Từ phƣơng trình hồi quy y = 0,4022x + 6,7098 ta có tg = 0,4022
Vậy tải trọng hấp phụ cực đại của vật liệu là: Cm = tg 1 = 1 0, 4022= 2,48 (mg/g)
Tƣ̀ đồ thi ̣ ta có thể thấy tải t rọng hấp ph ụ cực đại amoni lên VL 1 là 2,48 mg/g. Kết quả cho thấy khả năng hấp phụ amoni của VL1 là tƣơng đối kém.
3.3.2. Khảo sát khả năng oxi hóa amoni của vật liệu VL1
Sau khi khảo sát khả năng hấp phụ của vật liệu chúng tôi tiến hành khảo sát khả năng oxi hóa amoni của vật liệu. Lấy 1g vật liệu VL1 cho vào 100ml dung dịch NH4+ có nồng độ 100ppm, pH=7. Tiến hành lắc nhẹ trong khoảng thời gian 4h sau đó đem xác định nồng độ NH4+, NO2-, NO3- thu đƣợc kết quả sau:
Bảng 3.3. Kết quả khảo sát khả năng oxi hóa amoni của vật liệu VL1.
79,5 1,05 0,8 18,65
Qua bảng kết quả cho thấy khi tăng nồng độ amoni lên 100ppm, sau 4 giờ lƣợng amoni mất đi là 20,5 mg. Mặt khác với thời gian là 4 giờ thì 1g VL1 hấp phụ đƣợc tối đa 2,48 mg amoni nhƣ vậy có thể khẳng định ngồi q trình hấp phụ cịn có q trình oxi hóa amoni thành NO2-, NO3- hoặc N2. Kết quả đã chứng minh có một lƣợng nhỏ NO2-
và NO3- đƣợc tạo ra do đó có q trình oxi hóa NH4+ khi có mặt MnO2, FeOOH và O2 khơng khí. Tuy nhiên hiệu quả xử lý NH4+ trong dung dịch chƣa cao do đó chúng tơi tiến hành điều chế vật liệu MnO2 có kích thƣớc nanomet đƣợc mang trên laterit với hy vọng dựa vào cấu trúc chƣa hoàn chỉnh của MnO2 khi có kích thƣớc nanomet sẽ tạo nên những điều đột phá trong hiệu quả xử lý amoni.
3.4. Khảo sát khả năng xử lý amoni của vật liệu VL2
3.4.1. Khảo sát khả năng xử lý amoni của vật liệu VL2 theo thời gian
Lấy 1g vật liệu VL2 cho vào 100ml dung dịch NH4+
có nồng độ 5ppm, pH=7. Tiến hành lắc nhẹ trong các khoảng thời gian 1h, 2h, 4h, 5h sau đó đem xác định nồng độ NH4+ và hiệu suất của quá trình xử lý NH4+
Bảng 3.4. Khả năng xử lý amoni của vật liệu VL2 theo thời gian.
Thời gian lắc (giờ) 1 2 3 4 5
CNH4+ (ppm) 2,26 1,850 2,43 2,55 2,95
Hiệu suất xử lý NH4+
Hình 3.11: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc hiệu suất xử lý NH4+ trong dung dịch vào thời gian. 0 10 20 30 40 50 60 70 1 2 4 5 hiệu suất (%)
thời gian (giờ)
Series1
Series2
Hình 3.12: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc hiệu suất xử lý NH4+ trong dung dịch vào thời gian. series1: hiệu suất xử lý amoni của MnO2 mang trên laterit (VL1); series2: hiệu suất xử lý amoni của MnO2 kích thƣớc nano mang trên laterit (VL2).
So sánh hiệu quả xử lý amoni của VL1 và VL2 thì thấy ở VL2 hiệu suất xử lý đạt cao nhất là 63% sau 2 giờ trong khi đó với VL1 thì phải mất 4 giờ mới đạt đƣợc hiệu suất 55%. Nhƣ vậy rõ ràng với MnO2 kích thƣớc nanomet mang trên laterit có hiệu quả xử lý đạt cực đại sớm hơn MnO2 có kích thƣớc thơng thƣờng mang trên laterit.
3.4.2. Khảo sát khả năng hấp phụ amoni của vật liệu VL2 trong điều kiện kín khí 3.4.2.1. Xác định thời gian đạt cân bằng hấp phụ của vật liệu VL2 3.4.2.1. Xác định thời gian đạt cân bằng hấp phụ của vật liệu VL2
Thực hiện quá trình hấp phụ tĩnh với các thông số: Nồng độ đầu vào (Co) của dung dịch NH4+
là 5 ppm Khối lƣợng vật liệu : 1g
Thể tích dung dịch hấp phụ : 100ml Thời gian hấp phụ : 1, 2, 3, 4, 5 (giờ) Kết quả thu đƣợc nhƣ sau:
Bảng 3.5: Khảo sát khả năng hấp phụ theo thời gian của vật liệu VL2.
Thời gian lắc (giờ) 1 2 3 4 5
CNH4+ (ppm) 2,26 1,850 1,792 2,55 2,95 Hiệu suất xử lý NH4+ (%) 54,8 63 64,16 49 41 0 10 20 30 40 50 60 70 0 1 2 3 4 5 6 h iệ u s u ất (% )
thời gian (giờ)
Hình 3.13: Sự phụ thuộc của hiệu suất hấp phụ vào thời gian.
Từ kết quả khảo sát ta thấy nồng độ NH4+ giảm khá nhanh từ những giờ đầu tiên, sau 2 giờ nồng độ NH4+ giảm chậm hơn và sau 3 giờ thì thấy nồng độ NH4+ gần nhƣ khơng thay đổi. Đồ thị trên hình 3.13 khơng hồn tồn đúng theo lý thuyết hấp phụ đẳng nhiệt tuy nhiên giai đoạn đầu cho tới sau 3 giờ gần nhƣ hấp phụ đạt
cân bằng do đó có thể chọn thời gian đạt cân bằng hấp phụ của vật liệu VL2 là 3 giờ. Giả sử đồ thị tn theo phƣơng trình hấp phụ Langmuir, chúng tơi tiến hành khảo sát khả năng hấp phụ amoni của vật liệu VL2 trong điều kiện kín khí.
3.4.2.2. Xác định tải trọng hấp phụ cực đại của vật liệu
Để tìm tải trọng hấp phụ cực đại của vật liệu tôi đã tiến hành khảo sát với các dung dịch NH4+
có nồng độ ban đầu (C0) khác nhau: 5ppm, 10ppm, 20ppm, 40ppm, 60ppm, 80ppm, 100ppm. Thực hiện q trình hấp phụ tĩnh.
- Thể tích dung dịch hấp phụ: 100 ml
- Khối lƣợng chất hấp phụ: 1g
- Thời gian hấp phụ: 3h
Bảng 3.6: Kết quả hấp phụ amoni của vật liệu VL2.
0 1 2 3 4 5 6 0 10 20 30 40 50 60 Cr ( m g /g ) Cl(ppm)