- Phương trình đẳng nhiệt Freundlich
K ẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 BỌC CHITOSAN LÊN CÁC VẬ T LI Ệ U HÁC NHAU
3.3.4. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ ban đầu của dung dịch Cr(VI) đến khả năng hấp phụ Cr(VI)của CTS-CA
khả năng hấp phụ Cr(VI)của CTS-CA
Để khảo sát ảnh hưởng của nồng độ ban đầu đến khả năng hấp hấp phụ Cr(VI) của CTS-CA tiến hành quá trình hấp phụ ở điều kiện tối ưu đã khảo sát được(pH=4.3, τ=120 phút ở nhiệt độ phịng). Kết quả thí nghiệm thu được trình bày ở hình 3.7. Đồ thị trên cho thấy CTS-CA cĩ khả năng hấp phụ Cr(VI) ở nồng độ tương đối cao (600mg/L). Tuy nhiên, cùng với sự tăng nồng độ dung dịch thì hiệu suất hấp phụ cũng giảm dần.
Hình 3.7: Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng nồng độ ban đầu (20÷600mg/L) của dung dịch Cr(VI ) đến hiệu suất hấp phụ của CTS-CA
Điều kiện thí nghiệm:
Công nghệ sau thu hoạch 2006
Hình 3.8: Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng nồng độ ban đầu của dung dịch Cr(VI) (20÷600mg/L) đến tải trọng hấp phụ của CTS-CA
Điều kiện thí nghiệm:
pH =4.3; Mads = 1.6 gam; Vdd = 100 ml; τ = 120 phút; v = 100,v/ph; T = 27±oC1
Trong khoảng nồng độ dung dịch Cr(VI) ban đầu từ 20÷400mg/L hiệu suất hấp phụ thay đổi theo chiều giảm khơng đáng kể (96.757÷93.841%) tuy nhiên tải trọng hấp phụ tăng nhiều (1.2,09÷23,372mg/g). Điều này là do khi tăng nồng độ dung dich hấp phụ, mật độ Cr(VI) trong dung dịch tăng cao, do đĩ tăng khả năng tiếp xúc giữa CTS-CA và Cr(VI), vì thế tính trên mỗi đơn vị của chất hấp phụ lượng Cr(VI) tăng tỉ lệ theo nồng độ dung dịch hấp phụ. Trong khoảng nồng độ 20÷400mg/L, bước hấp phụ xảy ra nhanh do cĩ sự khác nhau lớn về nồng độ giữa các bề mặt CTS-CA và lớp biên [3,48,49].
Nếu tiếp tục tăng nồng độ dung dịch hấp phụ từ 450÷ 600 mg/L thì hiệu suất hấp phụ giảm rất nhanh (89,218÷ 66,118%), tuy nhiên điều đáng lưu ý ở đây là
Công nghệ sau thu hoạch 2006
trong khoảng tăng nồng độ dung dịch này tải trọng hấp phụ gần như khơng tăng mà giữ cố định khoảng 25 mg/gam (hình 3.8). Như vậy, mặc dù nồng độ Cr(VI) trong dung dịch cịn nhiều (203,294mg/L) [phụ lục 2.7] nhưng CTS-CA khơng cịn khả năng hấp phụ. Điều này là do khả năng hấp phụ của CTS-CA là cĩ giới hạn, khi đạt trạng thái bão hịa, vận tốc của quá trình hấp phụ cân bằng với quá trình giải hấp phụ.
Qua kết quả thực nghiệm trên chúng tơi nhận thấy CTS-CA cĩ khả năng hấp phụ dung dịch Cr(VI) ở nồng độ ban đầu tương đối cao, tuy nhiên ở nồng độ 450 mg/L sau 90 phút thì quá trình hấp phụ gần như đạt cực đại. Dung dịch Cr(VI) cịn lại sau khi hấp phụ cịn tương đối cao (1,520÷ 215,554mg/L) khi thay đổi nồng độ dung dịch Cr(VI) ban đầu từ 20÷600mg/L. Với nồng độ Cr(VI) cịn lại trong dung dịch sau khi hấp phụ cao hơn 1.52 mg/L thì khơng thể thải ra mơi trường (tiêu chuẩn nước thải loại C là 0.5 mg/L)[phụ lục 3]. Như vậy, nếu chỉ sử dụng duy nhất CTS-CA hấp phụ Cr(VI) trong dung dịch nồng độ cao thì ta phải tiến hành hấp phụ nhiều lần, điều này cĩ thể dẫn đến hiệu quả kinh tế khơng cao. Theo [2,3] xử lý kim loại trong nước thải thường dùng phương pháp hĩa học nhưng một trong những hạn chế của phương pháp này là khơng xử lý được dung dịch kim loại cĩ nồng độ thấp. Vậy vật liệu hấp phụ CTS-CA sẽ khắc phục được nhược điểm này. Tuy nhiên, dung dịch mạ crom trong cơng nghiệp luyện kim, cĩ thể sử dụng CTS-CA thu hồi lại Cr(VI) rồi tái chế, tận dụng lại crom.
Tiếp tục khảo sát khả năng hấp phụ của chitosan với nồng độ Cr(VI) ban đầu thấp hơn (5÷50mg/L) với điều kiện thí nghiệm như trên, chúng tơi thu được kết quả thể hiện tại hình 3.9
Công nghệ sau thu hoạch 2006
Hình 3.9: Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng nồng độ ban đầu của dung dịch Cr(VI) (5÷50mg/L) đến hiệu suất hấp phụ Cr(VI) của CTS-CA
Điều kiện thí nghiệm:
pH =4.3; Mads = 1.6 gam; Vdd = 100 ml; τ = 120 phút; v = 100,v/ph; T = 27±1oC
Như vậy dung dịch Cr(VI) ở nồng độ thấp (5÷15mg/L), hiệu suất hấp phụ của CTS-CA đạt được rất cao- trên 99%, sau đĩ nếu tiếp tục tăng nồng độ dung dịch thí nghiệm thì hiệu suất hấp phụ giảm dần. Ở nồng độ thấp (5÷20 mg/L) sau khi xử lý CTS-CA dung dịch Cr(VI) cịn lại sau hấp phụ cĩ thể thải ra mơi trường theo tiêu chuẩn nước thải loại A,B hay C [phụ lục 3]. Điều này mở ra hướng ứng dụng CTS-CA trong việc xử lý nước thải trong cơng nghiệp thuộc da, vì nồng độ Cr(VI) ở nước thải cơng nghiệp thuộc da nằm trong khoảng 5÷25mg/L [50].
Công nghệ sau thu hoạch 2006
Hình 3.10:Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng nồng độ ban đầu của dung dịch Cr(VI) (5÷50mg/L) ) đến tải trọng hấp phụ của CTS-CA
Điều kiện thí nghiệm:
pH =4.3; Mads = 1.6 gam; Vdd = 100 ml; τ = 120 phút; v = 100,v/ph; T = 27±1oC