Chương 2 THỰC NGHIỆM
2.5. Nghiên cứu khả năng hấp phụ Pb2+ của vật liệu Cu0.5Mg0.5Fe2O4
2.5.1. Ảnh hưởng của sự thay thế Cu2+ bởi Mg2+ đến dung lượng hấp phụ
Cho 0,1 g vật liệu Cu1-xMgxFe2O4 (x = 0; 0,1; 0,3; 0,5; 0,7; 0,9, 1) vào các bình tam giác chứa 50 mL dung dịch Pb2+ nồng độ 23 mg/L ở pH = 7. Đặt các bình tam giác lên máy lắc (tốc độ 100 vòng/phút) trong 180 phút ở nhiệt độ phòng (T = 25 o
C). Sau đó, tách vật liệu ra khỏi dung dịch bằng nam châm và xác định nồng độ Pb2+
2.5.2. Ảnh hưởng của pH đến dung lượng hấp phụ Pb2+ của vật liệu
Cho 0,1 g vật liệu Cu0.5Mg0.5Fe2O4 vào 5 bình tam giác chứa 50 mL dung dịch Pb2+
nồng độ 20 mg/L ở các giá trị pH lần lượt là 3, 5, 7, 9, 11 (được điều chỉnh bằng dung dịch HCl 0,1M và NaOH 0,1M). Đặt các bình tam giác lên máy lắc (tốc độ 100 vòng/phút) trong 180 phút ở nhiệt độ phịng. Sau đó, tách vật liệu ra khỏi dung dịch bằng nam châm và xác định nồng độ Pb2+ trong dung dịch sau hấp phụ.
2.5.3. Đẳng nhiệt hấp phụ Pb2+ của vật liệu
Nghiên cứu quá trình đẳng nhiệt hấp phụ Pb2+
của vật liệu Cu0.5Mg0.5Fe2O4 được tiến hành như sau: cho 0,1 g Cu0.5Mg0.5Fe2O4 vào các bình tam giác chứa 50 mL dung dịch Pb2+ có nồng độ thay đổi từ 7 mg/L đến 85 mg/L ở pH = 7. Đặt các bình tam giác lên máy lắc (tốc độ 100 vòng/phút) trong 180 phút ở nhiệt độ phịng. Sau đó, tách vật liệu ra khỏi dung dịch bằng nam châm và xác định nồng độ Pb2+
trong dung dịch sau hấp phụ.
Phương trình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir và Freundlich được mô tả như sau [69]: 1 . e e e m L m C C q q K q (2.3) 1
logqe logKF .logCe n
(2.4)
Trong đó:
qm - dung lượng hấp phụ cực đại (mg/g);
qe - dung lượng hấp phụ tại thời điểm cân bằng (mg/g); Ce - nồng độ Pb2+ tại thời điểm cân bằng (mg/L);
KL - hằng số hấp phụ Langmuira (L/mg); KF - hằng số hấp phụ Freundlich (mg/g); n - hằng số.
2.5.4. Động học hấp phụ của vật liệu
Nghiên cứu động học hấp phụ Pb2+ của vật liệu Cu0.5Mg0.5Fe2O4 được tiến hành như sau: cho 0,1 g Cu0.5Mg0.5Fe2O4 vào các bình tam giác chứa 50 ml dung dịch Pb2+
có nồng độ 80 mg/L ở pH = 7. Đặt các bình tam giác lên máy lắc (tốc độ 100 vòng/phút) trong 180 phút ở nhiệt độ phòng. Sau các khoảng thời gian t = 10, 30, 45, 60, 120, 240 và 360 phút lấy 1 bình ra và tách vật liệu ra khỏi dung dịch bằng nam châm, xác định nồng độ Pb2+
trong dung dịch sau hấp phụ.
2.5.5. Khả năng tái sử dụng của vật liệu Cu0.5Mg0.5Fe2O4
Đánh giá khả năng tái sử dụng của vật liệu trong hấp phụ Pb2+
được tiến hành như sau: Cho 0,1 g vật liệu Cu0,5Mg0,5Fe2O4 vào bình tam giác chứa 50 ml dung dịch Pb2+
nồng độ 20 mg/L ở pH = 7. Đặt bình tam giác lên máy lắc (tốc độ 100 vòng/phút) trong 180 phút ở nhiệt độ phịng. Sau đó, tách thu hồi vật liệu ra khỏi dung dịch bằng nam châm và được ngâm rửa trong 10 mL HCl 0,1M. Sau 60 phút, tách vật liệu ra khỏi dung dịch HCl và rửa lại bởi nước đến khi hết axit HCl, tiếp theo vật liệu được sấy khô ở 100 o
C trong 2 giờ và được tái sử dụng cho chu kỳ tiếp theo như quy trình trên [204].
2.5.6. Đánh giá khả năng hấp phụ chọn lọc của vật liệu Cu0.5Mg0.5Fe2O4
Vật liệu Cu0.5Mg0.5Fe2O4 được nghiên cứu tính hấp phụ chọn lọc bằng cách cho 0,1 g vật liệu Cu0.5Mg0.5Fe2O4 vào bình tam giác chứa 50 mL dung dịch có các ion kim loại Pb2+
, Mg2+, Ca2+, Na+, K+ cùng nồng độ ban đầu là 20 mg/L. Đặt bình tam giá lên máy lắc (tốc độ 100 vòng/phút) trong 180 phút ở nhiệt độ phịng, sau đó tách vật liệu và xác định nồng độ các ion kim loại trong dung dịch.