- Thí nghiệm xác định khả năng hấp phụ của tro trấu đã hoạt hóa đối với metylen xanh trong các điều kiện tối ưu đã khảo sát và so sánh với khả năng hấp phụ của tro trấu tươi (chưa hoạt hóa) được tiến hành như sau:
Khối lượng vật liệu hấp phụ và tro trấu tươi là 10mg, thời gian khảo sát là 15 phút, pH khảo sát là 7, nồng độ metylen xanh ban đầu là 10mg/L, thể tích metylen xanh là 50 mL.
Kết quả thí nghiệm xác định khả năng hấp phụ của tro trấu đã hoạt hóa đối với metylen xanh trong các điều kiện tối ưu đã khảo sát và so sánh với khả năng hấp phụ của tro trấu tươi (chưa hoạt hóa).
Hình 4.7: Biểu đồ biểu diễn hiệu quả xử lý của vật liệu và tro trấu tươi
Nhận xét:
Qua biểu đồ, ta thấy tro trấu tươi cũng có khả năng hấp phụ metylen xanh nhưng hiệu quả và tải lượng rất thấp so với vật liệu hấp phụ. Cùng một điều kiện thí nghiệm thì hiệu quả của vật liệu hấp phụ là 78,8%, tải lượng hấp phụ là 40,45 mg/g. Trong khi đó, hiệu quả xử lý của tro trấu tươi chỉ là 16,2 % và tải lượng hấp phụ là 6,15 mg/g.
Tro trấu hoạt hóa (10 mg) Metylen xanh (V=50 mL, pH = 7, C = 10 mg/L) Lắc đều Để yên (15 phút) Lọc Nước qua lọc Máy UV-Vis Tro trấu
Nguyên nhân của sự khác biệt này là do, tro trấu tươi không chỉ có chứa cacbon mà còn có một phần lớn hàm lượng silic oxit và các chất khác, dẫn đến diện tích bề mặt riêng của tro trấu tươi nhỏ nên hiệu quả hấp phụ thấp. Đối với vật liệu hấp phụ, trong quá trình hoạt hóa bằng axit HF, các nguyên tử silic có trong tro trấu sẽ tham gia phản ứng hòa tan với ion F- để tạo các hợp chất SiF4 (thể khí) hoặc H2SiF6 (thể lỏng). Kết quả là thúc đẩy phản ứng phân ly HF và tạo ra nhiều ion H+ hơn. (Nguyễn Trung Thành, 2010).
Dung dịch chứa ion H+ đóng vai trò là môi trường lý tưởng để hòa tan các chất bẩn hấp phụ hoặc bám trên các tâm hoạt động bề mặt của tro trấu. Do đó, số lượng tâm hoạt động bề mặt sẽ tăng lên sau quá trình hoạt hóa tức là diện tích bề mặt của vật liệu được nâng cao so với mẫu tro trấu tươi, kéo theo hiệu quả xử lý metylen xanh tăng lên đáng kể.
Bảng 4.8: Kết quả bảng ANOVA ANOVA Hiệu suất (%) Sum of Squares df Mean Square F Sig. Between Groups 3373,867 1 3373,867 165,68 9 ,006 Within Groups 40,725 2 20,363 Total 3414,592 3
Ta tra bảng tìm giá trị Fα với df1 = 1, df 2 = 2. F (α = 0,05) = 18,51
F (α = 0,01) = 98,49
So sánh giá trị F = 165,689 > F (α = 0,01) = 98,49. Ta kết luận có sự khác biệt giữa khả năng hấp phụ của tro trấu tươi và tro trấu hoạt hóa.
Dưới đây là quy trình tiến hành hấp phụ metylen xanh của tro trấu hoạt hóa ở các điều kiện tối ưu
GVHD: TS.Nguyễn Trung Thành