Như trờn đó khảo sỏt, giỏ trị của tham số β trong cỏc phương trỡnh đặc trưng
đều rất nhỏ (xấp xỉ 0), do đú phương trỡnh đẳng nhiệt hấp phụ của cỏc hệ khảo sỏt sẽ
phự hợp hơn đối với dạng phương trỡnh đẳng nhiệt Freundlich (kết quả này cũng
được minh chứng qua hằng số tương quan giữa phương trỡnh Freundlich và Langmuir dưới dạng tuyến tớnh (phụ lục 4)). Kết quả xỏc định đường đẳng nhiệt hấp phụ của MNT; DNT; TNT; MNP; DNP; TNP và TNR trờn 03 loại than hoạt tớnh TQ; TM và AG dưới dạng tuyến tớnh và dạng hàm mũ được dẫn ra trờn cỏc hỡnh 3.20-3.23 và phụ lục 3.
Hình 3.20: Đồ thị mô tả mối quan hệ giữa dung l−ợng hấp phụ và nồng MNT theo qui luật Freundlich dạng tuyến tính
4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 0 1 2 3 4 5 lnC ln a
Hình 3.21: Đồ thị mô tả mối quan hệ giữa dung l−ợng hấp phụ và nồng MNT theo qui luật Freundlich dạng hàm mũ
Hình 3.22: Đồ thị mô tả mối quan hệ giữa dung l−ợng hấp phụ và nồng MNP theo qui luật Freundlich dạng tuyến tính
0 50 100 150 200 250 300 350 0 20 40 60 80 100 Nồng độ cõn bằng C (mg/l) Du ng l ượ ng h ấ p ph ụ ( m g/g)
MNT-Nước-TQ MNT-Nước-TM MNT-Nước-AG
3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 0 1 2 3 4 5 lnC ln a
Hình 3.23: Đồ thị mô tả mối quan hệ giữa dung l−ợng hấp phụ và nồng MNP theo qui luật Freundlich dạng hàm mũ
Kết quả thu được cho thấy, đường thẳng biểu diễn sự phụ thuộc của lna vào
lnC cú hệ số tương quan rất cao (r2 =0.985−0.999). Kết quả này phự hợp với những kết luận khi nghiờn cứu về phương trỡnh đặc trưng của cỏc hệ. Cỏc thụng số
KF và n thu được từ phương trỡnh đẳng nhiệt được ghi trong bảng 3.9.
Bảng 3.9: Cỏc thụng số của phương trỡnh đẳng nhiệt Freundlich
TQ TM AG STT Chất n KF n KF n KF 1 MNT 9,588 205,400 6,361 116,977 4,737 64,804 2 DNT 7,485 204,315 4,266 124,595 4,115 60,982 3 TNT 4,539 180,180 4,037 107,201 3,751 82,357 4 MNP 4,468 139,350 5,498 60,451 3,349 40,570 5 DNP 3,126 88,308 3,573 35,760 2,175 14,220 6 TNP 2,960 51,074 3,401 36,661 2,096 10,337 7 TNR 2,884 53,272 3,215 24,780 1,978 8,181 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 0 20 40 60 80 100 Nồng độ cõn bằng C (mg/l) D ung l ượ ng h ấ p ph ụ a ( m g/ g)
Kết quả bảng 3.9 cho thấy, đối với cựng chất hấp phụ, số nhúm nitro trong phõn tử chất tan tăng thỡ giỏ trị KF và n của phương trỡnh đẳng nhiệt hấp phụ đều giảm, như vậy khả năng hấp phụ của cỏc chất sẽ giảm dần theo thứ tự cỏc chất cú: 1 (-NO2)> 2(NO2) > 3 (NO2), mặc dự theo hướng tăng cỏc nhúm nitro trong phõn tử độ phõn cực (hay độ tan trong nước) của cỏc chất nitro thơm sẽ giảm (2-MNT (540mg/l)>2,4-DNT (390mg/l) > 130mg/l (TNT); 4-MNP (17.000mg/l)>2,4- DNP(6.000mg/l) > 2,4,6-TNP (1.400mg/l)). Điều này cho thấy kớch thước của phõn tử chất tan ảnh hưởng rất lớn đến khả năng hấp phụ của than hoạt tớnh, khi tăng thờm nhúm nitro liờn kết trực tiếp với vũng thơm, đường kớnh của phõn tử tăng lờn
đỏng kể (chẳng hạn kớch thước phõn tử của MNP (8,13Ao)< DNP (8,72Ao)) do đú dung lượng hấp phụ của than hoạt tớnh đối với chất tan sẽ giảm.
