2. Đánh giá khả năng hấp phụ amoni, asen, sắt và mangan của oxit hỗn hợp
2.1. Khả năng hấp phụ amoni, asen, sắt và mangan của LaMnO 3
2.1.3. Hấp phụ Fe(III) trên LaMnO 3
Thời gian đạt cân bằng hấp phụ: Các thí nghiệm được tiến hành tương tự như với amoni, asen. Sự phụ thuộc nồng độ Fe(III) còn lại vào thời gian được biểu diễn trên hình 3.25 và phụ lục 2.
Hình 3. 25. Sự phụ thuộc nồng độ Fe(III) còn lại vào thời gian hấp phụ sắt trên LaMnO3
Từ hình 3.25 cho thấy thời gian đạt cân bằng của hấp phụ Fe(III) trên LaMnO3 là 60 phút.
Dung lƣợng hấp phụ đối với Fe(III): Thí nghiệm được tiến hành tương tự như với asen, amoni. Các kết quả xác định dung lượng hấp phụ Fe(III) của vật liệu LaMnO3 được đưa ra trong bảng 3.5.
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2
0 10 20 30 40 50 60 70 80
Thời gian hấp phụ (phút)
Nồng độ còn lại (mg/l)
Đ-ờng đẳng nhiệt hấp phụ langmuir q = Qmax.b.Cf/(1+b.Cf)
r^2=0.99907567 DF Adj r^2=0.99838242 FitStdErr=1.5112427 Fstat=2702.1495 Qmax = 104.88
b = 0.022
0 50 100 150 200
Nồng độ sắt còn lại Cf (mg/l) 0
25 50 75 100 125
Dung l-ợng hấp phụ q (mg/g)
0 25 50 75 100 125
Dung l-ợng hấp phụ q (mg/g)
Bảng 3.5. Dung lượng hấp phụ Fe(III) của LaMnO3
Ci(mg/l) Cf(mg/l) qbh(mg/g) Ci(mg/l) Cf(mg/l) qbh(mg/g)
1,02 0,06 1,88 99,86 61,15 77,42
10,05 4,96 10,18 151,15 103,16 95,98
25,03 12,28 25,50 208,21 157,34 101,74
50,17 27,39 45,56 248,14 197,18 101,92
Đường đẳng nhiệt hấp phụ thu được từ việc biểu diễn sự phụ thuộc giá trị qbh (mg/g) vào giá trị Cf (mg/l) theo phương trình Langmuir được biểu diễn ở hình 3.26.
Hình 3.26. Đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir của Fe(III)trên LaMnO3 Kết quả thu được cho thấy, sự hấp phụ Fe(III) bằng LaMnO3 kích thước nanomet được miêu tả phù hợp mô hình hấp phụ đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir với hệ số hồi quy là 99,9%. Dung lượng hấp phụ cực đại đối với Fe(III) là 104,88 mg/g.
2.1.4. Khả năng hấp phụ Mn(II) của LaMnO3
Các thí nghiệm tiến hành tương tự như các phần trên. Thời gian đạt cân bằng hấp phụ được xác định thông qua hình 3.27 và phụ lục 2.
Hình 3.27. Sự phụ thuộc của nồng độ Mn(II) còn lại vào thời gian hấp phụ mangan trên LaMnO3
Thời gian đạt cân bằng hấp phụ Mn(II) của hệ vật liệu LaMnO3 là 60 phút.
Dung lƣợng hấp phụ đối với Mn(II): Các kết quả nghiên cứu hấp phụ Mn(II) trên LaMnO3 được đưa ra trong bảng 3.6.
Bảng 3.6. Dung lượng hấp phụ Mn(II) của LaMnO3
Ci(mg/l) Cf(mg/l) qbh(mg/g) Ci(mg/l) Cf(mg/l) qbh(mg/g)
1,04 0,09 1,90 102,51 59,32 86,38
10,09 4,29 11,6 150,42 102,45 95,94
25,63 10,77 29,7 205,06 157,04 96,04
50,74 24,18 53,12 - - -
Các kết quả được biểu diễn trên đường cong hấp phụ theo phương trình đẳng nhiệt Langmuir được đưa ra trong hình 3.28.
Kết quả thu được cho thấy, sự phù hợp mô hình hấp phụ đẳng nhiệt langmuir với hệ số hồi quy là 99,7%. Dung lượng hấp phụ cực đại đối với Mn(II) là 98,09 mg/g.
