CHƯƠNG 2 : THỰC NGHIỆM
2.5 Đánh giá khả năng hấpphụ
2.5.3 Xây dựng mơ hình hấpphụ đẳng nhiệt Langmuir và Frendlich
Trong đó: - q: Dung lượng hấp phụ(mg/g) - V: Thể tích dung dịch chất bị hấp phụ (l) - m: Khối lượng chất hấp phụ (g)
- C0: Nồng độ dung dịch ban đầu (mg/l) - Ce: Nồng độ dung dịch tại thời điểm t (mg/l)
2.5.2 Mô tả động học cho quá trình hấp phụ
Để xác định phương trình động học mơ tả q trình hấp phụ chất mầu trên than hoạt tính, chúng tơi sử dụng mơ hình động học bậc 1 và bậc 2 với phương trình như sau: Bậc 1: lg( ) lg( ) 1 2, 303 e t e k q q q t (2.6) Bậc 2: 2 2 1 1 t e e t t q k q q (2.7)
Trong đó: qe (mg/g) là dung lượng hấp phụ mầu của than hoạt tính, qt (mg/g) là dung lượng bị hấp phụ tại thời điểm t ( phút) và k1 (phút-1), k2 (g/(mg.phut)) là các hằng số.
2.5.3 Xây dựng mơ hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir và Frendlich
Để mơ tả q trình hấp phụ ở nhiệt độ khơng đổi người ta thường sử dụng các phương trình hấp phụ đẳng nhiệt. Các phương trình đẳng nhiệt được sử dụng phổ biến là Freundlich và Langmuir.
Sau khi xác định được thời điểm cân bằng từ đường động học hấp phụ, tiến hành xây dựng đường đẳng nhiệt hấp phụ.
Quy trình thực nghiệm:
Tiến hành thí nghiệm với 7- 10 nồng độ ban đầu (C0) chất bị hấp phụ khác nhau ( lựa chọn nồng độ chất mầu ở các nồng độ: 10;20; 40; 80; 100; 120;160; 180mg/l), cùng 1 lượng chất chất hấp thụ ( lựa chọn 1gam với VLHP1, 0,1 gam với VLHP2).
Các điều kiện khác (pH: 6,5 -7, nhiệt độ 30ºC, ổn định lực ion bằng dung dịch 1000mmol NaNO3/l), thể tích dung dịch thí nghiệm là 100ml, tốc độ khuấy 130vịng/phút trong mỗi thí nghiệm. Q trình hấp phụ với mỗi nồng độ ban đầu được tiến hành quá thời gian cân bằng hấp phụ (khoảng 5 – 10 % để đảm bảo hấp phụ đạt cân bằng). Sau khi đạt cân bằng, các mẫu được lọc để xác định nồng độ còn lại (chưa hấp phụ) sau khi cân bằng.
Như vậy, với mỗi nồng độ ban đầu C0 ta sẽ có một dung lượng hấp phụ ứng với nồng độ cân bằng tương ứng, từ đó biểu diễn sự phụ thuộc của dung lượng hấp phụ vào nồng độ cân bằng.
Xây dựng 2 mơ hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir và Freundlich. Để xác định mơ hình nào mơ tả tốt hơn q trình hấp phụ, ta xét giá trị hệ số tương quan R2 của đường tuyến tính. Hệ số R2 càng gần 1 thì mơ hình tương ứng phù hợp hơn.
Xác định tải trọng hấp phụ cực đại được tính từ phương trình đẳng nhiệt Langmuir dạng tuyến tính: e e e C q bq q C max max 1 1 (2.8)
Xác định các hằng số Kf và 1/n từ phương trình Freundlich dạng tuyến tính: ln qe = ln kf + (1/n) ln Ce (2.9)
Từ đó so sánh khả năng hấp phụ của kích thước vật liệu khác nhau. Xác định kích thước vật liệu có khả năng loại dung dịch mầu hiệu quả nhất để đưa vào các nghiên cứu một cách triệt để hơn. Đồng thời xác định khả năng hấp phụ với dung dịch mầu nào là tối ưu.