, Zn2+ CỦ CELLULOSE IẾ NT NH
3.4.2. Thời gian đạt cân bằng hấp phụ
Đi u kiện tiến hành: Thời gian cân bằng hấp phụ đƣợc nghiên cứu trong điều kiện: nồng độ Mn2+
là 53,5 mg/l và Zn2+ là 315 mg/l, t lệ cellulose : dung dịch bằng 1g : 100ml dung dịch, pH của dung dịch bằng 5, thời gian thay đổi từ 30 ph t đến 150 phút. Kết quả đƣợc trình bày ở bảng 3.9 và hình 3.10. 20 30 40 50 60 70 80 0 1 2 3 4 5 6 7 %H pH Zn (II) Mn (II)
Bảng 3.9. Thời gian đạt cân b ng hấp phụ Thời gian (phút) 30 60 90 120 150 Zn2+ C0 (ppm) 315 315 315 315 315 Cf (ppm) 101,43 97,75 90,31 100,95 112,75 %H (%) 67,80 68,97 71,33 67,95 64,21 Mn2+ C0 (ppm) 53,5 53,5 53,5 53,5 53,5 Cf (ppm) 14,95 13,83 11,67 13,18 15,19 %H (%) 72,06 74,15 78,19 75,36 71,61
Hình 3.10. Thời gian đạt cân b ng hấp phụ
Từ kết quả hình 3.10 cho thấy hiệu suất hấp phụ tăng theo thời gian và hiệu suất hấp phụ đạt cực đại sau 90 ph t. V vậy thời gian hấp phụ là 90 ph t đƣợc chọn làm thời gian tối ƣu cho các th nghiệm tiếp theo.
50 55 60 65 70 75 80 0 30 60 90 120 150 180 %H Thời gian hấp phụ (ph t) Zn (II) Mn(II)
3.4.3. Ảnh hƣởng của t lệ rắn : l ng đ n khả năng hấp phụ
Đi u kiện tiến hành: Ảnh hƣởng của t lệ rắn : l ng đến quá trình hấp phụ đƣợc khảo sát trong khoảng t lệ cellulose : dung dịch thay đổi từ 1g : 100ml ÷ 3g : 100ml dung dịch với điều kiện: nồng độ Mn2+ là 53,5 mg/l và Zn2+ là 315 mg/l, pH của dung dịch bằng 5, thời gian hấp phụ 90 ph t. Kết quả đƣợc trình bày ở bảng 3.10 và hình 3.11.
Bảng 3.10. Ảnh hưởng của tỉ lệ rắn : lỏng đến khả năng hấp phụ
Khối lƣợng cellulose (g) 1 1,5 2 2,5 3 Zn2+ C0 (ppm) 315 315 315 315 315 Cf (ppm) 89,18 65,94 51,67 42,57 35,86 %H (%) 71,69 79,07 83,60 86,49 88,62 Mn2+ C0 (ppm) 53,5 53,5 53,5 53,5 53,5 Cf (ppm) 11,55 9,16 6,71 5,36 4,34 %H (%) 78,41 82,88 87,46 89,98 91,89
Hình 3.11. Ảnh hưởng của tỉ lệ rắn : lỏng đến khả năng hấp phụ
60 65 70 75 80 85 90 95 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 %H hối lƣợng cellulose (g) Zn (II) Mn (II)
Nhƣ vậy, khi tăng khối lƣợng cellulose biến t nh từ 1g – 3g th hiệu suất hấp phụ tăng và đạt cao nhất ở t lệ cellulose biến t nh : dung dịch là 3g : 100ml. Do đ , t lệ rắn : l ng tối ƣu là 3g : 100ml.
3.4.4. Đƣờng đẳng nhiệt hấp phụ ion theo Freundlich
Từ kết quả ảnh hƣởng của t lệ rắn : l ng đến quá tr nh hấp phụ, tiến hành vẽ đồ thị và ác định phƣơng tr nh đƣờng thẳng biểu thị sự phụ thuộc của lgCf vàolg x
m
. Qua đ ác định k và n (hằng số đặc trƣng cho hệ hấp phụ). Kết quả đƣợc thể hiện ở các h nh 3.12 và 3.13.
Hình 3.12. Dạng tuyến tính của phương trình reundlich đối v i Mn(II)
Từ phƣơng tr nh đƣờng thẳng y = 1,0413x + 0,4379 t nh đƣợc hằng số k và n của hệ hấp phụ là: k = 2,7409 và n = 1,0413 y = 1.0413x + 0.4379 R² = 0.9831 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1 1.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 lgCf lg(x/m) Mn(II) Linear (Mn(II))
Hình 3.13. Dạng tuyến tính của phương trình reundlich đối v i Zn(II)
Từ phƣơng tr nh đƣờng thẳng y = 1,0512x + 0,5336 t nh đƣợc hằng số k và n của hệ hấp phụ là:
k = 3,4166 và n = 1,0512
Từ các kết quả trên có thể thấy mô hình hấp phụ đẳng nhiệt Freundlich mô tả khá chính xác sự hấp phụ các ion Mn2+, Zn2+ lên cellulose biến t nh (thể hiện qua hệ số tƣơng quan R2 của phƣơng tr nh hồi quy). Đồng thời, cho phép khẳng định cellulose biến t nh c khả năng hấp phụ ion kim loại tốt. Từ phƣơng tr nh thu đƣợc, ch ng tôi đã ác định hằng số k và n đặc trƣng cho hệ hấp phụ. y = 1.0512x + 0.5336 R² = 0.9996 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2 0.9 1 1.1 1.2 1.3 1.4 lgCf lg(x/m) Zn (II) Linear (Zn (II))
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 1. KẾT LUẬN
- Đã t m đƣợc điều kiện tối ƣu cho quá trình nấu tre bằng phƣơng pháp sunfat là:
+ T lệ dịch nấu/tre: 14,53/1.
