Cũng từ các kết quả thu được trong Bảng 4 và trên Hình 19 cho thấy, khả năng hấp phụ As của vật liệu Fe-Z tăng lên theo thời gian. Sau khoảng thời gian 10 phút, từ nồng độ As ban đầu từ 200µg/L đã giảm mạnh xuống chỉ còn 50,1µg/L, hiệu suất hấp phụ đạt 75%. Sau khoảng thời gian 20 phút nồng độ As tiếp tục giảm mạnh, nồng độ As còn lại trong dung dịch là 42,2 µg/L với hiệu suất hấp phụ là 78,8 %. Sau 30 phút, nồng độ As trong dung dịch chỉ còn lại 33,8 µg/L, hiệu suất đạt 83,1%. Tiếp tục khảo sát với thời gian 60, 90, 120 phút, nồng độ As còn lại trong dung dịch giảm nhưng không nhiều. Có thể giải thích bởi lúc đầu ái lực giữa các tâm hoạt động của Fe-Z và anion As rất lớn nên khả năng hấp phụ cao. Khi tăng thời gian các tâm hoạt động giảm dần, và hợp chất anion của As(III) lấp đầy các lỗ rỗng mao quản của vật liệu ngăn cản các anion còn lại vào nên tốc độ hấp phụ sẽ chậm dần.
Như vậy, có thể lựa chọn khoảng thời gian hấp phụ cân bằng đối với As (III) của vật liệu Fe-Z để thực hiện các thí nghiệm tiếp theo là 30 phút.
HVCH Mai Thế Nam 47 K19 KHMT
3.2.2.Ảnh hưởng của PH dung dịch đến khả năng hấp phụ As của vật liệu Tiến hành thí nghiệm như đã trình bày trong mục 2.3.4 phần b, với thời gian Tiến hành thí nghiệm như đã trình bày trong mục 2.3.4 phần b, với thời gian hấp phụ của As(III) là 30 phút.
Kết quả phân tích nồng độ As trong dung dịch sau hấp phụ được đưa ra trong Bảng 5 và trên Hình 21.
Bảng 5. Ảnh hưởng của pH trong dung dịch đến hiệu suất hấp phụ As của vật liệu Fe-Z
pH Nồng độ As trong dung dịch sau hấp phụ ( µg/L) Hiệu suất hấp phụ (%)
3 44,6 77,7 4 38,8 80,6 5 35,7 82,2 6 34,2 82,9 7 31,5 84,3 8 39,7 80,2
Hình 21. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc khả năng hấp phụ As của vật liệu vào pH của dung dịch
HVCH Mai Thế Nam 48 K19 KHMT
Từ kết quả đưa ra trong Bảng 5 và trên Hình 21 cho thấy, khả năng hấp phụ As(III) của vật liệu Fe-Z phụ thuộc mạnh vào pH ban đầu của dung dịch. Trong khoảng pH 4 - 8 khả năng hấp phụ As là tốt nhất. Trong đó, khả năng hấp phụ As (III) tốt nhất ở pH 7 với hiệu suất lớn nhất là 84,3%.
Như vây, đây là khoảng giá trị pH thích hợp để xử lý As trong nước ngầm mà không cần phải điều chỉnh nhiều giá trị pH.
3.2.3.Dung lượng hấp phụ cực đại của vật liệu
Kết quả phân tích nồng độ As cân bằng trong dung dịch sau hấp phụ ở các nồng độ As ban đầu khác nhau ở các điều kiện thí nghiệm thích hợp đã khảo sát ở trên, được trình bày trong Bảng 6.
Bảng 6. Kết quả khảo sát dung lượng hấp phụ
Nồng độ As ban đầu (µg/L) Nồng độ As cân bằng Ce (µg/L) Hiệu suất hấp phụ (%) Dung lượng hấp phụ qe (µg/g) 50 7,1 85,75 2,14 100 14,6 85,37 4,27 150 22,5 84,96 6,37 200 31,2 84,38 8,44 300 60,3 79,88 11,98 500 110,3 77,93 19,48
Từ số liệu Bảng 6 và áp dụng phương trình (2), vẽ được Phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir như trên Hình 22.
Từ các kết quả thu được trên Hình 22, cho thấy sự phụ thuộc của Ce/qe vào Ce và có được phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir dạng đường thẳng, cụ thể: y = 0,024x + 3,099 với độ tin cậy R2 = 0,943; qmax = 41,67 (µg/g) và hệ số b = 0,074.
HVCH Mai Thế Nam 49 K19 KHMT
Kết quả khảo sát này cho thấy vật liệu hấp phụ Fe-Z điều chế được có khả năng hấp phụ As và có khả năng ứng dụng xử lý As trong thực tế.