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2
0 10 20 30 40 50 60 70 80
Thời gian hấp phụ (phút)
Nồng độ còn lại (mg/l)
r^2=0.99886496 DF Adj r^2=0.99772992 FitStdErr=1.6626585 Fstat=1760.0488 Qmax = 98.09
b = 0.033
0 50 100 150
Nồng độ mangan còn lại Cf (mg/l) 0
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Dung l-ợng hấp phụ q (mg/g)
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Dung l-ợng hấp phụ q (mg/g)
Hình 3.28. Đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir của Mn(II) trên LaMnO3
2.2. Khả năng hấp phụ amoni, asen, sắt và mangan của PrMnO3 2.2.1. Hấp phụ amoni trên PrMnO3
Xác định thời gian đạt cân bằng hấp hấp phụ: Các thí nghiệm được tiến hành với cùng một nồng độ đầu của amoni Ci = 1mg/l. Kết quả thực nghiệm được chỉ ra trên hình 3.29 và phụ lục 2.
Hình 3.29. Sự phụ thuộc nồng độ NH4+
còn lại vào thời gian hấp phụ amoni trên PrMnO3
Từ kết quả trên cho thấy thời gian đạt cân bằng hấp phụ của NH4+
trên PrMnO3 là 90 phút.
Xác định dung lƣợng hấp phụ: Các thí nghiệm được nghiên cứu với nồng độ đầu Ci từ 1mg/l đến 200mg/l. Sau 90 phút khuấy, nồng độ amoni còn lại trong dung dịch được xác định và kết quả được chỉ ra trong bảng 3.7.
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2
0 20 40 60 80 100 120 140
Thời gian phản ứng (phút)
Nồng độ còn lại (mg/l)
Bảng 3.7. Dung lượng hấp phụ NH4
+ của PrMnO3
Ci(mg/l) Cf(mg/l) qbh(mg/g) Ci(mg/l) Cf(mg/l) qbh(mg/g)
1,00 0,37 1,26 50,00 21,88 56,24
5,00 1,46 7,08 100,00 67,45 65,1
10,00 3,01 13,98 150,00 116,81 66,38
25,00 8,02 33,96 200,00 166,7 66,6
Các kết quả này được biểu diễn trên đường cong hấp phụ bằng phương trình đẳng nhiệt Langmuir được đưa ra trong hình 3.30.
Hình 3.30. Đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir của NH4+
trên PrMnO3
Từ hình vẽ cho thấy, sự phù hợp mô hình đẳng nhiệt Langmuir với hệ số hồi quy là 99,92%. Dung lượng hấp phụ cực đại của hệ PrMnO3 với amoni, Qmax là 66,15 mg/g.
2.2.2. Hấp phụ asen trên PrMnO3
Hấp phụ As(III):
Thời gian đạt cân bằng hấp phụ: Các thí nghiệm được tiến hành với nồng độ đầu Ci =1mg/l, Kết quả khảo sát sự phụ thuộc nồng độ amoni sau hấp phụ vào thời gian hấp phụ biểu diễn trên hình 3.31 và phụ lục 2.
Vật liệu PrMnO3 hấp phụ amoni
Đ-ờng đẳng nhiệt hấp phụ q=Qmax.b.Cf/(1+b.Cf)
r^2=0.99921141 DF Adj r^2=0.99889597 FitStdErr=0.85670367 Fstat=7602.5158 Qmax=66.15373
b=0.086254117
0 50 100 150
Nồng độ còn lại Cf (mg/l) 0
10 20 30 40 50 60 70
Dung l-ợng hấp phụ q (mg/g)
0 10 20 30 40 50 60 70
Dung l-ợng hấp phụ q (mg/g)
Hình 3.31. Sự phụ thuộc nồng độ asen còn lại sau hấp phụ vào thời gian hấp phụ asen trên PrMnO3
Kết quả từ hình vẽ cho thấy thời gian đạt cân bằng hấp phụ As(III) trên PrMnO3 là 120 phút.
Dung lƣợng hấp phụ: Dung dịch đầu có nồng độ As(III) từ 1mg/l đến 200mg/l. Kết quả phân tích hàm lượng As(III) và tính toán dung lượng hấp phụ được đưa ra trong bảng 3.8.
