Ảnh chụp SEM của vật liệu VL2 xác định chính xác hình dạng và kích thƣớc vật liệu VL2 đƣợc chụp bằng kính hiển vi điện tử quét phân giải cao tại Viện khoa học công nghệ Việt Nam - 18 đƣờng Hoàng Quốc Việt cho ta các ảnh sau:
Hình 3.2: Bề mặt laterit biến tính nhiệt phủ MnO2 kích thƣớc nanomet phóng đại
Hình 3.3: Bề mặt laterit biến tính nhiệt phủ MnO2 kích thƣớc nanomet phóng đại
Hình 3.5: Bề mặt laterit biến tính nhiệt phủ MnO2 kích thƣớc nanomet phóng đại
Hình 3.6: Bề mặt laterit biến tính nhiệt phủ MnO2 kích thƣớc nanomet phóng đại So sánh hình 6 với các hình 7, 8, 9, 10, 11 ta thấy MnO2 có kích cỡ nanomet đƣợc phủ khá đồng đều trên bề mặt laterit, các hạt khơng bị co cum lại, điều này rất có lợi cho khả năng hấp phụ hoặc xử lý của vật liệu.
3.3. Khảo sát khả năng xử lý amoni của vật liệu VL1
3.3.1. Khảo sát khả năng xử lý amoni của vật liệu VL1 theo thời gian
Lấy 1g vật liệu VL1 cho vào 100ml dung dịch NH4+
có nồng độ 5ppm, pH=7. Tiến hành lắc nhẹ trong các khoảng thời gian 1, 2, 4, 5 giờ sau đó đem xác định nồng độ NH4+, NO2-, NO3-, tính hiệu suất của q trình xử lý NH4+
Bảng 3.1: Khảo sát khả năng xử lý amoni của vật liệu VL1 theo thời gian. Thời Thời gian lắc (giờ) CNH4+ (ppm) CNO2- (ppm) CNO3- (ppm) Hiệu suất xử lý NH4+ (%)
1 2,874 0,060 0,022 42,52
2 2,546 0,065 0,022 49,08
3 2,382 0,050 0,022 52,36
4 2,249 0,040 0,025 55,02
5 3,280 0,070 0,026 34,40
Hình 3.7: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc hiệu suất xử lý NH4+ trong dung dịch vào thời gian.
Qua bảng kết quả thấy rằng hiệu suất xử lý amoni đạt đƣợc cao nhất là 55% sau thời gian 4 giờ. Lƣợng NO2- và NO3- tạo ra gần nhƣ bằng không điều này đƣợc giải thích nhƣ sau: có rất nhiều nghiên cứu đã chứng minh đƣợc rằng vật liệu laterit có khả năng hấp phụ asen cũng nhƣ các kim loại nặng rất tốt, đặc biệt là khi MnO2 đƣợc mang lên laterit thì khả năng hấp phụ lại càng cao do đó khơng ngoại trừ trƣờng hợp laterit đƣợc mang MnO2 cũng có thể hấp phụ tốt amoni trong nƣớc. Nhƣ vậy trong thí nghiệm trên chúng tơi tiến hành khảo sát với nồng độ NH4+ là 5ppm thì lƣợng amoni mất đi ở đây chủ yếu là do quá trình hấp phụ, NO2- và NO3- đƣợc tạo ra khơng đáng kể hoặc có thể cịn có q trình oxi hóa NH4+
thành N2 xảy ra đồng thời với quá trình hấp phụ tuy nhiên lƣợng nhỏ NO2- và NO3- tạo ra cũng bị hấp phụ. Chính vì lí do đó chúng tơi tiến hành khảo sát khả năng xử lý amoni theo 2 hƣớng: thứ nhất là khảo sát khả năng hấp phụ của vật liệu và thứ hai là khảo sát khả năng hấp phụ oxi hóa amoni của vật liệu.
3.3.2.1. Xác định thời gian đạt cân bằng hấp phụ của vật liệu
Hiện tƣợng cân bằng hấp phụ ở một nồng độ nhất định là khả năng lấp đầy tối đa các trung tâm hấp phụ trên bề mặt chất hấp phụ. Để đạt đến trạng thái cân bằng, hệ hấp phụ cần có thời gian để các chất tan khuyếch tán đến bề mặt chất rắn. Để khảo sát vật liệu việc xác định thời gian đạt cân bằng là điều cần thiết trƣớc khi cho vật liệu hấp phụ.
Với mục đích xác định thời gian cân bằng hấp phụ, chúng tơi tiến hành khảo sát q trình hấp phụ theo thời gian của vật liệu nhƣ sau:
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). Thu đƣợc kết quả nhƣ bảng 3.1: