phụ MO của vật liệu khung cơ kim trên cơ sở Cr(III)
3.2.1 Khảo sát khả năng hấp phụ MO của vật liệu khung cơ kim trên cơ sở Cr(III) Cr(III)
Thực hiện thí nghiệm như phần a mục 2.3.4, thu được kết quả:
- Sau thời gian hấp phụ dung dịch thu được có màu nhạt hơn màu ban đầu, màu của vật liệu thay đổi theo màu của chất hấp phụ.
- Nồng độ dung dịch MO ban đầu là 10 mg/l; nồng độ dung dịch MO sau hấp phụ là 0,587 mg/l; hiệu quả hấp phụ:
Dựa vào kết quả trên có thể khẳng định vật liệu MIL-101(Cr) có khả năng hấp phụ MO.
3.2.2 Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ MO của vật liệu khungcơ kim trên cơ sở Cr(III) cơ kim trên cơ sở Cr(III)
a) Ảnh hưởng của thời gian hấp phụ
Tiến hành thí nghiệm khảo sát (1) ở phần b mục 2.3.4, kết quả đánh giá hiệu quả hấp phụ MO trong nước theo thời gian hấp phụ được thể hiện ở bảng 3.2 và hình 3.6.
Bảng 3.2: Kết quả khảo sát khả năng hấp phụ MO theo thời gian hấp phụ
TT Thời gian (phút)
Nồng độ sau
1 30 9,622 51,692 60 8,671 56,64 2 60 8,671 56,64 3 90 2,036 89,82 4 120 1,863 90,69 5 180 1,672 91,64 6 300 2,260 88,70
Hình 3.6: Ảnh hưởng của thời gian hấp phụ đến khả năng hấp phụ MO
Từ bảng 3.2 và hình 3.6 ta thấy:
- Trong khoảng thời gian nghiên cứu từ 30-300 phút, hiệu quả hấp phụ tỉ lệ thuận với thời gian hấp phụ;
- Hiệu quả hấp phụ của vật liệu tương đối cao, cụ thể sau 30 phút hiệu quả đạt 51,69%, sau 90 phút hiệu quả đạt 89,82%, sau 120 phút và 180 phút hiệu quả tăng lên không đáng kể, khi thời gian hấp phụ là 300 phút hiệu quả hấp phụ giảm còn 88,70%. Nguyên nhân có thể là do thời gian hấp phụ dài, vật liệu đạt đến trạng thái cân bằng, hiệu quả hấp phụ giảm hoặc xảy ra hiện tượng giải hấp phụ;
- Thời gian tối ưu của phản ứng hấp phụ có thể chọn là 90 phút.
b) Ảnh hưởng của pH
Tiến hành thí nghiệm khảo sát (2) ở phần b mục 2.3.4, kết quả đánh giá hiệu quả hấp phụ MO trong nước ở các pH khác nhau được thể hiện ở bảng 3.3 và hình 3.7.
Bảng 3.3: Kết quả khảo sát khả năng hấp phụ MO theo pH.
TT pH Nồng độ sau
hấp phụ (mg/l) Hiệu quả hấp phụ (%)
1 3,66 4,808 75,96
2 5,14 4,158 79,21
4 9,38 7,048 64,76
5 11,05 11,896 40,52
Hình 3.7: Ảnh hưởng của pH đến khả năng hấp phụ MO
Từ bảng 3.3 và hình 3.7 ta thấy:
- Trong khoảng pH nghiên cứu từ 3 đến 11, pH ảnh hưởng lớn đến khả năng hấp phụ của vật liệu;
- Ở pH cao (môi trường kiềm) thì hiệu quả hấp phụ giảm thấp hơn so với pH trung tính. Nguyên nhân là do trong môi trường kiềm có sự cạnh tranh hấp phụ của gốc OH- và metyl da cam lên trên các tâm hoạt động, mặt khác ở pH cao, metyl da cam tồn tại ở dạng muối có mức độ cồng kềnh lớn hơn nhiều so với OH- nên hiệu quả hấp phụ sẽ giảm xuống trong môi trường có gốc OH-;
- Ở pH thấp (môi trường axit), hiệu quả hấp phụ của vật liệu không cao như ở môi trường trung tính, nhưng cao hơn ở môi trường kiềm;
- Do đó, nên tiến hành phản ứng hấp phụ ở môi trường trung tính để thu được hiệu quả cao.
c) Ảnh hưởng của khối lượng vật liệu MIL-101(Cr) sử dụng
Tiến hành thí nghiệm khảo sát (3) ở phần b mục 2.3.4, kết quả đánh giá hiệu quả hấp phụ MO trong nước khi sử dụng khối lượng vật liệu khác nhau được thể hiện ở bảng 3.4 và hình 3.8.
Bảng 3.4: Kết quả khảo sát khả năng hấp phụ MO theo khối lượng vật liệu
TT Khối lượng vật liệu (g) Nồng độ sau hấp phụ (mg/l) Hiệu quả hấp phụ (%) 1 0,005 9,371 53,14 2 0,01 2,036 89,82 3 0,02 1,829 90,85 4 0,03 1,566 92,17 5 0,05 1,325 93,37
Hình 3.8: Ảnh hưởng của khối lượng vật liệu đến khả năng hấp phụ MO
Từ bảng 3.4 và hình 3.8 ta thấy:
- Trong khoảng khối lượng vật liệu nghiên cứu 0,005 – 0,05g, khối lượng vật liệu MIL-101(Cr) sử dụng càng nhiều thì hiệu quả hấp phụ càng tăng;
- Nếu sử dụng 0,01g vật liệu thì hiệu suất đạt 89,82%, khi tăng khối lượng vật liệu lên 0,02g, 0,03g và 0,05g thì hiệu quả hấp phụ tăng không đáng kể do hấp phụ đạt đến trạng thái cân bằng, lượng MO trong dung dịch đã được hấp phụ gần hết. - Do đó, có thể chọn sử dụng khối lượng vật liệu tối ưu là 0,01g vật liệu MIL-101(Cr)
để xử lý dung dịch MO có nồng độ là 20mg/l.