5. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài
2.5 Khảo sát ảnh hƣởng của các thông số hấp phụ
Trong đó:
qt và qe lần lƣợt là dung lƣợng hấp phụ tại thời điểm t và cân bằng
k1 (phút-1) và k2 (g mg-1 phút-1) là hằng số vận tốc bậc 1 và bậc 2
t (phút): thời gian hấp phụ
Để tìm ra mơ hình đẳng nhiệt hấp phụ phù hợp mơ tả quá trình hấp phụ phục vụ cho việc thiết kế quá trình hấp phụ trong thực tế, mơ hình đẳng nhiệt Langmuir và Freundlich đã đƣợc sử dụng để phân tích dữ liệu hấp phụ ở trạng thái cân bằng. Phƣơng trình Langmuir (2.6), và Freundlich (2.7) đƣợc trình bày dƣới đây:
(2.6) (2.7) Trong đó: qm (mg g -1) là dung lƣợng hấp phụ lớn cực đại; KL (L mg -1) và K F [(mg g -1 ).(L mg -1 )1/n ] lần lƣợt là hằng số Langmuir và Freundlich;
n (không thứ nguyên) là thông số Freundlich thể hiện cƣờng độ hấp phụ.
Các thông số về nhiệt động học gồm: năng lƣợng tự do Gibbs (ΔG (kJ mol-1 ), entanpy (ΔH (kJ mol-1)) và entropy (ΔS (J mol-1K-1)) sử dụng phƣơng trình (2.8 và 2.9):
(2.8) (2.9)
Trong đó:
KC là hằng số cân bằng đƣợc xác định bởi tỉ số (Cs /Ce ), với
Cs và Ce (mg L-1) lần lƣợt là nồng độ MB trong chất hấp phụ và trong dung dịch ở trạng thái cân bằng;
R (8.314 J mol-1K-1) là hằng số khí;
T (K) là nhiệt độ tuyệt đối
Các giá trị Δ H và Δ S đƣợc suy ra từ đồ thị của ln Kc so với 1/T lần lƣợt là hệ số góc và hệ số chặn.
2.5 Khảo sát ảnh hƣởng của các thông số hấp phụ
Ảnh hƣởng của các thông số hấp phụ bao gồm: nhiệt độ, thời gian, nồng độ MB và pH đến tính chất hấp phụ của vật liệu Cu/Fe3O4@CRC đối với MB đƣợc nghiên cứu bằng cách thay đổi thông số đƣợc khảo sát và cố định các thơng số cịn lại. Điều kiện tiến hành thí nghiệm đƣợc trình bày cụ thể dƣới đây:
Khảo sát pH của quá trình hấp phụ 2.5.1
pH 3-9, nồng độ MB 200 mg L-1, lƣợng chất hấp phụ 50 mg/50 mL, thời gian hấp phụ 40 phút, nhiệt độ hấp phụ 25 oC.
Khảo sát nhiệt độ của quá trình hấp phụ 2.5.2
pH 7, nồng độ MB 200 mg L-1, lƣợng chất hấp phụ 50 mg/50 mL, thời gian hấp phụ 40 phút, nhiệt độ hấp phụ 25, 35, 45 và 55 oC.
Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian 2.5.3
pH 7, nồng độ MB 200 mg L-1, lƣợng chất hấp phụ 50 mg/50 mL, thời gian hấp phụ 0-100 phút, nhiệt độ hấp phụ 25 o
C.
Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ 2.5.4
pH 7, nồng độ MB 25-300 mg L-1, lƣợng chất hấp phụ 50 mg/50 mL, thời gian hấp phụ 40 phút, nhiệt độ hấp phụ 25 o
2.6 Khảo sát ảnh hƣởng của điều kiện quang Fenton xúc tác
Ảnh hƣởng của pH đƣợc nghiên cứu ở các giá trị pH ban đầu khác nhau tại 2, 4, 6 và 8 đƣợc điều chỉnh bằng 0.1 mol L−1 NaOH và 0.1 mol L−1 HCl. Liều lƣợng chất xúc tác đƣợc khảo sát trong một phạm vi từ 0.1 g L-1 đến 1.0 g L-1. Ảnh hƣởng nồng độ MB ban đầu và nồng độ H2O2 lần lƣợt đƣợc thay đổi trong khoảng 20–80 mg L−1 và 1.0–8.0 mmol L −1. Các thông số còn lại đƣợc giữ ở điều kiện tối ƣu. Điều kiện cụ thể đƣợc trình bày ở phần kết quả và thảo luận.