Chương 3 : KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.2. Khả năng hấp phụ của vật liệu đối với phẩm nhuộm (Rhodamin B)
3.2.1. Đường chuẩn Rhodamin B.
Bảng 3.1 : Giá trị mật độ quang của Rhodamin B
STT
C (ppm)
A
Từ nồng độ và mật độ quang A trên Bảng 3.1 ta có thể xây dựng đuợc đường chuẩn tương ứng như Hình 3.2.
Hình 3.2: Đồ thị xây dựng đường chuẩn Rhodamin B
Phương trình đường chuẩn: y = 0.0181x+0.001; R2 = 0.9993.
Dựa vào phương trình đường chuẩn tìm được nồng độ dung dịch Rhodamin B sau khi hấp phụ, từ đó tính hiệu suất hấp phụ.
3.2.2. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian tới quá trình hấp phụ của vật liệu thu được
Kết quả thu được trình bày ở Bảng 3.2 và Hình 3.3. Theo đó, trong khoảng thời gian hấp phụ khảo sát từ 30 – 240 phút ở nồng độ Rhodamin B là 10ppm thì hiệu suất hấp phụ của các vật liệu hấp phụ đều tăng trong khoảng từ 30 – 120 phút đầu điển hình VL1 tăng từ 50 – 60%, VL2 tăng từ 19 – 27%, VL3 tăng từ 10 – 21%. Trong khoảng 120 phút đầu khả năng hấp phụ tăng mạnh do các phân tử thuốc nhuộm được hấp phụ nhanh lên bề mặt của các vật liệu hấp phụ và ở khoảng thời gian sau thì vị trí hấp phụ của vật liệu hấp phụ được lắp đầy dẫn đến hiệu suất hấp phụ không thay đổi nhiều. Như vậy thời gian tối ưu nhất là 120 phút do đó ta sẽ chọn mốc thời gian là 120 phút cho thí nghiệm tiếp theo.
Bảng 3.2: Ảnh hưởng của thời gian tới quá trình hấp phụ của vật liệu. Vật liệu hấp phụ VL1 VL2 VL3
Hình 3.3: Ảnh hưởng của thời gian tới khả năng hấp phụ của từng vật liệu 3.2.3. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ tới quá trình hấp phụ của các vật liệu
Từ kết quả thực nghiệm ở Bảng 3.3 và Hình 3.4 cho thấy đối với các vật liệu hấp phụ khác nhau khi nồng độ Rhodamin B ban đầu tăng hiệu suất hấp phụ giảm. Khi tăng nồng độ Rhodamin B từ 6 – 10ppm thì hiệu suất hấp phụ của VL1 giảm từ 50 – 33%, VL2 giảm từ 25 – 15%, VL3 giảm từ 13 – 4%. Điều này có thể giải thích do sự chiếm vị trí hấp phụ của Rhodamin B. Khi các vị trí hấp phụ bị đầy thì sẽ diễn ra quá trình giải hấp, do quá trình hấp phụ là quá trình cân bằng động nên lượng Rhodamin B không được tiếp tục hấp phụ mà một phần Rhodamin B bị giải hấp vì vậy dẫn đến hiệu suất giảm khi tăng nồng độ lên.
Bảng 3.3. Ảnh hưởng của nồng độ tới quá trình hấp phụ của vật liệu Vật liệu hấp phụ VL1 VL2 VL3
Hình 3.4 : Ảnh hưởng của nồng độ tới khả năng hấp phụ của các vật liệu 3.2.4. Khảo sát ảnh hưởng của pH tới quá trình hấp phụ của các vật liệu
Bảng 3.4: Ảnh hưởng của pH đến độ hấp phụ của vật liệu.
Vật liệu hấp phụ
VL1
VL2
VL3
Hình 3.5: Ảnh hưởng của pH tới khả năng hấp phụ Rhodamin B của các vật liệu.
Mơi trường pH có ảnh hưởng đến cấu trúc bề mặt của vật liệu hấp phụ nên có thể ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ Rhodamin B các vật liệu hấp phụ. Từ kết quả
được trình bày ở bảng 3.4 và hình 3.5 cho thấy pH ảnh hưởng nhiều đến khả năng hấp phụ Rhodamin B như khi pH tăng hiệu suất hấp phụ của các vật liệu hấp phụ đều tăng. Như VL1 tăng từ 31 – 49%, VL2 tăng từ 27 – 39%, VL3 tăng từ 5 – 14%, ta thấy pH tăng nhanh.
3.2.5. Khả năng hấp phụ Rhodamin B ở điều kiện tối ưu của vật liệu, giải hấp và tái sử dụng vật liệu. hấp và tái sử dụng vật liệu.
Để tạo ra chất hấp phụ hiệu quả trong việc loại bỏ chất màu, chất hấp phụ sau quá trình hấp phụ cần phải tái sử dụng nhiều lần. Khả năng tái sử dụng vật liệu là thông số cần thiết khi xem xét hiệu quả xử lý, vì vậy cần đánh giá khả năng giải hấp phụ và tái sử dụng vật liệu nhiều lần.