+ T lệ tác chất nấu NaOH/Na2S = 3,9/1. + Nhiệt độ: nhiệt độ sôi của hỗn hợp. + Thời gian nấu: 3,8 giờ.
Với điều kiện này th lƣợng lignin còn lại trong tre sau khi nấu là thấp nhất với ch số Kappa là 16,7.
- Đã khảo sát đƣợc các yếu tố ảnh hƣởng đến quá tr nh biến t nh cellulose nhằm tạo cellulose biến t nh tối ƣu nhất ở điều kiện:
+ Nồng độ a it citric: 50%. + T lệ rắn : l ng là 1g: 40ml. + Thời gian biến t nh: 120 phút.
- Chứng minh khả năng hấp phụ tốt của cellulose biến t nh so với cellulose chƣa biến t nh bằng phổ hồng ngoại, ảnh SEM.
- Đã t m ra các điều kiện tối ƣu để hấp phụ ion kim loại lên cellulose biến t nh nhƣ sau:
+ pH = 5.
+ T lệ cellulose : dung dịch: 3g : 100ml.
- Xác định hằng số đặc trƣng cho hệ hấp phụ từ phƣơng tr nh đẳng nhiệt Freundlich đối với Mn2+ và Zn2+
nhƣ sau:
Mn2+: k = 2,7409 và n = 1,0413 Zn2+: k = 3,4166 và n = 1,0512
- Việc biến t nh cellulose bằng a it citric c tác dụng n ng cao hiệu suất hấp phụ ion kim loại. Hiệu suất hấp phụ cực đại đạt 91,89% đối với Mn2+
và 88,62% đối với Zn2+.
2. KIẾN NGHỊ
hả năng hấp phụ phụ thuộc nhiều vào bản chất cấu tr c của vật liệu. Cần c những nghiên cứu thêm về cấu tr c (diện t ch bề mặt) và thành phần (các polime) để hiểu r nguyên nh n gi p cellulose c khả năng hấp phụ tốt. Trên cơ sở đ , đề nghị các phƣơng pháp biến t nh để n ng cao hiệu suất hấp phụ và định hƣớng loại vật liệu c khả năng hấp phụ tốt nhất.
TÀI LIỆU THAM KHẢO Ti ng Việt
[1]. Ngô Thị Quỳnh Anh (2011), Nghiên cứu biến t nh xơ dừa và ứng dụng làm vật liệu hấp phụ một số ion kim loại nặng trong nư c, Luận văn thạc sĩ khoa học, Đại học Đà Nẵng.
[2]. Nguyễn Thị Ngọc Bích (2003), Kỹ thuật xenlulô và giấy, NX Đại học quốc gia Tp. Hồ Chí Minh.
[3]. Bộ y tế (2002), Quyết định của Bộ trưởng Bộ y tế v việc ban hành tiêu chuẩn vệ sinh nư c ăn uống, số 1329/2002/ YT/QĐ ngày 18/04/2002.
[4]. Lê Văn Cát (2002), Hấp phụ và trao đổi ion trong kỹ thuật x lý nư c thải, NXB Thống kê, Hà Nội.
[5]. Tạ Ngọc Đôn (2008), ài giảng rây phân t và vật liệu hấp phụ , Trƣờng Đại Học ách hoa Hà Nội
[6]. Hoàng Văn Huệ (2004), Công nghệ môi trường - X lý nư c, tập 1, NXB Xây dựng.
[7]. Lò Văn Huynh (2002), ghiên cứu s dụng than hoạt t nh để loại bỏ một số chất h u cơ trong môi trường nư c, Luận án tiến sĩ H a học, Hà Nội [8]. Hoàng Nhâm (2002), Hóa học vô cơ, tập 3, NXB Giáo dục.
[9]. Trần Văn Nh n, Nguyễn Thạc S u, Nguyễn Văn Tuế (2004), iáo trình a , Tập 2, NX Giáo dục.
[10]. Nguyễn Đ nh Thành, Hà L m Nhung, Nguyễn Thị C c (2013), “Tổng hợp cellulose biến tính bằng acid citric và sự hấp phụ ion kim loại nặng của nó”, Tạp chí hóa học và ứng dụng, (17), tr. 5.
[11]. Hồ Sĩ Tráng (2006), Cơ sở hóa học gỗ và xenluloza (tập 1,2), NXB Khoa học và Kỹ thuật.
Ti ng Anh
[12]. Marshall W.E.., Wartelle L.H.., Boler D.E., Johns M.M.., Toles C.A.. (1999), “Enhanced metal adsorption by soybean hulls modified with citric acid”, Bioresource Technology 69, pp. 263-268.
[13]. Xihao Li (2004), Physical, chemical, and mechanical properties of bamboo and its utilization potential for fireboard manufactuaring, A thesis Submitted to the Graduate Faulty of the Louisiana State University and Agriculture and Mechanical College In Partial Fulfillment of the Requirements for the Degree of Master of Science In The School of Renewable Natural Resources.
Trang web
[14]. https://vi.wikipedia.org/wiki/K%E1%BA%BDm [15]. http://vi.wikipedia.org/wiki/Ax%C3%ADt_citric [16]. http://en.wikipedia.org/wiki/Bamboo