3 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.5 Khảo sát khả năng hấp phụ phenol của các loại bùn đỏ
Nhằm nghiên cứu khả năng ứng dụng của bùn đỏ hoạt hóa trong việc xử lý môi trường nước bị ô nhiễm bởi các hợp chất hữu cơ, chúng tôi chọn hấp phụ phenol. Chọn phenol vì phenol là một trong những chất gây ô nhiễm phổ biến trong môi trường nước, gây tác hại lớn đến sức khỏe con người, việc loại phenol và các hợp chất hữu cơ khác có khả năng gây ung thư là một điều hết sức quan trọng.
Chúng tôi tính kết quả sau khi xử lý phenol bằng bùn đỏ hoạt hóa axit với các nồng độ khác nhau bằng 2 cách sau:
Cách 1: Tính phần trăm còn lại theo diện tích pic của của phenol.
%phenol còn lại = (3.4)
Trong đó: Sbd - diện tích dung dịch phenol ban đầu.
St – diện tích phenol sau khi bị phân hủy ở thời gian t.
Cách 2: Tính nồng độ của phenol theo công thức (3.3) (dựa theo phương trình đường chuẩn của phenol).
Khi thực hiện hấp phụ, để xác định nồng độ phenol còn lại sau khi tiến hành hấp phụ với mẫu bùn đỏ thường và các loại bùn đỏ hoạt hóa axit khác nhau, chúng tôi lấy mẫu ra sau thời gian xác đinh (8 giờ) và phân tích trên HPLC.
Kết quả phân tích mẫu phenol sau khi được hấp phụ bởi mẫu bùn đỏ thường trên HPLC được chỉ ra trên hình 3.5. Từ sắc ký đồ ta có được diện tích pic của phenol sau khi hấp phụ. Thay diện tích pic của phenol vào phương trình đường chuẩn của phenol ở trên ta tính được nồng độ còn lại của phenol.
Hình 3.5: Sắc kí đồ của phenol
Phenol tlưu = 8,53 phút
Kết quả thực nghiệm hấp phụ trên các mẫu BĐT và BĐHH được thể hiện ở bảng sau:
Bảng 3.5: Hiệu suất hấp phụ phenol của mẫu bùn đỏ thường và bùn đỏ hoạt hóa bằng axit
STT Loại bùn đỏ Nồng độ (mol/l) Ce (mg/L) Hiệu suất hấp phụ (%) q (mg/g) 1 BĐT 0 22,5 35,71 1,25 2 BĐ0,001 0.001 25.5 27,14 0.95 3 BĐ0,01 0.01 32.1 8,28 0,29 4 BĐ0,1 0.1 32.8 6,29 0,22
Từ kết quả của bảng trên ta xây dựng được đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa hiệu suất hấp phụ với nồng độ axit của mẫu bùn đỏ được hoạt hóa.
0.00 0.05 0.10 10 20 30 H ie u su at h ap p hu ( % )
Nong do mau hoat hoa (M)
Hình 3.5: Hiệu suất hấp phụ phenol của mẫu bùn đỏ được hoạt hóa bằng axit
Qua các số liệu và đồ thị trên ta thấy: Mẫu bùn đỏ thường hấp phụ phenol tốt nhất so với các mẫu được hoạt hóa bằng axit. Kết quả này cho thấy bằng phương pháp hoạt hóa axit bùn đỏ cho kết quả hấp phụ phenol không tốt so với mẫu bùn đỏ thường.
Sự hấp phụ phenol trên các mẫu bùn đỏ theo khuynh hướng tương tác tĩnh điện giữa anion phenolat và các tâm mang điện tích dương trên bề mặt vật liệu. Tuy nhiên pHpzc của BĐT (có giá trị là 7,0) [1] và BĐHH (pHpzc = 6,9) [2] gần như nhau nên sự thay đổi hiệu suất hấp phụ như trên có thể được giải thích theo sựu thay đổi của hàm lượng các dạng tồn tại (gibbsite, geothite) và các tạp chất trong vật liệu. Do cơ chế hấp phụ phenol của bùn đỏ được mô tả như sau [17,18]:
MOH H+ MOH2+
MOH2+ phenol MOH2+ phenol Tổng các phản ứng:
MOH H+ phenol MOH2+ phenol Trong đó M là các ion kim loại (Si, Fe, Al).
Khi bùn đỏ được hoạt hóa bằng axit, một lượng hydroxit mất đi. Do đó, hiệu suất hấp phụ phenol của bùn đỏ hoạt hóa axit thấp hơn bùn đỏ thường.