Bảng 3.8. Dung lượng hấp phụ As(III) của PrMnO3
Ci(mg/l) Cf(mg/l) qbh(mg/g) Ci(mg/l) Cf(mg/l) qbh(mg/g)
1,00 0,015 1,97 50,00 34,77 30,46
5,00 2,47 5,06 100,00 83,75 32,5
10,00 3,83 12,34 150,00 133,5 33
20,00 9,35 21,3 200,00 183,45 33,1
Đường cong mô tả quá trình hấp phụ được biểu diễn qua phương trình đẳng nhiệt Langmuir và chỉ ra trên hình 3.32.
Từ hình vẽ cho thấy quá trình hấp phụ được mô tả phù hợp với đường đẳng nhiệt Langmuir với hệ số hồi quy 98,07%, giá trị hấp phụ cực đại của vật liệu PrMnO3 đối với As(III), Qmax là 35,41 mg/g.
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200
Thời gian (phút)
Nồng độ còn lại (mg/l)
Hình 3.32. Đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir của As(III) trên PrMnO3
Hấp phụ As(V): Các thí nghiệm được tiến hành với nồng độ As(V) từ 1mg/l đến 200mg/l và thời gian khuấy là 120 phút. Kết quả phân tích và tính toán được đưa ra trong bảng 3.9.
Bảng 3.9. Dung lượng hấp phụ As(V) của PrMnO3
Ci(mg/l) Cf(mg/l) qbh(mg/g) Ci(mg/l) Cf(mg/l) qbh(mg/g)
1,00 0,015 1,97 50,00 34,170 31,66
5,00 2,450 5,1 100,00 82,210 35,58
10,00 3,820 12,36 150,00 131,400 37,2
20,00 9,150 21,7 200,00 181,300 37,4
Đường cong của quá trình hấp phụ As(V) của hệ PrMnO3 được miêu tả bằng phương trình đẳng nhiệt Langmuir, kết quả được chỉ ra trong hình 3.33.
Từ kết quả hình 3.33 cho thấy sự phù hợp của quá trình hấp phụ với đường đẳng nhiệt Langmuir với hệ số hồi quy là 98,77%, và giá trị hấp phụ cực đại Qmax là 39,71 mg/g.
Vật liệu PrMnO3 hấp phụ As (III)
Đ-ờng đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir q=Qmax.b.Cf/(1+b.Cf) r^2=0.98077416 DF Adj r^2=0.97308382 FitStdErr=1.9634311 Fstat=306.07997
Qmax=35.4193 b=0.0037257279
0 50 100 150 200
Nồng độ còn lại Cf (mg/l) 0
5 10 15 20 25 30 35
Dung l-ợng hấp phụ q (mg/g)
0 5 10 15 20 25 30 35
Dung l-ợng hấp phụ q (mg/g)
Hình 3.33. Đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir của As(V) trên PrMnO3 2.2.3. Hấp phụ Fe(III) trên PrMnO3
Thời gian đạt cân bằng hấp phụ: Các thí nghiệm được tiến hành với nồng độ đầu của Fe(III) là 1 mg/l. Nồng độ Fe(III) còn lại trong dung dịch ở các khoảng thời gian khuấy khác nhau được xác định. Kết quả được chỉ ra trong hình 3.34 và phụ lục 2.
Hình 3.34. Sự phụ thuộc nồng độ Fe(III) còn lại vào thời gian hấp phụ sắt trên PrMnO3
Từ hình vẽ cho thấy, thời gian đạt cân bằng hấp phụ Fe(III) trên PrMnO3 là 120phút.
Dung lƣợng hấp phụ: Các thí nghiệm được tiến hành với nồng độ đầu Ci
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2
0 50 100 150 200
Thời gia n phả n ứng (phút)
Nồn độ cò n lạ i (m g/l)
Bảng 3.10. Dung lượng hấp phụ Fe(III) của PrMnO3
Ci(mg/l) Cf(mg/l) qbh(mg/g) Ci(mg/l) Cf(mg/l) qbh(mg/g)
1,00 0,19 1,62 50,00 17,65 64,7
5,00 1,87 6,26 100,00 62,66 74,68
10,00 1,83 16,34 150,00 112,54 74,92
20,00 4,36 31,28 - - -
200,00 162,49 75,02 - - -
Đường cong hấp phụ của quá trình hấp phụ được miêu tả bằng phương trình đẳng nhiệt Langmuir, kết quả được đưa ra trong hình 3. 35.
Hình 3.35. Đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir của Fe(III) trên PrMnO3
Từ hình vẽ cho thấy sự phù hợp của quá trình hấp phụ với đường đẳng nhiệt Langmuir với hệ số hồi quy là 98,9% và giá trị hấp phụ cực đại Qmax là 75,26mg/g.