5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
3.3. GIẢI HẤP PHỤ VÀ TÁI HẤP PHỤ
3.3.1. Giải hấp phụ
Điều kiện tiến hành: Lần lượt cho 1 gam từng mẫu axit humic sau khi đã hấp phụ ion M2+ ở trên vào 3 bình tam giác có chứa sẵn 200ml dung dịch axit HCl 0.1N (pH = 1) và dung dịch đệm (pH = 3, pH = 5). Hỗn hợp được khuấy đều bằng máy khuấy từ, ở nhiệt độ phòng trong 4 giờ rồi lọc lấy phần dung dịch. Xác định lượng ion đã giải hấp ra trong dung dịch nước lọc. Kết quả thu được trên bảng 3.31.
Bảng 3.31. Kết quả giải hấp phụ ion kim loại ở các pH khác nhau
Ion đã hấp phụ lên axit humic
Lượng ion kim loại giải hấp phụ (%)
pH = 1 pH = 3 pH = 5
Pb2+ 86.75 59.14 36.57
Cu2+ 82,23 52,21 31,35
Zn2+ 85,65 56,77 35,21
Từ bảng 3.31 cho thấy, khả năng giải hấp phụ các ion kim loại M2+ ra khỏi axit humic hoạt hóa tương đối dễ dàng và khả năng đó tăng dần theo chiều giảm pH. Như vậy thể tiến hành quá trình giải hấp phụ các ion kim loại khỏi axit humic bằng dung dịch HCl có pH = 1 .
3.3.2. Tái hấp phụ
Điều kiện tiến hành: mẫu axit humic hoạt hóa sau khi đã giải hấp phụ được sử dụng lại với các điều kiện tối ưu đã tìm được cho ion M2+ thu được ở trên.
- Đối với Pb2+: t = 90 phút, pH = 5, C = 207 (mg/l). - Đối với Cu2+: t = 90 phút, pH = 5, C = 1035 (mg/l). - Đối với Zn2+: t = 120 phút, pH =5, C = 207 (mg/l)
Các kết quả nghiên cứu tái hấp phụ ion kim loại nhiều lần (chu trình hấp phụ - giải hấp được thực hiện 5 lần) thể hiện ở bảng 3.32.
Bảng 3.32. Kết quả khảo sát khả năng hấp phụ ion kim loại M2+ lên axit humic qua các chu trình hấp phụ - giải hấp
M2+ Ban đầu Lần 1 Lần 2 Lần 3 Lần 4 Lần 5
Pb2+ 25,91 24,45 23,14 22,65 21,34 20,77 Cu2+ 16,34 15,95 15,35 14,65 14,01 13,33 Zn2+ 15,94 15,27 14,96 14,35 13,76 13,01
Hình 3.50. Khả năng tái hấp phụ ion kim loại M2+ lên axit humic hoạt hóa
Từ bảng 3.32 và hình 3.50 cho thấy sau khi giải hấp phụ ion kim loại M2+ ra khỏi axit humic hoạt hóa rồi tiến hành tái hấp phụ ion kim loại M2+ thì khả năng hấp phụ của axit humic hoạt hóa giảm nhưng không thay đổi nhiều. Tải trọng hấp phụ ion M2+ của axit humic sau 5 lần thực hiện chu trình hấp phụ - giải hấp giảm không nhiều ( Cu2+: 18/42%; Zn2+: 18,38%; Pb2+: 19,84%) so với lần hấp phụ đầu tiên. Như vậy, axit humic hoạt hóa có thể được sử dụng nhiều lần để hấp phụ ion kim loại.
0 5 10 15 20 25 30 0 1 2 3 4 5 6 7 tải tr ọ n g h ấp p h ụ (m g/ g) Pb2+ Cu2+ Zn2+
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 1. Kết luận
Từ các kết quả nghiên cứu thu được đã trình bày ở trên, chúng tôi đi đến một số kết luận sau:
٭ Đã khảo sát được điều kiện tối ưu khi tiến hành hoạt hóa acid humic bằng dung dịch acid HNO3. Nồng độ acid HNO3 là 4M, thời gian hoạt hóa là 90 phút và tỉ lệ rắn lỏng là 10g acid humic/ 60 ml axit.
٭ Đã tiến hành xác định một số đặc tính của acid humic hoạt hóa: Hàm lượng nước hút ẩm 16.48; hàm lượng tro 2.07.
