Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của dung lượng, hiệu suất và nồng độ ban đầu hấp phụ ion Fe3+ theo thời gian của các vật liệu được giới thiệu như trên hình 3.3 và hình 3.4
0,30 0,25 0,20 0,15 0,10 0,05
0,00 30 60 90 120 150 180 210
t (phút)
Hình 3.3a. Ảnh hưởng của thời gian đến dung lượng hấp phụ ion Fe3+ của các vật liệu.
Từ hình 3.3a ta thấy, khả năng hấp phụ tăng dần khi thời gian hấp phụ tăng. Cụ thể là: trong khoảng thời gian từ 0 → 120 phút dung lượng hấp phụ tăng tương đối mạnh từ 0,04 → 0,3 mg/g. Sau khoảng thời gian 120 phút dung lượng hấp phụ ion của các vật liệu tiếp tục tăng nhưng không đáng kể (PANi - BC từ 120 - 210 phút, q = 0,269 - 0,2645).
Chè PANi PANi - Chè
Chè PANi
PANi - Chè
H (% ) C t (m g/ l)
75 60 45 30 15
30 60 90 120 150 180 210
t (phút)
Hình 3.3b. Ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất hấp phụ ion Fe3+
của các vật liệu.
Từ hình 3.3b ta thấy, trong khoảng thời gian khảo sát thì PANi - BC có hiệu suất hấp phụ tăng mạnh nhất đạt giá trị từ 15 - 70 %. Hiệu suất hấp phụ tăng nhanh trong khoảng thời gian từ 0 → 120 phút đối với tất cả các vật liệu và sau khoảng thời gian 120 phút hiệu suất của nó tăng không đáng kể ( PANi - BC từ 120 - 210 phút, H% = 67,25 - 68,78%). Do vậy, tổng hợp kết quả cho thấy thời gian đạt cân bằng hấp phụ là 120 phút.
18 15 12 9 6 3
0 30 60 90 120 150 180 210
t (phút)
Hình 3.4. Ảnh hưởng của thời gian đến nồng độ hấp phụ ion Fe3+
của các vật liệu.
C t (m g/ l) H%
Quan sát trên hình 3.4 ta thấy, khi thời gian hấp phụ ion của các vật liệu tăng, nồng độ hấp phụ của ion giảm mạnh từ 18 → 5 mg/l. Vật liệu PANi - BC giảm mạnh nhất
Qua các số liệu kết quả trên cho thấy quá trình hấp phụ ion Fe3+ đã đạt tới trạng thái cân bằng. Vậy thời gian đạt cân bằng hấp phụ của quá trình là 120 phút. Kết quả này được sử dụng cho các thí nghiệm tiếp theo.
3.2.2. Ảnh hưởng của nồng độ ban đầu, C0
Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ ban đầu đến khả năng hấp phụ được thể hiện trong hình 3.5 và hình 3.6
35 BC
28 PANiPANi - BC
21 14 7
10 20 30 40 50
C0 (mg/l)
52,5 45,0 37,5 30,0 22,5
BC PANi
PANi - BC
10 20 30 40 50
Co (mg/l)
Hình 3.5. Ảnh hưởng của nồng độ ban đầu đến nồng độ cân bằng và hiệu suất hấp phụ của các vật liệu.
Sự phụ thuộc của nồng độ chất bị hấp phụ và hiệu suất của quá trình hấp phụ vào nồng độ ban đầu của chất bị hấp phụ được thể hiện trên hình 3.5.
Từ kết quả trên ta thấy, khi tăng nồng độ ban đầu của ion kim loại, nồng độ cân bằng tăng, hiệu suất hấp phụ giảm.
BC PANi PANi - BC
BC PANi PANi - BC
q ( m g/ g) q (m g/ g)
0,5 0,4 0,3 0,2 0,1
12,5 25,0 37,5 50,0
C0 (mg/l)
Hình 3.6. Ảnh hưởng của nồng độ ban đầu đến dung lượng hấp phụ của các vật liệu.
Khi tăng nồng độ ban đầu của ion kim loại, thì dung lượng hấp phụ đều tăng lên. Cụ thể: vật liệu BC có dung lượng tăng nhẹ nhất đạt giá trị từ 0,0798 → 0,402 mg/g, tiếp đến dung lượng hấp phụ của vật liệu PANi có giá trị từ 0,0987 → 0,4676 mg/g, vật liệu PANi - BC có dung lượng hấp phụ tăng mạnh nhất đạt giá trị từ 0,0996 → 0,518 mg/g.
3.2.3. Ảnh hưởng của pH
Quá trình hấp phụ bị ảnh hưởng rất nhiều bởi pH của môi trường. Sự thay đổi pH của môi trường dẫn đến sự thay đổi về bản chất của chất hấp phụ, Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của pH tới khả năng hấp phụ được thể hiện trong hình 3.7 và 3.8
0,25 0,20 0,15 0,10 0,05
3 4 5 6 7
pH
Hình 3.7. Ảnh hưởng của pH đến nồng độ cân bằng và dung lượng hấp phụ của các vật liệu.
BC PANi PANi - BC
H %
Ảnh hưởng của pH đến nồng độ cân bằng và dung lượng hấp phụ của vật liệu được thể hiện trong hình 3.7. Ta thấy, khi môi trường hấp phụ tăng từ 3 → 5, nồng độ cân bằng giảm, dung lượng hấp phụ tăng. Khi pH > 5, nồng độ cân bằng tăng dung lượng hấp phụ giảm.
60 40 20
3,0 4,5 6,0 7,5
pH
Hình 3.8. Ảnh hưởng của pH đến dung lượng hấp phụ của vật liệu.
Từ kết quả ta thấy, khi thay đổi môi trường pH, tại pH = 5 được thể hiện trong hình 3.8, khi pH có giá trị lớn hơn 5 hiệu suất của các vật liệu giảm nhanh.
Như vậy có thể nói môi trường tốt nhất để hấp phụ ion Fe3+ bằng vật liệu tổng hợp là môi trường axit có pH = 5.