Khảo sỏt thời gian đạt cõn bằng hấp phụ - tải trọng hấp phụ của cỏc vật liệu 2,5Al-PICL; 5,0Al-PICL; 7,5Al-PICL;10Al-PICL vàMont-Na.
Nguyễn Thị Luyến 39 K36B – Hoỏ học *Hấp phụ Cd(II) tại pH = 2,5
Hỡnh 3.9. Sự phụ thuộc của nồng độ Cd(II) vào thời gian đối với cỏc vật liệu ở pH=2,5
*Hấp phụ Cd(II) tại pH = 3,5
Hỡnh 3.10. Sự phụ thuộc của nồng độ Cd(II) vào thời gian đối với cỏc vật liệu ở pH=3,5
Nguyễn Thị Luyến 40 K36B – Hoỏ học *Hấp phụ Cd(II) tại pH = 5,0
Hỡnh 3.11. Sự phụ thuộc của nồng độ Cd(II) vào thời gian đối với cỏc vật liệu ở pH = 5,0
Hấp phụ là quỏ trỡnh cỏc nguyờn tử, phõn tử hay ion riờng biệt khuếch tỏn từ trong thể tớch đến và tớch tụ trờn bề mặt của vật liệu hấp phụ. Hấp phụ trờn bề mặt cú nguyờn nhõn chớnh là do lực liờn kết giữa cỏc nguyờn tử, phõn tử hay ion riờng biệt với bề mặt. Cỏc lực này phần lớn cú nguồn gốc là do lực tương tỏc tĩnh
điện. Cỏc ion kim loại này (Cd2+) cú thể được hấp phụ trờn cỏc vị trớ trống trờn
bề mặt, được ký hiệu là ≡SOH, ở đõy S cú thể là cỏc nguyờn tử Si hay Al trong thành phần sột. Đối với quỏ trỡnh này, cỏc vị trớ cầu nối trờn bề mặt cú thể tương tỏc với cỏc cation trong dung dịch như được trỡnh bày ở cỏc phương trỡnh sau:
Đối với cỏc bề mặt cú điện tớch õm (≡SO−), quỏ trỡnh hấp phụ ở đõy chớnh là quỏ trỡnh trao đổi với cation:
Đối với cỏc ion kim loại nặng, pH của dung dịch là một thụng số rất quan trọng ảnh hưởng đến quỏ trỡnh hấp phụ. Trong khúa luận này, quỏ trỡnh
Nguyễn Thị Luyến 41 K36B – Hoỏ học
hấp phụ của ion Cd2+ lờn cỏc vật liệu tổng hợp được được nghiờn cứu trong
dải pH từ 2,5 đến 5,0 với lượng chất hấp phụ là 1g sột/100 ml dung dịch Cd2+.
Sự hấp phụ của mỗi mẫu đều tăng khi pH của dung dịch tăng đến 5,0. Những thớ nghiệm hấp phụ ở cỏc pH lớn hơn 5,0 khụng được thực hiện vỡ ở pH lớn
hơn 5,0 cú thể cỏc ion Cd2+ sẽ bị thủy phõn.
Hàm lượng ion kim loại Cd2+bị hấp phụ tăng khi pH của dung dịch tăng
mà khụng cú vết kết tủa của Cd(OH)2 (hỡnh 3.9; 3.10 và 3.11). Điều này được
khẳng định thụng qua mẫu trắng đối chứng khụng cú chất hấp phụ. Khi pH
nhỏ hơn 6,0, hàm lượng hấp phụ của Cd2+ là thấp và tăng chậm với sự tăng
dần độ pH. Điều này cú thể được giải thớch là do ở cỏc pH đú, nồng độ của
ion H+ cao hơn gấp nhiều lần so với nồng độ của ion Cd2+, ion Cd2+ rất khú để
cú thể tạo liờn kết trờn bề mặt sột do sự cạnh tranh với cỏc ion H+.
Sự hấp thụ của ion Cd2+ xảy ra rất nhanh trong 30 phỳt đầu tiờn và sau
đú tăng chậm đến 36 giờ thời điểm đạt đến cõn bằng hấp phụ. Điều này cú thể được giải thớch là do tại thời điểm ban đầu cỏc trung tõm hoạt động nằm trờn bề mặt của cỏc vật liệu hấp phụ cũn trống, sau thời gian số lượng cỏc trung tõm hoạt động giảm và tốc độ hấp phụ phụ thuộc nhiều hơn vào tốc độ chuyển
Nguyễn Thị Luyến 42 K36B – Hoỏ học
KẾT LUẬN
Từ cỏc kết quả đó được trỡnh bày ở chương 3, tụi rỳt ra một số kết luận sau: 1. Đó xử lý bentonit Di Linh tự nhiờn để nõng cao hàm lượng Montmorillonite bằng phương phỏp húa học và thu được Bentonit Di Linh thuần Natri (MONT-Na).
2. Đó chống cỏc lớp sột Bentonit Di Linh thuần Natri bằng polioxocation Nhụm với cỏc tỷ lệ mol khỏc nhau và thu được cỏc vật liệu 2,5Al-PICL; 5,0Al-PICL; 7,5Al-PICL và 10Al-PICL
3. Đó đặc trưng cấu trỳc của cỏc sản phẩm thu được bằng cỏc phương
phỏp vật lý: SEM, XRD, IR, DTA-TGA, BET, TPD-NH3,27Al-MAS-NMR
với ion Keggin và 5Al-PICL.
