Nhận xét: Ở nhiệt độ sục khí là 5℃ mẫu số 02 có hoạt độ hấp phụ tăng 14,19% so với mẫu số 01. Nhiệt độ sục khí là 10℃ mẫu số 02 có hoạt độ hấp phụ tăng 21,28% so với mẫu số 01. Nhiệt độ sục khí là 15℃ mẫu số 02 có hoạt độ hấp phụ tăng 5,76% so với mẫu số 01. Nhiệt độ sục khí là 20℃ mẫu số 02 có hoạt độ hấp phụ tăng 17,55% so với mẫu số 01.
Các kết quả trên cho thấy rằng mẫu than hoạt tính dạng vải có hiệu quả tốt hơn mẫu than hoạt tính gáo dừa truyền thống. Với khối lượng riêng nhẹ và độ linh động cao, than hoạt tính dạng vải có tiềm năng lớn trong việc sử dụng vào thiết bị lọc gọn nhẹ, dễ thay thế và bảo trì.
0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 1 2 3 4 0,272 0,281 0,294 0,277 0,317 0,357 0,312 0,336 H oạ t đ ộ hấ p ph ụ (g /g ) Mẫu
Biểu đồ so sánh khả năng hấp phụ mẫu số 01 và mẫu số 02
43
CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN 4.1 Kết luận 4.1 Kết luận
1) Khảo sát khả năng hấp phụ hơi Toluen trên than hoạt tính ở các nhiệt độ khác nhau.
Thời gian hấp phụ diễn ra nhanh hay chậm phụ thuộc vào nhiệt độ bình sục khí N2/Toluen. Ở nhiệt độ sục khí 5℃, q trình hấp phụ xảy ra chậm, hấp phụ đạt trạng thái cân bằng sau 100 phút. Ở nhiệt độ sục khí 20℃ hấp phụ diễn ra nhanh hơn, chỉ sau 40 phút, hấp phụ đạt trạng thái cân bằng. Tại nhiệt độ sục khí 15℃, kết quả hoạt độ hấp phụ cao nhất (q = 0,294 g/g), quá trình hấp phụ kết thúc sau 60 phút.
2) Nghiên cứu mơ hình đẳng nhiệt hấp phụ
Dựa vào kết quả thu được sau khi xử lý số liệu thực nghiệm, ta nhận thấy mơ hình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir phù hợp với quá trình với hệ số tương quan R2=0,9919.
Xây dựng được đường đẳng nhiệt hấp phụ dựa vào phương trình Langmuir tìm được. Đường đẳng nhiệt hấp phụ có hình dạng giống với đường loại I theo phân loại IUPAC. Từ đây ta có thể rút ra nhận xét rằng, liên kết giữa Toluen và than hoạt tính là liên kết vật lý. Điều này rất có ý nghĩa trong việc nghiên cứu quá trình giải hấp giữa Toluen và than hoạt tính với mục đích hồn nguyên than hoạt tính, giúp tiết kiệm được chi phí xử lý khí.
3) Nghiên cứu động học quá trình
Trong hai mơ hình động học bậc nhất và bậc hai, kết quả xử lý số liệu cho thấy mơ hình động học bậc nhất mơ tả tốt số liệu thực nghiệm với hệ số tương quan R2 (0,8799 – 0,9716) cao hơn so với hệ số tương quan R2 (0,7397 – 0,8872) của mơ hình động học bậc 2. Điều này giải thích cho ta rằng, tốc độ hấp phụ phụ thuộc vào nồng độ của chất bị hấp phụ. Cho nên nếu ta muốn quá trình diễn ra nhanh hay chậm chỉ cần tăng hoặc giảm nhiệt độ bình sục khí N2/Toluen.
4) Biến tính bằng dung dịch NaOH và H2SO4
Trong điều kiện nhiệt độ dung dịch được cố định 30℃, thay đổi nồng độ dung dịch (1M;10M)
Ở nồng độ dung dịch 1M hay 10M thì khả năng hấp phụ hơi của các mẫu than sau khi biến tính đều giảm so với các mẫu ban đầu. Có thể sau khi biến tính,, các lỗ xốp của than hoạt tính được lấp đầy bởi các ion Na+/SO42- dẫn tới giảm diện tích bề mặt.
