Nghiên cứu động học hấp phụ Pb2+ của vật liệu Cu0.5Mg0.5Fe2O4 tức là nghiên cứu sự ảnh hưởng của thời gian đến khả năng hấp phụ của vật liệu được tiến hành như Mục 2.5.4, kết quả trình bày tại Bảng 3.8 và Hình 3.27. Bảng 3.8. Kết quả ảnh hưởng của thời gian đến khả năng hấp phụ Pb2+ của vật
liệu Cu0.5Mg0.5Fe2O4. TT Thời gian (phút) Nồng độ Pb2+ sau hấp phụ, C (mg/L) Dung lượng hấp phụ, qt (mg/g) Hiệu suất hấp phụ, H (%) 1 0 80 - - 2 10 10,80 34,40 86,43 3 30 7,23 35,47 90,92 4 45 6,45 36,54 91,89 5 60 3,06 36,79 96,16 6 120 2,56 37,37 96,78 7 240 2,51 38,16 96,84 8 360 2,07 38,01 98,40
Theo kết quả Bảng 3.8 và Hình 3.27, dung lượng và hiệu suất hấp phụ Pb2+ tăng khi thời gian tăng và đạt trạng thái cân bằng sau 120 phút. Tuy nhiên, quá trình hấp phụ trên vật liệu mao quản diễn ra tương đối phức tạp, chưa thể xác định được động học thực của quá trình hấp phụ mà chỉ xác định được phương trình động học dạng biểu kiến để mô tả quá trình hấp phụ. Do đó, mô hình động học biểu kiến bậc 1 và bậc 2 được nghiên cứu để mô tả quá trình hấp phụ Pb2+ của vật liệu Cu0.5Mg0.5Fe2O4. Đồ thị động học và các tham số trong các mô hình động học hấp phụ dạng tuyến tính được thể hiện ở Hinh 3.28 và Bảng 3.9.
Hình 3.27. Đường cong động học hấp phụ Pb2+ của vật liệu Cu0.5Mg0.5Fe2O4.
Hình 3.28. Đồ thị động học hấp phụ Pb2+ dạng tuyến tính (a) bậc 1 và (b) bậc 2 của vật liệu Cu0.5Mg0.5Fe2O4 (pH = 7; T = 25 oC).
Từ kết quả trong Bảng 3.9, thấy rằng hằng số tương quan theo mô hình động học hấp phụ biểu kiến bậc 2 lớn hơn theo mô hình động học biểu kiến bậc 1 và gần với đơn vị (R2 = 0,99996). Ngoài ra, giá trị dung lượng hấp phụ cân bằng tính theo thực nghiệm và giá trị tính theo mô hình động học biểu kiến bậc 2 là tương đương nhau, trong khi đó giá trị này tính theo mô hình động học biểu kiến bậc 1 là khác nhau rất lớn. Như vậy, quá trình hấp phụ Pb2+ của vật liệu Cu0.5Mg0.5Fe2O4 tuân theo mô hình động học biểu kiến
bậc 2. Nhóm tác giả Yao-Jen Tu cũng mô tả quá trình hấp phụ Pb2+ bởi CuFe2O4 [204], Navneet Kaur và cộng sự mô tả quá trình hấp phụ Pb2+, Ni2+ bởi MgFe2O4 và MgFe2O4-GO [89] tuân theo mô hình động học biểu kiến bậc 2.
Bảng 3.9. Các tham số trong mô hình động học hấp phụ Pb2+ của vật liệu Cu0.5Mg0.5Fe2O4.
Mô hình động học biểu kiến bậc 1
Phương trình dạng tuyến tính R2 qe (mg/g) k1 (L/phút)
y = -0,00696x + 0,56346 0,91711 3,66 0,016
Mô hình động học biểu kiến bậc 2 Phương trình dạng tuyến tính qthực nghiệm (mg/g) R 2 qe (mg/g) k2 (mg/g.phút) y = 0,02613x + 0,0522 38,16 0,99996 38,27 0,013