
Kết quả chụp phổ nhiễu xạ tia X của vật liệu 1 cho thấy rằng vật liệu tồn tại ở dạng vụ định hỡnh. Sắt tồn tại chủ yếu dạng ỏ-FeOOH và mangan ở dạng MnO2.
3.1.2. Xỏc định hỡnh thỏi học và diện tớch bề mặt của VL2
Chỳng tụi đó tiến hành chụp bề mặt vật liệu trờn kớnh hiển vi điện tử quột (tại Viện Khoa học vật liờu – Viện Khoa học Việt Nam) với mẫu than hoạt tớnh và mẫu than đó mang hỗn hợp ụxit Fe-Mn (VL2), kết quả thu được như sau:
Hỡnh10 : Ảnh SEM của mẫu than hoạt tớnh
Chỳng tụi cũng tiến hành chụp BET mẫu VL2 (tại Trường đại học Bỏch Khoa Hà Nội) thu được kết quả chớnh ở Bảng 7
Bảng 7: Kết quả chup BET mẫu VL2
* Nhận xột:
- Ảnh SEM của mẫu vật liệu 2 (ụxit hỗn hợp Fe-Mn trờn than hoạt tớnh) cho thấy ụxit hỗn hợp Fe-Mn đó mang lờn bề mặt của than hoạt tớnh. Kớch thước của hạt vật liệu khỏ đồng đều, khoảng 50-100nm.
Pierce Adsorption Mesopore Summary Sheet
For on 11/5/2009
File: C:\Program Files\betwin\data\VL-Than-041109.bdt Sample ID: VL-Than-041109
BET Surface Area = 923.665623 m2/g Total Pore Volume = .4788 cc/g
Porosity based on skeletal density of 1.0000 g/cc =.3238 per gram of sample
Avg Pore Diameter (4V/S) = 20.7362 Angstroms
Diameter (Angstroms) Pore Vol
--- --- 40 - 20 .018940 100 - 40 .011461 150 - 100 .002834 200 - 150 .002613 300 - 200 .003591 400 - 300 .001235 500 - 400 .000840 > 500 .003400
Median Pore Diameter (based on Pore Vol) = 21.287260 Angstroms
Standard Deviation (based on Pore Vol) = 9.243387 Median Pore Diameter (based on Surface Area) = 18.197533 Angstroms
- Kết quả chụp BET của mẫu vật liệu 2 cho thấy diện tớch bề mặt vật liệu 2 cú giỏ trị rất lớn 923,66 m2/g.
- Với những đặc tớnh về kớch thước và diện tớch bề mặt của vật liệu 2 chỳng tụi hy vọng vật liệu 2 sẽ cú khả năng tỏch loại tốt asen trong nước.
3.2. Khảo sỏt khả năng hấp phụ tĩnh của VL1 đối với As(III)
a) Ảnh hưởng của pH đến khả năng hấp phụ As(III) của VL1
Kết quả nghiờn cứu ảnh hưởng của pH đến khả năng hấp phụ As (III) của VL1 đươc trỡnh bày trong bảng 8 và hỡnh 11:
Bảng 8: Ảnh hưởng của pH đến khả năng hấp phụ As(III) của VL1
pH 6,0 6,5 7,0 7,5 8,0 8,5 9,0 Nồng độ As(III) cũn lại (ppb) 17,65 13,4 10,75 14,25 26,45 33,85 44,3 H(%) 96,47 97,32 97,85 97,15 94,71 93,23 91,14 90 91 92 93 94 95 96 97 98 6 6,5 7 7,5 8 8,5 9 pH h iệ u s uấ t (% ) Series 1
*Nhận xột: Từ kết qủa thực nghiệm ta thấy khả năng hấp phụ đối với asen(III) của VL1 bị ảnh hưởng rừ rệt bởi pH dung dịch trong khoảng khảo sỏt từ pH=6ữ9.
-Trong khoảng pH=6ữ7,5, asen(III) bị hấp phụ khỏ tốt bởi VL1 và đạt cực đại tại pH=7. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
-Khi pH tăng dần từ pH=7 đến pH=9, khả năng hấp phụ asen(III) của VL1 giảm rừ rệt.
* Ảnh hưởng của pH đến khả năng hấp phụ asen(III)của VL1 cú thể giải thớch như sau: -12 -8 -4 0 4 8 12 16 20 24 0 2 4 6 8 10 12 14 1 1 4 5 3 Fe(0H)2+ Fe3+ Fe2+ Fe(0H)+ Fe(0H)- 4 Fe(0H)+ 2 Fe(0H)0 3 -10 -5 0 5 10 0 2 4 6 8 10 pH pE pH H As03 4 H As02 4 HAs04 H As03 3 AsS(s) H2 AsS2 H As02 3 02 - 2- -
Hỡnh 12: Cỏc dạng tồn tại của sắt theo Eh và pH của dung dịch
Hỡnh 13: Cỏc dạng tồn tại của asen theo Eh và pH của dung dịch
Quỏ trỡnh hấp phụ phụ thuộc chủ yếu vào bản chất bề mặt chất hấp phụ cũng như bản chất của chất bị hấp phụ. Quỏ trỡnh hấp phụ As(III) bởi VL1 xảy ra như sau: trước hết As(III) được oxi hoỏ lờn As(V) bằng MnO2 (H3AsO3+MnO2 H3AsO4 + Mn2O3 , Mn2O3 khụng bề dễ chuyển lại thành MnO2 bởi oxi khụng khớ: Mn2O3+ O2(kk) 2MnO2), sau đú As(V) được hấp phụ trờn bề mặt VL1. Từ hỡnh 12,13 ta thấy, trong khoảng pH=6ữ9 As(V) tồn tại chủ yếu ở dạng H2AsO4- và
HAsO42-, nờn khả năng hấp phụ As(V) của VL1 được quyết định bởi dạng tồn tại của sắt hidroxit. Ở pH=6ữ7,5 sắt tồn tại chủ yếu dạng cation Fe(OH)2+ nờn chỳng cú khả năng hỳt cỏc anion H2AsO4- và HAsO42- thuận lợi quỏ trỡnh hấp phụ . Khi tăng pH lờn cao (pH>7), sắt tồn tại chủ yếu ở cỏc dạng Fe(OH)30 , Fe(OH)4-, cũn As(V) vẫn tồn tại chủ yếu ở dạng HasO42-, chỳng cựng tớch điện õm và đẩy lẫn nhau làm giảm khả năng hấp phụ asen trờn bề mặt vật liệu hấp phụ. Theo xu hướng này, trong mụi trường kiềm khả năng hấp phụ As(V) sẽ giảm mạnh, chỳng tụi đó tận dụng đặc điểm này để giải hấp asen bằng dung dịch NaOH.