3.3. Khảo sát quá trình hấp phụ tĩnh
3.3.5. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ sunfua ban đầu
Nồng độ sunfua ban đầu của dung dịch cũng là một yếu tố ảnh hưởng không nhỏ đến khả năng hấp phụ của vật liệu, như có thể thấy sơ bộ từ thí nghiệm trên.Trong quá trình hấp phụ tĩnh, nồng độ ban đầu của sunfua trong dung dịch đóng vai trò quan trọng do sự chuyển động của các cấu tử trong dung dịch tuân theo quá trình chuyển khối giữa dung dịch và bề mặt chất hấp phụ. Chúng tôi đã tiến hành khảo sát ảnh hưởng của nồng độ sunfua ban đầu trong khoảng từ 10 ppm đến 150 ppm, kết quả được trình bày trong Bảng 3.16 và Hình 3.16 :
Bảng 3.16. Ảnh hưởng của nồng độ sunfua ban đầu đến khả năng hấp phụ của vật liệu
Co(ppm) Ce(ppm) qe(mg/g) c/q log qe log Ce
10,00 0,81 4,6 0,18 0,662 -0,092
30,00 8,13 10,94 0,74 1,039 0,910
50,00 21,60 14,20 1,52 1,152 1.335
70,00 36,35 16,83 2,16 1,226 1.561
100,00 61,88 19,06 3,25 1,280 1.792
120,00 79,13 20,44 3,87 1,311 1.898
130,00 89,13 20,44 4,34 1.311 1.950
140,00 99,25 20,38 4,87 1.309 1.997
150,00 108,75 20,63 5,27 1.314 2.036
Hình 3.16. Ảnh hưởng của nồng độ sunfua ban đầu đến khả năng hấp phụ của vật liệu.
Dựa vào đồ thị trên ta thấy ở khoảng nồng độ nhỏ, sự hấp phụ xảy ra rất nhanh và tốc độ hấp phụ ngày càng giảm ở khoảng nồng độ lớn. Khi nồng độ S2- tăng, khả năng hấp phụ của vật liệu cũng tăng đồng thời, nhưng đến một nồng độ nhất định nào đó sẽ đạt bão hòa vì vật liệu không hấp phụ được hơn nữa. Cụ thể trong thí nghiệm chúng tôi đã thực hiện, từ nồng độ sunfua là 130ppm trở lên dung lượng hấp phụ của vật liệu không tăng thêm nữa. Dạng đồ thị này có thể phù hợp với đường đẳng nhiệt hấp phụ Freundlich hoặc Langmuir. Để khẳng định sự hấp phụ là tuân theo cơ chế hấp phụ Freundlich hay Langmuir chúng tôi đã xây dựng đồ thị sự phụ thuộc của log qe vào log Ce và Ci/qi vào Ci như được biểu diễn trên hình 3.17 và hình 3.18:
Hình 3.17. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc log qe vào log Ce
Từ hình 3.17, có thể thấy log qe không phụ thuộc tuyến tính vào log Ce, với hệ số tương quan là 0,985 thấp hơn nhiều so với 1, cho thấy sự không phù hợp của kết quả thực nghiệm với mô hình lý thuyết Freundlich.
Hình 3.18. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc C/q vào C.
Từ hình 3.18, có thể thấy C/q phụ thuộc tuyến tính vào C, với hệ số tương quan là 0,996, cho thấy sự phù hợp của kết quả thực nghiệm với mô hình lý thuyết Langmuir và sự hấp phụ của S2- trên vật liệu là hấp phụ đẳng nhiệt đơn lớp.
Từ đồ thị trên, chúng tôi cũng đã tính được dung lượng hấp phụ cực đại của S2-trên vật liệu:
tgα = qmax = = 1/ 0,036 = 27,78 (mg/g)
Kết quả tính toán cho thấy, dung lượng hấp phụ cực đại sunfua của vật liệu là khá lớn. Kết quả này cho thấy triển vọng rất lớn của loại vật liệu này đối với việc xử lý sunfua trong các nguồn nước ô nhiễm hiện nay.
3.3.6. Khảo sát ảnh hưởng của ion lạ.
Trong thực tế trong mẫu nước bên cạnh S2- còn có mặt các anion khác với nồng độ tương đối lớn ví dụ như SO42-
, NO2-, NO3-, SO42-,..Để khảo sát khả năng gây ảnh hưởng của các ion lạ đến khả năng hấp phụ sunfua, chúng tôi đã tiến hành các thí nghiệm hấp phụ S2- khi có mặt các ion này ở các nồng độ khác nhau. Kết quả được trình bày trong Bảng 3.17 và Hình 3.19 :
Bảng 3.17. Ảnh hưởng của các ion lạ đến khả năng hấp phụ sunfua của vật liệu
Dd1:
S2- (20ppm)
Dd2:S2-(20ppm), (PO43-,SO42-NO3- ,NO2- :20ppm)
Dd3:S2-(20ppm), (PO43-,SO42-NO3- ,NO2- :40ppm)
Dd4:S2-(20ppm), (PO43-,SO42-NO3- ,NO2- :60ppm)
Dd5:S2-(20ppm), (PO43-,SO42-NO3- ,NO2- :80ppm)
Abs 0,696 0,541 0,409 0,226 0,132
C(ppm) 3,86 4,95 5,53 5,80 6,15
H(%) 80,70 75,25 72,35 71,00 69,30
Hình 3.19. Ảnh hưởng của các ion lạ đến hiệu suất hấp phụ S2-
Dựa vào hình trên ta thấy khi có mặt các ion lạ trong dung dịch ở cả 4 nồng độ khác nhau, khả năng hấp phụ S2- của vật liệu bị ảnh hưởng nhưng không đáng kể, hiệu suất hấp phụ biến thiên không nhiều. Sự giảm hiệu suất hấp phụ ở đây chủ yếu gây ra do sự hấp phụ cạnh tranh của ion PO43-, là ion cũng có khả năng hấp phụ tốt trên vật liệu Fe(OH)3.