4. Đó nghiờn cứu khả năng trao đổi của cỏc vật liệu: 5Al-PICL, 10Al- PICLvà Bent.DL-Na với ion kim loại Cd(II). Kết quả này cho thấy 5Al- PICLhấp phụ tốt nhất tại pH = 5,0 đối với Cd(II). Mở ra hướng cú thể dựng vật liệu Al-PICLđể xử lý nước thải.
Nguyễn Thị Luyến 43 K36B – Hoỏ học
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu Tiếng Việt
[1]. Lờ Văn Cỏt (1999), Cơ sở hoỏ học và kỹ thuật xử lý nước. NXB Thanh
Niờn. Hà Nội
[2]. Nguy.ễn Đức Chõu (10- 1995), Sử dụng sột Montmorillonit làm chất xỳc
tỏc cho tổng hợp hữu cơ, Hội thảo cụng nghệ tổng hợp hữu cơ ứng dụng trong
cụng nghiệp và đời sống, Tạp chớ Viện Hoỏ Cụng Nghiệp, 33 – 36.
[3]. Trương Đỡnh Đức, Nguyễn Văn Bằng, Lục Quang Tấn, Hoa Hữu Thu (2009); Tạp chớ Khoa học - Trường ĐHSP Hà Nội II, Hà Nội, Số 06, Tr.87–94.
[4]. Thõn Văn Liờn và cộng sự (2006), Nghiờn cứu qui trỡnh xử lý, hoạt
hoỏbentonitViệt Nam để sản xuất bentonit xốp dựng cho xử lý nước thải cú chứa kim loạinặng, Viện Cộng nghệ xạ - hiếm, Hà Nội.
[5]. Tử Văn Mạc (1995), Phõn tớch hoỏ lý, NXB khoa học và kỹ thuật, Hà Nội. [6]. Trần Thị Như Mai (1993), Xỳc tỏc Nhụmsilicat biến tớnh bằng một số ion
kim loại chuyển tiếp trong phản ứng chuyển hoỏ toluen và etylbenzen, Luận
ỏn phú tiến sĩ, Trường Đại Học Tổng Hợp Hà Nội.
[7]. Đỗ Quan Huy, Trần Ngọc Mai, Nguyễn Xuõn Dũng, Nguyễn Đức Huệ
(1990), Nghiờn cứu dựng Bentonit Di Linh để loại đioxit khỏi nước, Tạp chớ
Hoỏ học, tập 3, trang 4 -7.
[8]. Vũ Đào Thắng (1997),Nghiờn cứu quỏ trỡnh tổng hợp anđehit bằng phản
ứng oxi hoỏ ancol trờn cỏc chất xỳc tỏc bentonit tẩm natri kim loại, Luận ỏn
tiến sĩ, Trường Đại Học Bỏch Khoa Hà Nội.
[9]. Hoa Hữu Thu,Trương Đỡnh Đức, Phạm Thị Mai Phương, Nguyễn Thị
Thu Hương, Nguyễn Văn Bằng, Bựi Đức Mạnh; Proceedings Hội nghị xỳc tỏc
và Hấp phụ toàn quốc lần V-Hải Phũng, NXB Đại Học Sư Phạm, Tr.835-843
Nguyễn Thị Luyến 44 K36B – Hoỏ học
Tài liệu Tiếng Anh
[10]. Clem A.G and Doehler R.W (1963), Industrial application of bentonite,
Claysand Clay minerals, Vol 10, 284 – 290
[11]. Grim R.E (1953), Clay Mineralogy, McGraw-Hill, New York, 384 pp. [12]. H.D. J. P. Vernet – Heavy metal in the environment. Amst. Elservier (1991) [13].Lipson S.M and Storzky G (1984), Effect of proteins on Reovirus
adsorption toClay minerals, Applied and Environmental Microrobiology, Vol.
48, No.3, 525– 530.
[14]. Le Thanh Son, Truong Dinh Duc, Nguyen Van Bang, Dao Duy Tung,
Hoa Huu Thu, Proceedings of IWAMN-2009 (Hanoi-Vietnam), p22 (2009). [15]. Murray B. McBride (1994), Environmetal Chemistry of Soils, Oxford
University Press.
[16]. Nogawa. K, Kurachi. M.and Kasuya. M (1999), Advances in the
Prevention of Environmental Cadmium Pollution and Countermeasures, Proceedings of the International Conference on Itai-Itai Disease, Environmental Cadmium Pollution Countermeasure, Toyama, Japan, 13-16
May, Kanazawa, Japan: Eiko
[17]. Parker W.O, Kiricsi I (1995),Aluminum complexes in partially
hydrolyzedaqueous AlCl3 solutions used to prepare pillared clay catalysts. AppliedCatalysis A: General 121, L7–L11.
[18]. P.Salermo, S.Mendioroz (2002), Preparation of Al-Pillared Montmorillonite from concentrated dispersion,Applied Clay Scien, 115-123.
[19]. Stumm W and Wollast R (1997), Coordination chemistry of weathering:
Kinetics of the Surface-Controlled Dissolution of Oxide Minerals, Reviews of
Geophysics, 28, 53 – 69.
[20]. Tobias Alfvộn (2004), Cadmium Exposure and Distal Forearm
Nguyễn Thị Luyến 45 K36B – Hoỏ học
[21]. WHO (1992), Environmental Health Criteria 135: Cadmium -
Environmental Aspects, World Health Organization, Geneva.
[22]. WHO (2001), Environmental Health Criteria 221: Zinc, World Health