7. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
2.4. Khảo sát khả năng hấp phụ phốtpho của vật liệu bentonit biến tính
Thí nghiệm hấp phụ phốtpho trên vật liệu bentonit biến tính được tiến hành dựa trên kỹ thuật bể. Các dung dịch phốtphat thu được bằng cách hòa tan kaliđihydro phốtphat (KH2PO4) trong nước cất. pH của dung dịch được điều chỉnh bằng HCl 1M (hoặc NaOH 1M).
2.4.1. Ảnh hưởng của thời gian
Đối với những thí nghiệm cân bằng hấp phụ, một lượng chất hấp phụ được thêm vào một bình hình nón chứa 100 ml dung dịch phốtphat (tính theo P) ở nồng độ phốtphat là 10 mgP/l (B40-La, B90-La), 15 mgP/l (BAlLa) và 20 mgP/l (BAlFe). Lượng chất hấp phụ 1g/lít, pH = 6, nhiệt độ 250C, tốc độ lắc 170 vòng/phút. Tiến hành lấy mẫu sau các khoảng thời gian trong vòng 8 giờ và đem phân tích nồng độ phốtpho còn lại trong dung dịch.
2.4.2. Ảnh hưởng của pH
Để đánh giá ảnh hưởng của pH trên hấp phụ phốtphat, thí nghiệm đã được thực hiện ở pH ban đầu khác nhau, khoảng từ 3 - 11. Nồng độ phốtphat ban đầu là 10 mgP/l (B40-La, B90-La), 15 mgP/l (BAlLa) và 20 mgP/l (BAlFe), 1 gam chất hấp phụ/lít dung dịch được sử dụng. Huyền phù được khuấy khoảng 8 giờ ở 25 ± 0,5oC. Sau khi khuấy, huyền phù được ly tâm với tốc độ 5000 vòng/phút trong 15 phút, sản phẩm nước lọc được đem phân tích nồng độ P còn lại trong dung dịch. Số lượng ion phốtphat hấp phụ được tính toán từ sự khác nhau giữa các nồng độ trên.
2.4.3. Nghiên cứu đường đẳng nhiệt hấp phụ
Để xác định ảnh hưởng của nhiệt độ trên khả năng hấp phụ, đường đẳng nhiệt được thiết lập ở 25, 30 và 35oC. Một lượng chất hấp phụ được thêm vào một bình hình nón chứa 100 ml dung dịch phốtphat (tính theo P) ở nồng độ ban đầu khác nhau. Các dung dịch phốtphat thu được bằng cách hòa tan kaliđihydro phosphate (KH2PO4) trong nước cất. pH của dung dịch được điều chỉnh bằng HCl 1M (hoặc NaOH 1M). Các bình được đậy kín sau đó đã được đặt trong một bể lắc ở nhiệt độ khác nhau (± 0,5◦C) trong thời gian được xác định ở mục 2.4.3, với tốc độ 170 vòng/phút. Sau hấp phụ, huyền phù được lọc bằng cách bằng giấy lọc (0,45
μm) và nước lọc được đem phân tích nồng độ phốtphat. Dung lượng hấp phụ cân bằng đã được tính toán theo phương trình: Qe = V(C0-Ce)/m, trong đó Qe là dung lượng hấp phụ (mgP/g), V là thể tích dung dịch hấp phụ (ml), C0 là nồng độ ban đầu của phốtphat (mgP/L), Ce là nồng độ cân bằng (mgP/L), và m là khối lượng chất hấp phụ (g).
2.4.4. Nghiên cứu động học
Thí nghiệm hấp phụ cho việc nghiên cứu động học đã được tiến hành như sau: 0,1 g mỗi chất hấp phụ được cho vào trong 100 ml dung dịch phốtphat chứa 10 mgP/l (B40-La, B90-La), 15 mgP/l (BAlLa) và 20 mgP/l (BalFe). Các dung dịch được điều chỉnh pH phù hợp, các bình được đậy kín sau được đặt trong bể lắc ở 25 ± 0,5oC, lắc với tốc độ 170 vòng/phút cho các khoảng thời gian khác nhau. Các bình được lấy ra vào các thời gian khác nhau để phân tích nồng độ phốtphat còn lại. Tốc độ hấp phụ phốtphat được xác định từ lượng phốtphat hấp phụ vào các thời gian khác nhau.
2.4.5. Nghiên cứu nhiệt động học
Nhiệt động học hấp phụ phốtphat trên bentonit biến tính được thực hiện trong khoảng nhiệt độ 298 đến 308 K. Khi sử dụng 0,1 gam bentonit biến tính thêm vào 100 ml dung dịch phốtphat ở pH 6, hỗn hợp được tiến hành trong 6 giờ. Mẫu nước lọc được phân tích hàm lượng phốtpho còn lại.
2.4.6. Nghiên cứu cơ chế hấp phụ
Nghiên cứu cơ chế hấp phụ được tiến hành trong dung dịch dung dịch phốtphat có nồng độ khác nhau với pH = 5. 0,1 gam bentonit biến được thêm vào dung dịch phốtphat, tiến hành phản ứng ở 25oC (±0,5oC) trong thời gian 6 giờ. Sau khi phản ứng, tiến hành đo pH của dung dịch nước lọc.