Phần này, khảo sát ảnh hưởng của thời gian hấp phụở cả pH = 2 và pH = 5. Một mặt để khảo sát khả năng tan của hydrotalcite, mặt khác để khảo sát thời gian hấp phụ đạt cân bằng.
Bảng 3-6: Dung lượng hấp phụ của mẫu TG10’ theo thời gian ở pH = 2
Thời gian pH pH sau m cân C0 (mg/L) C1 (mg/L) Q (mg/g)
5 2 4.38 0.0509 241.4 66.0 172.1 15 2 4.63 0.0515 241.4 28.9 206.4 30 2 4.95 0.0500 241.4 25.4 216.0 60 2 5.56 0.0504 241.4 46.7 193.2 90 2 5.87 0.0505 241.4 65.9 173.8 120 2 6.16 0.0500 241.4 69.0 172.2 150 2 6.52 0.0507 241.4 78.6 160.6
Kết quả khảo sát ở pH = 2 cho thấy, dung lượng hấp phụ tăng dần theo thời gian
đến 30 phút, nhưng sau đó dung lượng hấp phụ lại giảm, mà không hề đạt được một cân bằng hấp phụ theo thời gian. Đây là một kết quả hoàn toàn khác so với các nghiên cứu trước đây vềảnh hưởng của thời gian đến dung lượng hấp phụ.
Nguyên nhân của hiện tượng này là do hydrotalcite bị tan ra trong quá trình hấp phụ. Bởi vì, khi theo dõi pH kết thúc của quá trình hấp phụ ở pH = 2 theo thời gian (hình 3-9) ta thấy pH tăng dần, điều tương tự không được thấy ở trường hợp khảo sát ở
pH = 5 (hình 3-11). Nguyên nhân là do ion H+ trong dung dịch bị trung hòa bởi ion OH- trong hydrotalcite, làm cho hydrotalcite bị phá hủy dần dần.
Quan sát hình 3-8 cho thấy, trên đường cong của dung lượng hấp phụ theo thời gian có một điểm cực trị ở khoảng 30 phút. Độ dốc ở 2 phía của cực trị này không giống nhau, phía trước 30 phút dốc hơn phía sau. Điều này cho thấy đã có 2 quá trình ngược nhau song song diễn ra, và vận tốc của mỗi quá trình tại mỗi giai đoạn là khác nhau. Cụ thể là quá trình hấp phụ thuốc nhuộm của hydrotalcite, quá trình này làm giảm lượng thuốc nhuộm trong dung dịch và phụ thuộc vào số tâm tích điện dương trên bề mặt. Quá trình còn lại là sự tan của hydrotalcite trong môi trường acid, quá trình này làm lượng thuốc nhuộm trong dung dịch tăng.
Trong giai đoạn đầu (trước 30 phút), do mật độ tâm tích điện dương trên bề mặt của hydrotalcite là rất lớn, nên tốc độ hấp phụ lớn hơn tốc độ tan hydrotalcite, nên dung lượng hấp phụ trong giai đoạn này tăng và khá dốc. Nhưng khi đã đạt bão hòa, tốc độ hấp phụ giảm, và do đó tốc độ tan của hydrotalcite chiếm ưu thế, và do tốc độ
này không lớn nên dung lượng hấp phụ chỉ giảm từ từ theo thời gian.
Hình 3-9: Biến thiên pH sau trong quá trình hấp phụở pH = 2. Bảng 3-7: Dung lượng hấp phụ của mẫu TG10’ theo thời gian ở pH = 5
Thời gian pH pH sau m cân C0 (mg/L) C1 (mg/L) Q (mg/g)
5 5 8.63 0.051 252.8 187.8 63.6 15 5 9.01 0.051 252.8 172.8 78.4 30 5 8.6 0.053 252.8 164.1 83.6 60 5 8.5 0.053 252.8 158.2 89.2 90 5 9.18 0.051 252.8 163.2 87.8 120 5 8.76 0.050 252.8 163.0 89.8 150 5 8.61 0.052 252.8 162.5 86.8
Hình 3-10: Biểu đồ ảnh hưởng của thời gian đến dung lượng hấp phụở pH = 5 Khi khảo sát thời gian hấp phụở pH = 5 thì không thấy trường hợp tương tự như
trên, nguyên nhân là ở pH này không có hiện tượng tan ra của hydrotalcite. Ở trường hợp này ta thấy cân bằng hấp phụđạt được sau 60 phút, nhưng dung lượng hấp phụ cực
đại cũng không bằng trường hợp ở pH = 2.