* Ảnh hưởng của pH, điểm điện tớch khụng (PZC) vật liệu
Ảnh hƣởng của pH
Thớ nghiệm được tiến hành với nồng độ As (III) là 5,04 mg/l; pH thay đổi từ 4,0 đến 8,0. Khối lượng mẫu 0,05 g. Khuấy liờn tục trong 120 phỳt với 100 ml dung dịch chứa asen. Nồng độ asen được ghi lại trờn bảng 3.3.
Số húa bởi Trung tõm Học liệu – Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn
Bảng 3.3. Kết quả hiệu suất hấp phụ As (III) ở giỏ trị pH khỏc nhau
pHi 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 8,0
Cf (mg/l) 1,46 1,42 1,39 1,38 1,35 1,32 1,31 1,36
qi (mg/g) 7,16 7,24 7,30 7,32 7,38 7,44 7,46 7,36
Kết quả trờn cho thấy pH=4ữ8 khụng ảnh hưởng nhiều đến khả năng hấp phụ asen của vật liệu nano oxit La2O3.Tuy nhiờn, pH=6,5 đến 7 khả năng hấp phụ asen của vật liệu là tốt nhất.
Khi nghiờn cứu hấp phụ asen trờn vật liệu oxit [58] bằng phương phỏp FTIR và XPS cơ chế hấp phụ As(III) trờn bề mặt vật liệu được đưa ra:
Theo tỏc giả nguyờn nhõn chớnh đú là cỏc nhúm hidroxyt trờn vật liệu cú vai trũ chủ đạo trong quỏ trỡnh hấp phụ tạo phức bề mặt monodentat.
Điểm điện tớch khụng (PZC) vật liệu
Bảng 3.4. Kết quả cỏc giỏ trị pH sau hấp phụ trờn La2O3
pHi (mg/l) 2 3 4 5 6 7 8 10
pHf (mg/l) 2,21 3,63 4,58 4,75 5,02 5,47 6,21 8,63
∆pHi -0,21 -0,63 -0,58 0,25 0,98 1,53 1,79 1,37
Từ kết quả trờn, lập đồ thị sự phụ thuộc ∆pH =pHi –pHf vào pHi cắt trục hoành tại điểm ∆pH = 0, hoành độ chớnh là giỏ trị pH tại điểm điện tớch khụng của vật liệu. Kết quả thực nghiệm được biểu diễn trờn hỡnh 3.13.
Số húa bởi Trung tõm Học liệu – Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn -1 -0,5 0 0,5 1 1,5 2 0 2 4 6 8 10 12 ∆pHi pHi Hỡnh 3.13. Đồ thị sự phụ thuộc của pHi và ∆pH Trờn hỡnh vẽ cho thấy, giỏ trị pHPZC của vật liệu La2O3 ≈ 4,7.
* Ảnh hưởng của nhiệt độ
Thớ nghiệm được tiến hành với nồng độ As (III) là 5,04 mg/l; khoảng nhiệt độ khảo sỏt từ 10 đến 40o
C. Khối lượng mẫu 0,05 g. Khuấy liờn tục trong 120 phỳt với 100 ml dung dịch chứa asen. Kết quả nghiờn cứu được ghi lại ở bảng 3.5.
Bảng 3.5. Kết quả hiệu suất hấp phụ As (III) ở nhiệt độ khỏc nhau
T(oC) 10 20 30 40 Ci (mg/l) 5,04 5,04 5,04 5,04 Cf (mg/l) 1,25 1,41 1,57 1,71 qi (mg/g) 7,58 7,26 6,94 6,66 Từ kết quả bảng trờn, sử dụng phương trỡnh: lnKđ = + , K =
Trong đú: ∆H, ∆S là biến thiờn entanpi và entropi trong quỏ trỡnh hấp phụ. T: nhiệt độ Kenvin (oK). R: hằng số khớ (R=8,314 J/mol.K).
Số húa bởi Trung tõm Học liệu – Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn
Hỡnh 3.14. Sự phụ thuộc LnKđ vào 10-3.1/T.
Nhiệt hấp phụ của La2O3 Qhp=∆H, từ hỡnh 3.14 tớnh được nhiệt hấp phụ trong quỏ trỡnh khảo sỏt Qhp= -26,6 kj/mol. Kết quả này cho thấy sự hấp phụ As(III) cú bản chất hoỏ học.
* Ảnh hưởng của ion Fe3+, Mn2+, Cl-, NH4
+
, SO4 2-
, HCO3
-
• Ảnh hưởng của cation
Thớ nghiệm được tiến hành với nồng độ asen là 5 mg/l, nồng độ cỏc cation được thay đổi từ 0mg/l đến 10mg/l. Khối lượng mẫu 0,05g. Thời gian hấp phụ 120 phỳt. Kết quả được chỉ ra ở bảng 3.6.
Bảng 3.6. Kết quả ảnh hưởng của cation đến hiệu suất hấp phụ asen
[Mn+] (mg/l) Nồng độ As cuối Cf (mg/l) H% Fe3+ Mn2+ NH4 + Fe3+ Mn2+ NH4 + 0 1,32 1,31 1,31 73,6 73,8 73,8 5 1,27 1,33 2,05 74,6 73,4 59 7,5 1,18 1,38 2,49 76,4 72,4 50,2 10 1,04 1,47 2,61 79,2 69,4 47,8
Số húa bởi Trung tõm Học liệu – Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn
Khi thay đổi nồng độ của cỏc cation từ 0 đến 10mg/l thỡ hiệu suất hấp phụ asen thay đổi. Sự cú mặt của ion Fe3+
làm tăng hiệu suất hấp phụ asen do cú sự cộng kết giữa ion Fe3+
với As(III) trờn bề mặt vật liệu làm tăng khả năng hấp phụ.
• Ảnh hưởng của anion
Thớ nghiệm được tiến hành với nồng độ asen là 5 mg/l, nồng độ cỏc anion được thay đổi từ 0 mg/l đến 250 mg/l. Khối lượng mẫu 0,05g. Thời gian hấp phụ 120 phỳt. Kết quả được chỉ ra ở bảng 3.7.
Bảng 3.7. Ảnh hưởng của anion đến hiệu suất hấp phụ asen
[anion] (mg/l)
Nồng độ As cuối Cf (mg/l) H%
Cl- SO42- HCO3- Cl- SO42- HCO3-
0 1,31 1,31 1,31 73,8 73,8 73,8
50 1,35 1,37 1,42 73 72,6 71,6
100 1,41 1,44 1,46 71,8 71,2 70,8
200 1,48 1,51 1,54 70,4 69,8 69,2
250 1,55 1,57 1,59 69 68,6 68,2
Khi thay đổi nồng độ của cỏc anion từ 0 đến 250mg/l thỡ hiệu suất hấp phụ asen cú sự thay đổi khụng đỏng kể do cú sự hấp phụ cạnh tranh của cỏc anion cú trong dung dịch.