Từ đồ thị cho thấy ta có thể xác định tải trọng hấp phụ cực đại : Q4max = 1/0,2963 = 3,375 mg/g
Qua khảo sát dung lƣợng hấp phụ ion asenat của các vật liệu cho thấy khả năng hấp phụ As của các vật liệu nhƣ sau:
Vật liệu Qmax
AC-1 5.708
AC-2 4.918
AC-3 4.902
AC-4 3.375
Nhƣ vậy than khi bị oxi hóa thì trên bề mặt tạo thành các nhóm cacboxylic, càng oxi hóa sâu thì nhóm cacboxylic càng nhiều, khi tiến hành rửa bằng kiềm thì các nhóm cacboxylic chuyền thành dạng muối cacboxylat trên bề mặt than, các nhóm muối thì khả năng phân ly tốt hơn các nhóm axit , do vậy muối dễ tan tạo bề mặt âm, ƣu tiên hấp phụ dƣơng hơn, do vậy AC-1 hấp phụ asen dƣới dạng ion asenat tốt nhât so với các vật liệu đƣợc oxi hóa sâu sắc hơn hoặc chuyển sang dạng muối natri của nhóm axit cacboxylic.
y = 0.296x + 1.574 R² = 0.998 0 5 10 15 20 25 30 0 20 40 60 80 100 Cf/Q4 Cf
KẾT LUẬN
Sau q trình làm luận văn, chúng tơi rút ra một số kết luận về khả năng biến tính than hoạt tính làm vật liệu xử lý amoni và asen trong nƣớc nhƣ sau :
1. Đã tiến hành nghiên cứu biến tính than hoạt tính bằng HNO3 3 M và tiếp theo bằng KMnO4 1N, oxi hóa bề mặt than hoạt tính để tăng tính ƣa nƣớc và chuyển các nhóm chức -COH, -COH, -CO...thành các nhóm –COOH. 2. Từ than sau oxi hóa, 4 loại vật liệu đã đƣợc chế tạo đó là hai vật liệu than
hoạt tính oxi hóa bằng HNO3 để nguyên dạng axit và chuyển dạng thành muối natri (AC-1 và AC-2); hai vật liệu than hoạt tính sau khi oxi hóa bằng HNO3 tiếp tục oxi hóa thêm bằng KMnO4 để nguyên dạng axit và chuyển thành dạng muối natri (AC-3 và AC-4).
3. Đã tiến hành khảo sát khả năng hấp phụ amoni (cation) với vật liệu than biến tính. Kết quả cho thấy khả năng hấp phụ là khá cao và tăng dần từ vật liệu AC-1 đến AC-4, kết quả thu đƣợc do than đƣợc oxi hóa tạo trên bề mặt các nhóm axít yếu (COOH) đối với vật liệu AC-1 và AC-3, đối với AC-2 và AC- 4 tạo bề mặt muối( COONa) và khả năng phân ly của muối(COONa) tốt hơn khả năng phân ly của nhóm axít yếu do đó AC-2 tạo nhiều trung tâm hấp phụ âm hơn AC-1, AC-4 nhiều hơn AC-3. Và vật liệu AC-1 , AC-2 chỉ đƣợc oxi hóa bằng HNO3 oxi hóa bề mặt than ít hơn, AC-3, AC-4 vừa đƣợc oxi hóa bằng HNO3 và KMnO4 , oxi hóa bề mặt than tốt hơn, tạo ra nhiều trung tâm hấp phụ hơn AC-1 và AC-2.
4. Đã tiến hành khảo sát khả năng hấp phụ anion asenat, các vật liệu đều cho khả năng hấp phụ kém hơn so với ion amoni và giảm dần từ vật liệu AC-1 đến AC-4. Đây là do than khi than vừa đƣợc oxi hóa bằng HNO3 và KMnO4 thì tạo nhiều ra nhiều trung tâm hấp phụ trên bề mặt than, tuy nhiên các trung tâm hấp phụ là các trung tâm hấp phụ âm, do đó ƣu tiên cho hấp phụ dƣơng nên đối với ion asenat thì tải trọng hấp phụ giảm dần từ Q1 đến Q4.
5. Bƣớc đầu khảo sát đánh giá khả năng xử lý amoni của vật liệu bằng kỹ thuật hấp phụ trên cột với mẫu nhân tạo.
6. Đã tiến hành khảo sát khả năng tái sinh vật liệu đối với than hấp phụ amoni là rất tốt. Vật liệu tái sinh lần đầu vẫn đạt hiệu suất trên 85%.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tài liệu tiếng Việt
1. Vũ Ngọc Ban(2007), Giáo trình thực tập Hóa lí, Nhà xuất bản Đại học quốc gia Hà nội, Hà Nội.
2. Phạm Nguyên Chƣơng(chủ biên)( 2002), Hóa Kỹ Thuật, Nhà xuất bản khoa
học kỹ thuật, Hà Nội.
3. Trần Văn Nhân, Nguyễn Thạc Sửu, Nguyễn Văn Tuế(2004), Hóa lí. Tập hai. Nhà xuất bản giáo dục, Hà Nội.
4. Nguyễn Đình Triệu(1999), Các phương pháp vật lý ứng dụng trong hóa học. Nhà xuất bản đại học quốc gia Hà Nội, Hà Nội.
5. Vũ Xuân Thiều(2012),‘’Hiện trạng ô nhiễm asen trong nƣớc ngầm tại Hà Nội’’, Trung tâm quy hoạch và điều tra tài nguyên quốc gia, Bộ Môi trường và
tài nguyên
Tài liệu tiếng Anh
6. Bansal R.C. , Goyal M.(2005), “Activated Carbon Adsorption”, Taylor & Francis Group,USA.
7. Biniak S.(1997), “The characterization of activated carbons with oxygen and nitrogen surface groups”, Carbon, Vol. 35(12), pp.1799-1810.
8. Cerovic Lj.S. et al(2007), “Point of zero charge of different carbides”,
Colloids and surfaces A, 297, pp.1 – 6.
9. Chen J. P. et al(2003), ”Surface modification of a granular activated carbon by citric acid for enhancement of copper adsorption”, Carbon,41, pp. 1979–1986. 10. Chingombe P., Saha B., Wakeman R.J. (2005), “Surface modification and characterisation of a coal-based activated carbon”, Carbon, 43, pp. 3132–3143. 11. Figueiredo J.L., Pereira M.F.R., Freitas M.M.A., Orfao J.J.M.( 1999), ”Modification of the surface chemistry of activated carbons”, Carbon, 37,
12. Li Y.H., Lee C.W., Gullett B.K.( 2003), “Importance of activated carbon’s oxygen surface functional groups on elemental mercury adsorption”, Fuel, 82,
pp. 451–457.
13. Liu S.X., Chen X., Chen X.Y., Liu Z.F., Wang H.L.( 2007), “Activated carbon with excellent chromium(VI) adsorption performance prepared by acid– base surface modification”, Journal of Hazardous Materials, 141, pp. 315–319. 14. Marsh Harry, Rodriguez-Reinoso Francisco(2006), “Activated Carbon”, Elsevier, Spain.
15. Matsumoto Masafumi et al(l994), “Surface modification of carbon whiskers by oxidation treatment”, Carbon, Vol. 32 (I), pp. 111-118.
16. Mei S.X., et al(2008), “Effect of surface modification of activated carbon on its adsorption capacity for NH3”, J China Univ Mining & Technol, (18), pp.
0261–0265.
17. Moreno C. (2000), “Changes in surface chemistry of activated carbons by wet oxidation”, Carbon, 38, pp. 1995–2001