Có 4 dạng cơ chế hấp phụ chính là các kiểu hấp phụ L, S, C, H [50, 54]. - Kiểu L (Langmuir isotherm) kiểu đồ thị hấp phụ của loại này là độ dốc đường hấp phụ giảm dần khi nồng độ kim loại trong dung dịch tăng, khi tăng nồng độ thì các vị trí hấp phụ trên bề mặt của vật liệu hấp phụ được lấp đầy, điều này chỉ ra sự hiệu quả của vật liệu hấp phụ cao với nồng độ của chất bị hấp phụ thấp, sau đó thì dung lượng hấp phụ giảm khi nồng độ chất bị hấp phụ tăng.
- Kiểu S, đồ thị hấp phụ của loại này là độ dốc đường hấp phụ ban đầu tăng tỷ lệ với nồng độ chất bị hấp phụ, nhưng sau đó giảm và gần như bằng 0 khi các vị trí hấp phụ trên bề mặt bị lấp đầy.
- Kiểu C (Freundlich isotherm) là kiểu hấp phụ chỉ ra được cơ chế hấp phụ ở đó các chất hấp phụ có sự tham gia của pha dung dịch đệm mà không phải là lực liên kết bề mặt giữa vật liệu hấp phụ và chất bị hấp phụ (ví dụ gây ra hiện tượng kết tủa của chất bị hấp phụ).
- Kiểu H (ái lực cao – high-affinity isotherm) chỉ ra liên kết mạnh giữa vật liệu hấp phụ và chất bị hấp phụ (inner-sphere complexes).
Phương trình đẳng nhiệt Langmuir: 1 qe = 1 qm KL Ce + 1 qm
Trong đó, Ce (mg/l) là nồng độ chất bị hấp phụ tại thời điểm cân bằng, qe (mg/kg) là dung lượng hấp phụ tại thời điểm cân bằng, qm (mg/kg) là dung lượng hấp phụ cực đại, KL là hằng số hấp phụ Langmuir.
Dạng tuyến tính của phương trình Langmuir:
Ce qe = Ce qm + 1 Kaqm
Mơ hình hấp phụ đẳng nhiệt Freundlich
Phương trình hấp phụ Freundlich: qe = KF . Ce1/n
Khi KF = qe khi Ce = 1 đơn vị, hay KF là dung lượng hấp phụ khi Ce = 1. Giá trị KF lớn đồng nghĩa với hệ có khả năng hấp phụ cao, n là đại lượng đặc trưng cho tương tác hấp phụ của hệ, giá trị n lớn (1/n nhỏ) thể hiện lực tương tác hấp phụ rất mạnh. Dạng tuyến tính của phương trình:
lnqe lnKF + 1
𝑛 lnCe
Trong đó, KF là hằng số đẳng nhiệt hấp phụ Freundlich, Ce (mg/l) là nồng độ chất bị hấp phụ ở trạng thái cân bằng, qe (mg/g) là dung lượng hấp phụ của vật liệu ở thời điểm cân bằng, 1/n (n > 1, g/L) là thơng số cường độ Freundlich.
2.5.1.7. Thí nghiệm hấp phụ cột Thiết kế thí nghiệm
Thí nghiệm hấp phụ cột được tiến hành sử dụng vật liệu dạng hạt trong điều kiện dòng chảy liên tục, và vận tốc dịng chảy là khơng đổi. Các vật liệu hấp phụ được sử dụng trong thí nghiệm bao gồm: SBC2-R-15S, SBC2-400 và SBC2-400- 10S. Sơ đồ thí nghiệm hấp phụ cột được mơ tả trong hình 2.9 [47, 69, 89, 117].