Khi thay nhúm thế metyl bằng nhúm thế hydroxyl thỡ khả năng hấp phụ của cỏc loại than hoạt tớnh khảo sỏt giảm rất nhanh, giỏ trị n giảm khoảng 1,5-3 lần; hằng số
KF giảm từ 1,4-2 lần đối với TQ, cỏc giỏ trị này tương ứng với TM 1,2 và 2-3 lần, và đối với AG là 1,5-2 và 1,5-8 lần. Nguyờn nhõn cú thể là khi thay nhúm metyl bằng nhúm hydroxyl liờn kết trực tiếp với vũng thơm thỡ mặc dự kớch thước phõn tử
của cỏc chất thay đổi khụng đỏng kể nhưng độ phõn cực của phõn tử tăng mạnh (chẳng hạn mụ men lưỡng cực của TNT là 0,941D, cũn TNP là 1,53D), hơn nữa sự
cú mặt của của nhúm hydroxyl sẽ tạo ra liờn kết hydro với cỏc phõn tử nước, do đú làm tăng độ tan của hợp chất trong nước, nghĩa là giảm ỏi lực hấp phụ đối với chất hấp phụ. Mặt khỏc, trong dung dịch, cỏc hợp chất nitrophenol cũn bị phõn ly thành dạng ion, mức độ phõn ly phụ thuộc vào pH của mụi trường, khi đú trong dung dịch cỏc hợp chất nitrophenol tồn tại dưới hai dạng, đú là dạng phõn tử và dạng ion. Khả
năng hấp phụ khi đú cũn phụ thuộc vào nồng độ của ion phõn ly, tức là phụ thuộc rất lớn vào pH của mụi trường và sẽđược đề cập đến trong mục 3.5.1. Kết quả bảng 3.9 cũn cho thấy trong tất cả cỏc trường hợp, khả năng hấp phụ của than hoạt tớnh TQ là cao hơn cả mặc dự diện tớch bề mặt riờng là nhỏ nhất (675m2/g so với 892 và 710 tương ứng với TM và AG), thấp nhất là AG. Đối với AG do cú thể tớch mao quản trung và lớn thấp, phần lớn bề mặt riờng được tạo ra là do mao quản nhỏ, vỡ
vậy khả năng hấp phụ thấp. Tuy nhiờn, khả năng hấp phụ của than hoạt tớnh đối với cỏc chất tan khảo sỏt, khụng chỉ phụ thuộc vào cấu trỳc xốp của than hoạt tớnh. Điều này được khẳng định thụng qua trường hợp của than hoạt tớnh TQ và TM, nếu so sỏnh về cấu trỳc xốp, tất cả cỏc thụng số: diện tớch bề mặt riờng; tổng thể tớch, thể
tớch mao quản nhỏ, mao quản lớn và mao quản trung của TM đều lớn hơn so với TQ, và như vậy về phương diện cấu trỳc xốp, khả năng hấp phụ của TM sẽ cao hơn TQ, nhưng thực tế khảo sỏt thỡ cho kết quả ngược lại. Do đú, khả năng hấp phụ của than hoạt tớnh đối với cỏc hợp chất nitro thơm cũn liờn quan đến trạng thỏi bề mặt (chủng loại và số lượng nhúm chức trờn bề mặt than hoạt tớnh), khi đú sự tương tỏc giữa cỏc nhúm chức trờn bề mặt than hoạt tớnh với cỏc phõn tử chất tan sẽ làm ảnh hưởng rất lớn đến quỏ trỡnh hấp phụ. Cỏc phương trỡnh đẳng nhiệt hấp phụ của cỏc hệ theo qui luật Freundlich được dẫn ra trong bảng 3.10.
Bảng 3.10: Các ph−ơng trình đẳng nhiệt hấp phụ Freundlich
TT Hệ hấp phụ Ph−ơng trình
mô tả TT Hệ hấp phụ (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Ph−ơng trình
mô tả
1 MNT-Nước-TQ a=205,4ìC19,588 12 MNP-Nước-AG a=40,6ìC13,349
2 MNT-Nước-TM a=117,0ìC16,361 13 DNP-Nước-TQ a=88,3ìC13,126
3 MNT-Nước-AG a=64,8ìC14,737 14 DNP-Nước-TM a=35,8ìC13,573
4 DNT-Nước-TQ a=204,3ìC17,485 15 DNP-Nước-AG a=14,2ìC12,175
5 DNT-Nước-TM a=124,6ìC14,266 16 TNP-Nước-TQ a=51,1ìC12,960
6 DNT-Nước-AG a=61,0ìC14,115 17 TNP-Nước-TM a=36,7ìC13,401
7 TNT-Nước-TQ a=180,2ìC14,539 18 TNP-Nước-AG a=10,3ìC12,096
8 TNT-Nước-TM a=107,2ìC14,037 19 TNR-Nước-TQ a=53,3ìC12,884
9 TNT-Nước-AG a=82,4ìC13,751 20 TNR-Nước-TM a=24,8ìC13,215
10 MNP-Nước-TQ a=139,4ìC14,468 21 TNR-Nước-AG a=8,2ìC11,978
Điều kiện biờn của cỏc phương trỡnh đẳng nhiệt hấp phụ của cỏc hệ nờu trờn là: 1≤ C(mg/l) ≤ 100.
3.5. Cỏc yếu tốảnh hưởng đến quỏ trỡnh hấp phụ