- Phương trình đẳng nhiệt Freundlich
3.3.2.Khảo sát ảnh hưởng hàm lượng chất hấp phụ CTS-CA đến khả năng hấp phụ Cr(VI)
K ẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 BỌC CHITOSAN LÊN CÁC VẬ T LI Ệ U HÁC NHAU
3.3.2.Khảo sát ảnh hưởng hàm lượng chất hấp phụ CTS-CA đến khả năng hấp phụ Cr(VI)
năng hấp phụ Cr(VI)
Hình 3.5: Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của hàm lượng CTS-CA đến hiệu suất hấp phụ Cr(VI) của CTS-CA
Điều kiện thực nghiệm:
Co= 20 mg/L; Vdd= 100 ml; pH = pHopt =4,3; τ = 60 phút; V= 100 v/ph; T = 27±1 oC
Hiệu suất hấp phụ Cr(VI) được nghiên cứu khi thay đổi hàm lượng vật liệu hấp phụ (CTS-CA) từ 1 đến 30 g/L tại nhiệt độ 27±1 oC. Trong điều kiện khảo sát, hiệu suất hấp phụ tăng dần từ 20,570% lên 94,739% khi tăng hàm lượng CTS-CA từ 10g/L lên 16 g/L. Như vậy hiệu suất hấp phụ nĩi chung được cải thiện khi tăng hàm lượng chất hấp phụ lên một giá trị nhất định nhưng sau đĩ giữ nguyên bằng hằng số. Kết quả thí nghiệm được trình bày trên hình 3.5 cho thấy ở nồng độ dung dịch Cr(VI) ban đầu là 20 mg/L, hiệu suất hấp phụ thay đổi khơng đáng kể tại hàm lượng hấp phụ từ 16 g/L trở lên (94,739%).
Công nghệ sau thu hoạch 2006
Rõ ràng việc tăng hiệu suất hấp phụ khi tăng hàm lượng chất hấp phụ là do việc tăng diện tích bề mặt hấp phụ, tăng số lượng các vị trí hấp phụ, tạo nhiều vị trí thuận lợi cho việc trao đổi ion. Đến một giá trị nhất định, hiệu suất hấp phụ đạt cực đại thì việc tăng hàm lượng chất hấp phụ sẽ khơng cịn ý nghĩa. Mặt khác, khi tăng hàm lượng chất hấp phụ, sự chênh lệch nồng độ Cr(VI) giữa bề mặt vật liệu hấp phụ và dung dịch giảm, như vậy gradient nồng độ Cr(VI) giảm, do đĩ hiệu suất hấp phụ tăng gần như khơng đáng kể (coi như khơng tăng).
Khi tăng hàm lượng chất hấp phụ thì hiệu suất hấp phụ tăng, tuy nhiên cần lưu ý là khối lượng Cr(VI) được giữ lại trên một đơn vị khối lượng là giảm, hay nĩi cách khác tải trọng hấp phụ của CTS-CA giảm dần. Với điều kiện khảo sát, khi hàm lượng CTS-CA đạt 16 g/L lượng chất hiệu suất hấp phụ 94,739% thì tải trọng hấp phụ đạt 1,184 mg/g. Tuy nhiên nếu tiếp tục tăng hàm lượng chất hấp phụ lên đến 30 g/L thì hiệu suất hấp phụ tăng khơng đáng kể (94,535%) nhưng tải trọng hấp phụ giảm rõ rệt (0,633 mg/gam).
Việc chọn hàm lượng chất hấp phụ một cách phù hợp sẽ tận dụng tối đa khả năng hấp phụ trên mỗi đơn vị khối lượng của chất hấp phụ, mang lại hiệu quả kinh tế cao khi áp dụng vào thực tế. Trong điều kiện khảo sát, chúng tơi nhận thấy với hàm lượng CTS-CA là 16g/L là phù hợp.
3.3.3.Khảo sát ảnh hưởng của thời gian khả năng hấp phụ Cr(VI) của CTS-CA
Khảo sát thời gian đạt cân bằng hấp phụ, hay ảnh hưởng của thời gian tiếp xúc giữa CTS-CA và dung dịch Cr(VI) được tiến hành ở nồng độ dung dịch Cr(VI) ban đầu là Co= 20 mg/L, pH = 4,3, hàm lượng CTS-CA là 16g/L, nhiệt độ mơi trường với khoảng thời gian hấp phụ 5 phút cho đến 220 phút. Kết quả thí nghiệm được trình bày trên hình 3.6.
Công nghệ sau thu hoạch 2006
Hình 3.6: Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của thời gian hấp phụđến hiệu suất hấp phụ Cr(VI) của CTS-CA
Điều kiện thí nghiệm:
Co= 20 mg/L; pH = pHopt =4.3;Vdd = 100 ml; Mads=Mopt=16g/L; v=100v/ph ;T=27±1 oC
Trong khoảng thời gian 5÷60 phút đầu tiên tiếp xúc với vật liệu hấp phụ, nồng độ Cr(VI) cịn lại trong dung dịch giảm nhanh, hiệu suất hấp phụ Cr(VI) tăng nhanh từ (17,505%) lên tới đạt gần (94,739 %). Tiếp tục tăng thời gian hấp phụ từ 60 phút lên 120 phút, hiệu suất hấp phụ tiếp tục tăng nhưng khơng nhiều (từ 94,739 % lên 96,757%). Sau thời gian khoảng 2 giờ, hiệu suất hấp phụ đã đạt khoảng 97%. Hiệu suất hấp phụ sau đĩ tăng chậm và đạt cân bằng, giữ nguyên ở khoảng 97% trong khoảng thời gian hấp phụ từ 180÷220 phút. Như vậy, để tận dụng hết khả năng hấp phụ Cr(VI) cĩ trong dung dịch của CTS-CA thì thời gian hấp phụ là khá dài. Tuy nhiên, để giảm được khoảng 94.739% nồng độ Cr(VI) cĩ trong dung dịch, thời gian chỉ mất khoảng 60 phút. Kết quả cho thấy hiệu suất hấp phụ tăng khi tăng thời gian hấp phụ trước khi đạt cân bằng. Trong điều kiện khảo sát, thời gian hấp phụ Cr(VI) của CTS-CA khoảng 60 phút là khoảng thời gian hấp phụ ngắn hơn các vật liệu khác như chitosan,
Công nghệ sau thu hoạch 2006
than, xơ dừa, [15,26,49,50]... Kết quả này rất quan trọng vì tiết kiệm được thời gian xử lý nước thải. Tuy nhiên, để quá trình hấp phụ Cr(VI) của CTS-CA cĩ thể coi như đạt trạng thái cân bằng thì thời gian hấp phụ thể lên tới 120 phút.