Ta thấy ở vỏ trấu sau khi biến tớnh cú bề mặt xốp hơn rất nhiều so với vỏ trấu khi chƣa biến tớnh. Do đú đó làm tăng diện tớch bề mặt của vật liệu lờn rất nhiều, tạo điều kiện cho việc hấp phụ của vật liệu tốt hơn.
3.3.2. Ứng dụng vật liệu hấp phụ để tỏch, làm giàu và xỏc định lƣợng vết Hg(II) Hg(II)
3.3.2.1. Nghiờn cứu khả năng làm giàu lƣợng vết Hg(II) theo phƣơng phỏp tĩnh
Phƣơng phỏp tĩnh trong khảo sỏt khả năng hấp phụ vật liệu là cho một lƣợng pha rắn vào trong thể tớch xỏc định của dung dịch mẫu cần phõn tớch. Điều chỉnh mụi trƣờng thớch hợp, lắc hoặc khuấy dung dịch trong một thời gian nhất định để cho quỏ trỡnh phõn bố chất tan giữa 2 pha đạt tới trạng thỏi cõn bằng. Khả năng hấp phụ sẽ đƣợc đỏnh giỏ qua thụng số q gọi là dung lƣợng hấp phụ (mg/g). Cỏc yếu tố ảnh hƣởng đến dung lƣợng hấp phụ lần lƣợt đƣợc khảo sỏt là pH, thời gian lắc, nồng độ dung dịch ban đầu Hg(II).
a. Khảo sỏt ảnh hƣởng pH đến khả năng hấp phụ Hg(II) lờn vật liệu
Khảo sỏt ảnh hƣởng pH trong dung dịch đến khả năng hấp phụ Hg(II) lờn vật liệu hấp phụ từ đú cú thể đƣa ra cơ chế cho quỏ trỡnh hấp phụ. Chỳng tụi lấy 0,25g vỏ trấu biến tớnh (ERH) hoặc vỏ trấu chƣa biến tớnh (NRH) cho vào bỡnh nún thể tớch 250ml chứa 50ml Hg(II) 25ppm cú cỏc giỏ trị pH khỏc nhau (từ 1-7). Lắc cỏc bỡnh nún trờn trong 7 giờ, sau đú lọc và hỳt 2ml dung dịch sau khi lọc đem định lƣợng Hg(II) cũn lại bằng phƣơng phỏp trắc quang. Dung lƣợng hấp thụ Hg(II) đƣợc tớnh theo cụng thức sau:
q= (Co – Ce).V/m
Trong đú: q: Dung lƣợng hấp phụ (mg/g)
Co, Ce: Nồng độ ban đầu và nồng độ ở thời điểm cõn bằng (mg/l)
m: Khối lƣợng chất hấp phụ (g)
V: Thể tớch dung dịch chứa ion bị hấp phụ (l)
Kết quả nghiờn cứu ảnh hƣởng pH dung dịch đến dung lƣợng hấp phụ Hg(II) của vật liệu ERH và NRH đối với Hg(II) đƣợc chỉ ra trong bảng 3.14 và hỡnh 3.13.
Bảng 3.14: Ảnh hƣởng của pH đến sự hấp phụ của ion Hg(II) lờn vật liệu
pH 1 2 3 4 5 6 7 Vật liệu ERH Ce(mg/l) 9,40 6,08 2,75 1,18 1,11 1,14 1,13 q(mg/g) 3,12 3,78 4,45 4,76 4,78 4,77 4,77 Vật liệu NRH Ce(mg/l) 12,65 8,85 6,25 6,65 7,00 7,20 7,15 q(mg/g) 2,47 3,23 3,75 3,67 3,6 3,56 3,57
0 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 7 pH q (m g /g ) ERH NRH
Hỡnh 3.13: Ảnh hƣởng giỏ trị pH trong dung dịch đến sự hấp phụ của Hg(II) lờn vật liệu
Kết quả thu đƣợc trong bảng 3.14 và hỡnh 3.13 cho thấy, trong khoảng giỏ trị pH từ 1ữ7, dung lƣợng hấp phụ Hg(II) của vật liệu ERH tăng và gần nhƣ khụng đổi từ pH=4ữ7 và cú dung lƣợng hấp phụ lớn nhất ở pH=5. Vỡ sự hấp phụ ion kim loại phụ thuộc vào bản chất bề mặt chất hấp phụ. Ở mụi trƣờng pH thấp, bề mặt vật liệu bị proton húa cao mang điện tớch dƣơng OH2+ làm giảm khả năng hấp phụ Hg2+ của vật liệu. Trong khi tại mụi trƣờng pH cao hơn cú sự tƣơng tỏc tĩnh điện giữa cation Hg2+ và cỏc nhúm tớch điện õm (-COO-) trờn bề mặt vật liệu, do đú khả năng hấp phụ Hg2+ của vật liệu tăng.
Nhƣ vậy, cỏc nghiờn cứu tiếp theo đối với vật liệu ERH chỳng tụi điều chỉnh giỏ trị pH cả dung dịch mẫu bằng 5.
Cũn vật liệu NRH dung lƣợng hấp phụ Hg(II) tăng trong khoảng pH từ 1 đến 3 và đặt giỏ trị cực đại ở pH=3. Nhƣ vậy đối với vật liệu NRH nghiờn cứu tiếp theo chỳng tụi điều chỉnh giỏ trị pH cả dung dịch mẫu bằng 3.
b. Khảo sỏt thời gian đạt cõn bằng hấp phụ
Để xỏc định thời gian đạt cõn bằng hấp phụ Hg(II) lờn vật liệu. Chỳng tụi lấy 0,25g vật liệu hấp phụ cho vào bỡnh nún 250ml chứa 100ml Hg(II) 100ppm cú giỏ trị pH bằng 5 đối với vật liệu ERH, và pH bằng 3 đối với vật liệu NRH, thời gian lắc cỏc bỡnh trờn khỏc nhau từ 1ữ7giờ. Lọc dung dịch, định lƣợng Hg(II) cũn lại bằng phƣơng phỏp phổ hấp thụ phõn tử. Dung lƣợng hấp phụ Hg(II) phụ thuộc vào thời gian lắc đƣợc chỉ ra trong bảng 3.15 và hỡnh 3.14.
Bảng 3.15: Ảnh hƣởng thời gian đến khả năng hấp phụ Hg(II)
Thời gian (h) 1 2 3 4 5 6 7 q(mg/g) (ERH) 14,20 20,66 25,28 28,17 28,25 28,31 28,34 q(mg/g) (NRH) 6,35 10,66 14,21 16,15 17,49 17,52 17,57 0 5 10 15 20 25 30 1 2 3 4 5 6 7 pH q(mg/g) ERH NRH