Để nghiên cứu động học của quá trình hấp phụ amoni của Zeolite, đề tài thực hiện thí nghiệm với thời gian tiếp xúc khác nhau, thời gian hấp phụ được thay đổi từ 5 phút đến 210 phút. Và các thí nghiệm được thực hiện với nồng độ
amoni ban đầu trong mẫu nước là 30 mg/l, pH của mẫu nước bằng 6, lượng Zeolite sử dụng trong mỗi công thức thí nghiệm là 0,05 g/25 ml và nhiệt độ
300C. Dữ liệu thực nghiệm được phân tích bằng ba mô hình động học: mô hình
động học bậc 1, mô hình động học bậc 2 và mô hình Elovich, từ đó tìm ra mô hình thích hợp cho việc mô tả các quá trình hấp phụ. Các mô hình được chạy trên phần mềm Origin 19 và kết quảđược thể hiện tại hình 3.6 và bảng 3.1.
Hình 3.6. Mô hình động học hấp phụ amoni bằng zeolite
Hình 3.6 cho thấy, quá trình hấp phụ amoni bằng vật liệu Zeolite diễn ra nhanh trong thời gian đầu, chậm lại khi thời gian tiếp xúc trên 90 phút và cuối
cùng đạt đến trạng thái ổn định, chứng tỏ trạng thái cân bằng được thiết lập. Thời gian để quá trình hấp phụ amoni của Zeolite đạt đến trạng thái cân bằng là 120 phút.
Bảng 3.1. Các thông số của các mô hình động học phấp phụ amoni
Mô hình Đơn vị Kết quả Mô hình động học bậc 1 qm mg/g 9,59 K1 g/mg min 0,0321 R2 - 0,9574 Mô hình động học bậc 2 qm mg/g 10,17 K2 1/min 0,0035 R2 - 0,9794 Mô hình Elovich Α mg/g min 0,875 Β g/mg 0,416 R2 - 0,9822 qe,exp mg/g 9,67
Số liệu bảng 3.1 cho thấy, hệ số tương quan R2 của cả 3 mô hình đều gần bằng 1. Điều này cho thấy cả 3 mô hình đều tương thích cao đối với mô tả động học hấp phụ amoni của vật liệu Zeolite, mặc dù R2 (0,9822) của mô hình Elovich cao hơn R2 (0,9794) của mô hình động học bậc 2 và cao hơn R2
(0,9574) của mô hình động học bậc 1.
So sánh khả năng hấp phụ amoni của Zeolite, giá trị được tính toán từ 3 mô hình cũng gần giống với giá trị thực nghiệm. Đặc biệt, khi dung lượng hấp phụ amoni tối đa thu được từ kết quả thí nghiệm là 9,67 mg/g thì dung lượng hấp phụ tối đa tính toán lớn nhất của mô hình động học bậc 1, mô hình động học bậc 2 và mô hình Elovich lần lượt là 9,59 mg/g, 10,17 mg/g và 9,67 mg/g.
Do vậy, cả 3 mô hình động học đều có thể áp dụng cho sự hấp phụ của amoni bằng Zeolite để mô tả động học hấp phụ, tuy nhiên mô hình Elovich sát với kết quả thực nghiệm nhất và R2 cũng là cao nhất. Qua đó cho thấy, quá trình hấp phụ amoni bằng Zeolite là quá trình hấp phụ hóa học, trao đổi ion và tương tác tĩnh điện, trong đó hấp phụ trao đổi ion chiếm ưu thế.