Từ kết quả thu được trong Bảng 3.4 và Hình 3.10 có thể thấy vật liệu nhơm oxit sau khi hoạt hoá cho bề mặt xốp hơn so với trước khi hoạt hố nhiệt. Như vậy, q trình làm sạch bề mặt, xử lý nhiệt tại 6000C là hợp lý, cấu trúc Spinel khuyết thiêu đặc trưng của γ-Al2O3 được bảo toàn. Nhiệt độ nung ở 6000C là phù hợp để hoạt hố cũng như đảm bảo tính đồng nhất, ổn định cho các mẫu vật liệu sau này. Tuy nhiên có thể thấy rằng vật liệu đã hoạt hoá nhiệt cho hiệu quá xử lý amoni chưa cao (cao nhất chỉ là 55,6%). Do đó, q trình biến tính bề mặt bằng chất hoạt động bề mặt mang điện tích âm và polime mang điện tích âm là cần thiết.
Kết quả ở Bảng 3.4 và Hình 3.10 cũng cho thấy, sau khi biến tính bề mặt vật liệu γ-Al2O3 bằng SDS hay PSS, khả năng xử lý amoni của vật liệu tăng lên đáng kể ở pH thấp. Đó là do, khi khơng biến tính bằng chất hoạt động bề mặt mang điện âm SDS hoặc polime âm điện PSS, khả năng tương tác giữa ion NH4+ và bề mặt γ-Al2O3 là chưa lớn (Hình 3.2) nên hiệu quả xử lý kém. Vật liệu γ-Al2O3 mang điện tích dương khá lớn tại pH = 4,0 [22] nhưng sau khi biến tính bằng chất hoạt động bề mặt mang điện tích âm SDS hoặc polymer âm điện PSS, q trình đổi chiều điện tích bề mặt nhơm oxit đã xảy
0,0 20,0 40,0 60,0 80,0 100,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 Hiệu suấ t (%) pH
ra làm bề mặt của vật liệu mang điện tích âm. Tại pH = 4,0 vật liệu SMA có hiệu suất xử lý hấp phụ cao nhất, đạt khoảng 84,39%.
Hình 3.10 cho thấy khi tăng pH từ 4,0 đến 8,0, hiệu quả xử lý hấp phụ của γ- Al2O3 tăng lên trong khi hiệu quả xử lý hấp phụ của SMA và PMA lại giảm đi. Đó là do bề mặt của γ-Al2O3 càng ngày càng âm điện tại môi trường pH cao do các tâm axit Brønsted và tâm axit Arrhenius trên bề mặt vật liệu đã tham gia phản ứng trung hòa với
môi trường xung quanh (xem theo Mục 1.6.3). Bên cạnh đó, SMA và PMA có sự canh
tranh của nhóm OH- đối với nhóm sunphat của SDS hay nhóm sunphonat của PSS trên bề mặt γ-Al2O3. Ở pH cao, nồng độ OH- lớn nên q trình thay thế nhóm sunphat hay sunphonat bằng OH- dễ dàng hơn. Kết quả là quá SDS hay PSS bị đẩy ra khỏi bề mặt γ- Al2O3 dẫn đến hấp phụ kém hay hiệu quả xử lý giảm. Ở giá trị pH nhỏ (pH = 3), q trình hồ tan γ-Al2O3 có thể đã diễn ra một phần nên hiệu quả xử lý ion amoni kém đi.
3.3.2. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình xử lý hấp phụ ion amoni của vật liệu SMA liệu SMA
3.3.2.1. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian hấp phụ
Vật liệu γ-Al2O3 sau khi xử lý sơ bộ bằng nhiệt và biến tính bằng SDS được cho vào bình tam giác 50ml. Sau đó, bổ sung thêm dung dịch chất chuẩn NH4Cl ( = 25ml) với nồng độ 10,00 ppm trong nền muối NaCl 0,001M (pH = 4,0).
Tiến hành khảo sát thời gian hấp phụ ion amoni trên vật liệu γ-Al2O3 đã được biến tính bằng SDS trong khoảng thời gian từ 30 phút đến 4 giờ, tại pH =4. Kết quả khảo sát thời gian cân bằng được cho ở Bảng 3.5 và Hình 3.11.
Bảng 3.5. Hiệu hiệu quả xử lý ion amoni theo thời gian của vật liệu SMA Thời gian (phút) C0 (NH4+) (ppm) Ce (NH4+) (ppm) H (%) 30 10,00 6,48 35,18
60 10,00 5,90 41,00 90 10,00 4,76 52,38 120 10,00 4,10 59,01 150 10,00 3,26 67,44 180 10,00 1,89 81,12 210 10,00 2,29 77,11 240 10,00 1,84 81,61