Trong điều kiện nồng độ dung dịch cố định(10M); thay đổi nhiệt độ dung dịch (70℃)
Kết quả cho ta thấy, hoạt độ hấp phụ của các mẫu được xử lý bằng NaOH/H2SO4 đều tăng so với các mẫu biến tính ở nhiệt độ dung dịch 70℃. Trong đó mẫu được biến tính bằng NaOH cho khả năng hấp phụ cao hơn mẫu biến tính bằng H2SO4. Có thể trong q trình biến tính các mẫu với NaOH ở nhiệt độ cao đã xảy ra phản ứng trao đổi ion giữa anion trong
44 dung dịch với các nhóm carboxylic (-COOH) trên bề mặt than hoạt tính, làm tăng diện tích bề mặt than, dẫn tới tăng hoạt độ hấp phụ.
5) Khảo sát khả năng hấp phụ trên than hoạt tính dạng vải
Từ kết quả thực nghiệm ta thấy, khả năng hấp phụ khí N2/Toluen trên than hoạt tính dạng vải đều cao hơn so với than hoạt tính dạng hạt.
4.2 Hướng phát triển của đồ án trong tương lai
Dựa vào một số kết luận mà em thu thập được thông qua q trình nghiên cứu, em có thể đưa ra một vài phương án nghiên cứu nhằm mục đích nâng cao khả năng xử lý Toluen trên than hoạt, cụ thể như sau:
Phương án 1: Biến tính than hoạt tính với dung dịch NaOH có nồng độ 10M, nhiệt độ 70℃ ở các khoảng thời gian 8h; 12h; 24h.
Phương án 2: Biến tính than hoạt tính dạng vải với dung dịch NaOH có nồng độ 10M, nhiệt độ 70℃ ở các khoảng thời gian 4h; 8h; 12h; 24h.
Ngoài ra, những nghiên cứu sâu hơn về đặc tính hố vật liệu cũng có thể được tiến hành để hiểu rõ hơn về tính chất bề mặt của các mẫu than hoạt tính.
45
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Toluen là gì? Tính chất và ứng dụng trong cơng nghiệp(2020), từ
https://ghgroup.com.vn/toluen-la-gi-tinh-chat-va-ung-dung-trong-cong-nghiep/, truy cập [10/08/2022]
[2] Viện Sức khoẻ nghề nghiệp và môi trường( 29/10/2017), từ https://bom.so/6NkUyU , truy cập [10/08/2022]
[3] Sherman Burke(2017) .The removal of dissolved substances from solution using adsorbents such as activated carbon, từ
https://slideplayer.com/slide/12979321 , truy cập [10/08/2022]
[4] Nguyễn Bin(2008). Các quá trình, thiết bị trong cơng nghệ hố chất và thực phẩm tập 4. Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật.
[5] Nguyễn Đức Vũ Quyên(2018). Nghiên cứu tổng hợp, biến tính vật liệu cacbon nano ống và ứng dụng. Luận án tiến sĩ hoá học, chun nghành hố vơ cơ, trường Đại học Huế, Trường Đại Học Sư Phạm.
[6] Phạm Ngọc Anh(2010). Nghiên cứu kỹ thuật cơng nghệ chuyển hố các vật liệu chứa cacbon trong sản xuất cacbon hoạt tính. Luận án tiến sỹ kỹ thuật, chuyên nghành quá trình và thiết bị cơng nghệ hố học, trường Đại học Bách Khoa Hà Nội.
[7] 6 ứng dụng của than hoạt tính(2020), từ https://activatedcarbon.vn/ung-dung- cua-than-hoat-tinh.htm , truy cập [10/08/2022]
[8] Mohamed Nouri(2021). Potentials and challenges of date pits as alternative environmental clean-up ingredients. Springer Review article
[9] Mohammad Saled Shafeeyan, Wan Mohd Ashi Wan Daud, Amirhossein Houshmand, Ahmad Shamiri(2010). A review on surface modification of active carbon for carbon dioxide adsorption. Journal of Analytical and Applied
Pyrolysis.
[10] Vapor Pressure Estimates – Using Antoine Equation, từ https://vacuu- lan.com/vapor-pressure-estimates-antoine-equation/, truy cập [10/08/2022]