٭ Đã nghiên cứu hấp phụ ion M2+ của than bùn hoạt hóa (kích thước hạt bé hơn 0.5mm) ở điều kiện tĩnh (hấp phụ bể) thu được một số kết quả:
- Đối với Cu2+:
+ Thời gian đạt cân bằng hấp phụ: 90 phút. + pH tối ưu: pH = 5.
+ Tải trọng hấp phụ cực đại: q max = 47.62(mg/g) đối với hạt 0,5mm. + Hiệu suất hấp phụ lớn nhất: 89%.
- Đối với Pb2+:
+ Thời gian đạt cân bằng hấp phụ: 90 phút. + pH tối ưu: pH = 5.
+ Tải trọng hấp phụ cực đại: q max = 50(mg/g) đối với hạt 0,5mm. + Hiệu suất hấp phụ đạt: 85%.
- Đối với Zn2+:
+ Thời gian đạt cân bằng hấp phụ: 120 phút. + pH tối ưu: pH = 5.
+ Tải trọng hấp phụ cực đại: q max = 90.9(mg/g) đối với hạt 0,5mm. + Hiệu suất hấp phụ đạt: 69.36%.
٭ Đã nghiên cứu hấp phụ ion M2+ của than bùn hoạt hóa bằng cột 50x 1 cm
- Tốc độ chảy 1ml/phút đối với cả 3 ion Cu2+, Pb2+, Zn2+
- pH tối ưu là 4
- Hiệu suất hấp phụ: Cu2+ : 83.15%; Pb2+ : 89.41%; Zn2+: 71.35%
٭ Chụp phổ hồng ngoại IR của acid humic hoạt hóa sau khi hấp phụ ion M2+, đối chiếu với phổ hồng ngoại của acid humic hoạt hóa trước khi hấp phụ, thấy chúng đều có một số dải hấp phụ chính đại diện cho nhóm chức hoặc các mối liên kết tuy nhiên mức độ hấp phụ có sự xê dịch đáng kể. Đó là do sự có mặt của các ion M2+ bị hấp phụ trên acid humic hoạt hóa ban đầu nên độ rõ nét của đám phổ riêng biệt bị giảm.
٭ Tiến hành giải hấp phụ ở 3 khoảng pH khác nhau đối với mỗi ion kim loại chọn pH = 5 ch quá trình tái hấp phụ.
Thực hiện chu trình hấp phụ - giải hấp phụ 5 lần cho thấy tải trọng giảm không đáng kể so với lần hấp phụ đầu tiên.
- Cu2+ 18.42% - Zn2+ 18.38% - Pb2+ 19.84%
Như vậy acid humic có thể được sử dụng nhiều lần để hấp phụ ion kim loại.
2. Kiến nghị
Tiếp tục nghiên cứu quá trình hấp phụ của acid humic hoạt hóa đối với các ion kim loại khác, ứng dụng trong tách, làm giàu và xử lý ô nhiễm môi trường.
Mở rông nghiên cứu tác dụng của acid humic trên nhiều lĩnh vực khác nhau: nông nghiệp, công nghiệp…
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt
[1] Bùi Duy Cam, Phạm Văn Tình (2002), Tách giữ kim loại nặng chì, đồng, niken, crôm và thôri từ dung dịch môi trường axit yếu bằng cột axit humic, Tạp chí Khoa học Đại học Quốc gia Hà Nội, KHTN & CN, Hà Nội.
[2] Các công trình nghiên cứu về axit humic tại Việt Nam, Tạp chí khoa học, Đại học Tổng hợp Hà Nội.
[3] Lê Văn Căn (1978), Giáo trình hóa nông, NXB Nghiệp, Hà Nội.
[4] Lê Văn Cát, Hấp phụ và trao đổi ion trong kỹ thuật xử lí nước và nước thải, NXB Thống kê Hà Nội.
[5] Hoàng Minh Châu, Từ Văn Mặc, Từ Vọng Nghi ( 2002), Cơ sở hóa phân tích, NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội.
[6] Đặng Kim Chi (2005), Hóa học môi trường, NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội
[7] Lê Thị Hồng Dương, Nghiên cứu hoạt hóa than bùn bằng axit HCl và ứng dụng làm vật liệu hấp phụ Cu2+, Pb2+, Zn2+ trong dung dịch nước, Luận văn thạc sĩ khoa học, Đại học Sư phạm Đà Nẵng, 2011.
[8] Lê Tự Hải (2014), giáo trình Vật liệu hấp phụ.