Trong nghiên cứu này, chúng tôi sử dụng dung dịch H2SO4 0,1N để giải hấp phụ, vật liệu sau khi giải hấp phụ được rửa bằng nước cất để trung hòa. Vật liệu sau khi được giải hấp gọi là vật liệu tái sinh, tiến hành hấp phụ Rhodamin B đối với vật liệu tái sinh. Nghiên cứu này được thực hiện với 5 chu kỳ hấp phụ và giải hấp liên tục. Với 100ml dung dịch Rhodamin B 10ppm và thời gian hấp phụ là 60’. Kết quả như sau:
Bảng 3.5: Kết quả hấp phụ của vật liệu tái sinh
Số chu kì 1 2 3 4 5
Hình 3.6: Hiệu quả hấp phụ của vật liệu sau 5 lần tái sử dụng.
Từ kết quả của bảng 3.5 và hình 3.6 ta có thể thấy hiệu suất của vật liệu giảm dần sau mỗi chu kì. Đối với VL1 hiệu suất giảm từ 35 – 27% và đến chu kì 4 thì vật liệu khơng thể hấp phụ được nữa, VL2 hiệu suất giảm từ 27 – 22% và đến chu kì 3 thì vật liệu khơng thể hấp phụ tiếp tục đc cịn về VL3 từ 19% giảm xng 12% và đến chu kì 4 thì vật liệu cũng khơng thể hấp phụ tiếp được. Như vậy ta có thể thấy số chu kì tối đa của vật liệu có thể hấp phụ được là 4.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 1. Kết luận.
a. Tìm hiểu cách tạo ra vật liệu nano từ Chitosan, Hydroxyapatite và Graphene oxide.
b. Nghiên cứu khả năng hấp phụ Rhodamin B trong dung dịch nước của các vật liệu hấp phụ. Kết quả thu được cho thấy:
-Thời gian đạt cân bằng hấp phụ của nguyên liệu là 120 phút.
- pH ảnh hưởng nhiều đến khả năng hấp phụ Rhodamin B như khi pH tăng hiệu suất hấp phụ của các vật liệu hấp phụ đều tăng.
-Khi tăng nồng độ của chất hấp phụ thì hiệu suất hấp phụ giảm dần.
- Độ lặp lại của ba vật liệu điều dừng lại ở chu kì 4 từ đó ta có thể thấy số lần vật liệu hấp phụ được là 4. Hiệu suất hấp phụ giảm theo mỗi chu kì.
2. Kiến nghị
a. Có thể nghiên cứu sâu hơn về khả năng xử lý các chỉ tiêu khác trong nước thải bằng các vật liệu hấp phụ khác.
b. Khảo sát thêm yếu tố khối lượng có ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ của vật liệu hấp phụ hay không.
c. Dùng vật liệu hấp phụ trên hấp phụ các ion kim loại và các chất hữu cơ khác trong nước thải
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt:
1. Lê Văn Cát (2002), “Hấp phụ và trao đổi ion trong kỹ thuật xử lý nước và nước thải”. Nxb Thống kê, Hà Nội.
2. Trần Tứ Hiếu (2003), “Phân tích trắc quang phổ hấp phụ UV – Vis”, Nxb Đại học Quốc gia Hà Nội.
3. Trần Văn Nhân, Nguyễn Thạc Sữu, Nguyễn Văn Tuế (1998), “Hóa lý tập II”, Nxb Giáo dục, Hà Nội.
4. Đặng Trần Phòng, Trần Hiếu Nhuệ (2005), “Xử lý nước cấp và nước thải dệt nhuộm”. Nxb Khoa học kĩ thuật, Hà Nội.
5. Đặng Xuân Việt (2007), Nghiên cứu phương pháp thích hợp để khử màu thuốc nhuộm hoạt tính trong nước thải dệt nhuộm, Luận án tiến sĩ kĩ thuật, Nxb Hà Nội, Hà Nội.
6. Trần Tứ Hiếu (2004), Hóa học Phân tích, Nxb Đại học Quốc gia Hà Nội, Hà
Nội.
7. Nguyễn Nhạt Cát,Từ Vọng Nghi, Đào Hữu Vinh (1980), “Cơ sở lý thuyết hóa học phân tích” nhà xuất bản đại học và trung học chuyên nghiệp, Hà Nội
Tiếng Anh:
1. Greertruida Sihombing (2001), “An Exploratory Study on three Synthetic Cloouring Matters Commonly Used as Food colours in Jakarta”, Master Theses from JKPKBPPK.
2. Hossain MA, Alam MS, Adsorption kinetics of Rhodamine – B on used black tea laeves, journal of photochemistry and photobiology A: Chemistry 195, pp346-35