pH pHf ∆pH 2,05 2,42 0,37 3,72 6,36 2,6 6,08 6,46 0,38 8,04 6,52 -1,52 9,91 6,82 -3,09 11,96 11,44 -0,52
Hình 3.14 cho thấy pHpzc của vật liệu là 6,5. Từ đây có thể thấy với pH nhỏ hơn 6,5 bề mặt vật liệu mang điện tích dƣơng, hấp phụ tốt các anion.
3.4. Khảo sát khả năng hấp phụ As và photphat trên vật liệu biến tính 3.4.1. Khảo sát khả năng hấp phụ As trên vật liệu biến tính 3.4.1. Khảo sát khả năng hấp phụ As trên vật liệu biến tính
3.4.1.1. Ảnh hưởng của pH
Để khảo sát thời gian cân bằng hấp phụ As trên Laterit biến tính, ta tiến hành hấp phụ 50 ml As nồng độ 1 ppm ở các pH khác nhau (pH= 4 - 10) trong 1g vật liệu. Sau 300 phút xác định nồng độ As còn lại, ta đƣợc kết quả nhƣ hình 3.15.
Bảng 3.12. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của pH đến khả năng hấp phụ As của vật liệu pH Co(ppm) Ca(ppm) qa (mg/g) 4 1 0,173 0,041 5 1 0,155 0,042 6 1 0,143 0,043 7 1 0,173 0,041 8 1 0,192 0,040 10 1 0,214 0,039
Hình 3.15. Khảo sát sự ảnh hưởng của pH đến sự hấp phụ của As
Kết quả khảo sát ảnh hƣởng của pH cho thấy: pH = 6 vật liệu hấp phụ asen tốt. Trong khoảng pH từ 4 đến pHpzc(6,5) thì dung lƣợng hấp phụ asen của vật liệu đạt cực đại. Sau đó, khi pH > pHpzc dung lƣợng hấp phụ asen giảm. Do bề mặt vật
liệu tích điện dƣơng, làm tăng lực hút tĩnh điện giữa các phần mang điện tích trái dấu, thuận lợi cho quá trình hấp phụ các anion của asen, kết quả làm tăng hiệu suất hấp phụ asen của vật liệu.
3.4.1.2. Thời gian đạt cân bằng hấp phụ của vật liệu
Để khảo sát thời gian cân bằng hấp phụ As trên Laterit biến tính, ta tiến hành hấp phụ 50ml As có nồng độ ban đầu là 1ppm trong 1g vật liệu. Tiến hành lắc và lấy mẫu đem phân tích tại các thời điểm từ 120 đến 360 phút. Ta đƣợc kết quả nhƣ
bảng 3.13 và hình 3.16.
Bảng 3.13. Kết quả khảo sát thời gian đạt cân bằng hấp phụ của vật liệu biến tính
Thời gian(phút) Co(ppm) Ca(ppm) qa(mg/g) 120 1 0,186 0,0407 180 1 0,177 0,0411 240 1 0,156 0,0422 270 1 0,154 0,0423 300 1 0,154 0,0423 360 1 0,154 0,0423
Hình 3.16. khảo sát thời gian đạt cân bằng hấp phụ As.
Từ kết quả trên cho thấy sau 270 phút vật liệu đã hấp phụ bão hòa As, nhƣ vậy những khảo sát tiếp theo sẽ tiến hành trong 270 phút. Thời gian cân bằng hấp
phụ của vật liệu Laterit biến tính (270 phút) nhanh hơn thời gian cân bằng hấp phụ của vật liệu chƣa biến tính (300 phút).
3.4.1.3. Ảnh hưởng của nồng độ đầu đến khả năng hấp phụ As
Cân 1gam vật liệu sau biến tính, lắc trong 50 ml dung dịch As có nồng độ khác nhau trong 270 phút sau đó đem đo nồng độ As cịn lại trong dung dịch, từ đó tính các giá trị cần thiết để xây dựng hai mơ hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir và Freundlich. Ta đƣợc kết quả nhƣ bảng 3.14 và hình 3.17.
Bảng 3.14. Khảo sát tải trọng hấp phụ cực đại As của vật liệu biến tính
Co(ppm) Ca(ppm) qa (mg/g) Ca/qa (g/l) lnCa lnqa 5 1,036 0,198 5,227 0,035 -1,618 10 2,229 0,388 5,738 0,801 -0,945 20 4,572 0,771 5,927 1,520 -0,259 30 6,714 1,164 5,767 1,904 0,152 40 9,561 1,521 6,281 2,257 0,420 50 12,115 1,894 6,396 2,494 0,638 60 15,062 2,246 6,703 2,712 0,809 80 21,668 2,916 7,429 3,075 1,070 90 24,735 3,263 7,580 3,208 1,182 100 29,123 3,543 8,218 3,371 1,265
Hình 3.18. Đường tuyến tính Freundlich
Từ phƣơng trình tuyến tính Langmuir và Freundlich, ta tính đƣợc tải trọng hấp phụ cực đại As của vật liệu biến tính là: qmax=1/0,096 =10,42 (mg/g)
Với hệ số hồi quy R2 của hai phƣơng trình tuyến tính Langmuir và Freundlich thu đƣợc lần lƣợt là 0,977 và 0,996 cho thấy mơ hình hấp phụ đẳng nhiệt Freundlich thích hợp hơn mơ hình Langmuir khi mơ tả quá trình hấp phụ As trên vật liệu Laterit ngâm tẩm Lantan
Nhƣ vậy, từ vật liệu Laterit tự nhiên có tải trọng hấp phụ cực đại là 5,02 mg/g, sau biến tính tải trọng hấp phụ cực đại tăng lên 10,42 mg/g. Q trình hoạt hóa Laterit đã làm tăng khả năng loại bỏ As, tải trọng tăng lên 2,08 lần so với vật liệu ban đầu.
3.4.2. Khảo sát khả năng hấp phụ photphat trên vật liệu biến tính
3.4.2.1. Ảnh hưởng của pH tới khả năng hấp phụ PO43-
Chuẩn bị một dãy bình nón loại 250 ml có chứa 1g vật liệu biến tính, cho 50 ml dung dịch photphat đã đƣợc điều chỉnh để có pH ở 2, 4, 6, 8, 10 lắc trong 120 phút, để lắng 30 phút, lọc bằng giấy lọc băng xanh, phân tích nồng độ photphat cịn lại trong dung dịch bằng phƣơng pháp trắc quang, tính tốn lƣợng ion hấp phụ trên vật liệu, kết quả đƣợc chỉ ra ở bảng 3.15.