Chương 1 : TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU
2.4. Phương pháp nghiên cứu
2.4.5. Phương pháp tổng hợp, xử lý số liệu
Sử dụng phần mềm SPSS để tính giá trị trung bình, độ lệch chuẩn từ số liệu thô thu được từ kết quả của các thí nghiệm, sau đó tính dung lượng hấp phụ và hiệu suất xử lý.
* Tính toán dung lượng hấp phụ amoni:
Dung lượng hấp phụ (q) là lượng chất bị hấp phụ (độ hấp phụ) bởi 1 gam vật liệu hấp phụ được tính theo công thức (Lê Văn Cát, 1999) (Lê Văn Cát, 2002) (Hoàng Nhâm, 2002):
q =
Trong đ ó: q là lượng chất bị hấp phụ (mg/g). C0 là nồng độ amoni ban đầu (mg/L)
V là thể tích dung dịch (L).
m là khối lượng vật liệu hấp phụ (g).
* Tính hiệu suất xử lý amoni (Fathy NA và cs, 2013) (Reza Ansari, 2006):
(%)
Trong đ ó:
C0: Nồng độ amoni ban đầu (mg/l)
C: Nồng độ amoni sau thí nghiệm (mg/l)
Đề tài sử dụng phần mềm origin 19 để vẽ đồ thị và chạy các mô hình động học, mô hình đẳng nhiệt hấp phụ.
* Các mô hình động học hấp phụ
- Mô hình động học bậc nhất được sử dụng để mô tả quá trình hấp phụ chất lỏng rắn (Lagergren S, 1898) (Simonin JP, 2016). Theo mô hình này, sự hấp phụ vật lý là chủ yếu do sự tương tác yếu giữa bề mặt chất hấp phụ và chất hấp phụ. Phương trình của mô hình động học bậc một là:
qt = qe(1 - e-k
1t ) )
Trong đó, qe và qt (mg/g) lần lượt là khả năng hấp phụ ở trạng thái cân bằng và thời gian t; k1 (1/phút) là hằng số tốc độ của mô hình.
- Mô hình động học bậc hai liên quan đến quá trình hấp phụ hóa học (Simonin JP, 2016) (Ys H và cs, 1999) và được biểu diễn bằng phương trình:
Trong đó k2 (g/mg.min) là hằng số tốc độ của mô hình động học bậc hai. - Mô hình động học Elovich (Aharoni C và cs, 1970) đã được sử dụng để nghiên cứu quá trình hấp phụ các chất ô nhiễm như kim loại nặng, phốt phát và thuốc nhuộm trong dung dịch nước (Bulgariu L và cs, 2019) (Wan S và cs, 2017). Phương trình của mô hình này là:
Trong đó α (mg/g.min) và (m/mg) là các hàng số của mô hình Elovich, chúng có liên quan đến mức độ bao phủ bề mặt và biểu thị năng lượng hoạt hóa của quá trình hấp phụ
* Các mô hình đẳng nhiệt hấp phụ
- Mô hình Langmuir: Khi nghiên cứu hấp phụ giữa pha khí và pha rắn ta sử dụng mô hình Langmuir, tuy nhiên, mô hình này cũng có thể áp dụng cho hấp phụ trong môi trường nước để phân tích các số liệu thực nghiệm từ đó mô tả sự hấp phụ đơn lớp, trong đó tất cả các vị trí hấp phụ đều tương đương nhau, mỗi phân tử của chất hấp phụ chỉ được gắn vào một vị trí. Trong pha lỏng, mô hình Langmuir có phương trình như sau (Asari R, 2008) (Pradhan N và cs, 2002):
Trong đ ó :
KL là hằng số (cân bằng) hấp phụ Langmuir (L/mg) q là dung lượng hấp phụ
qmax là dung lượng hấp phụ tối đa của chất hấp phụ C là nồng độ dung dịch hấp phụ
- Mô hình Freundlich: sử dụng để dự đoán sự hấp phụ đa lớp trên bề mặt không đồng nhất, Freundlich thiết lập được phương trình đẳng nhiệt trên cơ sở số liệu thực nghiệm (Trần Văn Nhân, 1998).
Trong đ ó:
KF là hằng số hấp phụ Freundlich C là nồng độ dung dịch hấp phụ