CHƢƠNG II : ĐỐI TƢỢNG PHẠM VI VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIấN CỨU
2.7. Phƣơng phỏp nghiờn cứu khả năng hấp phụ của vật liệu
2.7.1. Phương phỏp hấp phụ tĩnh
Phương phỏp tĩnh trong khảo sỏt khả năng hấp phụ của vật liệu là lắc dung dịch chất bị hấp phụ (đó biết trước nồng độ ) với một lượng vật liệu hấp phụ trong bỡnh tam giỏc. Khi cõn bằng được thiết lập, xỏc định nồng độ của chất bị hấp phụ, từ đú tớnh được lượng chất bị hấp phụ. Lượng chất bị hấp phụ được đỏnh giỏ qua thụng số dung lượng hấp phụ q (mg/g) và được tớnh bằng cụng thức sau:
Trong đú:
Ci là nồng độ ban đầu của chất bị hấp phụ (mg/l); Cf là nồng độ cõn bằng sau khi hấp phụ (mg/l); V là thể tớch dung dịch (l);
m là khối lượng của vật liệu (g).
Cỏc yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ của vật liệu là pH, nhiệt độ, thời gian tiếp xỳc, nồng độ chất bị hấp phụ và kớch thước vật liệu hấp phụ.
2.7.2. Phương phỏp hấp phụ động
Cho một dũng dung dịch chứa chất bị hấp phụ chảy qua cột hấp phụ. Sau một thời gian làm việc thỡ cột hấp phụ chia làm 3 vựng:
Vựng 1: Chất hấp phụ đó bóo hoà chất bị hấp phụ và đạt trạng thỏi cõn bằng, nồng độ chất bị hấp phụ bằng nồng độ lối vào. m C C V q .( i f) (2.3)
Vựng 2: Nồng độ chất hấp phụ bị thay đổi từ giỏ trị ban đầu đến 0 gọi là vựng chuyển khối, tức là vựng mà chất bị hấp phụ chuyển từ pha lỏng lờn bề mặt chất hấp phụ.
Vựng 3: Vựng này quỏ trỡnh hấp phụ chưa xảy ra, nồng độ chất bị hấp phụ bằng 0. Theo thời gian, vựng hấp phụ dịch chuyển dần theo chiều dài cột hấp phụ. Khi đỉnh của vựng chuyển khối chạm đến phớa cuối cột thỡ bắt đầu xuất hiện chất bị hấp phụ ở lối ra. Tại thời điểm này cần dừng hấp phụ để nồng độ chất bị hấp phụ ở lối ra khụng vượt quỏ giới hạn cho phộp. Cột hấp phụ sau đú được giải hấp phụ để thực hiện quỏ trỡnh hấp phụ tiếp theo. Nếu tiếp tục cho dũng chất cần xử lớ qua cột thỡ nồng độ chất bị hấp phụ ở lối ra sẽ tăng dần cho tới khi đạt nồng độ tại lối vào.
Chiều dài của vựng chuyển khối là một yếu tố quan trọng trong việc nghiờn cứu quỏ trỡnh hấp phụ động trờn cột. Tỉ lệ chiều dài cột hấp phụ với chiều dài vựng chuyển khối giảm đi thỡ khả năng hấp phụ của cột cho một chu trỡnh cũng giảm theo và lượng chất hấp phụ cần thiết cho một quỏ trỡnh phải tăng lờn.
Cột hấp phụ được sử dụng trong cỏc nghiờn cứu là một cột thuỷ tinh cao 12 cm, đường kớnh 1,5 cm được nối với phễu nhỏ giọt thành một hệ kớn, tốc độ dũng được chỉnh nhờ một van ở đầu ra của cột hấp phụ. Cột mụ hỡnh được chế tạo bao gồm lớp vật liệu, sử dụng bụng thủy tinh để ngăn cỏch và cố định vật liệu khụng thay đổi trong mụ hỡnh. Cho 25 g vật liệu hấp phụ (dạng hạt) sau khi ngõm với nước cất đến hết bọt khớ được dồn vào cột tới chiều cao 10,5 cm, thể tớch 15,90 ml.
Dội liờn lục dũng dung dịch cần xử lớ của asen với nồng độ ban đầu xỏc định qua cột hấp phụ. Mỗi thể tớch 500 ml được lấy để phõn tớch hàm lượng kim loại trong
2 1
3
4
1. Dung dịch đầu vào 2. Vật liệu đệm 3. Vật liệu hấp phụ 4. Dung dịch đầu ra
dung dịch. Lặp lại thao tỏc cho đến khi xuất hiện ion kim loại ở đầu ra của cột ở nồng độ cho phộp đối với nước sinh hoạt (0,05 mg asen/l). Sau đú mỗi thể tớch 100 ml được lấy để phõn tớch. Tiếp tục dội dung dịch qua cột đến khi nồng độ cỏc ion kim loại ở đầu ra xấp xỉ nồng độ đầu vào thỡ dừng.