[9] Lê Văn Khoa – Hoàng Văn Thế - Hoàng Văn Hoây (1970), Nông hóa học, Hà Nội.
[10] Lê Văn Khoa (2001), Phương pháp phân tích đất, nước, phân bón và cây trồng, NXB Giáo dục.
[11] Dr. Phạm Luận (1987), Sổ tay pha chế dung dịch, Đại học Tổng hợp hà Nội.
[12] Trần Mạnh Lục (1985), Kết quả xác định thành phần hóa học các mẫu than bùn Hòa Vang – Quảng Nam – Đà Nẵng, Tạp sang Khoa học, Đại học Bách Khoa Đà Nẵng, Số 10.
[13] Trần Mạnh Lục (1999), Nghiên cứu than bùn, axit humic chiết tách từ than bùn miền trung và một số ứng dụng của chúng, đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường Đại học Đà Nẵng.
[14] Trần Mạnh Lục (2012), giáo trình Hóa học hệ phân tán keo.
[15] Trần Mạnh Lục, Lê Phước Hòa (1986), Ảnh hưởng của sự hoạt hóa than bùn bằng axit humic đến một số đặc tính của nó, Tạp chí KH & KT Quảng Nam – Đà Nẵng.
[16] Thân Văn Liên, Đoàn Thị Mơ, Lê Quang Thái, Nguyễn Đình Văn, Ngô Văn Tuyến, Hoàng Bích Ngọc, Đỗ Quý Sơn, Thái Bá Cầu, “ Trao đổi ion trong bùn”, Tạp chí Hóa học, T.35(3/1997), Tr.71.
[17] Lê Thị Mùi (2008), “ Sự tích tụ chì và đồng trong một số loại nhuyễn thể hai mảnh vỏ vùng biển Đà Nẵng”, Tạp chí Khoa học và Công nghệ, Đại học Đà Nẵng, Số 4 (27).
[18] Nguyễn Mười, Trần Nguyên Chính, Đỗ Nguyên Hải, Trần Văn Mùa, Phạm Thanh Nga, Đào Châu Thu (2005), Giáo trình thổ nhưỡng học, Nhà xuất bản Nông Nghiệp Hà Nội.
[19] Từ Vọng Nghi (2002), Phương pháp phân tích nước, NXB khoa học và kỹ thuật.
[20] Hoàng Nhâm (2003), Hóa vô cơ 3, NXB Giáo dục.
[21] Trần Công Tấu, Ngô Văn Phú, Hoàng Văn Hoây, Hoàng Văn Thế, Văn Huy Hải, Trần Khắc Hiệp (1986), Thổ nhưỡng học, NXB Đại học và trung học chuyên nghiệp, Hà Nội.
[22] Lê Quốc Tuấn (2009), “ Ô nhiễm nước và hậu quả của nó”, Báo cáo Khoa học môi trường”, Trường Đại học Nông lâm Thành phố Hồ Chí Minh- Khoa Môi truongf và tài nguyên.
[23] Hoàng Văn Tuệ (1973), Thổ nhưỡng học, Khoa sinh vật- Đại học tổng hợp, Hà Nội.
[24] Trần Mạnh Trí (1997), “ Sử dụng than bùn Việt Nam để sản xuất phân bón và bảo vệ môi trường”, Tạp chí Hóa học, T.35, Tr.94.
[25] Phạm Văn Tình, Lưu Minh Đại, “ Kết tủa ion thori (IV) và chì (II) bằng axit humic trong xử lý nước môi trường”, Tạp chí Hóa học,
T.35(2/1997), Tr.66.
Tiếng Anh
[26] A.Szalay (1974), Sự tích tụ Uran và các kim loại hiếm khác trong than đá, các phiến thực vật và vai trò của axit humic trong sự làm giàu địa hóa đó, Stôckhôm.
[27] E. Erdem, N. karapinar, R. Dogar, R. Bayrak, M. Acikyldiz, and M, Yalcin (2004). The removad of heavy metal cation by natural zeolites, Journal of Colloid and Interface Sience 280, pp 309-314.. [38] PL.Belkevich, AR.Givtova (1979), Than bùn và những vấn đề bảo vệ
môi trường, NXB Minxcơ
Trang web
[29] http://chelate.vn/vn/tt/tim-hieu-ve-axit-humic_1794.aspx [30] http://vi.wikipedia.org/wiki/Ax%C3%ADt_humic