Cỏc điều kiện nghiờn cứu đẳng nhiệt hấp phụ ở 298K, nồng độ Pb2+ từ 20 đến 100ppm, lượng chất hấp phụ sử dụng 0,075g, thể tớch dung dịch 150 ml, thời điểm cõn bằng 180 phỳt được trỡnh bày ở Bảng 3.19.
Bảng 3.19: Giỏ trị Ce, qe của cỏc nồng độ 20, 25, 30, 37, 45, 60, 80 và 100ppm ở 298K
Nồng độ (ppm) 20 25 30 37 45 60 80 100
Ce (ppm) 0,28 3,23 6,26 12,01 18,90 30,88 45,13 53,53
qe (mg/g) 39,05 46,53 48,10 50,09 54,90 67,30 68,62 73,95 Từ Bảng 3.19 thấy rằng khi tăng nồng độ Pb2+ thỡ dung lượng hấp phụ tại thời điểm cõn bằng cũng tăng theo, từ 39,05 đến 73,95 mg/g.
Đồ thị dạng tuyến tớnh theo phương trỡnh Langmuir và Freundlich như trỡnh bày trong Hỡnh 3.32. Hệ số tương quan trờn Hỡnh 3.32 cho thấy phương trỡnh
đẳng nhiệt Langmuir (R2 = 0,9863) mụ tả tốt hơn phương trỡnh Freundlich (R2 = 0,8597) đối với quỏ trỡnh hấp phụ Pb2+ bằng mecapto propyl-SBA-16 ở 298K.
Từ độ dốc của đường thẳng và đoạn cắt với trục tung (hoặc hệ số gúc và giỏ
trị b của phương trỡnh), tớnh được dung lượng hấp phụ đơn lớp bóo hũa qm =
75,19 mg/g và hằng số cõn bằng hấp phụ theo phương trỡnh Langmuir K= 0,2898
(l/mg). Thực hiện thớ nghiệm và tớnh toỏn tương tự như trờn ở cỏc nhiệt độ 288, 308 và 318K, thu được cỏc tham số của cỏc phương trỡnh Langmuir và Freundlich ở Bảng 3.20. Từ Bảng 3.20 nhận thấy rằng tất cả cỏc hệ số tương quan của phương trỡnh Langmuir đều lớn hơn so với phương trỡnh Freundlich, điều đú cú nghĩa là phương trỡnh đẳng nhiệt Langmuir mụ tả quỏ trỡnh hấp phụ Pb2+ trong mụi trường nước bằng mecapto propyl-SBA-16 tốt hơn so với Freundlich trong khoảng nhiệt độ từ 288 đến 318K.
Bảng 3.20: Cỏc tham số phương trỡnh Langmuir và Freundlich quỏ trỡnh
hấp phụ Pb2+ ở 288, 308 và 318K
Nhiệt độ Phương trỡnh Langmuir Phương trỡnh Freundlich 288K Ce/qe = 0,0155.Ce + 0,0572 R2 = 0,9955 ln(qe) = 0,3252.ln(Ce) + 3,081 R2 = 0,9065 308K Ce/qe = 0,013.Ce + 0,0368 R2 = 0,9996 ln(qe) = 0,3229.ln(Ce) + 3,3455 R2 = 0,969 318K Ce/qe = 0,0129.Ce + 0,0326 R2 = 1 ln(qe) = 0,3112.ln(Ce) + 3,4061 R2 = 0,9781
Cỏc nghiờn cứu về quỏ trỡnh hấp phụ Pb2+ trờn cỏc vật liệu khỏc như chitosan, đất sột, bentonit [14,68,82,85] cũng đều tuõn theo phương trỡnh đẳng
Hỡnh 3.32. a) Phương trỡnh đẳng nhiệt hấp phụ theo Langmuir và b) theo
Freundlich ở 298K 0 10 20 30 40 50 60 0.0 0.2 0.4 0.6 C e/ q e Ce (ppm) Ce/qe = 0,0133. Ce + 0,0459 R2 = 0,9863 (a) ư1 0 1 2 3 4 3.8 4.0 4.2 ln q e lnCe ln(qe) = 0,1194.ln(Ce) + 3,706 R2 = 0,8597 (b)
nhiệt hấp phụ Langmuir. Bảng 3.21 trỡnh bày cỏc hằng số thu được từ phương trỡnh Langmuir ở nhiệt độ từ 288 đến 318K.
Bảng 3.21: Cỏc hằng số của quỏ trỡnh hấp phụ mụ tả theo phương trỡnh
Langmuir từ 288 đến 318K
Hằng số Nhiệt độ (K)
288 298 308 318
qm (mg/g) 64,52 75,19 76,92 77,52
K (l/mg) 0,2709 0,2898 0,3533 0,3957
Kết quả ở Bảng 3.21 cho thấy dung lượng hấp phụ bóo hũa đơn lớp qm tỉ lệ thuận với nhiệt độ. Với nồng độ ban đầu 30ppm, dung lượng hấp phụ bóo hũa đơn lớp bằng 77,52 mg/g. So với sự hấp phụ Pb2+ trờn bentonit hoạt húa, cao lanh biến tớnh, mecapto propyl-SBA-15 [18,68,82] thỡ mecapto propyl-SBA-16 trong
nghiờn cứu này cú dung lượng hấp phụ lớn hơn khỏ nhiều. Cỏc giỏ trị K tớnh theo
phương trỡnh đẳng nhiệt Langmuir đều nhỏ hơn 1 rất nhiều. Nhúm tỏc giả Ozcan [85] khi nghiờn cứu quỏ trỡnh hấp phụ Pb2+ bằng bentonit biến tớnh từ 20 đến 50oC cho giỏ trị KL theo phương trỡnh Langmuir dao động từ 0,103 đến 0,307 dm3/mg. Tương tự như vậy, kết quả của quỏ trỡnh hấp phụ Pb2+ trờn bentonit biến
tớnh của nhúm tỏc giả Kul [68] cho giỏ trị KL từ 3,8.10-3 đến 1,65.10-2 l/mg. Giỏ
trị KL tớnh theo Langmuir của nhúm Wan Ngah [82] trờn chitosan cũn nhỏ hơn cả kết quả của tỏc giả Kul và đồng sự.