Trong thí nghiệm này, chúng tơi thay đổi lượng vật liệu xúc tác Mn(1%)- ZnO là: 50mg, 100mg, 150mg , 200mg, 300mg, 250mg, 300mg và giữ cố định nồng độ dung dịch xanh metylen 10ppm là 100 ml; pH=10. Thí nghiệm tiến hành theo quy trình ở mục 2.3.4. Kết quả được chỉ ra trong bảng 3.4
Bảng 3.4 Ảnh hưởng của khối lượng chất xúc tác đến hiệu suất xử lý xanh metylen của vật liệu Mn(1%)- ZnO
Khối lƣợng chất xúc tác (mg) Thời gian (phút) 30 60 90 120 150 50 ABS 0,585 0,446 0,271 0,217 0,159
[xanh metylen]sau 2,67 2,03 1,22 0,97 0,70
Hiệu suất (%) 73,3 79,7 87,8 90,3 93,0
100
ABS 0,429 0,213 0,185 0,125 0,103
[xanh metylen]sau 1,95 0,95 0,82 0,54 0,44
Hiệu suất (%) 80,5 90,5 91,8 94,6 95,6
150
ABS 0,315 0,161 0,109 0,084 0,053
[xanh metylen]sau 1,42 0,71 0,47 0,35 0,21
Hiệu suất (%) 85,8 92,9 95,3 96,5 97,9
200
ABS 0,500 0,368 0,211 0,148 0,088
[xanh metylen]sau 2,28 1,67 0,94 0,65 0,37
Hiệu suất (%) 77,2 83,3 90,6 93,5 96,3
250
ABS 0,647 0,343 0,297 0,228 0,172
[xanh metylen]sau 2,96 1,55 1,34 1,02 0,76
Hiệu suất (%) 70,4 84,5 86,6 89,8 92,4
300
ABS 0,649 0,375 0,310 0,263 0,256
[xanh metylen]sau 2,97 1,70 1,40 1,18 1,15
Hình 3.7. Ảnh hưởng của khối lượng chất xúc tác đến hiệu suất xử lý xanh metylen
Từ kết quả trên ta thấy: khi khối lượng chất xúc tác tăng từ 50mg đến 150mg, hiệu suất xử lý xanh metylen tăng. Khi khối lượng chất xúc tác tiếp tục tăng từ 150 mg đến 300mg, hiệu suất xử lý xanh metylen lại giảm. Vậy khối lượng chất xúc tác là 150mg cho hiệu suất xử lý xanh metylen tốt nhất (97,9% với thời gian phản ứng 150 phút). Thêm nữa, ở mỗi khối lượng chất xúc tác, khi thời gian phản ứng tăng thì hiệu suất xử lý xanh metylen đều tăng.
Điều này có thể giải thích như sau: Khi lượng chất xúc tác ít thì tổng diện tích bề mặt tiếp xúc với thuốc nhuộm ít, do đó trung tâm hoạt động phân hủy màu cũng ít, kết quả là hiệu suất phân hủy chất màu thấp. Tuy nhiên, khi lượng chất xúc tác trong dung dịch tăng lên thì sự hỗn độn trong dung dịch cũng tăng lên. Điều này sẽ hạn chế ánh sáng xuyên qua và giảm sự chiếu xạ, kết quả là giảm hoạt tính quang xúc tác của vật liệu [28].
Qua việc phân tích kết quả trên, chúng tôi lựa chọn 150 mg là lượng chất xúc tác tối ưu cho các khảo sát về sau.